Громкоговорящий приемник с повышенной чувствительностью на транзисторах
Этот приемник разрабатывался в соответствии с пожеланиями, изложенными в многочисленных письмах и просьбах читателей журнала «Радио». Были поставлены условия: приемник должен обладать повышенной чувствительностью (чтобы мог работать в удаленных районах) и содержать только дешевые и широкораспространенные (даже в упомянутых районах) биполярные транзисторы и другие детали. Необходима была также экономичность, простота в налаживании и стабильность в работе. Диапазон волн - СВ или ДВ, но можно, конечно, немного усложнить приемник и сделать его двухдиапазонным. Это на усмотрение конструктора.
Требования были выполнены, параметры приемника получились следующими: напряжение питания 3 В, потребляемый ток в режиме молчания 4 мА (при максимальной громкости он возрастает до 50 мА).
Рис.1.Принципиальная схема приемника.
При этом выходная мощность с 8-омной динамической головкой превосходит 100 мВт, что достаточно для комнаты средних размеров. Принципиальная схема приемника показана на рис. 1.
Входная цепь приемника может быть выполнена в трех вариантах. Первый, простейший, приведен на схеме. Здесь используется только одна секция КПЕ С1, настраивающая контурную катушку магнитной антенны на частоту радиостанции. Выделенный контуром сигнал через катушку связи L2 подается на УРЧ. Этот вариант хорош и для диапазона ДВ, где работают всего несколько мощных радиостанций. В двух других вариантах на входе приемника используется двухконтурный полосовой фильтр, схема которого показана на рис. 4.40. Он значительно повышает селективность приемника. Второй и третий варианты отличаются только конструктивным вариантом выполнения катушки L2'.
УРЧ приемника содержит три каскада. Первый выполнен на транзисторе VT1, его нагрузкой служит резистор R2, а через резистор R1 в цепь его базы подается ток смещения, выводящий транзистор на линейный участок характеристики. Каскад имеет систему АРУ, включающую кремниевый диод VD1 и фильтрующую цепочку R3 - СЗ. Через последнюю от детектора поступает выпрямленное напряжение отрицательной полярности. При возрастании сигнала оно открывает диод VD1, и он шунтирует вход УРЧ, ослабляя сигнал. Одновременно закрывается транзистор ѴТ1 и его усиление уменьшается.
Рис.2. Принципиальная схема двухконтурного полосового фильтра.
Как показал опыт, АРУ весьма полезна даже в простых приемниках -она уменьшает разницу в громкости звука при приеме сильных и слабых станций, а также избавляет УРЧ от перегрузки. Два следующих каскада УРЧ собраны по схеме с непосредственной связью на транзисторах ѴТ2 и ѴТЗ. Автоматическая регулировка усиления в них уже не используется. Режим каскадов по постоянному току стабилизирован цепью ООС через резистор R5.
Усиление трехкаскадного УРЧ более чем достаточно, а если приемник будет использоваться только для прослушивания местных радиостанций - даже чрезмерно. Чтобы можно было устанавливать оптимальное усиление, блокировочный конденсатор С5 включен через подстроечный резистор R8. При увеличении его сопротивления, кроме ООС по постоянному току, появляется и ООС по переменному, снижающая усиление.
С выхода УРЧ сигнал подается на детектор, собранный на диодах VD2, VD3 по схеме с удвоением напряжения. Нагрузкой детектора служит резистор R9, зашунтированный для сглаживания радиочастотных пульсаций конденсатором С6. Параллельно нагрузке включен регулятор громкости R18, с движка которого сигнал подается на УЗЧ. В последнем использованы хорошо зарекомендовавшие себя схемные решения из предыдущих конструкций, но схема предварительных каскадов (их теперь два) несколько усложнена, что позволило в большинстве случаев отказаться от подбора резисторов при налаживании, а также несколько увеличило входное сопротивление и усиление.
Для уменьшения искажений сигнала приняты следующие меры На составные выходные транзисторы с диодов VD3 - VD5 подается небольшое начальное напряжение смещения и одновременно достигается стабилизация тока покоя выходных транзисторов. Чтобы выходные транзисторы лучше открывались при отрицательных полуволнах сигнала, резистор нагрузки предоконечного каскада R17 подключен не к общему проводу, а к динамической головке по схеме вольтодобавки. И наконец, весь усилитель охвачен цепью ООС через элементы R16, R15, СИ. Для постоянного тока ООС получается стопроцентной, поэтому режим всех транзисторов стабилизирован. На переменном токе ООС меньше и коэффициент усиления оказывается приближенно равен отношению сопротивлений резисторов R16 и R15.
УЗЧ рассчитан на нагрузку сопротивлением 8 Ом, но можно использовать и головки с сопротивлением 4,5-6 Ом, например, от трансляционных громкоговорителей. Лучше же, как уже описывалось, применять более мощные головки с хорошей отдачей и в корпусе достаточных размеров. Все транзисторы могут быть указанных на схеме серий с любыми буквенными индексами. Вместо КТ315 подойдут КТ312 или другие высокочастотные транзисторы структуры п-р-п, а вместо КТ361 - КТ203 и даже МП39 - МП42, но в последнем случае придется подбирать сопротивления резисторов R13 и R14 в сторону их уменьшения. Выходные транзисторы - любые маломощные германиевые (у них меньше искажения типа «ступенька»). Диоды VD2 -VD6 - любые маломощные германиевые, а диод VD1 - обязательно кремниевый, высокочастотный. Остальные детали - любых типов. Годятся любые КПЕ с максимальной емкостью от 360 до 510 пФ.
