книги из ГПНТБ / Дудич И.И. Самодельные радиоэлектронные устройства
.pdfодни и те же элементы схемы, в особенности тран зисторы для усиления высокочастотных и низкочастот ных сигналов. Это дает возможность изготовить прием ник на двух-трех транзисторах, качественные показатели которого могут оказаться значительно выше, чем у обычного приемника прямого усиления, имеющего в своей схеме 4—5 транзисторов. Все это обуславливает целесообразность изготовления такого устройства, не смотря на некоторую «капризность», с которой надо считаться при наладке.
Большинство публикуемых схем приемников анало гичного типа рассчитаны на работу в средневолновом диапазоне. Поэтому хотелось бы предложить вниманию радиолюбителей вариант схемы сравнительно простого карманного приемника, работающего на коротких и средних волнах с диапазоном частот от 540 кгц до 1,5 мгц и 5,7 кгц до 12,5 мгц.
Принципиальная |
схема |
аппарата |
приведена на |
||||
рис. 65. В |
первом |
каскаде |
применен |
высокочастотный |
|||
транзистор, |
работающий |
в |
режиме |
усиления |
высокой |
||
частоты, который |
заодно |
усиливает |
и сигналы |
звуковой |
частоты. Поскольку принципиальные особенности рабо ты транзисторных рефлексных приемников будут описа ны в данной книге более подробно на примере конкрет ной схемы, здесь приводится только краткое изложение необходимых требований, соблюдение которых желатель но при изготовлении изображенного на схеме (рис. 65) приемного устройства.
Прежде всего необходимо обратить внимание на ка чество деталей. Ведь от усилительных свойств тран зисторов и параметров диодов в значительной степени зависит чувствительность приемника. Немаловажное значение имеет правильное изготовление катушек ин дуктивности L \ и L 2 , которые наматываются на ферритовый стержень диаметром 10 мм и длиной 100—120 мм. Коротковолновая катушка L \ наматывается на стержень рядовой намоткой, проводом ПЭЛ 0,8—1,0 и имеет 10
витков |
с соответствующими |
отводами |
от второго и от |
|||||
пятого |
витка |
(то |
есть |
2 + 3 + 5 вит.). |
Средневолновая |
|||
катушка L 2 имеет |
60 витков |
и наматывается |
на тот же |
|||||
ферритовый |
стержень |
проводом |
ПЭЛШО |
(40+15 + 5 |
||||
вит.). Для этой цели желательно |
подобрать |
литцендрат |
10X0,05, чтобы обеспечить высокую добротность конту ра, качество которого в значительной степени влияет на
Рис. 65. Принципиальная схема двухдиапазонного реф лексного приемника.
чувствительность и сборку приемника. Ферритовый
стержень одновременно |
служит |
и магнитной |
антен |
|||||
ной, |
однако для коротких |
волн |
можно предусмотреть |
|||||
и дополнительный зажим, к которому |
в случае |
надобно |
||||||
сти присоединяется штыревая антенна. Обычно |
для это |
|||||||
го используется |
небольшой |
отрезок |
стальной |
или мед |
||||
ной |
проволоки |
сечением |
2,5—3 мм. |
Вывод |
к |
зажиму |
штыревой антенны следует подпаять к ползунку пере ключателя диапазонов П\а через разделительный кон денсатор емкостью 50—70 пф. Естественно, приемник будет работать и без дополнительной антенны, однако прием будет слабее.
Важными элементами схемы являются дроссели Др\ и Др2, от добротности которых зависит качество работы приемника. Их следует наматывать на ферритовый стер
жень 10x20 мм (то есть диаметр стержня |
10 мм, длина |
|
20 мм) проводом с эмалевой |
изоляцией |
ПЭЛ 0,15— |
0,20. Дроссели наматываются |
внавал по 350 витков. |
Следует отметить, что при монтаже приемника не обходимо следить за правильной расстановкой дроссе лей на монтажной панели. Чтобы избежать взаимных наводок и паразитных связей, дроссели нужно размес тить на определенном расстоянии друг от друга. В ка честве конденсатора настройки применяют конденсатор от любого карманного приемника с воздушным диэлект риком. Чтобы добиться хорошего перекрытия как сред неволнового, так и коротковолнового диапазонов, кон денсатор выбирают емкостью 380—400 пф.
Переменный резистор Ri служит для регулировки ве личины обратной связи, подаваемой на вход колебатель ного контура через конденсаторы С] и С3 . Резистор Rs, сопряженный с выключателем, служит для регули ровки громкости, а также выключения батареи питания. В качестве громкоговорителя можно применить любой малогабаритный динамик от карманного приемника с трансформатором. Остальные элементы, входящие в состав приемника, не критичны и могут подбираться опытным путем.
