Радиовещательные приемники строят в настоящее время по супергетеродинной схеме. Причин тому много, это и высокие чувствительность и селективность, мало изменяющиеся при перестройке по частоте и смене диапазонов, а главное - легкость сборки и повторяемость параметров при массовом производстве. Приемник же прямого усиления - штучное изделие ручной сборки, отличающееся такими особенностями, как малый уровень помех и шума, отсутствие интерференционных свистов и ложных настроек. На КВ супергетеродину трудно подыскать адекватную замену, но в диапазоне СВ добротность контуров может достигать 250 и более, тогда полоса контура получается даже меньше, чем нужно для приема AM сигналов.

Контуры можно объединять в фильтры, как это сделано в предыдущей конструкции, но есть и другой путь повышения селективности приемника прямого усиления, довольно редко используемый. Это псевдосинхронный прием, при котором уровень несущей нужной станции поднимается в радиотракте узкополосным контуром высокой добротности. Амплитудный детектор приемника имеет свойство подавлять слабые сигналы в присутствии сильного полезного, и величина этого подавления пропорциональна квадрату отношения амплитуд сигналов. Таким образом, подняв несущую всего в три раза, можно получить улучшение селективности до 20 дБ. Подъем несущей снижает и искажения при детектировании.

Но узкополосный контур, например, магнитной антенны, поднимающий несущую, неизбежно ослабит края боковых полос принимаемого сигнала, соответствующие верхним звуковым частотам. Этот недостаток можно устранить не только «размоду-ляцией» сигнала, как это делалось в приемнике-радиоточке, но и подъемом верхних частот в УЗЧ. Именно так и сделано в описываемом приемнике.

Приемник предназначен для приема местных и мощных дальних станций в диапазоне СВ. По чувствительности он мало уступает супергетеродинам ІІІ-ТV классов, но дает заметно лучшее качество приема. Селективность его, измеренная обычным односигнальным методом, довольно низка (10-20 дБ при расстройке на 9 кГц), однако мешающий сигнал в соседнем канале, равный по амплитуде полезному, подавляется благодаря описанному эффекту на 26-46 дБ, что также сравнимо с селективностью упомянутых супергетеродинов.

Выходная мощность встроенного УЗЧ не превосходит 0,5 Вт -с хорошей АС этого более чем достаточно для прослушивания передач в условиях жилой комнаты (главное внимание обращалось не на громкость, а на качество). Питается приемник от любого источника напряжением 9-12 В, потребляемый ток покоя не превосходит 10 мА. Принципиальная схема радиотракта показана на рис. 1.

Рис.1. Принципиальная схема радиотракта приемника.

Узкополосным контуром, подчеркивающим несущую принимаемого сигнала, служит контур магнитной антенны L1C1C2 с добротностью не менее 250 Его полоса пропускания по уровню 0,7 при перестройке по диапазону составляет от 2 до 6 кГц. Выделенный контуром сигнал подается на УРЧ, выполненный по каскодной схеме на полевых транзисторах VT1, VT2. Усилитель РЧ имеет высокое входное сопротивление, мало шунтирующее контур магнитной антенны, следовательно, не снижающее его добротности.

Первый транзистор VT1 выбран с малым напряжением отсечки, а второй VT2 - со значительно большим, около 8 В. Это позволило соединить с общим проводом затвор второго транзистора и обойтись в усилителе минимумом деталей. Общий ток стоков транзисторов равен начальному току стока первого транзистора (0,5-2,5 мА), а его стоковое напряжение, устанавливающееся автоматически, равно напряжению смещения второго транзистора (2-4 В).

Нагрузкой каскадного усилителя служит второй перестраиваемый резонансный контур L3C6C7, связанный с выходом усилителя через катушку связи L2. Этот контур имеет значительно меньшую добротность (не более 100-120) и пропускает спектр AM сигнала лишь с небольшим ослаблением на краях боковых полос. Введение в приемник еще одного контура оказалось полезным, потому что, как показала практика, при наличии в эфире сигнала мощной местной станции, даже далеко отстоящей по частоте от частоты настройки приемника, селективности одного контура может оказаться недостаточно. Кроме того, второй контур резко ограничивает полосу, а следовательно, и мощность шума, поступающего от УРЧ на детектор. Конструкционно же ввести второй контур легко, поскольку подавляющее большинство КПЕ выпускается в виде сдвоенных блоков.

