Как сделать карманный радиоприемник схема
Простой FM-приемник своими руками
Простой FM-приемник на двух транзисторах и одной микросхеме.
Что такое FM-приемник? Радиоприемник — это электронное устройство, которое принимает радиоволны и преобразует информацию, переносимую ими, в полезную для восприятия человеком. Приемник использует электронные фильтры, чтобы отделить нужный сигнал радиочастоты от всех других сигналов, улавливаемых антенной, электронный усилитель для увеличения мощности сигнала для дальнейшей обработки, и, наконец, восстанавливает нужной информации посредством демодуляции.
Из радиоволн, FM является наиболее популярным. Частотная модуляция широко используется для FM-радиовещания. Преимущество частотной модуляции заключается в том, что она имеет большее отношение сигнал/шум и, следовательно, излучает радиочастотные помехи лучше, чем сигнал амплитудной модуляции равной мощности (AM). Звук из радиоприёмника мы слышим чище и насыщенней.
Частотные диапазоны FM
УКВ (УльтраКороткоВолновый) диапазон с ЧМ (Частотная Модуляция) по английски FM (Frequency Modulation) имеет длину от 10 м до 0,1 мм — это соответствует частотам от 30 МГц до 3000 ГГц.
Для приема вещательных радиостанций актуален сравнительно небольшой участок:
УКВ 64 — 75 МГц. Это наш советский диапазон. На нем много УКВ станций, но только в нашей стране.
Японский диапазон от 76 до 90МГц. В этом диапазоне ведется вещание в стране восходящего солнца.
FM — 88 — 108МГц. — это западный вариант. Большинство ныне продаваемых приемников обязательно работает именно в этом диапазоне. Часто сейчас приёмники принимают и наш совковый диапазон, и западный.
УКВ радиопередатчик имеет широкий канал — 200 кГц. Максимальная звуковая частота, передаваемая в FM, составляет 15 кГц по сравнению с 4,5 кГц в AM. Это позволяет передавать намного более широкий диапазон частот. Таким образом качество передачи FM значительно выше, чем АМ.
Теперь о приёмнике. Ниже представлена схема электроники для приемника FM вместе с его описанием работы.
Список компонентов
Описание схемы FM приемника
Ниже, представлена схема простого FM-приемника. Минимум компонентов для приема местной FM станции.
Транзисторы (Т1,2), вместе с резистором 10к (R1), катушкой L, переменным конденсатором (VC)22pF составляют ВЧ генератор (Colpitts oscillator).
Резонансная частота этого генератора устанавливается триммером VC на частоту передающей станции, которую мы хотим принять. То есть, он должен быть настроен между 88 и 108 МГц FM диапазона.
Информационный сигнал, снимаемый с коллектора Т2 поступает на усилитель НЧ на LM386 через разделительный конденсатор (С1) 220nF и регулятор громкости VR на 22 кОма.
FM приемник принципиальная электрическая схема
Принципиальная электрическая схема FM приемника
Перестройка на другую станцию осуществляется изменением ёмкости переменного конденсатора 22 пФ. Если Вы используете какой-либо другой конденсатор, который имеет большую ёмкость, то попробуйте уменьшить количество витков катушки L чтобы настроиться на диапазон FM (88-108 МГц).
Катушка L имеет четыре витка эмалированного медного провода, диаметром 0,7 мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 4 мм. Её можно намотать на любом цилиндрическом предмете (карандаш или ручка с диаметром 4 мм).
Если Вы хотите принимать сигнал станций УКВ диапазона (64-75 МГц), то нужно намотать 6 витков катушки или увеличить ёмкость переменного конденсатора.
Когда необходимое количество витков намотаете, катушка снимается с цилиндра и немного растягивается так, чтобы витки не касались друг друга.
Микросхема LM386 представляет собой НЧ аудио усилитель мощности. Он обеспечивает от 1 до 2 Вт, чего достаточно для любого малогабаритного динамика.
Антенна
Антенна используется, чтобы поймать высокочастотную волну. В качестве антенны Вы можете использовать телескопическую антенну любого неиспользуемого устройства. Хороший прием можно также получить с куска изолированной медной проволоки длинной около 60 см. Оптимальную длину медной проволоки можно найти экспериментально.
Простая схема радиоприемника: описание. Старые радиоприемники
Почему лучше начинать с простых схем?
Если вам понятна простая схема радиоприёмника, то можете быть уверены, что большая часть пути достижения успеха в сфере сборки и эксплуатации уже осилена. В этой статье мы разберём несколько схем таких приборов, историю их возникновения и основные характеристики: частоту, диапазон и т. д.
