Witam
Jako iż co jakiś czas przewija się temat przestrojenia radioodbiorników na pasmo CCIR to postanowiłem zawrzeć spory fragment wiedzy na ten temat w jednym artykule. Chodzi tu zwłaszcza o nowe narzędzia mające zastosowanie w owym procesie.
Problemem jest także dosyć "przestarzała" wiedza zawarta na forum czy nieświadomość użytkowników na temat wspomnianych nowych narzędzi.
Wiedza może być też użyta do dostrajania odbiorników niewymagających przestrojenia a jedynie korekcji częstotliwości np. w wyniku zmiany tranzystorów/lamp, rdzeni cewek, starzenia się elementów.
Mimo iż już nieużywane(a na pewno nie do obioru stacji telewizyjnych) to możemy tymi metodami stroić także analogowe głowice telewizyjne.
To może zacznijmy od podstaw aby lepiej zrozumieć jak działa radio które chcemy przestrajać.
Podstawowym typem radioodbiornika jest odbiornik superheterodynowy.
Aby zrozumieć jak przebiega proces przestrajania/strojenia trzeba poznać zasadę działania takiego radioodbiornika.
Od wejścia mamy antenę która zbiera sygnały radiowe.
Następnie sygnał trafia na wzmacniacz w.cz (wysokiej częstotliwości). Jest on odpowiedzialny za wzmacnianie sygnału oraz pozbywanie się sygnału o częstotliwości innej niż odbierana. Wraz ze zmianami częstotliwości fali odbieranej zmienia się zakres "przepuszczanej" częstotliwości.
Heterodyna to zwykły generator sygnału sinusoidalnego o odpowiedniej częstotliwości. Od jego częstotliwości zależy jaką częstotliwość obieramy.
Sygnał ze wzmacniacza oraz heterodyny trafia na mieszacz. Tu odbywa się "magia" odbiornika superheterodynowego. Sygnał odbierany miesza się z sygnałem z generatora lokalnego (zwanego heterodyną) tworząc sygnał pośredniej częstotliwości.
W wyniku mieszania tworzy się sygnał o innej częstotliwości który zmienia się w identyczny sposób jak sygnał oryginalny. Jeśli sygnał oryginalny zmieniał amplitudę (modulacja amplitudy AM) to sygnał na wyjściu mieszacza również będzie zmieniał amplitudę, jeśli zmieniał częstotliwość (modulacja częstotliwości FM) to sygnał na wyjściu mieszacza będzie zmieniał częstotliwość.
Idea pośredniej częstotliwości zakłada iż sygnał nad którym będziemy potem operować będzie jednakowej częstotliwości (w pewnym zakresie bowiem musi być miejsce na dewiację w modulacji FM) niezależnie od częstotliwości odbieranej fali.
Tak więc o ile na wyjściu pojawią się sygnały będące zbitką produktów mieszania się sygnału heterodyny z wieloma różnymi częstotliwościami to interesuje nas tylko ta jedna częstotliwość czyli częstotliwość pośrednia.
Dla odbiorników pracujących w paśmie UKF wartością najczęściej spotykaną jest 10.7MHz. W przypadku głowic telewizyjnych można spotkać 38MHz(wizja) czy 31.5MHz (fonia). Dla odbiorników AM na falach średnich zwykle jest to 465kHz lub 455kHz.
W wyniku mieszania sygnału heterodyny powstają nam różnice oraz sumy sygnałów wejściowych. Tak więc jeśli nasz generator lokalny daje nam częstotliwość 110.7MHz a na innym wejściu pojawi się sygnał 100MHz to produktami procesu mieszania będą sygnały o częstotliwości 10.7MHz, 210.7MHz oraz sumy i różnice kolejnych wielokrotności częstotliwości wejściowych (są to sygnały znacznie słabsze niż podstawowe). Jednak w odbiorniku superheterodynowym interesuje nas różnica między sygnałami (wyjątkami są mieszacze w układach typu upconverter gdzie chodzi nam o przeniesienie sygnału na wyższą częstotliwość).
Pojawia się tu jednak drobna pułapka. Dla mieszacza nie ma znaczenia który sygnał pochodzi z generatora lokalnego a który ze wzmacniacza w.cz.
Załóżmy iż nasza heterodyna pracuje na częstotliwości 98.2MHz.
Na wyjściu mieszacza pojawi się 10.7MHz jeśli na wejściu pojawi się 87.5MHz ale stanie się to również dla częstotliwości 108.9MHz.
Owa niepożądana częstotliwość jest nazywana "częstotliwością lustrzaną" gdyż różnica między nią a częstotliwością heterodyny jest identyczna jak różnica częstotliwości który chcemy odbierać.
Widać na tym przykładzie także dlaczego wybór częstotliwości pośredniej jest istotny. Obieramy najniższą częstotliwość UKF-u 87.5MHz a nasza częstotliwość lustrzana wypada poza zakresem UKF (który kończy się na 108MHz).
Oprócz doboru częstotliwości pośredniej dodatkową barierą jest wzmacniacz w.cz który osłabia nam sygnał częstotliwości lustrzanej.