Второй, апериодический, каскад УРЧ собран на полевом транзисторе ѴТЗ. Он нагружен на диодный детектор VD1, VD2, собранный по схеме с удвоением напряжения Сигнал АРУ отрицательной полярности с нагрузки детектора, резистора R7, через фильтрующую цепочку R4C4 подается на затвор первого транзистора УРЧ VT1 и запирает его при приеме мощных станций. При этом уменьшается общий ток каскадного усилителя и его усиление Емкость блокировочного конденсатора СЮ, шунтирующего нагрузку детектора, выбрана очень небольшой. Это существенно, поскольку подавление помех от соседних станций в детекторе происходит только при условии, что на нагрузке детектора не подавляется разностная частота биений между несущими полезной и мешающей станций.

Продетектированный звуковой сигнал через корректирующую цепочку R8R9C11 поступает на затвор истокового повторителя VT4. Перемещая движок резистора R8, можно изменять величину подъема верхних частот звукового спектра, ослабленных узкополосным контуром магнитной антенны. Этот переменный резистор успешно служит и регулятором тембра. Истоковый повторитель согласует высокоомный выход детектора с низким сопротивлением фильтра нижних частот (ФНЧ) L4C14C15C16. Последний имеет полосу пропускания около 7 кГц и полюс (то есть максимум) затухания на частоте 9 кГц, соответствующей частоте биений между несущими станций в соседних частотных каналах. ФНЧ фильтрует эту и другие частоты биений полезного сигнала с помехами и тем самым дополнительно повышает двухсигнальную селективность приемника.

Рис. 2. УЗЧ приемника.

На выходе ФНЧ через согласующий резистор R12 включен регулятор громкости R13. Резистор R12 нужен для того, чтобы выход ФНЧ не замыкался накоротко при самых малых уровнях громкости, а нагружался на согласованное сопротивление, тогда не искажается его АЧХ. УЗЧ приемника выполнен фактически по той же схеме (рис. 2), что и в приемнике-ра-диоточке (см. выше), лишь изменены некоторые номиналы деталей и повышено напряжение питания до 9-12 В. Соответственно, возросли ток покоя до нескольких миллиампер и выходная мощность до сотен милливатт. Для дальнейшего увеличения выходной мощности на место VT4, VT5 можно установить комплементарную пару более мощных транзисторов ГТ402 и ГТ404.

В приемнике желательно использовать транзисторы именно тех типов, которые указаны на принципиальной схеме. В крайнем случае транзисторы КП303А можно заменить на КП303Б или КП303И, а КП303Е - на КП303Г или КП303Д. Диоды VD1, VD2 - любые высокочастотные германиевые. Сдвоенный блок КПЕ с воздушным диэлектриком можно взять от любого старого радиовещательного приемника. Резисторы и конденсаторы могут быть любых типов, подстроенные конденсаторы С1 и С6 - типа КПК-М. Магнитная антенна такая же, как и в предыдущем приемнике: стержень диаметром 10 и длиной 200 мм из феррита 400НН, катушка L1 содержит 50 витков ЛЭШО 21x0,07. Для катушек L2, L3 использована стандартная арматура - броневой сердечник с экраном от контуров ПЧ портативных приемников, например приемника «Сокол». Катушка связи L2 содержит 30, а контурная катушка L3 - 90 витков провода ПЭЛ 0,1. Расположение катушек на общем каркасе особого значения не имеет.

Катушка ФНЧ L4 индуктивностью ОД Гн намотана на кольце внешним диаметром 16 и высотой 5 мм (К 16x8x5) из феррита 2000НМ. Она содержит 260 витков провода ПЭЛШО ОД. Можно подобрать и готовую катушку, например одну из обмоток переходного или выходного трансформатора от УЗЧ старых портативных приемников. Подсоединив параллельно катушке конденсатор емкостью 5000 пФ и осциллограф, подают на получившийся контур сигнал от звукового генератора через резистор сопротивлением 200 кОм - 1 МОм.

Определяя резонансную частоту контура по максимуму напряжения на нем, подбирают такую катушку, чтобы резонанс получился на частоте 6,5-7 кГц. Эта частота и будет частотой среза ФНЧ. Заодно полезно проверить и частоту полюса затухания 9 кГц, подключив параллельно катушке конденсатор С16 и уточнив его емкость (1000— 1500 пФ). При отсутствии подходящей катушки ее можно заменить (с худшими результатами, разумеется) резистором сопротивлением 2,2 кОм. Конденсатор С16 в этом случае исключается.

Рекомендуемый вариант расположения плат приемника, органов управления и магнитной антенны в корпусе приемника показан на рис. 5. Видно, что антенна максимально удалена от контура УРЧ L2 - L3 и катушки фильтра L4. Корпусом может послужить подходящая пластмассовая коробка, а лучше его сделать самостоятельно, например, из дерева, и оформить так, как обычно оформляют тюнеры. Можно соорудить и металлический корпус, но без задней стенки, чтобы он меньше снижал приемные свойства магнитной антенны Ручку настройки желательно оснастить верньером с небольшим замедлением и шкалой любого типа.