Историческая справка
7 мая 1895 года считается днём рождения радиоприёмника. В этот день российский учёный А. С. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Русского физико-химического общества.
В 1899 году была построена первая линия радиосвязи длиной 45 км между островом Гогланд и городом Котка. Во время Первой мировой войны получили распространение приёмник прямого усиления и электронные лампы. Во время военных действий наличие радио оказалось стратегически необходимым.
В 1918 году одновременно во Франции, Германии и США учёными Л. Левви, Л. Шоттки и Э. Армстронгом был разработан метод супергетеродинного приёма, но из-за слабых электронных ламп широкое распространение этот принцип получил только в 1930-х годах.
Транзисторные устройства появились и развивались в 50-х и 60-х годах. Первый широко используемый радиоприёмник на четырёх транзисторах Regency TR-1 был создан немецким физиком Гербертом Матаре при поддержке промышленника Якоба Михаэля. Он поступил в продажу в США в 1954 году. Все старые радиоприёмники работали на транзисторах.
В 70-х начинается изучение и внедрение интегральных микросхем. Сейчас приёмники развиваются с помощью большой интеграции узлов и цифровой обработки сигналов.
Характеристики приборов
Как старые радиоприёмники, так и современные обладают определёнными характеристиками:
Эти характеристики не меняются в новых поколениях приёмников и определяют их работоспособность и удобство эксплуатации.
Принцип работы радиоприёмников
В самом общем виде радиоприёмники СССР работали по следующей схеме:
По схожему принципу появляется изображение на телевизоре, передаются цифровые данные, работает радиоуправляемая техника (детские вертолёты, машинки).
Первый приёмник был больше похож на стеклянную трубку с двумя электродами и опилками внутри. Работа осуществлялась по принципу действия зарядов на металлический порошок. Приёмник обладал огромным по современным меркам сопротивлением (до 1000 Ом) из-за того, что опилки плохо контактировали между собой, и часть заряда проскакивала в воздушное пространство, где рассеивалась. Со временем эти опилки были заменены колебательным контуром и транзисторами для сохранения и передачи энергии.
В зависимости от индивидуальной схемы приёмника сигнал в нём может проходить дополнительную фильтрацию по амплитуде и частоте, усиление, оцифровку для дальнейшей программной обработки и т. д. Простая схема радиоприёмника предусматривает единичную обработку сигнала.
Терминология
Колебательным контуром в простейшем виде называются катушка и конденсатор, замкнутые в цепь. С помощью них из всех поступающих сигналов можно выделить нужный за счёт собственной частоты колебаний контура. Радиоприемники СССР, как, впрочем, и современные устройства, основаны на этом сегменте. Как все это функционирует?
Как правило, питание радиоприёмников происходит за счёт батареек, количество которых варьируется от 1 до 9. Для транзисторных аппаратов широко используются батареи 7Д-0.1 и типа «Крона» напряжением до 9 В. Чем больше батареек требует простая схема радиоприёмника, тем дольше он будет работать.
По частоте принимаемых сигналов устройства делятся на следующие типы:
При использовании КВ, СВ и ДВ радиовещание можно вести, находясь далеко от станции. УКВ-диапазон принимает сигналы более специфично, но если станция поддерживает только его, то слушать на других частотах не получится. В приёмник можно внедрить плейер для прослушивания музыки, проектор для отображения на удалённые поверхности, часы и будильник. Описание схемы радиоприёмника с подобными дополнениями усложнится.
Внедрение в радиоприёмники микросхемы позволило значительно увеличить радиус приёма и частоту сигналов. Их главное преимущество в сравнительно малом потреблении энергии и маленьком размере, что удобно для переноса. Микросхема содержит все необходимые параметры для понижения дискретизации сигнала и удобства чтения выходных данных. Цифровая обработка сигнала доминирует в современных устройствах. Радиоприёмники СССР были предназначены только для передачи аудиосигнала, лишь в последние десятилетия устройство приёмников развилось и усложнилось.
Схемы простейших приёмников
Схема простейшего радиоприёмника для сборки дома была разработана ещё во времена СССР. Тогда, как и сейчас, устройства разделялись на детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, супергетеродинного типа, рефлексные, регенеративные и сверхрегенеративные. Наиболее простыми в восприятии и сборке считаются детекторные приёмники, с которых, можно считать, началось развитие радио в начале 20-ог века. Наиболее сложными в построении стали устройства на микросхемах и нескольких транзисторах. Однако если вы разберетесь в одной схеме, другие уже не будут представлять проблемы.