Ostatnim istotnym z punktu widzenia strojenia/przestrajania blokiem jest wzmacniacz p.cz. To on jest odpowiedzialny za wycinanie z gąszczu sygnałów pochodzących z mieszacza tej jednej interesującej nas częstotliwości ale również wzmacnia sygnał aby przetwarzanie sygnału było łatwiejsze na dalszym etapie.
Zależnie od producenta, lat produkcji oraz ceny możemy tu spotkać filtry LC, filtry ceramiczne czy kompletne układy scalone z oscylatorami kwarcowymi. Te pierwsze również podlegają strojeniu. Filtry ceramiczne i oscylatory kwarcowe strojeniu nie podlegają. Za wzmacnianie są odpowiedzialne tranzystory/lampy bądź wspomniane wyspecjalizowane układy scalone.
No to skoro przebrnęliśmy przez całą teorię działania to czas na omówienie problemu zasadniczego.
Jako iż nasz kraj znalazł się po radzieckiej stronie żelaznej kurtyny to wymuszone zostało na nas pasmo OIRT zawierające się w zakresie 65.5–74.0 MHz.
Po upadku bloku wschodniego pojawił się problem integracji z krajami zachodnimi stosującymi pasmo CCIR 87.5-108 MHz.
Okres przejściowy trwał do 2000 roku kiedy to wyłączono ostatecznie nadajniki OIRT.
Na podstawie zasady działania odbiornika superheterodynowego możemy już wywnioskować jakie kroki należy podjąć aby nasz radioodbiornik chciał współpracować z nowym pasmem.
1.Heterodyna powinna zmieniać częstotliwość w zakresie od 87.5MHz+p.cz do 108MHz+p.cz. Dla standardowej p.cz wynoszącej 10.7MHz jest to odpowiednio 98.2MHz oraz 118.7MHz.
2.Filtry wejściowe powinny przepuszczać częstotliwości w zakresie 87.5-108MHz
Podstawowym problemem na jaki napotyka każdy amator jest brak przyrządów.
Zazwyczaj przyrządy do operowania w zakresie setek MHz nie należą do tanich.
I był to spory problem w latach 90-tych kiedy to pojawiła się potrzeba strojenia radioodbiorników czy telewizorów na nowe pasmo.
W magazynach elektronicznych z tamtych lat pojawiały się gotowce opisujące proces przestrojenia jak i ogólne porady dotyczące strojenia radioodbiorników.
Jako przykład archiwalny artykuł z "Elektroniki Praktycznej" z Kwietnia 1994.
https://ep.com.pl/files/7305.pdf
Link do archwium:https://ep.com.pl/archiwum.html
Zalecanymi narzędziami pojawiającymi się w owych artykułach są najczęściej generator w.cz (jako źródło sygnału na końcach zakresu) oraz częstościomierz (do odczytu aktualnej częstotliwości heterodyny).
Do tego często wobulator + oscyloskop lub też zintegrowany wobuloskop do strojenia współbieżności obwodów wejściowych.
Jako alternatywę spotykamy najczęściej pospolite strojenie "na słuch" czyli używanie dostępnych stacji radiowych jako wskaźników tego czy dobrze stroimy.
Jednak ze względu na częstotliwości lustrzane można się w ten sposób łatwo pomylić.
Na forach (także naszym) można spotkać poradę dotyczącą używania drugiego radioodbiornika pracującego w paśmie CCIR aby odczytywać częstotliwość heterodyny. Jednak daje to możliwość znalezienia sygnału heterodyny tylko w zakresie 87.5-108MHz.
Tutaj dla przykładu posiadany przeze mnie generator w.cz G4-107 z 1977 roku.
Ale dziś już nie jesteśmy skazani na kupowanie całej tony wyrafinowanego sprzętu aby przestroić nasz radioodbiornik.
Technika poszła do przodu przez te 20lat.
Przestrajanie warto zacząć poniekąd zgodnie z tym co opisują poradniki czyli od sprawdzenia czy nasza głowica pracuje oraz czy ktoś już był przed nami i grzebał.
Część stacji radiowych znajdujących się w nowym UKF-ie możemy odbierać jako częstotliwości lustrzane. Pozwala to tylko pobieżnie sprawdzić działanie głowicy ponieważ częstotliwości znajdują się sporo powyżej zakresu przepuszczanego przez obwody wejściowe i sygnał będzie osłabiony.
Nasza heterodyna powinna zmieniać się w zakresie 76.2MHz - 84.7MHz.
Dla częstotliwości lustrzanych odpowiada to pasmu 86.9MHz - 95.4MHz.
Ktoś powie "Ale jak bez częstościomierza sprawdzić cały zakres ?". Dziś to już żaden problem.
Nie musimy także w ciemno zmieniać wartości kondensatorów licząc na to że heterodyna wpadnie w dobry zakres.
Istnieje bowiem pewne niedrogie urządzenie mogące nie tylko zastąpić ale także poniekąd "przegonić" częstościomierz pod kątem użyteczności.
O czym mowa ?
O popularnym RTL-SDR. Ot tani tuner DVB-T na USB który może odbierać praktycznie wszystko w paśmie 27MHz aż do 1800MHz (w praktyce dolna granica może znajdować się nieco wyżej).