Рис.3. Печатная плата радиотракта.

Рис.4. Печатная плата УЗЧ.

Рис.5. Расположение деталей в корпусе приемника.

Налаживание приемника начинают с УЗЧ. Подав напряжение питания, сопротивление резистора R2 подбирают таким, чтобы напряжение на коллекторах транзисторов VT4 и VT5 равнялось половине напряжения питания. Включив миллиамперметр в разрыв провода питания, подбирают тип (Д2, Д9, Д18 и т д.) и экземпляр диода VD1 до получения тока покоя порядка 3-5 мА. Можно несколько диодов включить параллельно, но нельзя отключать диод, не сняв питание!

Подключив радиочастотную часть приемника, проверяют режимы транзисторов. Напряжение на истоке транзистора VT4 должно быть 2-4 В, на стоке ѴТЗ - 3-5 В и на точке соединения стока VT1 с истоком ѴТ2 - 1,5-3 В. Если напряжения находятся в указанных пределах, приемник работоспособен и можно попытаться принять сигналы станций. Прослушивая сигнал на низкочастотном краю диапазона СВ, сопрягают настройки контуров, передвигая катушку L1 по стержню магнитной антенны и вращая сердечник катушки L2, добиваясь максимальной громкости приема. Одновременно устанавливают нижнюю границу диапазона, ориентируясь, например, на частоту радиостанции «Маяк» 549 кГц. Приняв другую станцию на верхнем краю диапазона, то же самое делают подстроечными конденсаторами С1 и С6. Повторив эту операцию несколько раз, добиваются хорошего сопряжения настроек контуров по всему диапазону.

При самовозбуждении УРЧ, проявляющемся в виде свиста и искажений при приеме станций, следует уменьшить сопротивление резистора R2 и постараться рациональнее расположить проводники, ведущие к статорным пластинам КПЕ С2С7 - они должны быть по возможности короткими, располагаться подальше друг от друга и поближе к «заземленной» поверхности платы. В крайнем случае эти проводники придется заэкранировать.

Для более точной настройки на частоту радиостанции приемник целесообразно оснастить индикатором настройки - светодиодом или стрелочным прибором, включенным последовательно с резистором R3. Подойдет любой прибор с током полного отклонения 1-2 мА. Его надо зашунтировать резистором, сопротивление которого подбирают так, чтобы стрелка отклонялась на всю шкалу при отсутствии принимаемого сигнала. Когда же принимается сигнал станции, система АРУ запирает УРЧ и отклонение стрелки уменьшается, индицируя силу сигнала.

Испытания приемника в условиях Москвы дали довольно хорошие результаты. Днем принимались практически все местные станции, прослушиваемые на любом транзисторном приемнике супергетеродинного типа. Вечером и ночью, когда на СВ открывается дальнее прохождение, принималось много станций, удаленных на несколько тысяч километров. Из-за низкой односигнальной селективности несколько станций могут прослушиваться одновременно, но при точной настройке на более сильный сигнал заметен эффект подавления слабых и программа прослушивается чисто либо с небольшими помехами.

Структурная схема приемника прямого усиления без регенерации (рис. 8.6) включает в себя входную цепь, усилитель высокой (радио) частоты (УВЧ, УРЧ), детектор (Д) и усилитель низкой (звуковой) частоты (УНЧ, УЗЧ). Иногда перед УРЧ включают малошумящий усилитель (МШУ).

Входная цепь и УВЧ составляют высокочастотный тракт приемника и со­держат системы резонансных контуров, которые служат для получения мак­симальной мощности сигнала из антенны, а также выделяют требуемый сиг­нал из множества других сигналов и помех. МШУ (используемые при необ­ходимости) предназначены для снижения уровня собственных шумов прием­ника и определяют чувствительность приемников. В некоторых случаях при достаточной мощности принимаемого сигнала УВЧ может отсутствовать. Вы­деленная детектором (демодулятором) модулирующая функция, содержащая полезную информацию, усиливается и фильтруется от помех и других комби­национных частот в УНЧ. Его усиление определяется напряжением (мощ­ностью), которые необходимо подвести к оконечному устройству для его нормальной работы.

Настройка приемника на полезный сигнал осуществляется перестройкой по частоте входной цепи, МШУ и УВЧ. Синхронная перестройка по частоте всех этих блоков является непростой задачей. В диапазоне СВЧ технически трудно согласовать полосы пропускания приемника с шириной спектра по­лезного сигнала для фильтрации последнего от помех, несовпадающих по частоте с сигналом. Отмеченные факторы являются недостатком приемников прямого усиления.

Рис. 8.6. Структурная схема приемника прямого усиления

Литература: В.И. Нефедов, “Основы радиоэлектроники и связи”, Издательство «Высшая школа», Москва, 2002.

