PLL wideband radio----pllrph.gif

PLL wideband receiver
This is a radio receiver covering the frequency from 500kHz to 9MHz. PLL digital tuner is used in this radio, Therefore the receiving frequency is set by the switches on the front panel. The radio is a super heterodyne. If frequency of it is 10.615MHz.
See the block diagram!TC5082 oscillates 5KHz clock frequency. On the other hand the VCO oscillates from 10MHz to 20MHz. The frequency of VCO is controlled by the voltage of "Vcont". The oscillated frequency is divided by the n tomes divider "TC9122". This divider makes the 5KHz pulse signal. The phase comparator "TC5081" compares the two 5kHz signals. It makes a control voltage in order to control the frequency of the VCO as the n*5KHz. The dividing times "n" is set by the switches of the panel from 2000 to 3999. Therefore , if the switch is set on 2242 for example, the oscillating frequency becomes 11.210MHz. Please read the textbook of PLL system of detail!
The convertor of the radio is a wideband input FET mixer. The siganl 595kHz came from the antenna is mixed with the local signal of 11.210MHz , for example. The IF comes 11210+595kHz = 11615 kHz. See the characteristic of the crystal filter! 10.616MHz signal pass through the filter. It is amplified by the IF AMP. Germanium diode detects the IF signal. Here comes the audio signal. LM386 is a famous audio AMP. It drives the head phone.
I will explain about the points you must care about when you make the same gear.
You must test the VCO by itself. The oscillating frequency must be changed from lower than 10MHz to higher than 20MHz, when you changed the control voltage "Vcont" from 0 volt to 9 volts. You must use the varicap for AM radio in order to get the wide band of the frequency. Do not use the varicap for FM radio.
You must arrange the resister of the voltage changer set on the 1 pin of the TC5081. When the voltage of the 1 pin of the TC5081 changes from 0V to 9V, the control voltage "Vcont" must be change from 9V to 0V. Or else the band coverage becomes narrower.
You may use the ceramics filter 10.7MHz. Anyway the frequency of receiving is 5KHz step. Therefore the band width of the filter must be wider than 5KHz . Or else the radio may have the frequency he can not receive.
You can not make a frequency surfing with this receiver, because this gear has no frequency dial on it. In order to receive the radio station, you must make a table to know the switch number from the frequency of the station, as follows.
fant=fosc-fif
fosc=fant+fosc
switch number = fosc / 5 kHz

This receiver is slightly noisy. This receiver do not have AVC system. I made this project as my first step of using PLL system. If you constructed the same gear, please try to add some pre sellecter to reduce the noise. Please make me know your result.