I to wszystko za równowartość ok.50zł.
Za pomocą prostego programu SDRSHARP możemy zobaczyć co w "widmie piszczy".
W przeciwieństwie do częstościomierza nie wpinamy absolutnie nic w obwód.
Nasz RTL-SDR po prostu odbiera to co w eter emituje heterodyna.
Stawiamy fabryczną antenkę blisko głowicy i gotowe.
Nie ma odstrajania, nie jest konieczne zdejmowanie ekranu z głowicy.
Dzięki temu nie musimy powtarzać strojenia po ponownym zamontowaniu ekranu czy wypięciu częstościomierza.
"Bezdotykowy" pomiar heterodyny lampowej to nie tylko wygoda ale także bezpieczeństwo gdyż nasz sprzęt pomiarowy nie ma kontaktu z wysokim napięciem.
Czy są wady ? Owszem. Niedrogie tunery mają często drobne odchyłki częstotliwości czy też dryft temperaturowy. Jednak nie jest to aż tak duży problem gdyż możemy wprowadzić ręczną korektę odczytywanej częstotliwości na poziomie programu. Wystarczy pobieżna kalibracja względem stacji o znanej częstotliwości.
Tutaj jako przykład głowica wyciągnięta ze starej wieży stereo firmy Sony. Jest to głowica dwuzakresowa OIRT/CCIR.
Napięcie strojenia 1.8V to dół zakresu OIRT, 10.15V to góra zakresu CCIR.
Po odpowiednim opisaniu pinów nasza głowica została wyposażona w potencjometr do regulacji napięcia warikapów (służą do zmiany pojemności w obwodzie).
Następnie podane zostało napięcie zasilające i 15cm dalej ustawiono antenkę pochodzącą od tunera RTL-SDR.
Tuner zasilany był napięciem ok.12V.
Przy kręceniu potencjometrem i oglądaniu widma można zauważyć iż w pewnym momencie w obserwowanym zakresie pojawia się bardzo silny sygnał. Jest to heterodyna.
Testowana głowica jest stosunkowo słabo ekranowana, tranzystory na rewersie są odkryte. W przypadku mocno ekranowanych głowic sygnał może być znacznie słabszy. Ale mimo wszystko wykrywalny, wystarczy spokojnie oglądać widmo i wyszukiwać zmian.
Jeśli jakiś silny sygnał przemieszcza się wraz z kręceniem gałką to możemy być niemal pewni iż jest to nasza heterodyna.
A więc wiemy jak odczytywać częstotliwość.
Co więc ze strojeniem/przestrojeniem ?
Tutaj warto sięgnąć do owych poradników z lat 90-tych gdyż nie zmienia się tu w zasadzie nic. Zwykle sprowadza się do usunięcia/wymiany kilku kondensatorów i zestrojenia całości trymerkami oraz rdzeniami w cewkach.
W głowicach strojonych napięciem najczęściej mamy kondensatory równoległe do warikapów które zwykle wystarczy usunąć.
Jako przykład głowica GFE-105(na drugim obrazku poprawiony błąd polegający na braku jednego kondensatora).
W przypadku głowic przestrajanych agregatem strojeniowym (kilka kondensatorów zmiennych na jednej osi) najczęściej należy zredukować wartości odpowiednich kondensatorów równoległych o mniej więcej połowę.Dokładne wartości i elementy można zwykle znaleźć w artykułach/poradnikach czy też na forach. Tu głowica Jubilata z mieszaczem samodrgającym (występująca także w "Jubilatopodobnych").
Stroimy dolną częstotliwość heterodyny tak aby być jak najbliżej wartości pożądanej (dla UKF-u 98.2MHz). Potem przeskakujemy na drugą stronę i stroimy górną częstotliwość (dla UKF-u 118.7MHz).
Dolny zakres strojony jest za pomocą cewek (dla GFE-105 będzie to cewka L5 a dla Jubilata cewka L4). Górny zakres jest strojony trymerem C14. Jubilat fabrycznie nie ma zainstalowanych trymerków lecz istnieją miejsca lutownicze. W jego wypadku zmiana pojemności kondensatora C13 wpływa na górny zakres oscylacji heterodyny.
"Latamy" tam i powrotem aż w końcu zauważymy iż odchyłki są coraz mniejsze.Kiedy skończymy zależy od nas.
Warto też zostawić nieco luzu (~200kHz) na ewentualne dryfty temperaturowe ,pływanie napięcia strojenia(dla głowic warikapowych) albo zmiany parametrów podzespołów elektronicznych.
Jeśli nasz radioodbiornik nie jest wyposażony w trymerki to warto go w nie wyposażyć bo dzięki temu można uzyskać idealne zestrojenie.
No to skoro heterodyna jest przestrojona to możemy albo przejść do strojenia obwodów wejściowych albo możemy sprawdzić działanie "w boju".
Uruchamiamy radioodbiornik i sprawdzamy czy chwytamy jakieś stacje z nowego UKF-u, winny one być na odpowiednich miejscach skali.