Радиоприемные устройства

22.1. Структурные схемы

Радиоприемник - устройство, соединяемое с антенной и служащее для осуществления радиоприема.

Радиоволны, излучаемые различными радиопередатчиками, по­падают на приемную антенну и создают в ней электрические ко­лебания, поэтому для радиоприемника антенна представляет собой источник радиосигнала. Так как на антенну попадает множество радиоволн, то входной сигнал приемника

состоит из полезного сигнала s(t ) и помехи п (t ). Множитель k (t ) учитывает изменение во времени коэффициента передачи канала связи и называется мультипликативной помехой. Помеха n (t ), добавляющаяся к сигналу, называется аддитивной. В общем слу­чае аддитивная помеха состоит из гармонических, импульсных и флуктуационных помех.

Гармоническими или сосредоточенными по частоте называют узкополосные помехи. Основные источники этих помех - другие радиопередатчики.

Импульсными или сосредоточенными во времени называют поме­хи, форма которых напоминает радиоимпульсы. Отличительным признаком импульсных помех служит неравенство

где t и - средняя продолжительность импульса; Т - среднее рас­стояние между импуль-сами.

К импульсным относятся помехи, порождаемые атмосферными разрядами, промышленными предприятиями, транспортными сред­ствами.

Флуктуационные помехи - широкополосные случайные непре­рывные колебания. Типичный пример флуктуационной помехи - белый шум (см. § 2.7). Флуктуационные помехи порождаются хаотическим движением носителей заряда. Эти помехи представ­ляют один из основных видов помех в космических каналах и некоторых наземных каналах микроволнового диапазона. К флуктуационным помехам относятся также собственные шумы прием­ника.

Простейшая схема приемника прямого усиления состоит из входной цепи, усилителя радиочастоты, детектора и усилителя звуковой частоты (рис. 22.1). Сигнал нужной частоты выделяется системами резонансных контуров, служащих входными цепями и нагрузкой усилителя радиочастоты. Перестройка приемника на нужную частоту осуществляется путем перестройки всех резонанс­ных контуров.

Простота радиоприемника прямого усиления только кажу­щаяся. Для получения узкой полосы пропускания приходится увеличивать число резонансных контуров и их добротности. Сле­довательно, усложняется перестройка приемника. Поэтому при­емники по схеме прямого усиления изготовляют весьма редко.

В настоящее время массовое применение находят супергетеро­динные радиоприемники (рис. 22.2). В таких приемниках осущест­вляется преобразование частоты принимаемого радиосигнала так, что спектр, сосредоточенный в окрестности частоты ω i , переносится на промежуточную частоту ω i . Преобразование частоты выполняет преобразователь, состоящий из смесителя и гетеродина - генера­тора опорного колебания. Принцип действия такого преобразова­теля рассмотрен в § 17.3. Наиболее часто промежуточная частота

либо
(22.2)

При перестройке входной цепи и усилителя радиочастоты из­меняется и частота гетеродина так, чтобы промежуточная частота ω п оставалась постоянной. Это обстоятельство позволяет приме­нять неперестраиваемые усилители промежуточной частоты (УПЧ). Такие УПЧ удается создать с хорошей частотной избирательно­стью. Поэтому основное усиление и частотную избирательность супергетеродинного приемника обеспечивает УПЧ. Входная цепь и усилитель радиочастоты выполняют предварительное выделение сигнала и ослабляют мощные мешающие радиосигналы.

Супергетеродинный радиоприемник, обладая принципиальными достоинствами, не лишен недостатков. Основной из них-побоч­ные каналы приема. Как известно из общей теории преобразова­ния частоты (см. § 17.3), в полосу пропускания УПЧ попадает не только сигнал, например, с частотой ω с = ω г + ω п, но и другие сигналы, частоты которых ω с (п , т ) удовлетворяют равенству

(22.3)

Основной побочный канал приема называется зеркальным. Частота этого канала ω зк отличается от частоты сигнала ω с на удвоенное значение промежуточной частоты: ω зк = ω с ± 2ω п. Ослаб­ление мешающих радиосигналов и помех с частотами зеркального канала и всех других побочных каналов выполняют полосовые фильтры, включаемые до преобразователя частоты, т. е. фильтры, входящие в состав входных цепей и усилителя радиочастоты. Полезно иметь в виду, что подавление побочных каналов приема облегчается при увеличении промежуточной частоты ω п, однако при этом затрудняется получение достаточно узкой полосы УПЧ.

