wersja mobilna | kontakt z nami

Metamorfoza amatorskiego odbiornika radiowego

Numer: Luty/2018

W Elektronice Praktycznej często publikowaliśmy (i nadal publikujemy - chociażby amplituner w bieżącym wydaniu EP) projekty odbiorników radiowych. Nie wiem ilu czytelników EP pamięta budowę starszych modeli tunerów radiowych FM, ale dawniej podstawową częścią takiego odbiornika była tzw. głowica UKF o pokaźnych wymiarach. Za nią - w uproszczeniu - następował tor wzmacniacza pośredniej częstotliwości z filtrem (początkowo LC, a później ceramicznym), demodulator i dekoder stereofoniczny, wzmacniacz małej częstotliwości. Po wprowadzeniu warikapów głowice były strojone napięciem dostarczanym przez wysokostabilne źródło, zmienianym za pomocą potencjometru dołączonego w różny sposób do skali. Następnie wprowadzono cyfrowe wskaźniki częstotliwości działające jak zwykłe częstościomierze, a jeszcze później odbiorniki z syntezą cyfrową i wyświetlaniem komunikatów RDS. A nieco później ? te wszystkie "bajery" zamknięto w układzie scalonym.

Pobierz PDF

Pamiętam swoje częste podróże do Niemiec w latach dziewięćdziesiątych. Jeździłem tam samochodem, w którym miałem zainstalowany własnoręcznie odrestaurowany radioodbiornik ZR Diora SMT-203 „Akropol”. Mój był specjalny z dwóch powodów: miał skalę elektromagnetyczną oraz umożliwiał odbiór stacji w systemach OIRT i CCIRT.

rys1Wydaje mi się i być może znawcy tematu poprawią mnie, ponieważ po tylu latach pamięć może płatać figle, że skala elektromagnetyczna była dostępna jedynie w pierwszych egzemplarzach tego radioodbiornika i chyba w jakimś wcześniejszym prototypie, którego już nie pamiętam. Później zastąpiła ją – przypuszczalnie tańsza, chociaż w dobie niedoborów na rynku to nic pewnego, ale na pewno sprawiająca mniej kłopotów, bardziej trwała, jednak być może już nie taka „egzotyczna” – linijka złożona z LED. Ten swego rodzaju ustrój pomiarowy do skali wykonano w formie bębna, który obracał się o kąt zależny od prądu płynącego przez jego cewkę. Bęben obracając się napinał sprężynę, która zapewniała jego powrót do pozycji spoczynkowej. Na bębnie był namalowany pojedynczy zwój helisy, co w szczelinie przeziernika dawało wrażenie przesuwającej się wskazówki na skali. Ze względu na częste wyjazdy i konieczność zmiany zakresu odbieranych częstotliwości (OIRT na CCIRT) zamontowałem wewnątrz drugą głowicę, którą przełączałem za pomocą dodatkowego przełącznika.

„Akropol” był hitem w latach siedemdziesiątych. Pamiętam, że na przykład automatycznie dostrajał się do stacji na każdym z zakresów. Wystarczyło podać impuls za pomocą zewnętrznej części gałki, aby automatyka odbiornika złowiła najbliższą stację w górę lub w dół zakresu. Następcą „Akropola” był „Rekord” mający możliwość zapamiętywania wyszukanych stacji. Dziś takie możliwości mogą wywoływać uśmiech, ale w latach siedemdziesiątych (odbiornik „Akropol” pierwszy raz zaprezentowano na Targach Poznańskich w 1974 r.) był to szczyt osiągnięć! Pomyślmy – te wszystkie funkcjonalności realizowano całkowicie analogowo, bez użycia żadnych mikrokontrolerów, o których w tamtych latach można sobie było w PRL jedynie pomarzyć.

Mój radioodbiornik świetnie dawał sobie radę na terenie Polski, ale znacznie gorzej na terenie Niemiec. Znają to dobrze wszyscy, którzy w tamtych latach podróżowali podobnie jak ja. Szybko przemieszczając się autostradą tracimy zasięg stacji radiowej, której właśnie słuchaliśmy. Na terenie Niemiec można było tę stację „złapać” na innej częstotliwości, ale odbiornik trzeba było dostroić do niej ręcznie, co było bardzo irytujące nawet pomimo funkcji automatycznego przeszukiwania zakresów. Zastanawiałem się więc czy nikt jeszcze nie wymyślił no to żadnej metody? Gdy zapytałem o to mojego znajomego Niemca, to dowiedziałem się, że już dawno jest takie rozwiązanie i nazywa się RDS. A za około dwa miesiące, gdy odwiedziłem go ponownie, nowoczesny odbiornik firmy Fischer z bursztynową skalą cyfrową zastąpił mój „zabytkowy” odbiornik Akropol. I w ten sposób, przynajmniej na terenie Niemiec, skończyły się moje problemy z „łapaniem” stacji. Niestety, ten system jeszcze nie działał w Polsce. To było pierwsze moje zetknięcie nie tylko z RDS, ale i z ARI – informacjami na temat ruchu na autostradzie.