Mimo nieprzestrojonych obwodów wejściowych powinno dać się odebrać stacje ale mogą być one mocno osłabione.
Stąd kolejny krok czyli strojenie obwodów wejściowych.
Tutaj zamiast kombinowania z generatorem w.cz możemy posiłkować się pospolitym transmiterem FM który to można zakupić zwykle za 20-30zł.
Oczywiście można tu użyć stacji będących blisko krańców zakresu ale nie w każdej lokacji jest to możliwe. Do tego siła sygnału może się zmieniać.
W przypadku mojej Bydgoszczy radio kończy się na 106.6MHz a w Gdańsku na 105MHz.
Aby mieć stabilną siłę sygnału dajemy na wejście transmitera zwykłego sinusa, najlepiej 1kHz i nie zmieniamy pozycji transmitera.
W jaki sposób oceniać siłę sygnału ? Jeśli mamy układ pokroju UL1200 (wyposażone we wskaźnik siły sygnału) to wpinamy miernik gdzie trzeba(dla UL1200 pin 13) i stroimy według maksymalnego napięcia.
Jeśli napięcie jest zbyt duże to osłabiamy sygnał przemieszczając transmiter dalej od radioodbiornika.
Jeśli nasz radioodbiornik nie posiada układu scalonego bądź jakiegoś innego wskaźnika siły sygnału to można posługiwać się głośnością jako wyznacznikiem.
Albo słuchamy i stroimy na maksymalną głośność albo zamiast głośnika/słuchawek dajemy rezystor i mierzymy na nim napięcie przemienne.
Wersja z głośnikiem/słuchawkami daje tą zaletę, iż słyszymy zmiany podczas gdy nasz wzrok i ręce mogą być skupione na strojeniu obwodów.
Podobnie jak w przypadku heterodyny(góra zakresu trymerami, dół cewkami) stroimy na krańcach zakresu po kilka razy aż przestaniemy uzyskiwać poprawę przy kolejnych strojeniach.
Ostatnim krokiem będzie opcjonalne strojenie filtrów p.cz. Tylko dla radioodbiorników z filtrami LC i transformatorami p.cz.
Przesunięcie częstotliwości środkowej filtra p.cz oznacza iż tak naprawdę nie będziemy wybierać naszego 10.7MHz z mieszacza a zamiast tego np. 10.8MHz.
Albo całkowicie uniemożliwi odbiór albo ograniczy pasmo dewiacji FM (gorszej jakości dźwięk).
W najprostszej wersji stroimy po prostu tak aby nasz sygnał był jak najsilniejszy.
Można tu też przyjąć zasadę, że jeżeli nasze radio nie było ruszane i nie przejawia objawów typowych dla rozregulowanego filtra p.cz (słaby dźwięk mimo dobrego zestrojenia heterodyny i obwodów wejściowych) to nie tykamy filtra p.cz.
Pewnym rozwiązaniem jest też ingerencja w obwód p.cz i wstawienie tam sztywnego filtra ceramicznego 10.7MHz. Poprawi znacznie filtrację oraz selektywność radioodbiornika.
Nie musimy także nic stroić gdyż filtr został już odpowiednio zrobiony w fabryce.
Ważne natomiast aby filtr był przystosowany do p.cz FM czyli miał odpowiednią szerokość pasma.
Ze względu na tolerancję filtra może być konieczność niewielkiego dostrojenia heterodyny lecz są to wartości nieznaczne.
Trzeba także wspomnieć o kilku istotnych "problemach" w niektórych radioodbiornikach. Wiele prostszych modeli z lat 70-tych (jak choćby Jubilat i jego edycje pod różnymi nazwami) czy głowice lampowe mają mieszacz samodrgający.
Mieszacz i heterodyna są realizowane na pojedynczym elemencie aktywnym (lampa bądź tranzystor).
A że jest to oszczędnościowa konstrukcja to ma swoje wady. Może dojść do całkowitego zerwania oscylacji heterodyny co da się wykryć za pomocą RTL-SDR gdyż całkowicie znika nam sygnał.
Dlatego konstrukcje tego typu wymagają znacznie więcej pracy i potrafią być prawdziwą zagadką jeśli nie mamy poważniejszych narzędzi diagnostycznych (jak np. oscyloskop o paśmie 100+MHz).
Do tego bywa także tak iż po przejściu na wyższą częstotliwość nie wyrabiają się nam elementy aktywne. Spada wzmocnienie co pogarsza odbiór lub nawet dochodzi do wspomnianego zerwania oscylacji.
Tranzystory można wymienić na inne modele, z lampami gorzej.
Podsumowując całość
Przestrajanie nie wymaga już stosowania sprzętu profesjonalnego.
Za pomocą powszechnie dostępnych urządzeń możemy stroić odbiorniki superheterodynowe na poziomie niewiele ustępującym profesjonalnym narzędziom sprzed lat. O ile radioodbiornik nie posiada jakichś niespodzianek w postaci wad ukrytych czy też wyjątkowo uciążliwego mieszacza samodrgającego to proces przestrajania nie powinien być trudny nawet dla mało doświadczonego użytkownika.
Powodzenia w strojeniu !