Другой недостаток супергетеродинного приемника - возмож­ность возникновения комбинационных свистов. Такие свисты по­являются на некоторых частотах принимаемого сигнала ω с " = ω г - ω п, на которых ω п ", приблизительно равная частоте ω п, полу­чается в соответствии с (22.3) и путем более сложного преобра­зования. При этом условии УПЧ усиливает два сигнала с близ­кими частотами. Вследствие биений несущих этих сигналов появ­ляется низкочастотная огибающая с частотой |ω п - ω п "|, которая выделяется амплитудным детектором, затем усиливается и про­слушивается в виде свиста. Третий недостаток супергетеродинного приемника заключается в возможности создания радиопомех дру­гим приемникам, если колебание гетеродина попадает в антенну.

Все перечислерные недостатки в современных супергетеродин­ных приемниках устраняются путем рационального выбора про­межуточной частоты или двух промежуточных частот в приемниках с двойным преобразованием частоты, использованием смесителей, выполняющих почти идеально точное перемножение напряжений, и надежной развязкой гетеродина от входных цепей.

Кроме основных функциональных узлов, таких, как входные цепи, усилители радио-, промежуточной и звуковой частот, преоб­разователь частоты и детектор, схемы современных радиоприемни­ков дополняются устройствами и системами, качественно улуч­шающими технические и эксплуатационные показатели. Таковыми являются системы автоматического регулирования усиления и автоматической подстройки частоты.

Структурные и схемотехнические особенности, конструкция и элементная база радиоприемника определяются его назначением, условиями эксплуатации, диапазоном принимаемых волн.

По назначению приемники делят на радиовещательные, телеви­зионные, связные, радиолокационные, навигационные и др. Назна­чением приемника определяются свойства принимаемых сигналов. Например, радиовещательные приемники предназначены для при­ема речевых и музыкальных сигналов; телевизионные - для при­ема сигналов изображения и звука; связные - для приема теле­фонных и телеграфных сигналов, цифровых сигналов управления и др.

По условиям эксплуатации различают стационарные и неста­ционарные приемники. Как стационарными, так и нестационар­ными могут быть приемники различного назначения. Стационар­ными считаются приемники, не предназначенные для работы на подвижных объектах. К нестационарным относятся все приемники, устанавливаемые на подвижных объектах, например, космические, самолетные, корабельные, автомобильные, переносные и др.

Для реализации приемников промышленность выпускает специализирован­ные ИС, выполняющие функции одного или нескольких функциональных узлов. Такие примеры ИС приведены в предыдущих главах. Так, в качестве усилителя промежуточной и радиочастоты может применяться ИС К175УВ4 (см. рис. 14.17), преобразование частоты выполняет ИС 219ПС1 (см. рис. 17.9). Усилителем звуковых частот может служить ИС К174УН5 (см. рис. 15.7). Выпускаются также специализированные серии ИС. Для радиовещательных приемников пред­назначены ИС серии 235, для телевизионных - ИС серии К174 и др.

Структурные схемы приемников в зависимости от их назначе­ния дополняются специфическими функциональными узлами. Сложные связные приемники снабжаются устройствами програм­мной настройки. Приемники, предназначенные для приема цифро­вой информации, комплектуются устройствами последетекторной обработки, фильтрующими и декодирующими принятый сигнал. Эти устройства часто выполняются на базе МП. В телевизионных приемниках сигнал с выхода детектора разделяется на сигнал изображения и звука. Из сигнала изображения выделяют импульс­ные последовательности, необходимые для синхронизации генерато­ров строчной и кадровой развертки. Все эти преобразования вы­полняют специализированные ИС.

В середине XX века средневолновый вещательный диапазон был очень популярен. Его привлекательность объяснялась не только наличием большого числа вещательных радиостанций, но и возможностью прослушать работу многочисленных радиохулиганов, порой транслировавших популярную музыку того времени. В начале же XXI века ситуация на этом диапазоне кардинально изменилась, и вещательных радиостанций стало гораздо меньше, интерес к нему пропал, устарел и парк приёмной аппаратуры.

Так думают ныне многие, об этом пишут в Интернете, так думал и я. Но вдруг обнаружил, что это в Средней Азии на данном диапазоне мало вещательных радиостанций (особенно русскоязычных), а вот в Европе их ещё осталось немало, да и интересу радиолюбителей к этому диапазону понемногу возрастает. Что это - ностальгия или причина в простоте конструкции приёмников этого класса? Скорее всего, и то, и другое! Когда я собрал этот приёмник и стал регулярно прослушивать средневолновый диапазон, то снова обнаружил, что всё же и у нас на этом диапазоне есть вещательные станции. Мне кажется, что-то явно изменилось в эфире. Может, из-за того, что я стал регулярно прослушивать этот диапазон, и станции появились?