Питание приемника осуществляется от 3 элементов ФМЦ-0,25, включенных последовательно. Можно питать приемник также от батарейки типа «Крона» напряжени ем 9 в, однако в этом случае необходимо подобрать ра бочие точки транзисторов изменив величины резисторов
Rs, Rs и Rs.
Конструктивное исполнение приемника не представ ляет особых трудностей, поэтому его можно рекомендо вать и для радиолюбителей, не имеющих специальной подготовки. Приемник в основном собирается из стан дартных деталей. Он может быть помещен в любой пластмассовой коробке, которую конструктор подбирает по своему усмотрению. На лицевую панель выводится рычаг подстроечного конденсатора и другие элементы управления с тем, чтобы обеспечить удобство при экс плуатации приемника.
В приемнике может быть применен малогабаритный динамический громкоговоритель с выходным трансфор матором, например, «Селга», «Юпитер», «Нева» и т. п. Можно также применить капсуль ДЭМШ, в этом слу чае приемник может работать без выходного трансфор матора.
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРИЕМНИК
Интересная схема рефлексного карманного приемника на трех транзисторах описана В. Васильевым в специ альном выпуске «Школа юного радиолюбителя», № 1 за 1967 год. Поскольку в статье, кроме описания упомя нутого приемника, даны некоторые методические указа ния по настройке усилительных каскадов на транзисто рах, а также сведения о полупроводниковых приборах, изложение этой методики, в несколько сокращенном ви
де, будет оправдано и полезно. Это |
поможет читателю |
разобраться в некоторых вопросах, |
касающихся налад |
ки транзисторной аппаратуры. |
|
Известно, что приемник, содержащий большее коли чество транзисторов, будет обладать лучшими данными, чем самый простой приемник на двух-трех транзисто рах. Но правильно собрать и наладить более сложный приемник оказывается порой не под силу начинающему радиолюбителю. Поэтому в большинстве случаев люби тели останавливают свой выбор на приемнике, содержа щем не более трех-четырех транзисторов. Однако такой аппарат имеет относительно низкую чувствительность и принимает сигналы только местных радиостанций. Что бы повысить его чувствительность, приходится увеличи вать количество усилительных каскадов и транзисторов (до 5—6), что усложняет конструкцию.
Повысить чувствительность приемника, как отмеча лось выше, можно и путем повторного использования транзисторов, которые уже включены в схему (рефлек сные приемники).
Рефлексные приемники наладить труднее, чем обыч ные, нерефлексные, в том случае, если не приняты спе циальные меры по стабилизации режима работы тран зисторов. Дело в том, что транзисторы даже одного и того же типа могут отличаться друг от друга своими параметрами. Кроме того, параметры транзисторов мо гут сильно изменяться при колебаниях температуры ок ружающей среды. Применение стабилизирующих эле ментов несколько увеличивает количество деталей, но зато делает приемник малочувствительным к смене транзисторов и колебаниям температуры.
На рис. 66 приведена принципиальная схема рефлек сного приемника на трех транзисторах, который по сво им качествам равноценен обычному приемнику на пяти транзисторах. Это достигается наличием двух рефлек сных каскадов. Чувствительность приемника позволяет принимать сигналы мощных радиостанций на расстоя нии нескольких десятков, а иногда и сотен километров. Прием осуществляется на внутреннюю магнитную ан тенну. Прослушивание передач производится с помощью малогабаритного громкоговорителя. Максимальная вы ходная мощность приемника — около 20 мет. Этой мощ ности вполне достаточно для коллективного прослуши вания радиопередач как в помещении, так и на открытом воздухе. Источником питания служит гальваничес кая батарея типа «Крона», энергии которой достаточно для приемника в течение 15—20 час. Все детали и узлы аппарата размещаются в пластмассовом корпусе, кото рый выпускается специально для карманных приемни ков. Размеры корпуса 110X70x35 мм. Вес приемника с источником питания — около 250 г.
Принципиальная схема включает в себя магнитную
антенну (МА), двухкаскадный усилитель высокой |
часто |
ты на транзисторах 7\ и Т2, диодный детектор на |
полу |
проводниковых диодах Д] и Д 2 и трехкаскадный |
усили |
тель низкой частоты на транзисторах Тх — Г3 . |
Таким |
образом, транзисторы 7\ и Т2 используются дважды: сначала для усиления высокой частоты, затем для уси ления низкой частоты.
Магнитная антенна улавливает энергию радиоволн
Рис. 66. Принципиальная схема широкополос ного транзисторного приемника.
и выделяет сигнал желаемой радиостанции. Усилитель высокой частоты усиливает принятые антенной сигналы до величины, необходимой для нормальной работы де тектора. С помощью детектора из радиосигнала выде ляются колебания низкой (звуковой) частоты, которые затем усиливаются в каскадах усиления низкой частоты до мощности, необходимой для громкоговорящей рабо ты приемника.
Рассмотрим, как устроен и работает каждый из названных узлов приемника. Магнитная антенна представляет собой катушку индуктивности L u содер жащую большое количество витков изолированного лровода. Чтобы повысить способность антенны улавливать энергию радиоволн, в катушку вводится ферритовый стер жень. Феррит, как и некоторые другие материалы, обла дает способностью как бы сгущать внутри себя внешние электромагнитные поля. Для того, чтобы отделить сиг налы желаемой станции от всех других, магнитная ан тенна настраивается с помощью конденсатора перемен ной емкости Си подключенного параллельно к выводам катушки L \ . Минимальная емкость конденсатора равна примерно 5 пф, максимальная •— около 350 пф. При вращении ротора изменяется емкость конденсатора, ве личина которой определяет длину волны настройки. В данном приемнике длина принимаемой волны может изменяться в пределах от 250 до 1750 м, то есть в двух диапазонах (длинные и средние волны).
При |
точной |
настройке |
антенны |
на |
волну принимае |
мой станции в катушке L \ наводится |
электродвижущая |
||||
сила |
(э. д. с ) , |
величина |
которой |
между выводами ка |
|
тушки |
может |
составлять |
несколько |
тысячных долей |
вольта. Чем ближе радиостанция и чем больше мощ ность ее передатчика, тем больше э. д. с. И, наоборот, по мере удаления от радиостанции э. д. с. умень шается. Принятые сигналы весьма слабы, и их энергии явно недостаточно для работы детектора без дополни тельного усиления сигнала. Это усиление обеспечивает ся усилителем высокой частоты, включенным между ан тенной и детектором. Но подключить вход усилителя на транзисторах ко всему антенному контуру нельзя, пото му что сопротивление настроенного резонансного конту ра составляет несколько сот килоом, а входное сопро тивление усилителя — около одного килоома. Поэтому с контура снимается не все напряжение, а только его
небольшая часть. Это делается с помощью катушки связи L 2 , содержащей небольшое количество витков и расположенной на ферритовом стержне рядом с катуш кой L\.
В данном приемнике отношение витков катушки L \ к количеству витков катушки L 2 равно примерно 1 : 30. Это значит, что напряжение сигнала на выводах катуш
ки L 2 |
примерно в 30 раз меньше, чем на выводах катуш |
|||
ки L i , и может |
составлять всего несколько сот милли |
|||
онных долей вольта (мкв). |
|
|||
А нельзя |
ли |
увеличить количество |
витков катушки |
|
связи |
для |
того, |
чтобы увеличить это |
напряжение, то |
есть повысить чувствительность приемника? Оказыва ется, при значительном увеличении количества витков
катушки |
связи, |
как правило, наблюдается |
не увеличе |
||
ние |
напряжения |
сигнала, |
а, наоборот, снижение. Кро |
||
ме |
того, |
резко ухудшается |
избирательность |
приемника, |
что выражается в одновременном прослушивании не скольких радиостанций, работающих на близких вол нах. Такое явление объясняется отбором от контура антенны значительной части энергии, принятой из про
странства. Для хорошей магнитной |
антенны так |
же, |
как и других настраиваемых контуров, |
необходимо, |
что |
бы отбираемая энергия не превышала половины вводи мой. Выполнение этого условия называется согласова нием контура с нагрузкой.
Усилитель высокой частоты состоит из двух каска дов, собранных на транзисторах Т\ и Г2 . Сигнал, посту
пающий |
на вход |
усилителя |
с катушки |
связи L 2 |
усили |
||
вается |
последовательно |
сначала |
первым каскадом, за |
||||
тем вторым. После второго |
каскада |
входной |
сигнал |
||||
усиливается настолько, |
что |
его |
напряжение оказывает |
||||
ся достаточным для нормальной работы детектора. |
|||||||
Оба |
каскада |
усилителя |
высокой |
частоты |
имеют |
между собой много общего и отличаются только харак тером нагрузки, включенной в цепи коллекторов тран зисторов: в первом каскаде — это резистор /?3, то есть постоянное сопротивление, во втором — катушка индук тивности Z-з. В связи с этим интересно рассмотреть бо лее подробно устройство и работу первого каскада, указать затем на особенности второго каскада. Но пред варительно в нескольких словах напомним об основных свойствах и особенностях транзисторов.
Транзистором называется трехэлектродный полупро-
12 И. И. Дудич. |
177 |
водниковый прибор, предназначенный для усиления и генерирования электрических колебаний. Основой тран зистора является небольшая пластинка сверхчистого полупроводникового материала, обычно германия, реже кремния. Поэтому одни транзисторы называются герма ниевыми, другие — кремниевыми. В эту пластинку с двух противоположных сторон вплавляются два электрода, один из которых называется эмиттером, другой — кол лектором. Область основного кристалла между эмитте ром и коллектором называется базой. Обычно крис талл транзистора помещается в металлический корпус, защищающий от загрязнения и повреждений. Для под ключения транзистора к схеме делаются гибкие токопроводящие выводы, которые носят названия соответ ствующих электродов: эмиттер, база, коллектор.
Если на |
электроды |
транзистора |
подать |
-в соответ |
||||
ствующей |
полярности |
постоянное |
напряжение, |
через |
||||
эмиттер и |
коллектор |
потечет |
ток, |
величина |
которого |
|||
будет зависеть |
от тока |
базы. |
Чем |
больше |
ток |
базы, |
||
тем больше ток |
эмиттера и коллектора, |
причем |
вели |
|||||
чина тока |
базы |
обычно в десятки |
раз |
меньше |
тока |
коллектора и эмиттера. Таким образом, достаточно из менить ток базы на небольшую величину, как произо йдет значительное изменение тока двух других элект родов. Именно это интересное свойство транзисторов и используется для усиления слабых сигналов.
На практике усилительные свойства того или иного транзистора оцениваются коэффициентом усиления по току, который принято обозначать буквой р, и предель
ной |
частотой |
усиления. |
Коэффициент |
усиления |
р по |
|||||
казывает, во |
сколько раз |
изменение |
|
тока |
коллектора |
|||||
больше, чем |
вызвавшее |
его |
изменение |
тока |
базы. |
|||||
У одних транзисторов величина коэффициента |
р может |
|||||||||
быть от 10 до 100, у других — от |
20 |
до |
40 и т. д. — |
|||||||
это |
зависит |
от типа |
транзисторов. |
Обычно |
начинаю |
|||||
щие |
радиолюбители |
допускают |
ошибку, |
полагая, |
что |
добиться хороших результатов можно, лишь применив транзисторы с возможно большим значением коэффи циента р. Как показывает практика, и на транзисторах с небольшим значением этого коэффициента можно по лучить неплохие результаты, если схема той или иной
конструкции рассчитана |
правильно. |
|
|
Предельная частота |
усиления |
транзистора — |
важ |
ная характеристика его |
частотных |
свойств. Она |
пока- |
зывает, какую максимальную частоту сигнала может усиливать данный тип транзистора. Практически транзисторы очень редко используются для усиления на предельных частотах. Дело в том, что вблизи пре
дельной |
частоты усиление |
транзистора очень мало, а |
|||||
поэтому |
потребовалось |
бы |
большое |
количество каска |
|||
дов для |
получения |
требуемого |
усиления. |
Значительно |
|||
большее |
усиление |
можно |
получить |
только |
в том слу |
||
чае, когда предельная |
частота |
усиления |
транзистора |
в десятки раз превосходит частоту усиливаемого сиг нала.
Именно по этой причине для усиления сигналов радиостанций диапазонов средних и длинных волн ис пользуются транзисторы, предельная частота которых исчисляется десятками мегагерц. В то же время для усиления электрических сигналов низких (звуковых) частот обычно применяются транзисторы с предельной частотой в несколько сот килогерц, а иногда и не скольких мегагерц. В зависимости от того, для усиле ния каких частот в основном предназначен транзистор, он может называться высокочастотным либо низкочас тотным.
Из высокочастотных транзисторов в любительской практике распространены транзисторы типа П401 — ГІ403, а также их технологические модификации — типа П420 — П423. Эти типы транзисторов при исполь зовании в описываемом приемнике дают хорошие ре зультаты. Если нужно добиться лучших результатов, рекомендуется применять транзисторы с большим циф ровым индексом.
Из |
низкочастотных |
наиболее |
распространены |
тран |
||||||
зисторы типа П13 — П16 с различными |
буквенными |
|||||||||
индексами, а |
также |
их последующие конструктивные |
||||||||
и |
технологические модификации, |
например, |
П39 |
— |
||||||
П41 |
и МП 13 — МП 16, имеющие корпус |
холодносвар- |
||||||||
ной |
|
конструкции. Транзисторы |
типа |
П13 |
и его |
моди |
||||
фикации имеют относительно |
небольшое |
гарантирован |
||||||||
ное |
значение |
коэффициента |
р, |
что |
в ряде |
случаев |
мо |
|||
жет |
|
быть |
причиной |
неудовлетворительной |
работы |
|||||
приемника. |
Поэтому |
в данной |
конструкции рекоменду |
ется применять транзисторы типа П14 — П16 и им подобные, хотя не исключается возможность использо вания и транзисторов типа П13.
Необходимо помнить, что практическая реализация
12« |
179 |