727b17h 727b17h 727b17h 727b17h
OGGETTO DELL’ESERCITAZIONE
Sistemi
supereterodina: Ricevitore AM (LX887), Mini ricevitore FM supereterodina (RS139)
e Ricevitore FM (LX998).
STRUMENTI E MATERIALI ADOPERATI
LX998
Alimentatore MK240 da 1,2÷30V 1,5 A 727b17h 727b17h IC1 = SO42P
R1, R3, R4 = 100Ω 1/4W 727b17h 727b17h 727b17h
IC2 = LM.3089
R2, R14 = 10Ω 1/4W 727b17h 727b17h 727b17h 727b17h
IC3 = 78MO5CX
R5, R11 = 2.200Ω 1/4W 727b17h 727b17h 727b17h IC4
= TDA.2003
R6 = 6.800Ω 1/4W 727b17h 727b17h 727b17h 727b17h
AP = altoparlante 8Ω 5W
R7 = 470Ω 1/4W
R8 = 10.000Ω POT. LIN. 10 GIRI
R9 = 3.900Ω 1/4W
R10 = 10.000Ω 1/4W
R12 = 47.00Ω POT. LOG.
R13 = 1.000Ω 1/4W
C1 = 47pF a disco
C2, C10, C14, C16, C18, C24= 220mF elettr. 25 volt
C3, C4, C8, C9, C11, C12, C13, C15, C17, C20, C26 = 100.000pF a disco
C5, C6, C7 = 12pF a disco VHF
C19 = 1mF elettr. 63 volt
C22, C23 = 1mF poliestere
C25 = 1.000mF elettr. 25 volt
L1, L2, L3 = vedi testo
JAF1, JAF3 = impedenza JAF3.45
JAF2 = impedenza 22mH
FC1 = filtro ceramico 10,7 MHz
MF1, MF2 = medie frequenze
DV1, DV2 = varicap BB.329
SISTEMI
SUPERETRERODINA
Un sistema di
ricezione di tipo supereterodina si basa fondamentalmente sul principio della
conversione di frequenza-frequenza (f
/ f), ossia sfrutta il fenomeno dei
battimenti.
Il primo ricevitore
eterodina, detto anche a battimento di frequenza, venne progettato a causa
dell’aumento delle emittenti radio, perché si verificava che, captando due
emittenti che trasmettevano su due frequenze diverse adiacenti, l’audizione
fosse accompagnata da un fastidioso fischio, che difficilmente si riusciva ad
eliminare.
In pratica,
captando una emittente che trasmetteva sulla frequenza di 1.250 KHz, se
contemporaneamente nel ricevitore giungeva un’altra emittente che trasmetteva a
1.260, si sentiva un fischio la cui frequenza risultava pari alla differenza tra
queste due frequenze, cioè:
1.260 - 1250 = 10
KHz .
Assieme alle
frequenze captate cioè, ne usciva una terza di bassa frequenza non desiderata.
Ma se sulla
frequenza dell’emittente che si riceve, se ne inserisce una seconda,
prelevandola da un oscillatore locale, se ne
potrà ottenere una terza frequenza prelevata all’uscita della valvola
termoionica (a quei tempi non esistevano i transistor).
Così, se sulla
frequenza di 1.250 KHz che si sta ricevendo, si applica un segnale di AF da
1.705 KHz che si preleva da un oscillatore, dall’uscita dello stadio
amplificatore usciranno queste 3 frequenze:
1 = i 1.250 KHz
della emittente
2 = i 1.705 KHz del
segnale AF applicato
3 = 455 KHz, cioè
la differenza tra 1.705 e 1.250
Per far sì che
questa terza frequenza risulti sempre fissa a 455 KHz anche se si riceve una
frequenza di 1.300 KHz, si dovrà variare il segnale dell’oscillatore locale e
portarlo da 1.705 KHz a 1.755 KHz:
1.755 – 1.300 =
455KHz.
Se si riescono a
convertire tutte le frequenze che vengono captate sulla frequenza di 455 KHz si
potranno realizzare dei semplici stadi amplificatori, da accordare tutti sulla
frequenza fissa di 455 KHz.
Il problema che
insorgerà per realizzare questa supereterodina sarà dunque quello di realizzare
un oscillatore locale, in grado di generare una frequenza che risulti sempre
maggiore di 455 KHz rispetto alla frequenza che si desidera ricevere.
Questo tipo di
ricevitore, se ben tarato, assicura una larghezza di banda di 12 KHz e con una
così ristretta banda passante, il ricevitore lascerà passare la sola frequenza
desiderata, ignorando tutte quelle adiacenti, in altre parole presenterà una
elevata selettività.
Infatti, se
l’oscillatore locale del ricevitore genera un frequenza di 1.550 KHz, la sola
frequenza che potrà passare nello stadio di media frequenza (MF) sarà quella
di:
1.550 – 455 = 1.100
KHz +/- 6 KHz.