Радиоприёмник прямого усиления, описание которого приводится далее, несмотря на кажущуюся сложность схемы, вполне пригоден для повторения даже начинающими радиолюбителями. Схема приёмника показана на рисунке. ВЧ-сигнал с магнитной антенны WA1 поступает на затвор транзистора VT1, на котором собран парафазный каскад. Его усиление меньше единицы, но его задача состоит в получении на выходах двух одинаковых по амплитуде, но противоположных по фазе сигналов. Применение полевого транзистора позволяет получить сигналы большей идентичности по сравнению с аналогичным каскадом на биполярном транзисторе (токи через резисторы истока и стока равны, в отличие от токов биполярного транзистора). Высокое входное сопротивление транзистора мало шунтирует контур магнитной антенны, позволяя напрямую подключить затвор транзистора к нему. При этом добротность контура антенны практически не ухудшается, что обеспечивает лучшую избирательность. В этом каскаде по затворной цепи также происходит управление усилением ВЧ-сигнала с помощью системы АРУ.

Рис. Схема приёмника

Противофазные сигналы поступают на входы симметричного усилителя (Рубцов В. Усилитель промежуточной частоты с улучшенной симметрией. - Радио, 2005, № 12, с. 67), собранного на транзисторах VT2-VT5. Этот усилитель обладает большим коэффициентом усиления (до 6000), устойчив и на выходе формирует два противофазных сигнала. Эти сигналы поступают на двухтактный детектор АМ-сиг-налов, собранный на диодах VD1- VD4. Особенностью такого детектора является то, что на его выходе формируется напряжение с удвоенной частотой входного сигнала, а сигнал с входной частотой значительно подавлен. Дополнительно ВЧ-сигнал подавляет сглаживающий конденсатор C11. В результате ВЧ-часть приёмника обладает повышенной устойчивостью к самовозбуждению. Постоянное напряжение минусовой полярности с выхода детектора через ФНЧ R4C4 поступает на затвор транзистора VT1. С увеличением уровня принимаемого сигнала постоянное напряжение на выходе детектора увеличивается (по модулю), что приводит к уменьшению усиления ВЧ-тракта. Так работает система АРУ Несмотря на то что работа АРУ приводит к изменению режимов работы парафазного каскада, на качестве приёма это практически не сказывается.

Сигнал ЗЧ через конденсатор С10 поступает на регулятор громкости R14 и затем на вход УМЗЧ, собранного на транзисторах VT6-VT10 по известной схеме. Максимальная выходная мощность усилителя - 150 мВт.

Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, ВС, переменный - СП, СПО, СП3. Транзистор КП302Б можно заменить транзистором КП302В, КП303Е, КП307А. Транзисторы в симметричном усилителе желательно подобрать с близкими коэффициентами передачи тока базы. Диоды Д311 можно заменить диодами серии Д9 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные, остальные - КТ, КМ, К10-7В, К73. Конденсатор переменной ёмкости - с воздушным диэлектриком. В УНЧ применена динамическая головка 3ГДШ-8-8 с сопротивлением звуковой катушки 8 Ом, но подойдёт любая малогабаритная мощностью 0,5...1 Вт с таким же сопротивлением.

Магнитная антенна намотана на круглом или плоском ферритовом магнитопроводе марки 400НН или 600НН длиной 100...140 мм. Катушка для диапазона СВ содержит 70...80 витков провода ПЭВ или ПЭЛШО диаметром 0,2...0,25 мм или 250... 280 витков более тонкого провода, если предполагается использовать приёмник на ДВ-диапазоне. Тип намотки катушки СВ - виток к витку, ДВ - секционный (5...6 секций). Можно применить и любую другую магнитную антенну от карманных радиоприёмников.

Если постоянный резистор R13 заменить подстроечным и к его движку подключить нижний по схеме вывод резистора R4, то с помощью подстроечного резистора можно в широких пределах изменять порог срабатывания и глубину АРУ. Сделать это можно на слух при приёме мощной радиостанции. Быстродействие (постоянную времени) системы АРУ можно изменить подборкой конденсатора C4. УНЧ налаживают подборкой резистора R20, с его помощью устанавливают ток покоя 1,5...3 мА транзистора VT10 (в цепи коллектора). Подборкой резистора R16 устанавливают половину напряжения питания (+6...7 В) в точке соединения коллектора транзистора VT9 и эмиттера транзистора VT10.

На станцию приёмник настраивается переменным конденсатором С1 и поворотом магнитной антенны (так можно отстроиться и от помехи). Для улучшения чувствительности приёмника рядом с катушкой МА (1...2 см) можно разместить провод снижения наружной антенны. Приёмник был собран на макетной печатной плате с помощью проводного монтажа и показал хорошее качество работы. Желательно, чтобы соединительные провода были минимальной длины.