Jako iż co jakiś czas przewija się temat przestrojenia radioodbiorników na pasmo CCIR to postanowiłem zawrzeć spory fragment wiedzy na ten temat w jednym artykule. Chodzi tu zwłaszcza o nowe narzędzia mające zastosowanie w owym procesie.
Problemem jest także dosyć "przestarzała" wiedza zawarta na forum czy nieświadomość użytkowników na temat wspomnianych nowych narzędzi.
Wiedza może być też użyta do dostrajania odbiorników niewymagających przestrojenia a jedynie korekcji częstotliwości np. w wyniku zmiany tranzystorów/lamp, rdzeni cewek, starzenia się elementów.
Mimo iż już nieużywane(a na pewno nie do obioru stacji telewizyjnych) to możemy tymi metodami stroić także analogowe głowice telewizyjne.
To może zacznijmy od podstaw aby lepiej zrozumieć jak działa radio które chcemy przestrajać.
Podstawowym typem radioodbiornika jest odbiornik superheterodynowy.
Aby zrozumieć jak przebiega proces przestrajania/strojenia trzeba poznać zasadę działania takiego radioodbiornika.
Od wejścia mamy antenę która zbiera sygnały radiowe.
Następnie sygnał trafia na wzmacniacz w.cz (wysokiej częstotliwości). Jest on odpowiedzialny za wzmacnianie sygnału oraz pozbywanie się sygnału o częstotliwości innej niż odbierana. Wraz ze zmianami częstotliwości fali odbieranej zmienia się zakres "przepuszczanej" częstotliwości.
Heterodyna to zwykły generator sygnału sinusoidalnego o odpowiedniej częstotliwości. Od jego częstotliwości zależy jaką częstotliwość obieramy.
Sygnał ze wzmacniacza oraz heterodyny trafia na mieszacz. Tu odbywa się "magia" odbiornika superheterodynowego. Sygnał odbierany miesza się z sygnałem z generatora lokalnego (zwanego heterodyną) tworząc sygnał pośredniej częstotliwości.
W wyniku mieszania tworzy się sygnał o innej częstotliwości który zmienia się w identyczny sposób jak sygnał oryginalny. Jeśli sygnał oryginalny zmieniał amplitudę (modulacja amplitudy AM) to sygnał na wyjściu mieszacza również będzie zmieniał amplitudę, jeśli zmieniał częstotliwość (modulacja częstotliwości FM) to sygnał na wyjściu mieszacza będzie zmieniał częstotliwość.
Idea pośredniej częstotliwości zakłada iż sygnał nad którym będziemy potem operować będzie jednakowej częstotliwości (w pewnym zakresie bowiem musi być miejsce na dewiację w modulacji FM) niezależnie od częstotliwości odbieranej fali.
Tak więc o ile na wyjściu pojawią się sygnały będące zbitką produktów mieszania się sygnału heterodyny z wieloma różnymi częstotliwościami to interesuje nas tylko ta jedna częstotliwość czyli częstotliwość pośrednia.
Dla odbiorników pracujących w paśmie UKF wartością najczęściej spotykaną jest 10.7MHz. W przypadku głowic telewizyjnych można spotkać 38MHz(wizja) czy 31.5MHz (fonia). Dla odbiorników AM na falach średnich zwykle jest to 465kHz lub 455kHz.
W wyniku mieszania sygnału heterodyny powstają nam różnice oraz sumy sygnałów wejściowych. Tak więc jeśli nasz generator lokalny daje nam częstotliwość 110.7MHz a na innym wejściu pojawi się sygnał 100MHz to produktami procesu mieszania będą sygnały o częstotliwości 10.7MHz, 210.7MHz oraz sumy i różnice kolejnych wielokrotności częstotliwości wejściowych (są to sygnały znacznie słabsze niż podstawowe). Jednak w odbiorniku superheterodynowym interesuje nas różnica między sygnałami (wyjątkami są mieszacze w układach typu upconverter gdzie chodzi nam o przeniesienie sygnału na wyższą częstotliwość).
Pojawia się tu jednak drobna pułapka. Dla mieszacza nie ma znaczenia który sygnał pochodzi z generatora lokalnego a który ze wzmacniacza w.cz.
Załóżmy iż nasza heterodyna pracuje na częstotliwości 98.2MHz.
Na wyjściu mieszacza pojawi się 10.7MHz jeśli na wejściu pojawi się 87.5MHz ale stanie się to również dla częstotliwości 108.9MHz.
Owa niepożądana częstotliwość jest nazywana "częstotliwością lustrzaną" gdyż różnica między nią a częstotliwością heterodyny jest identyczna jak różnica częstotliwości który chcemy odbierać.
Widać na tym przykładzie także dlaczego wybór częstotliwości pośredniej jest istotny. Obieramy najniższą częstotliwość UKF-u 87.5MHz a nasza częstotliwość lustrzana wypada poza zakresem UKF (który kończy się na 108MHz).
Oprócz doboru częstotliwości pośredniej dodatkową barierą jest wzmacniacz w.cz który osłabia nam sygnał częstotliwości lustrzanej.
