Выбор схемы и каскадов радиоприемников
 

Выбор схемы и каскадов радиоприемников

В последние годы в популярной радиотехнической литературе было опубликовано много разнообразных схем малогабаритных транзисторных приемников. Как среди них выбрать нужную? Этот сложный первостепенный вопрос возникает у большинства радиолюбителей, начинающих заниматься конструированием миниатюрной радиовещательной аппаратуры. Чтобы решить его правильно, следует прежде всего выработать те требования, которые будут предъявляться к приемнику. К этим требованиям надо отнести такие основные параметры, как чувствительность, рабочий диапазон частот, избирательность или способность среди нескольких радиостанций, работающих на близких частотах, выбрать интересующую выходную мощность, расход питания и др. Кроме того, необходимо уточнить возможности уверенного приема в данной местности, воспользовавшись обычным радиовещательным приемником второго или третьего класса (при этом применять наружную антенну не следует, ее нужно заменить отрезком провода длиной 1—2 м).

После выработки требований к конструируемому приемнику можно приступать к определению степени сложности его схемы, руководствуясь следующими соображениями. Для приема мощных местных средневолновых (187,5—577 м) и длинноволновых (723—2 000 м) радиостанций в радиусе 100—200 км нужен простой приемник прямого усиления с чувствительностью 10—15 мв/м. Такую чувствительность при громкоговорящем воспроизведении может обеспечить приемник, содержащий один каскад усиления высокой частоты, детектор и два-три каскада усиления низкой частоты. Для увеличения радиуса действия до 300—500. км в его схеме необходимо наличие второго, высокочастотного каскада и трехтран-,зисторного низкочастотного усилителя. Чувствительность такого приемника возрастает до б—7 мв/м. При дальнейшем расширении радиуса действия чувствитель-ность нужно увеличить до 3—5 мв/м введением в схему каскадов с положительной обратной связью или рефлексных. Но следует иметь в виду, что налаживание таких каскадов сопряжено с большими трудностями, и поэтому целесообразнее воспользоваться несложной схемой супергетеродина. Схема супергетеродинного приемника, обеспечивающего указанную чувствительность, будет немного сложнее, чем у приемника прямого усиления. В нее войдут: преобразователь, один-два каскада усиления промежуточной частоты, детектор и два-три каскада усиления низкой частоты.

Увеличение радиуса действия свыше 1 000 км требует резкого увеличения чувствительности приемника (до 300—800 мкв/м) для работы на длинных и средних волнах и до 20—100 мкв на коротких. В этом случае в схему следует ввести один-два дополнительных каскада усиления промежуточной частоты и низкочастотный усилитель с повышенной до 1—5 мв чувствительностью, а может быть и один высокочастотный каскад апериодического (ненастраивающегося) типа.

Выбирая схему приемника, ориентировочно определяя его возможности, не следует забывать и о своих. Нужно прикинуть, взвесить свой опыт, знания, а также возможность приобретения необходимых промышленных деталей и замены дефицитных. В ряде случаев начинающему конструктору целесообразно проконсультироваться в радиоклубе или у более опытного радиолюбителя и во всех случаях не слёдует забывать, что выбор схемы не по силам приводит лишь к неоправданной затрате драгоценного времени и к необоснованной критике копируемой схемы. Чтобы избежать этого, необходимо помнить, что схема любого радиоустройства подобна математической задаче, решить которую нужно правильно и наиболее простым способом, а для решения нужны знания и навыки.

Часто радиолюбители не довольствуются прямым копированием той или иной опубликованной схемы. Им свойственно стремление экспериментировать, изменять, упрощать, совершенствовать. Цель настоящей главы — помочь им в этом. Здесь приводятся некоторые распространенные в настоящее время практические схемы отдельных каскадов радиоприемников и дается их краткое описание.

1. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ

Входные цепи являются основными избирательными элементами приемников прямого усиления, осуществляющими настройку на заданную частоту. В супергетеродинных приемниках они выполняют вспомогательную роль. Тем не менее конструктивное выполнение входных цепей в том и другом случае аналогично. Состоят они, как правило, из настраивающегося антенного контура LKCK и элементов связи с каскадом усиления высокой частоты или преобразователем. Антенный контур в сочетании с ферритовым сердечником представляет магнитную антенну МА.