Дата публикации: 22.10.2017

Мнения читателей

• горячев сергей владимирович / 12.03.2018 - 17:21
  Спасибо Вам за Ваши публикации.Прекрасные и понятные разработки. Творческих успехов Вам! RA9YV 73!

Принципиальная схема самодельного приемника на пяти транзисторах для работы в диапазонах СВ-ДВ, ностальгическая конструкция для свободной минутки.

Многие радиолюбители начинали свой путь со сборки приемника прямого усиления на 4-6 транзисторах. В СССРпродавались такие наборы-радиоконструкторы, на сколько я помню, по цене от 6 до 14 рублей. Если есть желание и свободное время, можно вспомнить детство, поработав со схемой, показанной на рисунке. Да, заодно, и сделать «дачную радиоточку», которую не жалко оставить в слабоохраняемом помещении.

Единственное условие, - в вашей местности должна работать хотя бы одна радиовещательная станция в диапазоне длинных или средних волн. Впрочем, если таковых нет, приемник в ночное время сможет принимать достаточно много удаленных и даже «заграничных» радиостанций (нет фактора «забоя» сигналом мощной местной радиостанции).

Схема приемника

Как написали бы в журнале «Радио» 70-х годов, это схема 2-V-2. То есть, два каскада УВЧ, детектор, и два каскада УНЧ.

Сигнал принимается магнитной антенной состоящей из ферритового стержня диаметром 8 мм и длиной чем больше, тем лучше, и двух катушек L1 и L2 на картонных гильзах. Входной контур образует катушка L1 и переменный конденсатор С1. Через катушку связи L2 сигнал поступает на первый каскад УРЧ на транзисторе VT1. Далее - второй каскад на VT2.

Детектор выполнен на кремниевом диоде VD1 типа 1N4148. Кремний плохо работает в качестве детектора из-за слишком протяженного линейного участка с малой крутизной ВАХ, однако, здесь диод находится под прямым током через R4 и R5, который компенсирует этот недостаток.

Рис. 1. Принципиальная схема приемника прямого усиления, ностальгия.

Детали и монтаж

Динамик В1 -да, практически любой! Катушка L1 для СВ содержит 90 витков любого намоточного провода диаметром от 0,2 до 0,5 мм. L1 для ДВ - 240 витков шестью секциями внавал, любого намоточного провода от 0,1 до 0,3 мм. L2 примерно 10% от L1.

Монтаж - на весу пайкой выводов деталей между собой (или как хотите).

Налаживание

О налаживании и заменах деталей ничего писать не буду, не хочу портить Вам удовольствие дойти до всего самому. Намекну только, что базовые резисторы отвечают за режим каскадов по постоянному току.

Если нет мощных местных СВ и ДВ радиостанций, - это и к лучшему, сделайте KB-приемник прямого усиления. L1 и L2 намотайте на каркасе с подстроечным ферритовым сердечником (например, от модуля цветности или ПЧ старого телевизора). L1 - 30 витков, L2 - 10 витков.

А через конденсатор на 5-10 пФ подключите к верхней, по схеме, обкладке С1 внешнюю антенну, - длинный провод, протянутый под потолком из угла в угол.

Мы определили что, для увеличения чувствительности детекторного приемника можно применить принцип прямого преобразования частоты. Однако в этом случае часть выходного колебания (компоненту спектра с удвоенной частотой сигнала) приходится подавлять. Это означает, что мощность полезного сигнала на выходе умножителя (смесителя) будет в два раза меньше мощности сигнала на входе. Иными словами, коэффициент передачи смесителя не может превышать –3 дБ. В реальных схемах ситуация хуже за счет потерь в элементах умножителя. Активный умножитель (умножитель с усилением) ситуацию в корне не меняет, так как он усиливает не только сигнал, но и шум, а значит, коэффициент шума будет в лучшем случае останется точно таким же.

Для увеличения чувствительности радиоприемника (уменьшения коэффициента шума приемника) между входом синхронного детектора и выходом входного устройства приемника размещают малошумящий усилитель высокой частоты (УВЧ). Его коэффициент усиления рассчитывается по следующей формуле:

где U дет — напряжение на входе синхронного (квадратурного) детектора;
U а — напряжение на выходе антенны;
K вх. устр. — коэффициент передачи входного устройства.

Структурная схема приемника прямого усиления с квадратурным детектором, способным принимать сигнал с любым видом модуляции, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема радиоприемника прямого усиления

Применение усилителя высокой частоты позволяет поднять до нескольких десятков микровольт. Однако одновременно именно этот в основном будет определять . Здесь следует заметить, что схема, приведенная на рисунке 1, может быть определена и как схема прямого усиления, и как схема прямого преобразования. Все зависит от того, какой каскад будет определять избирательность по соседнему каналу и где будет сосредоточено основное усиление.