rys2Projekty radioodbiorników, na które chciałbym zwrócić uwagę czytelników, dzieli aż 20 lat. Wcześniejszy „Miniodbiornik radiowy FM” (AVT-155) opublikowaliśmy w styczniowym wydaniu EP z 1996 r. Porównywany z nim „Radioodbiornik dla każdego” (AVT-5540) ponad 20 lat później, w wydaniu majowym z 2016 r. Różnicę widać już na pierwszy rzut oka po porównaniu schematów lub fotografii.

Radioodbiornik z EP 1/1996 bazuje na układzie scalonym firmy Sony typu CXA 1019S. W późniejszym okresie układ był dostępny w ofercie firmy Panasonic. Układ jest przystosowany do odbioru sygnałów nadawanych w systemach CCIRT i OIRT. Z jego użyciem można wykonać odbiornik FM/AM na fale średnie (lub długie) i ultrakrótkie. W budowie układu CXA1019S można wyróżnić trzy zasadnicze bloki (sekcje): sekcję FM (wzmacniacz w.cz. z mieszaczem oraz oscylatorem, wzmacniacz p.cz. 10,7 MHz, detektor kwadraturowy, diodowy wskaźnik dostrojenia), sekcję AM (wzmacniacz w.cz. z mieszaczem oraz oscylatorem,        wzmacniacz p.cz. 455 kHz, detektor, diodowy wskaźnik dostrojenia), sekcja wzmacniacza m.cz. I co odróżnia ten układ od następcy z roku 2016 – zmiana zakresów i dostrajanie do stacji następuje analogowo. W radioodbiorniku nie ma ani skali cyfrowej czy mikrokontrolera nadzorującego odbiór stacji.

Napięcie zasilania układu CXA 10195 zawiera się w zakresie 2...9 V. Układ ma wbudowany monofoniczny wzmacniacz małej częstotliwości. Przy typowym napięciu zasilania 6 V (4 paluszki) i impedancji głośnika 8 V maksymalna moc wyjściowa m.cz. wynosi 500 mW. Schemat ideowy monofonicznego, dwuzakresowego radioodbiornika FM/AM z EP 1/96 zamieszczono na rysunku 1. Można na nim zauważyć obwody rezonanse LC, które – jak łatwo domyślić się dzięki trymerom zamieszczonym na schemacie – wymagają strojenia. Mało tego, cewki są też elementami, które należy wykonać we własnym zakresie. W artykule napisano, że są to trzy identyczne cewki powietrzne, nawinięte drutem miedzianym o średnicy 0,7 mm w izolacji emaliowanej (DNE 0,7). Wykonanie ich jest bardzo łatwe. Wystarczy na dowolny materiał okrągły o średnicy około 3 mm nawinąć 10 zwojów w/w przewodu. Tak przygotowane cewki L1, L2, L3 wraz z trzema trymerami C umożliwiają odbiór stacji w wyższym zakresie CCIRT.

Łatwo też domyślić się, że opisywany radioodbiornik to „tylko” odbiornik radiowy bez żadnych dodatkowych funkcjonalności, do których jesteśmy już przyzwyczajeni. Opublikowany w maju 2016 r. „Odbiornik dla każdego” jest zupełnie inny. Paradoksalnie, najwięcej miejsca w jego obudowie zajmują procesor i wyświetlacz! Nie oznacza to, że służą one do odbioru sygnału radiowego, ale z ich wykorzystaniem zbudowano interfejs użytkownika. Jak przystało na nowoczesne urządzenie jest to odbiornik stereofoniczny, z RDS-em. Komunikaty są pokazywane na czytelnym, estetycznym wyświetlaczu – przypomnijmy jedynie, że poprzednik nie miał nawet skali! Nie licząc interfejsu użytkownika, cała funkcjonalność odbiornika jest realizowana za pomocą miniaturowego modułu radiowego RDA5807. Nie jest przy tym wymagane stosowanie żadnych filtrów zewnętrznych. Moduł umożliwia odbiór stacji FM w zakresie 50…115 MHz, a cały tor przemiany częstotliwości łącznie z dekoderem stereofonicznym, procesorem audio i wzmacniaczem m.cz. zamknięto w jego obudowie. To naprawdę robi wrażenie!