Наибольшее распространение получили изображенные на рис. 1 входные цепи с автотрансформаторной и трансформаторной связью с каскадами приемника. Вариант с автотрансформаторной связью (рис. 1,а) обычно применяется в простых однодиапазонных приемниках, рассчитанных для работы только на средних или только на длинных волнах. Связь антенного контура с транзистором осуществляется посредством отвода LCB от катушки антенного контура LK, обеспечивающего необходимое согласование сопротивления контура с входным сопротивлением транзистора. Число витков катушки подбирается при налаживании приемника. Подборка эта требует изменения числа витков катушки, что является недостатком схемы.

Вариант с трансформаторной связью (рис. 1,6) отличается от предыдущего наличием отдельной катушки связи, что позволяет быстрее и лучше подобрать нужную величину связи контура с транзистором. Величина связи изменяется перемещением катушек вдоль ферритового стержня. Практические данные входных цепей приведены в табл. 1.


Катушки наматывают на подвижные бумажные гильзы, расположенные на ферритовом стержне марки Ф-600 длиной около 100 и диаметром 8,0 мм.

Варианты (рис. 1, в, г) обычно применяются в двухдиапазонных приемниках прямого усиления. Схемы отличаются коммутацией и конструктивным выполнением контурных катушек. В первом случае контурная катушка состоит из двух последовательно включенных катушек L Ki и LK2 . В работе на средних волнах принимает участие лишь катушка Ьк2, а на длинных — обе катушки. Во втором случае катушка одновременно участвует в работе как на средних, так й на длинных волнах. В диапазоне длинных волн параллельно контуру LKCкх подключается конденсатор Ск2. Дополнительный конденсатор уменьшает перекрытие контура, но позволяет выбрать нужный участок длинноволнового диапазона. В работе обе схемы одинаковы.

Практические данные катушек при указанных выше материале, размерах ферритового сердечника и емкости переменного конденсатора 8—150 пф следующие: в варианте рис. I, в Lк1 имеет 170 витков провода ПЭЛ 0,12, LK2—100 витков провода ЛЭШО 7X0,07, LCB —10 витков провода ПЭЛ 0,15. В варианте рис. 1,г данные катушки LK такие же, как и у катушки Ьк2 в варианте рис. 1,б. Емкость конденсатора Ск2 подбирают в процессе налаживания приемника'.

Вариант рис. 1,д применяют в приемниках, имеющих фиксированную настройку на несколько выбранных радиостанций как в средневолновом, так и в длинноволновом диапазонах. Катушка LK может быть выполнена по данным, приведенным выше.

В вариантах (рис. 1, е, ж, з, и) показаны различные способы связи антенного контура с внешней антенной. В схеме е контур соединяется с антенной через конденсатор С а емкостью 25—30 пф. Такое включение называется полным. К преимуществам схемы следует отнести высокий коэффициент передачи сигнала из антенны в контур, к недостаткам — сильное влияние внешней антенны на параметры контура (вносится расстройка). В схеме ж указанный недостаток несколько уменьшается за счет автотрансформаторного включения внешней антенны, но одновременно с ним уменьшается и коэффициент передачи. Лучшие результаты можно получить, используя индуктивную связь с антенной, показанную на схеме з. Она получила распространение в большинстве схем супергетеродинных приемников, рассчитанных для работы на длинных и средних волнах. В схеме и внешняя антенна практически не вносит никакой расстройки в контур. Достигается это комбинированным включением катушки и конденсатора. Схему применяют в сложных трехдиапазонных приемниках. Катушка связи с антенной имеет 25—35 витков провода ПЭЛШО 0,1—0,12 и располагается на том же каркасе, что и катушка контура.

2. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Высокочастотные усилители широко применяются в приемниках прямого усиления и значительно реже в супергетеродинных. Общее назначение высокочастотного усилителя — повысить чувствительность и избирательность приемника. Для выполнения второго требования необходимо, чтобы усилитель был резонансным, перестраивающимся одновременно с входным контуром, но из-за сложности конструктивного выполнения этого требования (дополнительные катушки, переключатель, сдвоенный блок переменных конденсаторов) используются, как правило, схемы апериодических (ненастраиваю-щихся) каскадов усилителя с широкой полосой пропускания, охватывающей частоты указанных диапазонов.