Если в схеме, приведенной на рисунке 1, основное усиление определяется усилителем низкой частоты, а избирательность по соседнему каналу обеспечивается ФНЧ на выходе квадратурного детектора, то эту схему рассматривают как . Выбор частотных параметров блоков схемы иллюстрируется рисунком 2.

Рисунок 2. Требования к характеристикам фильтров

Если же основная избирательность радиоприемника по соседнему каналу и его основное усиление, сосредоточено до квадратурного детектора, то ее рассматривают как приемник прямого усиления. В этом случае частотные параметры схемы радиоприемника выбираются в соответствии с рисунком 3.

Рисунок 3. Требования к характеристикам фильтров приемника прямого усиления

Так как в этом случае все параметры приемника определяются входным устройством и практически не зависят от параметров квадратурного детектора, то схему приемника прямого усиления можно представить в виде, показанном на рисунке 4.

Рисунок 4. Структурная схема приемника прямого усиления

Требования к фильтру низкой частоты квадратурного детектора в данной схеме значительно снижаются по сравнению со схемой прямого преобразования. Здесь фильтр низкой частоты должен подавить составляющие удвоенной частоты принимаемого радиосигнала и не исказить полезный сигнал.

В наихудшем случае расстройку частоты можно определить следующим образом:

и в этом случае расчет фильтра низкой частоты (ФНЧ) выполняется точно так же, как мы рассматривали в главе посвященной приемнику прямого преобразования.

Частотные параметры радиотракта приемника прямого усиления определяются рисунком 5. На этом рисунке показан спектр рабочего канала и спектры двух соседних радиоканалов. Полосовой приемника прямого усиления не должен искажать полезный сигнал и при этом подавлять спектр соседних каналов.

Рисунок 5. Частотные параметры радиотракта приемника прямого усиления

Известно, что расчет полосового фильтра ведется через расчет ФНЧ фильтра-прототипа, который рассчитывается точно также как и в случае приемника прямого преобразования. Воспользовавшись этими результатами можно определить, что потребуется полосовой фильтр не менее седьмого порядка.

Теперь определим, до какой частоты можно будет применять схему прямого усиления. Известно, что конструктивную добротность контура трудно получить больше 200. Учитывая, что у добротность контура с наибольшей добротностью отличается от добротности контура с наименьшей добротностью в пять раз, то для определения максимальной частоты воспользуемся добротностью:

Добротность контура определяется по следующей формуле:

Тогда максимальная рабочая частота для системы связи, использующих сигналы с полосой 9 кГц, может быть определена из следующего выражения:

Это означает, что область применения приемников прямого усиления ограничивается длинноволновым диапазоном. Радиолюбители применяют приемники прямого усиления и в средневолновом диапазоне, но это достигается за счет уменьшения подавления соседнего канала. Для систем профессиональной связи это неприемлемо.

Коэффициент усиления усилителя радиочастоты в схеме прямого усиления ограничивается внеполосными помехами, которые могут попасть на его вход и вызвать перегрузку. Приемники, собранные по схеме прямого усиления обычно разрабатываются на прием одной определенной частоты. Это обусловлено сложностью разработки перестраиваемого полосового фильтра. Принимаемая приемником прямого усиления частота определяется частотой настройки фильтра входного устройства. Учитывая, что данная схема применяется в основном в системах дистанционного управления, а они работают в СВЧ диапазоне, то в качестве частотно-избирательных цепей входного устройства обычно применяются фильтры на поверхностных акустических волнах.

Литература:

1. "Проектирование радиоприемных устройств" под ред. А.П. Сиверса - М.: "Высшая школа" 1976
2. "Радиоприемные устройства" под ред. Жуковского - М.: "Сов. радио" 1989
3. Палшков В.В. "Радиоприемные устройства" - М.: "Радио и связь" 1984

Вместе со статьей "Приемник прямого усиления" читают:

Основной функцией радиоприемного устройства является извлечение полезной информации из принимаемого сигнала...
http://сайт/WLL/DetPrm.php

Первые приемники прямого преобразования появились на заре развития радиотехники, когда ещё не было радиоламп...
http://сайт/WLL/PrmPrjamPreobr.php

Для того чтобы решить проблему роста необходимой добротности с ростом несущей частоты, стали разбивать задачу на два этапа - перестройка по диапазону частот, и обеспечение избирательности по соседнему каналу...
http://сайт/WLL/PrmSupGeter.php

При двойном преобразовании частоты сначала переносят группу каналов на первую промежуточную частоту, выделяют ее, а затем выделяют рабочий канал на второй промежуточной частоте. Этот процесс...
http://сайт/WLL/PrmDvPreobr.php