Płytka modułu ma wymiary zaledwie 11 mm×11 mm×2 mm. Zawiera układ scalony radioodbiornika, który ze względu na szeroki zakres odbieranych częstotliwości świetnie nadawałby się do pracy również w „starym” systemie nadawania sygnału, rezonator kwarcowy oraz kilka komponentów biernych. Moduł jest bardzo łatwy w montażu. Oprócz doprowadzenia zasilania o napięciu ok. 3 V wymaga jeszcze tylko sygnałów danych i zegarowego szeregowego interfejsu sterującego oraz dołączenia anteny. Na wyjściu jest dostępny stereofoniczny sygnał audio, a odczyt informacji RDS, statusu i oraz konfigurowanie układu odbywa się za pomocą interfejsu szeregowego. Schemat ideowy radioodbiornika z EP 5/2016 pokazano na rysunku 2. Jego budowę można podzielić na kilka bloków: zasilania (IC1, IC2), radiowy (IC6, IC7), wzmacniacza mocy audio (IC3) oraz blok sterowania i interfejsu użytkownika (IC4, IC5, SW1, SW2). Blok zasilania dostarcza dwóch napięć stabilizowanych: +5 V do zasilania wzmacniacza mocy audio i wyświetlacza oraz +3,3 V dla modułu radiowego i mikrokontrolera sterującego.

Moduł RDA5807 ma wbudowany wzmacniacz audio o małej mocy, który umożliwia bezpośrednie wysterowanie np. słuchawek. Aby nie obciążać wyjścia tak delikatnego układu oraz dla uzyskania większej głośności zastosowano dodatkowy wzmacniacz mocy audio TDA2822. Wyjście sygnału jest dostępne na trzech złączach: CON4 (gniazdo słuchawkowe), CON2 i CON3 (gniazda głośnikowe).

Nie bez znaczenia dla funkcjonalności radioodbiornika jest możliwość użycia mikrokontrolera. Dzięki niemu jest możliwe wykonanie funkcjonalnego interfejsu użytkownika: zastosowanie enkoderów lub przycisków zamiast potencjometrów, czytelne wyświetlanie nastaw i parametrów oraz wyświetlanie komunikatów RDS przesyłanych wraz z sygnałem radiowym. W zestawie do samodzielnego montażu opisanym w EP zastosowano wyświetlacz tekstowy, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby nieco zmodyfikować odbiornik i jego oprogramowanie, wyposażając go w kolorowy wyświetlacz graficzny, na którym dałoby się pokazać ikony siły odbieranego sygnału, rodzaju emisji i inne. W miarę łatwo dałoby się też zrezygnować z manipulatorów mechanicznych na rzecz ekranu dotykowego itd.

Współczesny rynek podzespołów daje niespotykane wcześniej możliwości. Osoby mające wyobraźnię, pomysły i nieco umiejętności mogą dziś składać urządzenia z modułów, takich jak RDS5807. Do sterowania nim można użyć mikrokontrolera, mikrokomputera, tabletu, komputera PC. Budowanie urządzeń elektronicznych stało się przy tym łatwiejsze i bardziej dostępne- prawie bez żmudnego uruchamiania układów, konieczności strojenia obwodów – przynajmniej w wypadku radioodbiornika. To dobrze, ponieważ można skupić się na funkcjonalności gotowego urządzenia, ale też źle, ponieważ gdzieś umykają nam podstawy, takie jak zasada działania odbiornika detektorowego. A technika radiowa nadal ewoluuje. Dziś coraz częściej mówi się, że pomimo wprowadzenia standardu transmisji DAB, ciężar nadawania audycji radiowych spocznie na sieci Internet i stacji będziemy mogli odbierać przede wszystkim dzięki sieciom LTE i Wi-Fi. Odzwierciedlają to współczesne konstrukcje odbiorników radiowych, które oprócz odbioru typowych emisji radiowych w zakresach DAB i CCIRT umożliwiają również odbiór stacji internetowych.

Jacek Bogusz, EP

Projekt: Platforma IoT do monitoringu warunków środowiskowych

Dostępne na rynku rozwiązania Internet of Things są coraz bardziej przystępne cenowo i mogą być z powodzeniem wykorzystane w naszym domu, aby poprawić komfort życia jego mieszkańców. Dzięki uprzejmości firmy Molex postanowiliśmy wykonać ...

