Na stiahnutie

Článok začína pod videom.

Tento FM prijímač som nazval "ekologickým", pretože súčiastky do neho sa dajú získať celkom zdarma rozoberaním starej elektroniky, konkrétne TV Tesla.

Parametre prijímača:

• napájanie: 12V / 100mA
• frekvenčný rozsah: 88 - 108 MHz
• architektúra: superhet s dvojitým zmiešavaním
• výstup: NF na slúchadlá alebo zosilňovač
• ladenie: manuálne, najlepšie viacotáčkovým potenciometrom
• AGC: manuálne (väčšina staníc ide dobre s max. AGC, niektoré idú lepšie s AGC v polovici)

Do TV Tesla sa montovali rôzne druhy tunerov, a táto konštrukcia sa zaoberá využitím tunera s označením 6PN 386 50. Tento tuner nemá vývody, je len v prevedení "modulu", ktorý sa nasadí na piny zaletované do plošného spoja, čo uľahčuje jeho prípadnú výmenu. Ako tento tuner vyzerá, si pozri na obrázkoch dole.

Ďalšou podstatnou súčiastkou je integrovaný obvod MDA4281V, ktorý tvoril tzv. "kváziparalelnú zvukovú cestu" v Tesla televízoroch. Pokiaľ viem, som jediný na svete, kto sa snažil tento obvod zneužiť na FM prijímač (lebo okrem datasheetu, schém TV a e-shopov som nenašiel na internete dokopy nič).

Obvod MDA4281V spracúva priamo medzifrekvenciu tunera (38 MHz), preto sa vyhneme zmiešavaniu s NE612. Veľkou výhodou je, že tento obvod obsahuje zmiešavač, oscilátor, MF zosilňovač, FM detektor a demodulátor v jednom puzdre, a na jeho výstupe je priamo NF signál. Má však aj nevýhodu - vstupný signál musí obsahovať nosnú obrazu na frekvencii 38 MHz, a tú dnes už nemáme. Preto je v zapojení pomocný LC oscilátor, ktorý tento signál umelo doplní a tým ten obvod oklame.

Zapojenie obsahuje tri ladené obvody, ktorým sa nedalo vyhnúť. Ladiace cievky sa dajú tiež získať z vraku starej TV - nevyhadzovať. Na stavbu tohto prijímača je preto potrebné vybavenie, ktoré nie každý amatér doma má, je však veľmi, veľmi užitočné:

• kvalitný LCR meter s meraním už v rozsahu nH, odporúčam DER EE DE-5000
• SDR prijímač do USB portu pre PC (plus prípadne up-converter pre príjem do 50 MHz) - je to v podstate lacný spektrálny analyzér, bez ktorého nie je možné zladiť oscilátor

Tu je schéma zapojenia:

Zapojenie tunera je v podstate identické s tunermi používajúcimi manuálne ladenie - podrobný popis som zverejnil v článku o tuneroch s manuálnym ladením a preto ho tu nebudem opakovať. Ladenie je zospodu obmedzené rezistorom 2k7, ktorý "ustrihne" prebytočné pásmo na spodku ladenia, kde aj tak žiadne stanice nie sú, pričom sa ladenie ostatných staníc máličko zjemní.

Avšak pozor - nemožno použiť tuner tak, ako sme ho získali z TV. Treba ho preladiť. Pôvodne totiž jeho ladenie 1. programu dosahuje len do 103 MHz, ale čo je horšie, ladenie FM pásma zodpovedá vysokému ladiacemu napätiu (do 30V). Preladením tunera získame prístup k pásmu do 108 MHz a celé FM pásmo posunieme v rámci 1. programu tak, aby frekvencii 108 MHz približne zodpovedalo ladiace napätie iba 12V, čo je napájacie napätie celého zapojenia. Vyhneme sa tak nutnosti pridávať DC menič kvôli napätiu 30V. Skúšal som to aj s ním, ale spôsoboval veľké rušenie príjmu a to aj po doplnení LC filtra.