Se vicino a questa
un’altra emittente trasmettesse sulla frequenza di 1.150, il suo battimento con
la frequenza dell’oscillatore locale ci darebbe una terza frequenza, pari a
1.550 – 1.150 = 400 KHz, ben lontana dai 455 KHz, su cui risultano accordati
tutti gli stadi di MF.
Pertanto, questi
400 KHz non riuscirebbero mai a passare attraverso stadi sintonizzati sui 455
KHz.
Una supereterodina
è così selettiva che tutti i moderni radioricevitori sia in AM che in FM e
tutte le TV funzionano su questo principio della conversione di frequenza.
SCHEMI
E DISEGNI
RICEVITORE AM
Per poter
descrivere lo schema di questo ricevitore, partiremo dalla presa antenna. Come
antenna si dovrà utilizzare un filo di rame lungo 3-5 o più metri, più lungo
sarà questo filo e più in alto dovrà essere collocato.
Tutti i segnali
captati da questa antenna verranno convogliati, tramite il condensatore C1,
sulla bobina di sintonia L1.
Questa bobina
collegata con una capacità variabile, risulterà necessaria per poter
sintonizzarci tra le tante frequenze che la nostra antenna avrà captato, su
quella che a noi interessa.
In rapporto al
numero di spire di questa bobina e della capacità posta in parallelo, si può
stabilire la frequenza da ricevere.
Noi sappiamo che le
onde medie coprono una gamma che va da 1.600 KHz a 500 KHz e per poterci
sintonizzare sulla frequenza di 500 o 1.600 KHz , è necessario calcolare il
valore dei condensatore da applicare in parallelo alla suddetta bobina.
Dunque da come si
può notare anche nello schema elettrico, in parallelo alla bobina L1 non vi è
inserito un ingombrante condensatore variabile, ma due diodi varicap in serie e
in opposizione di polarità. Questi due diodi evitano che forti segnali AF
possano modificare la tensione di sintonizzazione.
Per variare la
tensione su questi diodi varicap in modo da esplorare tutta la gamma delle onde
medie, utilizzeremo un potenziometro multigiri da 10.000 ohm.
Ruotando il suo
cursore da un estremo all’altro, potremo applicare ai capi di tali diodi una
tensione che, da un massimo di 12 volt, scenderà fino ad un minimo di 0 volt.
Così facendo, la
capacità da un minimo di 40 pF salirà fino a 500 pF e poiché abbiamo due diodi
posti in serie la capacità risulterà dimezzata.
Con questi valori
di capacità il ricevitore riuscirà a sintonizzarsi su tutte le emittenti che
trasmettono sulla gamma tra i 500 e i 1.600 KHz.
La frequenza
selezionata tramite la bobina L1 e i due diodi varicap DV1-DV2, per induzione
passerà sulla bobina L2 che, rispetto alla L1, dispone di un minor numero di spire.
Questa differenza
di numero di spire tra primario e secondario è necessaria per trasformare un
segnale a tensione elevata e bassissima corrente, in un segnale a bassa
tensione ed elevata corrente, come richiede la base del transistor
preamplificatore.
Per completare lo
stadio d’ingresso, affinché questo circuito diventi una supereterodina, si
dovrà inserire un transistor oscillatore AF in grado di generare un segnale
che, miscelato con quello captato dall’antenna, dia come differenza i 455 KHz
richiesti.
Collegando una
bobina L3 all’emettitore e sfruttando l’avvolgimento secondario L4 per
reazione, non solo il circuito genererà un segnale AF, ma automaticamente sul
collettore risultava presente il segnale convertito a 455 KHz, cioè: segnale
oscillatore – segnale antenna.
Per modificare la
frequenza dell’oscillatore locale da 955 KHz fino a 2.055 KHz, collegheremo
anche in questo caso due diodi varicap DV3 e DV4 in parallelo alla bobina L3,
poi modificheremo la loro capacità variando la tensione di polarizzazione con
lo stesso potenziometro R7 utilizzato per la sintonia.
Le tre frequenze
presenti sul collettore del transistor, raggiungeranno l’avvolgimento primario
della MF1 accordato sui 455 KHz, quindi questo lascerà passare sul secondario
la sola frequenza di 455 KHz.
Per induzione
questo segnale passerà sull’avvolgimento secondario delle MF1, pertanto il
transistor TR2 amplificherà solo il segnale a 455 KHz e lo trasferirà sul
primario della MF2, anche esso accordato sui 455 KHz.
Dall’avvolgimento
secondario della MF2 il segnale giungerà sulla base del transistor TR3 per
subire una ulteriore amplificazione.
Dal collettore di
questo transistor, il segnale verrà trasferito sul primario della MF3, anche
questo accordato sui 455 KHz.
Sull’avvolgimento
secondario della MF3 avremo disponibile un segnale a 455 KHz d’ampiezza, più
che sufficiente per essere rilevato.
Il diodo al
germanio DS2 raddrizzando questo segnale, lascerà passare le sole semionde
negative dei 455 KHz, poi il condensatore C18 collegato alla sua uscita,
provvederà ad eliminare il segnale AF a 455 KHz e, così facendo, otterremo il
solo segnale di bassa frequenza.
Per eliminare dalla
bassa frequenza eventuali residui di segnale, utilizzeremo un semplice filtro
costituito dalla resistenza R21 e dal condensatore C15.
Il segnale di BF
perfettamente pulito lo potremo ora applicare ai capi del potenziometro R28,
che useremo come potenziometro di volume.
Dal cursore di
questo potenziometro il segnale di BF verrà applicato sul piedino d’ingresso 3
dell’integrato IC1, che lo amplifica in potenza, in modo da ottenere un segnale
in grado di pilotare un piccolo altoparlante.
Per le emittenti
locali, il segnale potrebbe risultare così forte da saturare gli stadi
preamplificatori di MF, quindi, per evitare questo inconveniente dovremo
cercare di ridurre l’amplificazione, mentre se l’emittente giunge debole,
dovremo necessariamente sfruttare la massima amplificazione.
Questo controllo
del guadagno in funzione all’ampiezza del segnale captato, viene
automaticamente svolto da un circuito, chiamato appunto CAG controllo
automatico di guadagno.
Per far sì che
questo ricevitore funzioni correttamente, si dovranno tarare la MF sulla
frequenza di 455 KHz e le due bobine L1/L2 e L3/L4, in modo che risultino in
passo, cioè che tra la frequenza captata dall’antenna e quella generata
dall’oscillatore locale si ottenga sicuramente un valore di conversione che dia
come risultato 455.
Per effettuare
questa taratura è necessario possedere un generatore AF, in grado di fornire
tutte le frequenze richieste; comunque, anche se non si è in possesso di tale
strumento, è ugualmente possibile tararlo, anche se, così facendo, non si può
avere la certezza che le MF risultino esattamente tarate sui 455 KHz. Ma
comunque anche se risultassero tarate sui 450 0 460 KHz non varierebbero né il
funzionamento né il rendimento.
MINI
RICEVITORE FM SUPERETERODINA
Con questo mini ricevitore è possibile
ricevere tutta la radio diffusione a modulazione di frequenza, operante nella
gamma di 80÷110 MHz.
Vi è un solo
circuito integrato che provvede a tutte le funzioni necessarie per il buon
funzionamento del sistema di ricezione, conversione e demodulazione.
Il segnale in
uscita può essere ascoltato con un’auricolare o cuffia ad alta impedenza.
Per una buona
ricezione occorre applicare al punto A uno spezzone di filo di rame rivestito
di circa 1 metro il quale funge da antenna.
Le stazioni vengono
sintonizzate tramite il condensatore variabile CV. Per centrare esattamente la
gamma di ricezione bisogna , per tentativi, stringere o allargare la spira
della bobina L.
RICEVITORE FM
Si è voluto montare
questo ricevitore per potere sintonizzarci su tutta al gamma FM che inizia da
88 MHz per terminare a 108MHz, quindi oltre alle emittenti RAI è possibile
ricevere anche tutte le emittenti private che trasmettono in modulazione di
frequenza.
Da come si può
vedere nello schema elettrico, per realizzare questo ricevitore sono necessari
solo 4 integrati.
Partendo
dall’ingresso antenna il segnale captato raggiungerà, tramite il condensatore
C1, il piedino d’ingresso 7 di IC1, cioè dell’integrato SO42P che utilizziamo
come stadio miscelatore.
Le due bobine L1-L2
avvolte su nuclei toroidali applicate sull’ingresso, ci permettono di ottenere
un circuito di accordo a larga banda da 87 a 110MHz.
Adottando questo
accorgimento si è evitato di dover applicare sullo stadio d’ingresso due diodi
varicap per la sintonia e di doverli tarare per portarli in passo con lo stadio
oscillatore.
Per poterci
sintonizzare da 88 a 108MHz, sullo stadio oscillatore è stato necessario
sintonizzare la bobina L3 con i due diodi varicap DV1 e DV2.
I suddetti diodi
varicap vengono utilizzati in sostituzione del condensatore variabile, molto
più ingombrante e ormai introvabile perché da tempo fuori produzione.
I diodi varicap
BB.329 utilizzati in questo progetto variano la loro capacità in funzione della
tensione applicata sui loro terminali come qui sotto riportato:
0volt = 25pF
1volt = 18pF
2volt = 14pF
3volt = 12pF
4volt = 10pF
5volt = 8pF
Per variare questa
tensione da un estremo all’altro utilizzeremo un potenziometro di precisione a
10 giri e poiché piccole variazioni di tensione potrebbero spostare la
sintonia, questi 5 volt massimi sono stati prelevati dall’integrato
stabilizzato µA78M05 contrassegnato nello schema elettrico dalla sigla IC3.