Простой детекторный приёмник
Схема простейшего радиоприёмника содержит в себе две детали: германиевый диод (подойдут Д8 и Д9) и главный телефон с высоким сопротивлением (ТОН1 или ТОН2). Так как в цепи не присутствует колебательный контур, ловить сигналы определённой радиостанции, транслирующиеся в данной местности, он не сможет, но со своей основной задачей справиться.
Для работы понадобится хорошая антенна, которую можно закинуть на дерево, и провод заземления. Для верности его достаточно присоединить к массивному металлическому обломку (например, к ведру) и закопать на несколько сантиметров в землю.
Вариант с колебательным контуром
В прошлую схему для внедрения избирательности можно добавить катушку индуктивности и конденсатор, создав колебательный контур. Теперь при желании можно поймать сигнал конкретной радиостанции и даже усилить его.
Ламповый регенеративный коротковолновой приёмник
Радиоприёмник прямого усиления на двух транзисторах
Подобная простая схема радиоприёмника рассчитана на распознавание мощных сигналов от недалёких станций.
Сверхгенеративное устройство на FM-диапазоны
FM-приёмник, собранный по модели Е. Солодовникова, несложен в сборке, но обладает высокой чувствительностью (до 1 мкВ). Такие устройства используют для высокочастотных сигналов (более 1МГЦ) с амплитудной модуляцией. Благодаря сильной положительной обратной связи коэффициент усиления каскада возрастает до бесконечности, и схема переходит в режим генерации. По этой причине происходит самовозбуждение. Чтобы его избежать и использовать приёмник как высокочастотный усилитель, установите уровень коэффициента и, когда дойдет до этого значения, резко снизьте до минимума. Для постоянного мониторинга усиления можно использовать генератор пилообразных импульсов, а можно сделать проще.
На практике нередко в качестве генератора выступает сам усилитель. С помощью фильтров (R6C7), выделяющих сигналы низких частот, ограничивается проход ультразвуковых колебаний на вход последующего каскада УНЧ. Для FM-сигналов 100-108 МГц катушка L1 преобразуется в полувиток с сечением 30 мм и линейной частью 20 мм при диаметре провода 1 мм. А катушка L2 содержит 2-3 витка диаметром 15 мм и провод с сечением 0,7 мм внутри полувитка. Возможно усиление приёмника для сигналов от 87,5 МГц.
Устройство на микросхеме
КВ-радиоприёмник, схема которого была разработана в 70-е годы, сейчас считают прототипом Интернета. Коротковолновые сигналы (3-30 МГц) путешествуют на огромные расстояния. Нетрудно настроить приёмник для прослушивания трансляции в другой стране. За это прототип получил название мирового радио.
Простой КВ-приёмник
Современные радиоприёмники
Современные аппараты очень похожи на радиоприёмники СССР: они используют ту же антенну, на которой возникают слабые электромагнитные колебания. В антенне появляются высокочастотные колебания от разных радиостанций. Они не используются непосредственно для передачи сигнала, но осуществляют работу последующей цепи. Сейчас такой эффект достигается с помощью полупроводниковых приборов.
Широкое развитие приёмники получили в середине 20-го века и с тех пор непрерывно улучшаются, несмотря на замену их мобильными телефонами, планшетами и телевизорами.
Общее устройство радиоприёмников со времён Попова изменилось незначительно. Можно сказать, что схемы сильно усложнились, добавились микросхемы и транзисторы, стало возможным принимать не только аудиосигнал, но и встраивать проектор. Так приёмники эволюционировали в телевизоры. Сейчас при желании в аппарат можно встроить всё, что душе угодно.
Как собрать детекторный приемник своими руками?
Сегодня слушать радио можно через сотовый телефон или другую электронную аппаратуру, но вдали от цивилизации люди по-прежнему предпочитают ловить радиовещание самостоятельно сконструированными простейшими радиоприемниками. Кто-то делает это из интереса к процессу, кто-то из-за возможности попробовать себя, а кто-то из необходимости создает детекторный приемник из того, что есть под рукой.
Стоит отметить, что простейшие детекторные радиоприемники не способны ловить волны FM-диапазаона. А для создания самого устройства потребуется тщательный подбор деталей и комплектующих. Сам приемник довольно требователен к конструкции антенны, устройству заземления, все потому, что работают такие приемники без источников питания, исключительно на собственном электромагнитном поле.