Ostatnim istotnym z punktu widzenia strojenia/przestrajania blokiem jest wzmacniacz p.cz. To on jest odpowiedzialny za wycinanie z gąszczu sygnałów pochodzących z mieszacza tej jednej interesującej nas częstotliwości ale również wzmacnia sygnał aby przetwarzanie sygnału było łatwiejsze na dalszym etapie.
Zależnie od producenta, lat produkcji oraz ceny możemy tu spotkać filtry LC, filtry ceramiczne czy kompletne układy scalone z oscylatorami kwarcowymi. Te pierwsze również podlegają strojeniu. Filtry ceramiczne i oscylatory kwarcowe strojeniu nie podlegają. Za wzmacnianie są odpowiedzialne tranzystory/lampy bądź wspomniane wyspecjalizowane układy scalone.
No to skoro przebrnęliśmy przez całą teorię działania to czas na omówienie problemu zasadniczego.
Jako iż nasz kraj znalazł się po radzieckiej stronie żelaznej kurtyny to wymuszone zostało na nas pasmo OIRT zawierające się w zakresie 65.5–74.0 MHz.
Po upadku bloku wschodniego pojawił się problem integracji z krajami zachodnimi stosującymi pasmo CCIR 87.5-108 MHz.
Okres przejściowy trwał do 2000 roku kiedy to wyłączono ostatecznie nadajniki OIRT.
Na podstawie zasady działania odbiornika superheterodynowego możemy już wywnioskować jakie kroki należy podjąć aby nasz radioodbiornik chciał współpracować z nowym pasmem.
1.Heterodyna powinna zmieniać częstotliwość w zakresie od 87.5MHz+p.cz do 108MHz+p.cz. Dla standardowej p.cz wynoszącej 10.7MHz jest to odpowiednio 98.2MHz oraz 118.7MHz.
2.Filtry wejściowe powinny przepuszczać częstotliwości w zakresie 87.5-108MHz
Podstawowym problemem na jaki napotyka każdy amator jest brak przyrządów.
Zazwyczaj przyrządy do operowania w zakresie setek MHz nie należą do tanich.
I był to spory problem w latach 90-tych kiedy to pojawiła się potrzeba strojenia radioodbiorników czy telewizorów na nowe pasmo.
W magazynach elektronicznych z tamtych lat pojawiały się gotowce opisujące proces przestrojenia jak i ogólne porady dotyczące strojenia radioodbiorników.
Jako przykład archiwalny artykuł z "Elektroniki Praktycznej" z Kwietnia 1994.
https://ep.com.pl/files/7305.pdf
Link do archwium:https://ep.com.pl/archiwum.html
Zalecanymi narzędziami pojawiającymi się w owych artykułach są najczęściej generator w.cz (jako źródło sygnału na końcach zakresu) oraz częstościomierz (do odczytu aktualnej częstotliwości heterodyny).
Do tego często wobulator + oscyloskop lub też zintegrowany wobuloskop do strojenia współbieżności obwodów wejściowych.
Jako alternatywę spotykamy najczęściej pospolite strojenie "na słuch" czyli używanie dostępnych stacji radiowych jako wskaźników tego czy dobrze stroimy.
Jednak ze względu na częstotliwości lustrzane można się w ten sposób łatwo pomylić.
Na forach (także naszym) można spotkać poradę dotyczącą używania drugiego radioodbiornika pracującego w paśmie CCIR aby odczytywać częstotliwość heterodyny. Jednak daje to możliwość znalezienia sygnału heterodyny tylko w zakresie 87.5-108MHz.
Tutaj dla przykładu posiadany przeze mnie generator w.cz G4-107 z 1977 roku.
Ale dziś już nie jesteśmy skazani na kupowanie całej tony wyrafinowanego sprzętu aby przestroić nasz radioodbiornik.
Technika poszła do przodu przez te 20lat.
Przestrajanie warto zacząć poniekąd zgodnie z tym co opisują poradniki czyli od sprawdzenia czy nasza głowica pracuje oraz czy ktoś już był przed nami i grzebał.
Część stacji radiowych znajdujących się w nowym UKF-ie możemy odbierać jako częstotliwości lustrzane. Pozwala to tylko pobieżnie sprawdzić działanie głowicy ponieważ częstotliwości znajdują się sporo powyżej zakresu przepuszczanego przez obwody wejściowe i sygnał będzie osłabiony.
Nasza heterodyna powinna zmieniać się w zakresie 76.2MHz - 84.7MHz.
Dla częstotliwości lustrzanych odpowiada to pasmu 86.9MHz - 95.4MHz.
Ktoś powie "Ale jak bez częstościomierza sprawdzić cały zakres ?". Dziś to już żaden problem.
Nie musimy także w ciemno zmieniać wartości kondensatorów licząc na to że heterodyna wpadnie w dobry zakres.
Istnieje bowiem pewne niedrogie urządzenie mogące nie tylko zastąpić ale także poniekąd "przegonić" częstościomierz pod kątem użyteczności.
O czym mowa ?
O popularnym RTL-SDR. Ot tani tuner DVB-T na USB który może odbierać praktycznie wszystko w paśmie 27MHz aż do 1800MHz (w praktyce dolna granica może znajdować się nieco wyżej).