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

W bieżącym numerze

Serwer WWW z elementami grafiki 3D (1). Praktyczne wykorzystanie pakietów Node.js oraz Three.js w systemach wbudowanych

Jedną z niewątpliwych zalet wykorzystania systemu operacyjnego Linux w procesie projektowania urządzeń wbudowanych jest szybki i łatwy dostęp do otwartych, darmowych i wolnych (w sensie wolności) repozytoriów oprogramowania implementujących m.in. rozbudowane stosy graficzne, protokoły sieciowe czy złożone algorytmy obliczeń. Fakt ten odgrywa szczególnie ważną rolę, kiedy zadanie stawiane przed naszym urządzeniem może zostać chociaż częściowo zrealizowane za pomocą istniejących już pakietów oprogramowania. Samodzielna implementacja stosów obsługi USB, Ethernet, Bluetooth czy bardziej złożonych interfejsów graficznych użytkownika może być czasochłonna i podatna na błędy. Wykorzystując gotowe sterowniki i pakiety oprogramowania (o ile są one udostępnione na dogodnej licencji), zyskujemy nie tylko czas, ale i pewność, że oprogramowanie zostało przetestowane przez tysiące innych użytkowników Linuksa.

Kup bieżący numerePrenumerata

Rozbudowany zegar

Zegar, który oprócz wskazywania czasu i daty, monitoruje parametry środowiskowe ? temperaturę, wilgotność oraz ciśnienie atmosferyczne. Są to czynniki wpływające na nasze samopoczucie i zdrowie. Podstawową funkcją zegara jest wskazywanie aktualnego czasu. Dzięki zastosowaniu kolorowego wyświetlacza TFT, pokazywana treść jest czytelna i przyjemna dla oka. Oprócz pełnego czasu, pokazującego godziny, minuty i sekundy, jest prezentowana także dokładna data ? dzień, miesiąc, rok a także dzień tygodnia. Zegar uwzględnia lata przestępne, oraz automatyczne zmiany czasu na letni i zimowy. Rekomendacje: funkcjonalny zegar, który przyda się w każdym domu lub biurze.

Kup bieżący numerePrenumerata

Lampowy wzmacniacz słuchawkowy

Opisane urządzenie uzupełnia tor audio o niezależny wzmacniacz słuchawkowy. Dzięki zastosowaniu popularnych lamp ECC81 i transformatorów wyjściowych umożliwia współpracę ze słuchawkami niskoomowymi 32/300 Ohm przy bardzo nieskomplikowanej budowie.Rekomendacje: urządzenie dla miłośników dobrej muzyki i "lampowego brzmienia".

Kup bieżący numerePrenumerata

Modułowy odbiornik nasłuchowy na pasma 80 m i 40 m "Dosia". Moduł VFO

Szósta część publikacji o odbiorniku nasłuchowym na pasma KF 40 m i 80 m "Dosia", to kontynuacja opisu konstrukcji w wersji niemal całkowicie analogowej. Opisano w niej moduł dwupasmowego generatora VFO, który wraz z mieszaczem odbiorczym (AVT-3191) stanowi kluczowy moduł odbiornika. Układ ten niewątpliwie zainteresuje wszystkich tych czytelników, którzy do tej pory nie zdecydowali się uruchomić "Dosi" z zastosowaniem zewnętrznego generatora przestrajanego lub dążą do skonstruowania w pełni samodzielnego odbiornika.

Kup bieżący numerePrenumerata

Strefa magazynu

Klub Aplikantów Próbek

Rozdajemy za darmo próbki atrakcyjnych podzespołów modułów i urządzeń

Zobacz więcej

Mikrokontrolery i FPGA

Temat numeru

Rozbudowany zegar

Temat okładkowy

Elektronika Praktyczna

Lipiec 

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku internetowym

Elektronika Praktyczna Plus

Kup w kiosku internetowym

Projekty archiwalne

Lista aktualnych projektów znajduje się w dziale "Projekty EP". Dostęp do treści najnowszych projektów został zarezerwowany dla prenumeratorów.

Konwerter USB/UART ze wszystkimi liniami sygnalizacyjnymi RS232

Numer: Czerwiec/2015

Współczesne komputery z bardzo rzadko wyposażone są w interfejs RS232. Zastąpiono go interfejsem USB, jednak złożoność implementacji tego drugiego powoduje, że jest on bardzo rzadko stosowany w konstrukcjach amatorskich, w których nadal króluje UART. Pomostem pomiędzy tymi interfejsami są konwertery USB/UART zwykle z układami firmy FTDI. Przedstawione rozwiązanie ma w stosunku do innych dwie podstawowe zalety: dostępne ...