Это можно считать одновременно и преимуществом подобных приемников, и их недостатком. Такой приемник способен работать вечно, по крайней мере, до тех пор, пока будет идти радиовещание. С другой стороны такие приемники отличаются низкой чувствительностью, поэтому могут принимать только самые мощные сигналы.
Конструкция антенны
Антенна в детекторном радиоприемнике выполняет функцию источника питания. Поэтому к ее конструкции предъявляются повышенные требования. Логично, что и сам радиоприемник в таком случае может выступать в качестве источника питания, но стоит понимать, что напряжение на выходе будет довольно низкое. Поэтому антенну лучше не использоваться в качестве источника питания дополнительных устройств. Она прежде всего должна обеспечивать стабильную работу самого радиоприемника.
Существует несколько типов антенн, наиболее популярной считается антенна типа «длинный луч». Для создания подобной антенны на высоте от 3 метров подвешивается провод длинной не меньше 10 метров. Лучше, если это будет медный провод, покрытый изоляционной лаковой оболочкой, толщиной проволока должна быть от 1 мм.
Края проволоки должны быть качественно заизолированы, иначе вся энергия будет уходить в землю. Изолировать лучше всего с использование керамических элементов. От одного из краев антенны провод снижения припаивается к полотну на расстояние в 30-50 см от его конца.
Подробности
Заземление для детекторного приемника
Если планируете заземляться через батареи или водопроводные трубы, то стоит предварительно стереть с них слой декоративного покрытия, который будет мешать эффективной работе.
В качестве заземления может выступать и простой отрезок трубы или арматуры до метра в длину, забитый в землю. Аналогичным эффектом будет обладать железная плита, закопанная в землю на глубину от полуметра, при этом, чем больше металлической поверхности, тем лучше. В целом, для заземления можно использовать любой металлический предмет, закопанный или надежно закрепленный в земле.
ВАЖНО: в жаркую погоду необходимо дополнительно смачивать водой место, где расположен штырь заземления, так контакт металла с землей будет более надежным.
Создание колебательного контура
После того, как вы соорудили антенну и организовали заземление для устройства можно переходить к созданию самого приемника. Первое, что необходимо создать – это колебательный контур. Он представляет собой катушку индуктивности и конденсатор, которые подключены параллельным соединением. Эти элементы помогают настроить приемник в резонанс с антенной. При этом важно, чтобы конденсатор был переменным. Для этого можно использовать воздушный или бумажный диэлектрики. На катушку наматывается тот же тип провода, который использовался при создании антенны. Намотать придется как минимум 100 витков при оправке с диаметров в 3-5 см. Для того, чтобы расширить диапазон принимаемых частот необходимо делать отводы после каждого 25 витка. Наматывать провод необходимо виток к витку, при этом следить за тем, чтобы напряжение провода было достаточным. Для надежной фиксации проволоки на катушке сверху ее можно покрыть эпоксидной смолой.
Сборка устройства
Детекторный приемник состоит из:
Собрать все эти элементы не сложно, можно обойтись даже без пайки. Достаточно воспользоваться самой простой схемой сборки детекторного приемника.
Сборка дополнительного усилителя для низких частот
Предыдущие шаги дали нам возможность собрать простейший усилитель, которые позволяет слушать радио только с использованием наушников. Для того, чтобы детекторный приемник начал вещать через громкоговоритель, необходимо его усовершенствовать. Можно установить дополнительный разъем 3.5 мм и подключить через штекер колонки. Но, если колонки отсутствуют, то можно соорудить небольшой усилитель, работающий на микросхеме. Можно выбрать усиленные сборки TDA2003, 2005, важно, чтобы у них было однополярное питание.
ВАЖНО: такие усилители очень сильно нагреваются, поэтому необходимо использовать дополнительные радиаторы охлаждения.
Дополнительно стоит установить и усилитель высокой частоты, он поможет увеличить амплитуду сигнала без потери его формы. Изготовить его можно так же как и усилитель низких частот на одном транзисторе. Стоит отдать предпочтение полевым транзисторам.
Установка блока питания
В качестве источника питания могут выступать батарейки, сеть, солнечная батарея, или готовый блок питания от любого бытового прибора, например DLS –модема или телевизионного усилителя антенны. От телефонных зарядок в качестве аккумулятора стоит отказаться, так как они работают импульсно.
Надеюсь, что эта статья поможет вам осуществить детскую или уже не детскую мечту, и собрать своими руками радиоприемник. Тем более, что это от вас не потребуется каких-то дефицитных деталей, организации рабочего места, да и сами детали конструкции в любой момент могут быть усовершенствованы и заменены на более подходящие.