Le due boccole
applicate tra il cursore di questo potenziometro e la massa, indicate con la
scritta voltometro di sintonia, possono essere utilizzati ad un strumento a
lancetta da 5 volt fondo scala per vedere dove siamo sintonizzati.
La frequenza
generata dallo stadio oscillatore L3-DV1-DV2 risulterà di 10,7MHz più alta
rispetto alla frequenza da ricevere.
In altre parole, se
lo stadio oscillatore oscillerà alla frequenza di 98,7 MHz, capteremo
l’emittente che trasmetterà a 98,7 – 10,7 = 88MHz
Se lo stadio
oscillatore oscillerà sui 117,7 MHz, capteremo l’emittente che trasmetterà a:
111,7 – 10,7 = 101MHz.
L’integrato SO42P
miscelando la frequenza che giungerà sul suo piedino d’ingresso 7 con quella da
lui stesso generata con l’oscillatore L3-DV1-DV2, farà uscire dal piedino 2 una
terza frequenza il cui valore corrisponderà a quella dell’oscillatore locale
meno la frequenza captata.
Pertanto, se
l’oscillatore locale oscilla a 98,7MHz e l’emittente che captiamo trasmette a
88MHz, dal piedino 2 uscirà una frequenza di 98,7 – 88 = 10,7MHz..
Questa terza
frequenza non varia di valore al variare della frequenza di sintonia, ma rimane
sempre fisa sui 10,7MHz.
In poche parole
qualsiasi frequenza capteremo varrà convertita sul valore di 10,7 MHZ.
In seguito sul
piedino 2 di IC1 si è applicata un prima media frequenza accordata sui 10,7MHz,
poi per aumentare la selettività, il segnale presente sul secondario di questa
MF1 è stato fatto passare attraverso il filtro ceramico FC1 sempre da 10,7MHz.
Dall’uscita di tale
filtro il segnale potrà così raggiungere il piedino d’ingresso 1 dell’integrato
IC2. un LM 3089.
Da quanto si può
vedere nello schema a blocchi dell’integrato LM3089, all’interno di esso sono
racchiusi tutti gli stadi necessari ad un ricevitore FM.
Il segnale di BF
che risulterà disponibile sul piedino 6 di IC2, verrà applicato al potenziometro
di volume R12 e prelevato dal suo cursore tramite il condensatore C23 e la
resistenza R13 per essere trasferito sul piedino d’ingresso 1 dell’ultimo
integrato siglato IC4, utilizzato come stadio finale.
Questo integrato,
con una tensione di alimentazione di 12 volt, è in grado di erogare una potenza
si 1,5W su un altoparlante da 8ohm, oppure un a potenza di 3wat su un
altoparlante da 4ohm.
Poiché il circuito
assorbe a riposo 70mA ed al massimo volume circa 1°, non è consigliabile
alimentarlo con delle pile perché queste si esaurirebbero dopo soltanto 1 ora
di funzionamento.
Meglio quindi
alimentarlo a rete utilizzando un alimentatore da 12volt.
MONTAGGIO
Per prima cosa si
sono collegati i due zoccoli per gli integrati IC1 e IC2 e poi le resistenze.
Poi si è collegato: i due diodi varicap DV1 e DV2, il filtro ceramico FC1 e le
due impedenze in ferrite JAF1 e JAF3. Di seguito si sono saldate le due MF
siglate MF1 e MF2. Una volta saldate la MF si è passato al montaggio di tutti i
condensatori elettrolitici, stando attenti alla polarità.
Dopo si è saldato
l’integrato IC3 collegandolo alle rispettive alette di raffreddamento e si sono
realizzate e saldate le tre bobine L1,L2 e L3.
Poi si sono
inseriti gli integrati IC1 e IC2 nei rispettivi zoccoli, e si sono collegati i
due potenziometri e il filo di che fungerà come antenna di circa 2 metri. Ed
infine si sono saldati i fili dell’alimentazione, della sintonia e quelli dell’altoparlante.
TARATURA
Ultimato il
montaggio immediatamente il ricevitore funzionava, ma per riuscire ad ottenere
un suono migliore si è agito sulle due MF MF1 e MF2, fino a quando il suono non
è risultato limpido.
SCHEDA DI VALUTAZIONE
Definizione 727b17h 727b17h ……………
Schema e disegni 727b17h ……………
Identificazione dei blocchi ……………
Montaggio 727b17h 727b17h
……………
Collaudo e misure 727b17h ……………
Impostazione ……………
Linguaggio specifico 727b17h ……………