ＰＬＬ式広帯域受信機
ここで紹介する受信機は、私が１９９３年のＣＱ誌９月号に紹介した作品のリメークバージョンです。元の受信機は、７メガがら１１メガの４メガヘルツの受信範囲のものでしたが、受信周波数を中波５００ＫＨｚから９ＭＨｚと広帯域化したので、紹介します。この受信機は、局部発信回路をＰＬＬ方式によって、制御し、デジタル化したもので、受信機本体は、中間周波数が１０．１６５ＭＨｚのシングルコンバージョンのスーパーヘテロダインです。＊
まず、ブロックダイアグラムをご覧ください。ＴＣ５０８２で５ｋＨＺの矩形波を発生します。一方可変容量ダイオードによって、発信周波数が制御できる発信器（ＶＣＯ：ＶＡＲＩＡＢＬＥＣＡＰＡＣＩＴＯＲＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ：不正確かも知れません）で、１０メガから２０メガの信号を発信させて、これを、ｎ分の一に分周して、これと先ほどの５ＫＨｚの基準周波数をＴＣ５０８１という位相比較専用のＩＣで、比較します。上の二つの周波数がずれていれば、その分だけ制御電圧（Vcont)を発生させるので、結果的に、いつでもＶＣＯの発信周波数のｎ分の一と５ＫＨｚは同一周波数にたもたれます。ここで、分周比ｎは、ＴＣ９１２２という特殊なＩＣによって、外部から、スイッチで２０００から３９９９まで、変えられます。写真のフロントパネルにはスイッチが１３個も付いているのがご覧になれるでしょう。これが周波数設定スイッチです。ＴＣ９１２２自体はｎを８から３９９９まで変えられますが、ここでは２０００から３９９９の間を使用しています。例えば、ｎを２２４２にすると、ＶＣＯは５ｋＨＺの２２４２倍の１１．２１０ＭＨｚを発信する事になります。より詳細はＰ ＬＬの専門書をお読みください。＊
次にラジオ本体ですが、コンバーターは広帯域入力のＦＥＴプシュプル、シングルバランスドミキサーです。ここで、アンテナから５９４ｋＨｚ（ＮＨＫ第一放送）が入ってきていると、これと先ほどの局発の１１２１０ｋＨＺが混合されて、差の１０．６１６ＫＨｚになります。中間周波は１０．６１５ＭＨｚの水晶フィルターで、図の一番下に特性がしめしてあります。１ＫＨｚのずれは全然問題となりません。そこで、１０．６１６ＭＨｚに変換された、電波がＭＣ１３５０ＰというＩＣによって増幅されます。後は、ダイオード検波と、おなじみのＬＭ３８６によって低周波増幅されて、スピーカーをならします。
＊ここで、製作の注意点をいくつか説明します。
＊ＶＣＯ発振器は、この部分を単独で試験して、Vcontを０Ｖから９Ｖまで変化させたときに、発信周波数が１０ＭＨｚ以下から２０ＭＨｚ以上まで、変化出来る事を確認してください。私の場合、６ＭＨｚから２１ＭＨｚまで、変化できました。こうできて、初めて、ＴＣ５０８１によって、１０ＭＨｚから、２０ＭＨｚまで、可変できる様になります。このためには、バリキャップに容量変化の大きな物を選定する必要があります。ＦＭ受信機用でなくＡＭ受信機用の品種を使ってください。
＊ＴＣ５０８１の制御出力はバリキャップの制御と電圧の上下がさかさまなので、間にトランジスターによる反転器をいれてあります。ここも出来るだけ、ＴＣ５０８１の１番ピン出力は０から９Ｖに変化したときに、Ｃ１８１５のコレクター電圧が９Ｖから０Ｖに変化するように、抵抗を調節してください。
＊私は、中間周波フィルターに、自作のラダーフィルターを使いましたが、ここには、ＦＭラジオ用の１０．７ＭＨｚのセラミックフィルターでも良いでしょう。いずれにしても、受信周波数(fant)と局発周波数(fosc)と中間周波のフィルター周波数(fif)には、｛ fant=fosc-fif ｝の関係があり、受信周波数は５ＫＨｚステップでしか動きませんから、５ＫＨｚよりも広いフィルターが必要です。そうでないと、歯抜けになって、受信出来ない周波数ができてしまいます。
＊この受信機では、受信周波数が、プリセットされます。この受信機は周波数ダイアルをくるくるまわして、周波数散歩する事が出来ないので、あらかじめ受信しようとする局の周波数を、一覧表で調べておいて、下記の様な周波数設定スイッチ換算表を作っておいて、これに合わせて、スイッチを設定する必要があります。
fant=fosc-fif なので、
fosc=fant+fif で、 fif＝１０．６１５ＭＨｚです。
周波数設定ナンバー＝fosc/5kHZですので、例えば、

＊この受信機は入力が広帯域の為に、ノイズが多いですし、自動ボリューム調節（ＡＶＣ）もないので、フェージングの影響も直接的ですから、ラジオ自体としてはあまり性能のよいものでは有りません。ＰＬＬを使った、製作の第一歩として、簡単にまとめられる事を主眼において、つくりました。プリセレクターを内臓して、これに、ＡＶＣをかければ、きっと立派な性能になるでしょう。しかし、いくつかの周波数のプリセレクターを自動切り替えして、その受信周波数を制御電圧でうまくトラッキングを取って変更させる事は結構大変だとおもいます。皆さんの実験をお願いします。ラジオ自体のまとまりとしては、ＣＱ誌にご紹介した改造前の物の方が、アンテナ同調回路もバリキャップでＶＣＯと連動して同調をとっているので、よいかもしれません。

pll1.gif

記載追加５ＪＡＮ９９（読者からのお便り）
。。。。あと、これは私の勘違いかもしれませんが、貴web のPLL 式受信機紹介の中 (http://www.intio.or.jp/jf10zl/pllr.htm)にあります、VCO の説明ですが、 『発信周波数が制御できる発信器（ＶＣＯ：ＶＡＲＩＡＢＬＥＣＡＰＡＣＩＴＯＲＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ：不正確かも知れません）』 というところ、私の記憶ですと、VCO は Voltage Control Oscillator　：　電圧制御発振器 の略だったように思います。

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