Ширина полосы пропускания апериодического усилителя высокой частоты зависит как от транзистора, так и от параметров нагрузки.

Используя в качестве нагрузки активное сопротивление, следует учитывать, что чем оно больше, тем выше усиление каскада, но вместе с тем больше его склонность к самовозбуждению и уже полоса пропускаемых частот. Исходя из этого при налаживании нужно стараться найти компромиссное решение.

Если вместо активного сопротивления используются высокочастотные катушки, то они должны иметь низкую добротность, Q = 35—50, которая при постановке катушки в схему снизится до нескольких единиц. В противном случае каскад не обеспечит нужной полосы пропускания и прием станций, работающих на краях диапазона, будет либо отсутствовать, либо будет очень ослабленным. Средняя рабочая частота контура двухдиапазонного приемника должна быть 450—460 кгц, а полоса пропускаемых частот на уровне 0,35—0,40 — в пределах 150— 1 600 кгц. Ориентировочная кривая настройки высокочастотного контура показана на рис. 2. Сдвигая рабочую частоту в ту или иную сторону, подбирая число витков катушки, можно добиться достаточно равномерного усиления по всему рабочему диапазону приемника. В однодиапазонном приемнике, рассчитанном для работы только на средних или только на длинных волнах, можно использовать катушки с несколько большей добротностью Q = 40—60. Среднюю частоту можно передвинуть в область частот интересующего диапазона. Это несколько повысит усиление каскада.


На рис. 3 приведены три варианта распространенных схем высокочастотных усилителей, отличающихся один от другого типами нагрузочных элементов.

Вариант рис. 3, а — каскад реостатного типа. Величина нагрузочного сопротивления Я2 в случае использования усилителя в двухдиапазонном приемнике не должна существенно отличаться от указанной на схеме.

В варианте б используется высокочастотный дроссель, в варианте в — трансформатор.

Усилитель с трансформаторной нагрузкой применяется в большинстве простых схем приемников с одним высокочастотным каскадом. Сравнительно часто встречаются двухкаскадные схемы усилителей с дроссельной и трансформаторной нагрузками. Налаживание таких схем сопряжено с некоторыми трудностями из-за положительной обратной связи между каскадами, вызывающей самовозбуждение. Однако эта трудность окупается возможностью получить более равномерную характеристику усиления в полосе пропускания за счет относительного разноса резонансных частот каждого из каскадов.

Реже встречаются схемы с двухкаскадным усилителем на сопротивлениях. Как правило, работают они плохо и либо легко самовозбуждаются, либо обладают низким усилением.

Трансформаторная нагрузка предпочтительней прочих еще и потому, что с ее помощью осуществляется хорошее согласование высокочастотного каскада с детекторным. Нужная величина связи определяется соотношением числа витков катушек L1, L2. Если в качестве детектора используется диод, то трансформатор дрлжен быть повышающим и, наоборот, если детектор выполнен на транзисторе — понижающим.


Катушки выполняют на ферритовых кольцах с наружным диаметром D=10—12, внутренним d=6—8 и высотой h = 3—5 мм из феррита марки Ф-600—1 000. Моточные данные катушек следующие: катушка L имеет 450— 500 витков провода ПЭЛ 0,08, катушка L1 — 65—75 витков провода ПЭЛ 0,10—0,12 и катушка Lz—180 витков провода ПЭЛ 0,08—0,10.

В описанных схемах желательно применять высокочастотные транзисторы П401—П402 с коэффициентами усиления р = 60—150 для однокаскадных усилителей и 25—40, 40—100 для двухкаскадных. Причем для лучшего Использования транзистора с большим коэффициентом усиления его ставят в каскад с трансформаторной нагрузкой, а с меньшим — в каскад на сопротивлениях. Ориентировочные коллекторные токи транзисторов указаны на схемах (рис. 3). Устанавливаются токи подбором сопротивлений Rz в варианте рис. 3, б и R\ — в вариантах рис. 3, а, в.