Данные магнитной антенны и двухконтурной входной цепи уже приводились в описаниях предыдущих конструкций. Желательно, чтобы добротность контура магнитной антенны была повыше. Число витков катушки связи составляет 1/10 числа витков контурной, марка и диаметр ее провода значения не имеют. Можно использовать готовую магнитную антенну от любого радиоприемника с диапазонами ДВ и СВ. Она, как правило, уже имеет подходящие для одноконтурной входной цепи катушки связи. Вторичный контур полосового фильтра должен иметь точно такую же индуктивность, как и катушка магнитной антенны.
Если используется каркас с экраном контура ПЧ приемника «Абава» (или подобного), то катушка L2 должна содержать 114 витков провода ЛЭ 5x0,07. При отсутствии такого провода его можно составить из пяти проводников ПЭЛ 0,06 длиной по 1,8 м, скрученных вместе. Катушка связи L3' наматывается поверх контурной проводом ПЭЛ 0,06-0,1, витки обеих катушек равномерно размещаются во всех секциях каркаса.
Добротность такого вторичного контура не слишком высока, но в этом приемнике ее все равно нельзя сделать предельно высокой, поскольку контур нагружен входным сопротивлением УРЧ. Тем не менее, селективность двухконтурного преселектора значительно выше, чем одноконтурного. Если есть возможность, катушку L2' лучше намотать на ферритовом кольце, или в броневом карбонильном сердечнике.
Эскиз печатной платы приемника дан на рис. 3. Изолирующие дорожки между проводящими участками фольги протравливаются или вырезаются острым ножом. Удобно гравировать дорожки специальным резаком, изготовленным из обломка ножовочного полотна и заточенного по углом около 45°. Можно удалить часть фольги, оставив только общий провод Тогда выводы деталей пропускают в отверстия, подгибают друг к другу в соответствии со схемой и пропаивают. Можно вообще не удалять фольгу, а использовать печатно-навесной монтаж, описанный в предыдущем разделе.
Готовую плату привинчивают снизу к блоку КПЕ, после чего к плате и блоку прикрепляют диэлектрические стойки под магнитную антенну. Подстроечные конденсаторы С1' и С4' типа КПК укрепляют винтами на блоке КПЕ сбоку. В таком виде собранную конструкцию (рис. 4) вместе с динамической головкой и батареей питания (два больших круглых элемента любого типа) размещают внутри корпуса приемника.
Собранный без ошибок и из исправных деталей приемник начинает работать сразу. Но для получения хороших результатов надо его наладить. Прежде всего измеряют потребляемый ток - он должен быть при малой громкости около 4 мА. Отпаяв резистор R11, измеряют ток, потребляемый УЗЧ, он должен быть равен 2,5-3,5 мА. Его подбирают, изменяя число параллельно включенных диодов VD4 - VD6. Для удобства их припаивают к двум вертикальным проводникам, вставленным в отверстия платы. После пайки надо подождать, пока диод остынет и установится ток.
Далее измеряют вольтметром напряжение на «средней» точке выходных транзисторов - оно должно составлять половину напряжения питания, что обеспечит симметричное ограничение пиков сигнала. При необходимости подбирают сопротивление резисторов R13 и R14. Усиление УЗЧ, если нужно, регулируют подбором резистора R15. Налаживание УРЧ сводится к проверке режимов транзисторов. Напряжения на коллекторах транзисторов VT1 и ѴТЗ должны быть 1-1,5 и 1,5-2 В соответственно. При необходимости подстройки режима подбирают резисторы R1 и R5.
Теперь можно подключить магнитную антенну и прослушать работу радиостанций. Настройка входной цепи первого варианта сводится к подбору числа витков катушки L1, чтобы в диапазоне перестройки оказались желаемые радиостанции. Усиление УРЧ желательно установить подстроечным резистором R8 так, чтобы достаточно громко Принимались даже удаленные радиостанции, а шум и помехи на частотах, где нет радиостанций, практически не прослушивались.
Рис.3. Печатная плата приемника.
Рис. 4. Конструкция приемника.
Вероятные усовершенствования приемника могут быть такими: в первом каскаде УРЧ целесообразно установить полевой транзистор и отказаться от катушки связи, а схему позаимствовать из вышеприведенных описаний приемников. Соответственно, несколько изменится и схема детектора с цепью АРУ. Полевой транзистор можно установить и на входе УЗЧ: это повысит его входное сопротивление, что позволит использовать высокоомную нагрузку детектора и улучшит работу последнего.
Схема УЗЧ с полевым транзистором на входе изображена на рис. 5. Усилитель охвачен стопроцентной ООС по постоянному току; это достигается подсоединением истока транзистора VT1 через резистор R4 к «средней точке» выходного каскада. В то же время ООС по переменному току ЗЧ ослаблена делителем R4 - R3, отношение этих сопротивлений определяет усиление всего УЗЧ по напряжению Для первого каскада желательно подобрать полевой транзистор с напряжением отсечки около 1,5 В - это автоматически обеспечит такое же напряжение, равное половине напряжения питания, и на средней точке выходного каскада. Более точно его можно установить подбором резистора R2.
Рис.5. УЗЧ с высоким входным сопротивлением
В остальном схема УЗЧ мало отличается от описанных ранее. Усилитель очень экономичен: подбором типа и числа параллельно включенных диодов VD1, VD2 устанавливается ток покоя около 1 мА при еще незаметных искажениях. Этот усилитель с успехом можно использовать и как приставку к детекторному приемнику, и в других транзисторных приемниках.
Источник: Поляков В. Т. - Техника радиоприема, простые приемники АМ сигналов.