I to wszystko za równowartość ok.50zł.
Za pomocą prostego programu SDRSHARP możemy zobaczyć co w "widmie piszczy".
W przeciwieństwie do częstościomierza nie wpinamy absolutnie nic w obwód.
Nasz RTL-SDR po prostu odbiera to co w eter emituje heterodyna.
Stawiamy fabryczną antenkę blisko głowicy i gotowe.
Nie ma odstrajania, nie jest konieczne zdejmowanie ekranu z głowicy.
Dzięki temu nie musimy powtarzać strojenia po ponownym zamontowaniu ekranu czy wypięciu częstościomierza.
"Bezdotykowy" pomiar heterodyny lampowej to nie tylko wygoda ale także bezpieczeństwo gdyż nasz sprzęt pomiarowy nie ma kontaktu z wysokim napięciem.
Czy są wady ? Owszem. Niedrogie tunery mają często drobne odchyłki częstotliwości czy też dryft temperaturowy. Jednak nie jest to aż tak duży problem gdyż możemy wprowadzić ręczną korektę odczytywanej częstotliwości na poziomie programu. Wystarczy pobieżna kalibracja względem stacji o znanej częstotliwości.
Tutaj jako przykład głowica wyciągnięta ze starej wieży stereo firmy Sony. Jest to głowica dwuzakresowa OIRT/CCIR.
Napięcie strojenia 1.8V to dół zakresu OIRT, 10.15V to góra zakresu CCIR.
Po odpowiednim opisaniu pinów nasza głowica została wyposażona w potencjometr do regulacji napięcia warikapów (służą do zmiany pojemności w obwodzie).
Następnie podane zostało napięcie zasilające i 15cm dalej ustawiono antenkę pochodzącą od tunera RTL-SDR.
Tuner zasilany był napięciem ok.12V.
Przy kręceniu potencjometrem i oglądaniu widma można zauważyć iż w pewnym momencie w obserwowanym zakresie pojawia się bardzo silny sygnał. Jest to heterodyna.
Testowana głowica jest stosunkowo słabo ekranowana, tranzystory na rewersie są odkryte. W przypadku mocno ekranowanych głowic sygnał może być znacznie słabszy. Ale mimo wszystko wykrywalny, wystarczy spokojnie oglądać widmo i wyszukiwać zmian.
Jeśli jakiś silny sygnał przemieszcza się wraz z kręceniem gałką to możemy być niemal pewni iż jest to nasza heterodyna.
A więc wiemy jak odczytywać częstotliwość.
Co więc ze strojeniem/przestrojeniem ?
Tutaj warto sięgnąć do owych poradników z lat 90-tych gdyż nie zmienia się tu w zasadzie nic. Zwykle sprowadza się do usunięcia/wymiany kilku kondensatorów i zestrojenia całości trymerkami oraz rdzeniami w cewkach.
W głowicach strojonych napięciem najczęściej mamy kondensatory równoległe do warikapów które zwykle wystarczy usunąć.
Jako przykład głowica GFE-105(na drugim obrazku poprawiony błąd polegający na braku jednego kondensatora).
W przypadku głowic przestrajanych agregatem strojeniowym (kilka kondensatorów zmiennych na jednej osi) najczęściej należy zredukować wartości odpowiednich kondensatorów równoległych o mniej więcej połowę.Dokładne wartości i elementy można zwykle znaleźć w artykułach/poradnikach czy też na forach. Tu głowica Jubilata z mieszaczem samodrgającym (występująca także w "Jubilatopodobnych").
Stroimy dolną częstotliwość heterodyny tak aby być jak najbliżej wartości pożądanej (dla UKF-u 98.2MHz). Potem przeskakujemy na drugą stronę i stroimy górną częstotliwość (dla UKF-u 118.7MHz).
Dolny zakres strojony jest za pomocą cewek (dla GFE-105 będzie to cewka L5 a dla Jubilata cewka L4). Górny zakres jest strojony trymerem C14. Jubilat fabrycznie nie ma zainstalowanych trymerków lecz istnieją miejsca lutownicze. W jego wypadku zmiana pojemności kondensatora C13 wpływa na górny zakres oscylacji heterodyny.
"Latamy" tam i powrotem aż w końcu zauważymy iż odchyłki są coraz mniejsze.Kiedy skończymy zależy od nas.
Warto też zostawić nieco luzu (~200kHz) na ewentualne dryfty temperaturowe ,pływanie napięcia strojenia(dla głowic warikapowych) albo zmiany parametrów podzespołów elektronicznych.
Jeśli nasz radioodbiornik nie jest wyposażony w trymerki to warto go w nie wyposażyć bo dzięki temu można uzyskać idealne zestrojenie.
No to skoro heterodyna jest przestrojona to możemy albo przejść do strojenia obwodów wejściowych albo możemy sprawdzić działanie "w boju".
Uruchamiamy radioodbiornik i sprawdzamy czy chwytamy jakieś stacje z nowego UKF-u, winny one być na odpowiednich miejscach skali.