Našťastie preladenie tunera je veľmi jednoduché. Stačí roztiahnuť cievku oscilátora, je vyznačená na obrázku nižšie. Najlepšie je priviesť ladiace napätie 12V (čo bude maximum), pripojiť IF výstup tunera na SDR a sledovať, kedy sa objaví v spektre 32 - 40 Mhz najvyššia dostupná stanica (v Žiline v roku 2019 sú to Jemné melódie 106,9 MHz). Pretože chceme znížiť potrebné ladiace napätie, treba túto cievku roztiahnuť aj celkom výrazne.

Výstup IF z tunera je asymetrický, ale MDA4281V vyžaduje symetrický vstup. Preto je tam balun 1:1 na feritovom jadre. Je možné použiť nejaký toroid, aký je zrovna po ruke, napr. odrušovací z rozobratého televízora alebo monitora. Počet závitov ani hrúbka drôtu nie je veľmi podstatná. Hlavne musí byť rovnaký počet závitov na primárnom aj sekundárnom vinutí, a mali by byť vinuté "na striedačku" - najlepšie bifilárne. Počet závitov by mal byť asi taký, aby bolo obsadených aspoň päť osmín obvodu toroidu. Závity nemusia byť tesne vedľa seba. Pozri si obrázky nižšie, kde je odfotený hotový plošný spoj, je tam tento balun vidieť.

Do jedného zo symetrických prívodov sa domiešava pomocný signál z oscilátora 38 MHz na oklamanie MDA4281V (viď popis vyššie).

Zvyšok je sčasti katalógové zapojenie, to ale obsahovalo chyby a niektoré súčiastky mali iné hodnoty. Tiež v katalógu je namiesto fázovacieho obvodu 5,5 MHz použitý keramický filter. S ním boli ale všetky stanice veľmi skreslené, a nedalo sa to doladiť (nebolo čím). Preto som použil klasický fázovací LC obvod, ktorý sa doladiť dá a jeho zapojenie som odkukal zo schémy televízorov Tesla.

Výstup nosnej zvuku je na pine 6 a 7, nám stačí použiť iba jeden a druhý je cez 100n kondenzátor uzemnený. Nosnú zvuku preženieme keramickým filtrom a posunieme na vstup FM demodulátora. Ten sa nastavuje už spomínaným LC obvodom na pinoch 15 až 18.

V zip súbore na stiahnutie je celý KiCad projekt so schémou aj návrhom plošného spoja. Pre tých ktorí KiCad nemajú, uverejňujem obrazec plošného spoja aj osadzovací plán tu. Poznámka: tuner z plošného spoja prečnieva, je to kvôli úspore materiálu a "zmestenie sa" do štandardného rozmera plošného spoja s jednou stranou o dĺžke 10 cm (to je zvislý rozmer plošného spoja).

Po osadení treba postupovať takto:

1. odoberieme tuner (v plošnom spoji sú len piny)
2. odoberieme MDA4281V (v plošnom spoji ostane len objímka)
3. zapojíme napájanie a oba potenciometre
4. meriame napätia: - prostredný vývod LM317: 1,5V - pin 4P tunera: 0V - pin VT tunera: 2-12V (v závislosti od otočenia Tuning potenciometra) - pin AGC tunera - 0-6,5V (v závislosti od otočenia AGC potenciometra) - pin VCC tunera: 12V, pin 1P tunera: 12V, pin 3P tunera: 0V - napätie medzi pinmi 1 a 5 objímky MDA4281V: 12V
5. odpojíme napájanie
6. pripojíme SDR na pin 23 objímky pre MDA4281V (dôležité: nastavíme RF Gain na SDR na nejakú vyššiu hodnotu, napr. 40 dB)
7. zapojíme napájanie
8. cez SDR naladíme frekvenciu 38 MHz a otáčaním potenciometra RV1 dostaneme najvyšší peak (hrubo) do okolia 38 MHz, otáčaním jadra cievky L1 doladíme tento peak (jemne) na presne 38 Mhz
9. odpojíme napájanie
10. osadíme tuner
11. do objímky osadíme MDA4281V
12. pripojíme SDR na pin 7 MDA4281V
13. zapojíme napájanie
14. cez SDR naladíme frekvenciu 5,5 MHz
15. vytočíme AGC potenciometer naplno (na najvyššie AGC napätie) a otáčame Tuning potenciometrom, mali by sa tu striedať rôzne FM stanice. Ak nie, môžeme pripojiť SDR na pin IF tunera a sledovať, či sú stanice v rozsahu 32 - 40 Mhz (a teda či je tuner samotný v poriadku)
16. naladíme nejakú stanicu na 5,5 Mhz a otáčaním jadra cievky L3 dosiahneme najvyšší peak
17. odpojíme SDR (dôležité: s pripojeným SDR sú stanice zarušené, po odpojení sú krásne čisté)
18. pripojíme slúchadlá
19. Tuning potenciometrom naladíme stanicu čo najlepšie (možno bude počuť iba šum, možno bude skreslená, to zatiaľ nevadí)
20. otáčaním jadra cievky L4 zladíme medzifrekvenciu 5,5 MHz (fázovací obvod) tak, aby sme cez slúchadlá počuli stanicu čisto, bez skreslenia a v čo najväčšej hlasitosti

Ak sa dajú naladiť len niektoré najsilnejšie stanice, možno bude treba experimentovať ešte otáčaním jadra cievky L3, ladením Tuning potenciometrom a AGC. U mňa napríklad bolo možné chytiť Jemné melódie 106,9 MHz len pri presne konkrétnej polohe L3.

Tento článok popisuje iba samotný modul FM prijímača. Zaň možno pripojiť slúchadlá, alebo NF zosilňovač s reproduktorom. Alebo najprv stereodekóder, a potom stereo NF zosilňovač s dvomi reproduktormi. Aj RDS dekóder by mal fungovať.

Ja som modul napájal z elektrickej siete cez malý transformátor, a modul usmerňovača a stabilizátora MA7812 na 12V. Na primárnu stranu sieťového transformátora som zaradil poistku T 63 mA, a na sekundárnu poistku T 800 mA (slabšia sa prepálila kvôli prúdovému nárazu pri zapínaní, kedy sa nabíjajú kondenzátory). Pri maximálnej hlasitosti je prúd na primári 40 mA, a na sekundári 300 mA. Za modul prijímača som pripojil NF zosilňovač s К174УН7 (ruský pajc TBA810) a reproduktor. Keďže som prijímač vmontoval do drevenej krabice od subwoofera (ktorú som nastriekal na hnedo, lebo mala poškodený náter), využil som existujúci otvor pre reproduktor a tak je prijímač mono. Vhodný reproduktor s rovnakým priemerom a montážnymi otvormi som získal tiež z nejakého starého televízora (reproduktory si odkladám, človek nikdy nevie, kedy sa zídu). Zvuk prijímača je nad očakávanie kvalitný. Ako to už býva, viac práce než by som chcel, a ktorá ma tak veľmi nebaví, bola stolárčina kvôli úpravám bedne subwoofera - pílenie, vŕtanie, montovanie, lepenie...

Okrem svorkovníc a medeného laminátu na plošné spoje som nemusel nič kupovať, a tak ma stavba tohto prototypu okrem hromady času skoro nič nestála. Ale neviem prečo, niektoré stanice (možno kvôli slabšiemu signálu) som vôbec nechytil, zato niektoré iné silné aj viackrát na frekvenciách kde vôbec nevysielajú. Asi je to daň za jednoduchosť zapojenia, avšak mne to nevadí.

Ak si budeš chcieť túto konštrukciu postaviť a narazíš na problém, rád poradím napríklad v diskusii k tomuto článku.