FM радио на TEA5710

Немного истории.

В журнале «Радио» № 9 за 1965 год был описан радиоконструтор «Юность». Это был один из первых советских наборов для сборки карманного радиоприёмника – «транзистора», как их тогда называли. Мне он дорог, как память. Именно такой мне подарили родители в 1973 году. Покупали его в центральном универмаге г. Мелитополя, где мы были в гостях у тётушки. Корпус был приятного цвета «морской волны» — как на фотографии на сайте «Отечественная радиотехника ХХ века».

Собрать-то я его тогда собрал, а вот наладить мне его помог мой учитель английского языка, Валерий Николаевич, который сам был заядлым радиолюбителем. Позже в корпусе от этого радиоконструктора я собрал приёмник по очень популярной в своё время схеме В. Плотникова «Москва». А потом он где-то затерялся в пространстве-времени…

Рис.1

С помощью коллег с сайта «Отечественная радиотехника ХХ века» мне удалось найти корпус от этого конструктора. Почти такого же цвета, но совершенно пустой. Позже удалось найти два «полутрупа» более поздней модификации этого конструктора – «Юность КП-101». Корпус у него, конечно, уже не такой красивый, но размеры плат и установочная фурнитура у обоих наборов одинаковая. Вот тогда-то и возникла идея собрать в корпусе первой «Юности» приёмник. В СВ или ДВ диапазонах сейчас вещает очень мало станций, зато, например, в «верхнем» УКВ-диапазоне в Петербурге сейчас их работает порядка 30. Так что выбор был очевиден — УКВ приёмник для приёма станций в диапазоне 87,5 … 108,0 МГц.

Схема приёмника.

Следующий этап – разработка принципиальной схемы. Полностью транзисторный вариант даже не рассматривался, поскольку его очень сложно настроить. ИМС с низкой ПЧ (КР174ХА34, TDA7021 иже с ними) я так же не рассматривал – уже был опыт конструирования приёмников на них и эти приборы мне не понравились. Поэтому решение напрашивалось одно – супергетеродин на «однокристальной» ИМС приёмника. Микросхем этого класса существует великое множество, параметры у них у всех примерно одинаковые. Поэтому при выборе ориентировался на её доступность, цену, «обвязку» и простоту настройки. По всем этим параметрам больше всего понравилась ТЕА5710. Тем более, что уже был положительный опыт изготовления приёмников на ней (рис.2, 3).

Рис.2                                                          Рис.3

В обвязке этой ИМС применяются два полосовых фильтра и детектор на пьезокерамическом дискриминаторе. Это позволяет получить полностью настроенный узел «УПЧ – детектор» … вообще без его настройки. А это очень и очень облегчает налаживание приёмника в целом. Фактически, останется только произвести укладку диапазона и отрегулировать равномерность усиления по всему диапазону. В принципе, это можно сделать даже без приборов, «на слух».

Схема включения ТЕА5710 стандартная, из datasheet. Некоторые моменты «подсмотрел» в книге Б.Ю. Семёнова «Современный тюнер своими руками». В частности, узел буферного каскада для подключения цифровой шкалы. Он мне сильно помог, когда я проводил первую настройку готового приёмника – уточнял параметры катушек и конденсаторов гетеродина и преселектора. В принципе, этот узел можно и не собирать – просто оставить пустые места на плате. Если вы изготовите катушки по приведённым рекомендациям, а перекрытие КПЕ будет не сильно отличаться от указанного на схеме, то, с большой долей вероятности, «попадёте» в нужный диапазон.

Вторая половина приёмника – УНЧ. Сначала я хотел собрать его на какой-нибудь маломощной ИМС УНЧ. Перерыл массу литературы и справочников, но, к своему удивлению, так ничего подходящего и не нашел… То стерео (а нужно моно), то мощность большая, то напряжение питания не подходит, то ток потребления большой, то корпус «планар» (а хотелось DIP), то в магазинах её не найти в принципе… В общем, в итоге решил делать УНЧ на дискретных элементах. Сначала была идея сделать трансформаторный, как в оригинальной «Юности». Но быстренько отказался от неё, поскольку найти трансформаторы в наше время не просто. Потом была идея сделать на современных транзисторах. А потом случайно наткнулся на схему УНЧ нашего «гуру» В. Полякова в «ВРЛ-95» (стр. 41-51) на стареньких МП-шках с очень неплохими параметрами. Собрал макет этого усилителя, погонял его в разных режимах, «послушал» осциллографом и как он воспроизводит музыку – мне понравилось. И вопрос с УНЧ был решен в пользу этого усилителя.

В итоге «родилась» вот такая схема приёмника (рис.<font>4</font>).

Рис.4

Собственно, описывать её работу смысла нет. Приёмная часть всесторонне описана в datasheet на ИМС ТЕА5710 (и в упомянутой книге Семёнова). УНЧ подробно описан в упомянутой статье Полякова (все это есть в архиве — ссылка выше). Отмечу только несколько моментов.

Питание ИМС ТЕА5710 осуществляется от +5 В, для чего на плате собран стабилизатор напряжения на ИМС 78L05 (элементы С13 С14 DA2 C15 C16). От него же запитан буферный каскад для цифровой шкалы (элементы C12 R2 R3 VT1 R4). Как уже отмечалось, если шкалу подключать не планируется, то эти элементы можно просто не устанавливать на плате. Никаких перемычек или переделок делать не нужно.

Сама ИМС приёмника «жестко» переведена в режим «FM» (14-я ножка подключена на «землю»). В ТЕА5710 есть и АМ-тракт, но в данном случае он не используется. Светодиод HL1 – это индикатор точной настройки. Лучше использовать светодиод красного цвета, диаметром 3 мм. Мне удалось его «втиснуть» между ручками настройки и регулятора громкости.

Печатная плата.

На основе этой схемы была разработана печатная плата, по размерам точно такая же, как и «оригинальная» плата «Юности» — 86 х 53 мм (рис.5).

Рис.5

Довольно сложно разрабатывать плату, для которой уже определены габариты, отверстия для крепления в корпусе и для динамика, а так же расположение органов управления (регулятора громкости и КПЕ настройки)… Очень долго я «мучился» с размещением ИМС. Порой, было большое желание «переломить» её… J Ну никак она не «вписывалась»… Да и требования к разводке довольно противоречивы. С одной стороны, нужно максимально разнести катушки преселектора и гетеродина, с другой – разместить их поближе к КПЕ и ИМС, которая и так не вписывается… А ещё разводка «общего» провода… Но всё более-менее нормально получилось, когда я сообразил повернуть корпус ИМС, буквально, на несколько градусов по часовой стрелке. Перемычек получилось немного, всего 3 шт., но они есть…

Чертёж платы выполнен в формате программы «Sprint Layout – 5». Скачать его можно из нашего архива в Каталоге файлов.

<font> Кроме того, в той же архивной папке имеется множество справочного и другого материала, призванного помочь в работе по созданию приемника.</font>

Плата изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм способом ЛУТ. Все отверстия необходимо просверлить до обрезки платы «в размер», поскольку крепёжные отверстия расположены на самом краю платы и при неаккуратном сверлении можно просто разорвать её. Далее плату нужно зачистить мелкой шкуркой (1000 … 2000), залудить и промыть спиртом (ацетоном).

Детали.

КПЕ — от китайского приёмника. Он имеет 2 секции для АМ (которые не используются), 2 секции для УКВ с максимальной ёмкостью примерно 20 пФ и 4 триммера с максимальной ёмкостью 8 пФ. Выводы КПЕ являются основным крепёжным элементом, поскольку сам КПЕ крепится к плате «наоборот».

<font>

Рис.6

Пьезокерамические фильтры (рис.7) можно использовать любые полосовые (не режекторные – обратите на это внимание!) на 10,7 МГц. Так же присутствуют во многих китайских приёмничках. Иногда встречаются в обычных и Интернет-магазинах. Как и пьезокерамический дискриминатор. Вот он, пожалуй, может оказаться самой дефицитной деталью в этом приёмнике. Так же обращаю внимание, что это НЕ КВАРЦ!

</font><font>

Рис.7

Катушки. Их всего лишь три (рис.8).

L1 – бескаркасная, содержит 2,5 витка провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,4 … 0,6 мм. Катушка наматывается на оправке диаметром 6 мм (например, хвостовик сверла). Настройки не требует. После установки на плату можно зафиксировать её несколькими каплями парафина (капнуть с горящей свечи).

L2 – содержит 3 витка провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,4 … 0,6 мм

L3 – содержит 2 витка провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,4 … 0,6 мм

L2 и L3 намотаны на полистироловых каркасах диаметром 5 мм с подстроечным сердечником из меди или латуни, М3 или М4. Если найдёте каркасы с канавкой – это даже лучше. После намотки, перед установкой на плату, витки желательно закрепить парафином.

</font><font>

Рис.8

Транзисторы в УНЧ (рис.9) можно использовать любые из серий П10 — П16, МП37 — МП42 соответствующей проводимости. Необходимо подобрать в пары с близкими коэф. усиления VT3-VT4 и VT5-VT6. Для их монтажа желательно использовать пластиковые подставки.

</font><font>

Рис.9

Резисторы – любые выводные мощностью 0,125 … 0,25 Вт.

Переменный резистор – отечественный или импортный («колёсико») с выключателем, сопротивлением 4,7 — 47 кОм.

</font><font>

Рис.10

Конденсаторы (неполярные) – малогабаритные керамические. В качестве С17 желательно применить плёночный. Электролиты – любые качественные (обычно импортные).

Рис.11

Громкоговоритель – отечественный (0,1 ГД-6, 0,2ГД-1 и т.д.) или импортный (я использовал 8-Омный динамик из старого системного блока РС) сопротивлением 6 — 8 Ом и подходящих габаритов.

</font><font>

Рис.12

Антенна – телескопическая, 400 — 600 мм – какую найдёте, подходящую по габаритам и конструкции.

Сборка и настройка.

Сборку и настройку желательно производить примерно в такой последовательности.

Сначала впаиваем три перемычки (рис.13). Затем устанавливаем все постоянные резисторы и конденсаторы, фильтры ПЧ, наматываем и припаиваем все контуры. Одним словом, все пассивные компоненты. Устанавливаем на плату ИМС стабилизатора и проверяем напряжение на выходе – оно д.б. + 5 В. Перед первым включением желательно отмыть плату со стороны пайки спиртом. После этого устанавливаем транзисторы УНЧ (VT2 … VT6), подобранные в пары. Ещё раз все проверяем. Вместо R7 временно включаем постоянный резистор на 1,0 МОм плюс последовательно с ним подстроечный на 470 Ком.

</font><font>

Рис.13

Подключаем динамик, «минус» С18 закорачиваем на землю, подключаем «Крону». Далее миллиамперметр на пределе «20 мА» подключаем вместо выключателя питания и проверяем потребляемый ток усилителя. Он д.б. порядка 5 мА. Далее вместо выключателя питания временно ставим перемычку и контролируем напряжение на «минусе» С19. Оно должно составлять половину напряжения питания. Добиваемся этого, подбирая R7 (изменяя сопротивление подстроечного резистора). Затем измеряем общее сопротивление и впаиваем постоянный резистор. У меня получилось порядка 1,3 МОм.

</font></p>

<font>После этого можно «послушать» его генератором и осциллографом или же просто подать сигнал от любого источник, например, того же РС. Естественно, минус С18 перед этим нужно оторвать от земли. Усилитель должен звучать громко и чисто, без призвуков и слышимых искажений (а «орёт» он очень сильно</font>

!).

Далее устанавливаем КПЕ и переменный резистор. Это, пожалуй, самый сложный этап при монтаже приёмника. КПЕ бывают разной высоты. Поэтому лучше сделать так. Определяем, где у него выводы FM-секций. Проще всего – с помощью измерителя ёмкости. Если его нет, то, с большой долей вероятности, они с той стороны, где сделан вывод в верхней части КПЕ (на фото обведён красным кружком) (рис.14).

Рис.14

Лимб настройки от «Юности» имеет точно такое же посадочное место, что и на импортном КПЕ, но у «родного» КПЕ он фиксируется винтом М3 с потайной головкой, а в импортном – винтом М2,5. Я подложил под винт шайбу из мягкого материала (например, её можно сделать из кембрика) и лимб оказался хорошо зафиксирован (на рис.6 обведено красным кружком).

Далее устанавливаем КПЕ на плату, не припаивая, а плату устанавливаем в корпус и обязательно фиксируем крепёжными винтами. Выставляем нужное положение КПЕ и определяем, на сколько его нужно приподнять над платой. В моём случае оказалось, что на 3 мм. Далее из пластика толщиной 3 мм я вырезал 4 небольших уголка и приклеил их дихлорэтаном к КПЕ (рис.15).

<font>

Рис.15

Устанавливаем триммеры в среднее положение, снова устанавливаем КПЕ на плату и фиксируем её в корпусе. Если всё встало, как нужно, припаиваем КПЕ прямо по месту. Можно дополнительно «прихватить» его к плате несколькими каплями термоклея из пистолета.

Аналогичные «мучения» предстоят и с переменным резистором. Выводы предварительно нужно удлинить проволочками. Так же его монтаж нужно производить «по месту» (рис.16).

Рис.16

Только после этого можно установить ИМС ТЕА 5710. Можно её просто впаять в плату, а можно установить на панельку. 24-ногих панелек с шагом 1,778 мм и растром 10 мм мне не попадалось, зато без проблем можно найти 30-ногую. Удалив «лишних» 6 контактов, получим то, что нужно.

</font><font>

Рис.17                                                   Рис.18

Ещё раз очень тщательно отмываем плату от остатков флюса и «на просвет» просматриваем все пайки в районе ИМС. Подпаиваем колодку питания, громкоговоритель и антенну – кусок провода длиной с пол-метра – метр (рис.17). Убедившись в отсутствии случайных перемычек между дорожками, включаем приёмник. Сразу же мы должны услышать характерное «шипение». Нужно попытаться настроиться на какую-либо станцию и определиться, в какую часть диапазона мы «попали». Вот тут-то как раз и может очень здорово помочь цифровая шкала, которую можно подключить к буферному каскаду на полевом транзисторе. При отсутствии цифровой шкалы или частотомера, можно попытаться настроить приёмник с помощью промышленного приёмника.

Поворачиваем лимб настройки КПЕ против часовой стрелки до упора и с помощью подстройки катушки гетеродина L3 настраиваемся на самую «нижнюю» станцию диапазона (87,5 МГц, в СПб это «Дорожное радио»). Затем поворачиваем КПЕ по часовой стрелке до упора и с помощью триммера С9 настраиваемся на станцию «верхнюю» станцию (в СПб это «Русское радио», 107,8 МГц). Такие подстройки нужно повторить несколько раз, поскольку они взаимозависимы.

Преселектор настраивается аналогично: «внизу» — катушкой L2, «вверху» — триммером С6 по максимальной неискаженной громкости станций. Для более точной настройки, длину антенны можно уменьшить.

Катушку L1 настраивать не нужно.

Немного про антенну. Сначала решил сделать «печатную» и установить её на то же место, где стояла магнитная в «оригинальной» Юности. Для крепления использовал 2 двойных проволочных уголка. В антеннах я, мягко говоря, не силён, поэтому просто нарисовал 2 варианта в виде «змеек». Суммарная длина проводника одной змейки получилась 440 мм, другой — 390 мм. Но оказалось, что работают эти антенны очень плохо… Пробовал обе, подбирал параметры контуров, пытался сделать из них некое подобие «диполя» — всё напрасно. Возможно, существуют печатные антенны на этот диапазон, возможно, нужно сделать правильное согласование — не знаю, ещё раз повторюсь, в антеннах я не силён. Пока что я вижу только одно решение — телескопическая антенна. А так не хочется «дырявить» корпус…(Рис.18, 19).

Рис.19

Хотя, одно отверстие уже пришлось сделать — для светодиода точной настройки (между лимбом настройки и регулятором громкости — там по размещению всё «на грани фола»). Устанавливать его нужно тоже по месту, предварительно разметив отверстие в верхней крышке приёмника.

Далее устанавливаем плату в корпус, используя стандартные кронштейны «Юности». (Рис.20). Под крепёжные винты, которые расположены ближе к КПЕ и регулятору громкости, обязательно нужно проложить шайбы из изоляционного материала.

</font><font>

Рис.20

</font></p>

<font>Закрываем заднюю крышку и наслаждаемся своей работой (рис.21). J</font><font><font> Крепление телескопической антенны – это кому как захочется и кто какую антенну найдет…</font></font>

<font><font>

Рис.21

</font><font>

Вицан Сергей Викторович

Санкт- Петербург,

19 декабря 2012 года.

</font></font>

Архив к статье здесь.