Mimo nieprzestrojonych obwodów wejściowych powinno dać się odebrać stacje ale mogą być one mocno osłabione.
Stąd kolejny krok czyli strojenie obwodów wejściowych.
Tutaj zamiast kombinowania z generatorem w.cz możemy posiłkować się pospolitym transmiterem FM który to można zakupić zwykle za 20-30zł.
Oczywiście można tu użyć stacji będących blisko krańców zakresu ale nie w każdej lokacji jest to możliwe. Do tego siła sygnału może się zmieniać.
W przypadku mojej Bydgoszczy radio kończy się na 106.6MHz a w Gdańsku na 105MHz.
Aby mieć stabilną siłę sygnału dajemy na wejście transmitera zwykłego sinusa, najlepiej 1kHz i nie zmieniamy pozycji transmitera.
W jaki sposób oceniać siłę sygnału ? Jeśli mamy układ pokroju UL1200 (wyposażone we wskaźnik siły sygnału) to wpinamy miernik gdzie trzeba(dla UL1200 pin 13) i stroimy według maksymalnego napięcia.
Jeśli napięcie jest zbyt duże to osłabiamy sygnał przemieszczając transmiter dalej od radioodbiornika.
Jeśli nasz radioodbiornik nie posiada układu scalonego bądź jakiegoś innego wskaźnika siły sygnału to można posługiwać się głośnością jako wyznacznikiem.
Albo słuchamy i stroimy na maksymalną głośność albo zamiast głośnika/słuchawek dajemy rezystor i mierzymy na nim napięcie przemienne.
Wersja z głośnikiem/słuchawkami daje tą zaletę, iż słyszymy zmiany podczas gdy nasz wzrok i ręce mogą być skupione na strojeniu obwodów.
Podobnie jak w przypadku heterodyny(góra zakresu trymerami, dół cewkami) stroimy na krańcach zakresu po kilka razy aż przestaniemy uzyskiwać poprawę przy kolejnych strojeniach.
Ostatnim krokiem będzie opcjonalne strojenie filtrów p.cz. Tylko dla radioodbiorników z filtrami LC i transformatorami p.cz.
Przesunięcie częstotliwości środkowej filtra p.cz oznacza iż tak naprawdę nie będziemy wybierać naszego 10.7MHz z mieszacza a zamiast tego np. 10.8MHz.
Albo całkowicie uniemożliwi odbiór albo ograniczy pasmo dewiacji FM (gorszej jakości dźwięk).
W najprostszej wersji stroimy po prostu tak aby nasz sygnał był jak najsilniejszy.
Można tu też przyjąć zasadę, że jeżeli nasze radio nie było ruszane i nie przejawia objawów typowych dla rozregulowanego filtra p.cz (słaby dźwięk mimo dobrego zestrojenia heterodyny i obwodów wejściowych) to nie tykamy filtra p.cz.
Pewnym rozwiązaniem jest też ingerencja w obwód p.cz i wstawienie tam sztywnego filtra ceramicznego 10.7MHz. Poprawi znacznie filtrację oraz selektywność radioodbiornika.
Nie musimy także nic stroić gdyż filtr został już odpowiednio zrobiony w fabryce.
Ważne natomiast aby filtr był przystosowany do p.cz FM czyli miał odpowiednią szerokość pasma.
Ze względu na tolerancję filtra może być konieczność niewielkiego dostrojenia heterodyny lecz są to wartości nieznaczne.
Trzeba także wspomnieć o kilku istotnych "problemach" w niektórych radioodbiornikach. Wiele prostszych modeli z lat 70-tych (jak choćby Jubilat i jego edycje pod różnymi nazwami) czy głowice lampowe mają mieszacz samodrgający.
Mieszacz i heterodyna są realizowane na pojedynczym elemencie aktywnym (lampa bądź tranzystor).
A że jest to oszczędnościowa konstrukcja to ma swoje wady. Może dojść do całkowitego zerwania oscylacji heterodyny co da się wykryć za pomocą RTL-SDR gdyż całkowicie znika nam sygnał.
Dlatego konstrukcje tego typu wymagają znacznie więcej pracy i potrafią być prawdziwą zagadką jeśli nie mamy poważniejszych narzędzi diagnostycznych (jak np. oscyloskop o paśmie 100+MHz).
Do tego bywa także tak iż po przejściu na wyższą częstotliwość nie wyrabiają się nam elementy aktywne. Spada wzmocnienie co pogarsza odbiór lub nawet dochodzi do wspomnianego zerwania oscylacji.
Tranzystory można wymienić na inne modele, z lampami gorzej.
Podsumowując całość
Przestrajanie nie wymaga już stosowania sprzętu profesjonalnego.
Za pomocą powszechnie dostępnych urządzeń możemy stroić odbiorniki superheterodynowe na poziomie niewiele ustępującym profesjonalnym narzędziom sprzed lat. O ile radioodbiornik nie posiada jakichś niespodzianek w postaci wad ukrytych czy też wyjątkowo uciążliwego mieszacza samodrgającego to proces przestrajania nie powinien być trudny nawet dla mało doświadczonego użytkownika.
Powodzenia w strojeniu !
Cool? Ranking DIY