RaspbPI_PLUS_GPIO Moduł rozszerzeń GPIO Pi B+

Numer: Czerwiec/2015

Opisywany projekt modułu rozszerzeń umożliwia zastosowanie Raspberry Pi+ w aplikacjach kontrolnych i sterujących, zapewniając dostęp do wszystkich sygnałów GPIO dostępnych w nowej wersji.

Zasilacz anodowy

Numer: Czerwiec/2015

Współcześnie konstruowanie zasilacza laboratoryjnego jest przedsięwzięciem zupełnie nieuzasadnionym ekonomicznie chyba, że ma on być produkowany w tysiącach egzemplarzy. Jednak oprócz chęci bogacenia się, źródłem ludzkiego działania są również różnorakie pasje i żądze stanowiące formę rozładowania gromadzących się pozytywnych lub negatywnych emocji. Zatem chcąc zaspokajać indywidualną potrzebę konstruowania urządzeń ...

Miernik UIPTR

Numer: Lipiec/2015

W Elektronice Praktycznej nr 2/2013 opisano projekt miernika UIPT przeznaczonego do zasilacza laboratoryjnego. Teraz postanowiliśmy przedstawić podobne urządzenie, jednak mające inne możliwości - miernik UIPTR. Oprócz pomiaru napięcia, prądu, mocy i temperatury, miernik potrafi również wyliczyć rezystancję dołączonego obciążenia. To jednak nie jest najbardziej istotna różnica - ważniejsze, że ten miernik potrafi ...

Zasilacz arbitralny powerBank

Numer: Lipiec/2015

Zasilacz laboratoryjny należy do podstawowego wyposażenia warsztatu każdego elektronika amatora i profesjonalisty. Nie dziwi więc fakt, że wielu z nas urządzenie tego typu czyni celem jednej z pierwszych inwestycji lub samodzielnie zbudowanego projektu. Współczesne zasilacze laboratoryjne często są wyposażane w dodatkową funkcjonalność, to jest w możliwość programowania kształtu napięcia wyjściowego oraz ogranicznika prądowego. ...

Programowany wyłącznik czasowy zasilania

Numer: Lipiec/2015

Niejednokrotnie zachodzi potrzeba kontrolowania czasu pracy urządzenia zasilanego napięciem sieciowym. W handlu dostępne są różne wyłączniki czasowe, jednak większość z nich wymaga czasochłonnego konfigurowania. W szczególności, gdy kontrola ogranicza się do samoczynnego wyłączenia po zadanym czasie, takie rozwiązania stają się nieefektywne. W tym celu powstał opisywany projekt. Rekomendacje: głównym przeznaczeniem ...

Liniowy wzmacniacz mocy nadajnika

Numer: Lipiec/2015

Zadaniem wzmacniacza mocy jest wytworzenie wymaganej mocy wyjściowej wielkiej częstotliwości nadajnika i dostarczenie jej do anteny, przy jak najmniejszej mocy sterującej z możliwie największą sprawnością. Wzmacniacz można zbudować dosłownie w jeden wieczór, ponieważ nie wymaga on wykonania płytki drukowanej. Rekomendacje: układ może pełnić rolę wzmacniacza końcowego transceivera QRP/80 m zapewniając podniesienie sygnału ...

Miniaturowy wzmacniacz słuchawkowy HP_Amp_TDA1308

Numer: Lipiec/2015

Niewielki wzmacniacz słuchawkowy wyposażony we własne zasilanie akumulatorowe, przydatny do urządzeń wyposażonych tylko w wyjście liniowe. Autonomiczne zasilanie akumulatorowe ułatwia zastosowania przenośne.

Zasilacz modułowy

Numer: Lipiec/2015

Przedstawiony układ może również być pomocny konstruktorom, którzy nie chcą tracić czasu na samodzielne opracowanie zasilacza i gotowi są zastosować moduł zasilający, który będzie wchodził w skład ich urządzenia. Zaletą proponowanego rozwiązania jest możliwość umieszczenia na płytce drukowanej transformatora o mocy z przedziału 1,5...8 VA.

Przegląd złączy Molex dla zastosowań IoT

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Mamy pytanie

Czy korzystasz z kodów QR?

Czy korzystasz z kodów QR, które są umieszczone przy nowinkach podzespołowych w Elektronice Praktycznej?

Tak
Nie

Elektronika Praktyczna

Lipiec 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym