Экономичный приемник прямого усиления на трех транзисторах
Он очень прост, практически не требует налаживания и совершенно некритичен к напряжению питания. Громкоговорителя в приемнике нет: он работает на миниатюрный телефонный капсюль или телефоны. Приемник выполнен по схеме прямого усиления с одним настраиваемым контуром (рис. 1).
Рис.1. Принципиальная схема экономичного приемника.
Катушкой индуктивности контура L1 является магнитная ферритовая или рамочная антенна WA1. На частоту принимаемой радиостанции контур настраивается конденсатором переменной емкости (КПЕ) С1.
Радиочастотный (РЧ) сигнал с антенного контура L1 - С1 через катушку связи L2 поступает на трехкаскадный усилитель РЧ (УРЧ), выполненный по схеме с непосредственной связью между каскадами на транзисторах VT1 - ѴТЗ. Усиленный сигнал детектируется диодом VD1, его высокочастотная составляющая отфильтровывается конденсатором С2. Выделившийся на этом конденсаторе сигнал звуковой частоты (ЗЧ) через катушку связи, представляющую для токов ЗЧ пренебрежимо малое сопротивление, снова подается на базу транзистора VT1.
Так обычно устроены рефлексные приемники, где одни и те же каскады усиливают токи радио- и звуковой частоты. Но этот приемник лишь с долей условности можно назвать рефлексным. Дело в том, что через детекторный диод VD1 замыкается цепь стопроцентной отрицательной обратной связи (ООС), действующей на постоянном токе и на звуковых частотах, поэтому усиление по напряжению на 34 равно единице.
В то же время ООС жестко стабилизирует режим транзисторов по постоянному току и в отсутствие сигнала напряжение на коллекторе ѴТЗ равно сумме напряжения открывания транзистора VT1 и диода VD1 (оба этих напряжения равны примерно по 0,5 В, поскольку приборы кремниевые). При этом ток смещения базы транзистора ѴТ1 будет очень небольшим, как раз таким, что диод начнет работать на участке вольтамперной характеристики с максимальной кривизной, что и нужно для детектирования.
Рис.2. Осциллограмма коллекторного напряжения транзистора ѴТ3.
При поступлении сигнала Р4 диод VD1 детектирует его положительные полуволны, сильнее открывая транзистор VT1. Вслед за ним больше открываются и транзисторы ѴТ2 и ѴТЗ. В результате среднее (за период Р4) напряжение на коллекторе ѴТЗ падает, а ток всех трех транзисторов увеличивается. Форма напряжения на коллекторе транзистора ѴТЗ показана на рис 2, ее можно наблюдать с помощью осциллографа. На его экране видно, что положительные полуволны AM сигнала жестко «привязаны» к уровню напряжения +1 В, в то время как огибающая колебаний 34 удвоенной амплитуды модулирует отрицательные полуволны.
Благодаря ООС детектирование получается очень линейным. Если же уровень сигнала слишком велик, и отрицательные полуволны достигают нулевой отметки, огибающая AM колебаний ограничивается и приемник начинает работать с искажениями. Устранить их можно, ослабив сигнал Р4 расстройкой входного контура, поворотом антенны или включением резистора с небольшим сопротивлением (20-100 Ом) в эмиттерную цепь транзистора VT1. Чувствительность приемника при этом уменьшается. Если этот резистор сделать переменным, он будет служить регулятором громкости.
Поскольку для колебаний ЗЧ все три транзистора являются усилителями тока, а их коллекторные токи складываются в общем проводе питания, в него же включен и телефон BF1, причем отдельного выключателя питания не требуется - приемник начинает работать, как только вилка телефона вставлена в гнезда разъема XI. Конденсатор СЗ замыкает токи РЧ на общий провод, чтобы они не попадали в цепь телефона и батареи питания.
Несколько слов о деталях. Подойдут транзисторы VT1 и ѴТЗ типов КТ315 или КТ312 с любыми буквенными индексами. Это же относится и к транзистору типа КТ361 (ѴТ2) другого типа проводимости. Можно попробовать применить и транзисторы КТ3102 (VT1, ѴТЗ) и КТ3107 (ѴТ2). Подбора транзисторов по коэффициенту передачи тока не требуется, просто транзисторы с большим коэффициентом передачи обеспечат несколько большую чувствительность приемника, а режим их все равно окажется жестко стабилизирован. Диод VD1 - любрй маломощный высокочастотный, но обязательно кремниевый.
Конденсатором настройки может служить любой подходящий КПЕ с воздушным или твердым диэлектриком. Подойдет, например, КП-180, выпускавшийся в наборах для детского технического творчества, или блок КПЕ от любого транзисторного приемника. Обе секции блока для расширения диапазона перестройки лучше соединить параллельно. Максимальная емкость КПЕ должна быть не меньше 180 пФ.
Можно использовать готовые катѵшки L1 и L2 от магнитных ан-тенн транзисторных приемников. При самостоятельном изготовлении провод наматывается на круглый или прямоугольный фер-ритовый стержень 400НН, 600НН или 1000НН длиной не менее 50 мм. Для приема в диапазоне СВ катушка L1 должна содержать 60-70 витков, а катушка связи L2 - 6-7 витков провода ПЭЛ (лучше ПЭЛШО) 0,25-0,35. Для повышения добротности контура еще лучше использовать литцендрат. Намотка ведется в один слой, виток к витку, на бумажном каркасе, пропитанном парафином для влагозащиты и повышения изолирующих свойств. Расстояние между катушками 5-7 мм.
Была испытана и рамочная антенна квадратного сечения 55x55 мм, намотанная внавал проводом ПЭЛ 0,25 прямо на корпусе приемника.
Число витков для диапазона СВ - 60, катушка связи наматывается поверх контурной и имеет 5 витков. Чувствительность приемника даже с такой антенной оказалась достаточной, а селективность - несколько хуже из-за меньшей добротности катушки без сердечника. При изготовлении приемника для диапазона ДВ число витков катушек следует увеличить примерно втрое.
Телефоном служит миниатюрный капсюль ТМ-2А или любой другой с сопротивлением 50 Ом. С таким телефоном приемник может работать при напряжении питания от 1,2 В и выше. Потребляемый ток составляет 1,2 мА при питании от одного дискового аккумулятора и 1,8 мА при питании от одного элемента АЗ 16 или импортного - размера АА с напряжением 1,5 В. Если использовать высококачественный телефон ТМ-6 с сопротивлением 180 Ом, напряжение питания лучше увеличить до 2,4-3 В (два дисковых аккумулятора или два элемента 316, соединенные последовательно). Потребляемый ток при этом возрастет до 3-5 мА.
Отличные результаты получились с высококачественными телефонами ТДС-1 при напряжении питания 3 В и токе 5 мА. С приемником можно использовать и высокоомные телефоны, например ТА-4 с сопротивлением постоянному току 4,4 кОм. В этом случае напряжение питания придется увеличить до 4,5-9 В (одна-две батареи 3336Л или одна «Крона»). Потребляемый ток составит 1-2 мА. Вообще же приемник допускает широкие вариации сопротивления телефонов и напряжения питания без ухудшения качества работы и без подбора элементов.
Поскольку через телефоны проходят не только токи ЗЧ, но и постоянная составляющая тока транзисторов, при подключении телефона, особенно со слабым магнитом, желательно соблюдать полярность, указанную на вилке телефона. Вывод, обозначенный знаком +, должен соединяться с батареей питания. Если же обозначений на вилке или корпусе телефона нет, полярность его включения подбирают по наилучшему звучанию. Смысл подбора полярности в том, чтобы постоянное магнитное поле катушек телефона, создаваемое постоянной составляющей тока, складывалось с собственным полем магнита телефона, усиливая его.
Внешнее оформление приемника может быть весьма разнообразным. Скорее всего корпусом станет пластмассовая коробочка, легко помещаемая в нагрудный карман, с ручкой настройки и миниатюрным разъемом для подключения телефона. Монтаж приемника может быть как печатным, так и навесным. Самовозбуждение вероятно лишь при размещении коллекторной цепи транзистора ѴТЗ вплотную к контуру магнитной антенны из-за емкостной связи между ними. Устраняют его подбором взаимного расположения деталей.
Если это не помогает, полезно окружить коллекторную цепь транзистора ѴТЗ полоской «заземленной» фольги на печатной плате или установить небольшой экран из фольги, жести и т.п. при навесном монтаже. Помогает переключение выводов контурной катушки или катушки связи.
Приемник можно выполни!ь и с фиксированной настройкой на одну радиостанцию, заменив КПЕ С1 постоянным конденсатором и подобрав его емкость в пределах 50-240 пФ до получения предварительной настройки на нужную станцию. Окончательная настройка производится подбором числа витков и положения контурной катушки L1 на стержне магнитной антенны.
Источник: Поляков В. Т. - Техника радиоприема, простые приемники АМ сигналов.