Приемники прямого усиления

January 17, 2011 by admin Комментировать »

   
   

   Каким может быть твой первый конструктивно закон­ченный приемник прямого у синения? Такой вопрос, не­сомненно, ты уже не раз задавал себе.

   В журнале «Радио», в радиотехнических брошюрах ft книгах, выпускаемых, например, издательствами ДОСААФ, «Радио и связь», «Детская литература», описа­но много любительских приемников прямого усиления. Разные по сложности, все они сходны по принципу рабо­ты, И в каждом из них ты без труда можешь рассмот­реть те элементы и узлы, с которыми уже эксперимен­тировал на предыдущих практикумах.

   На этом практикуме предлагаю на выбор два вариан­та приемника прямого усиления 2-V-3, один из них реф­лексный, обе — с двухтактным усилителем мощности, но усилитель НЧ одного из приемников трансформаторный, а другого — бестрансформаторный.

   Рефлексный 2-V-3. На прилавках магазинов, торгую­щих радиотоварами, есть наборы деталей и материалов, пред назначенные для самостоятельной сборки малогаба­ритных приемников прямого усиления. Один из таких на­боров под названием «Сверчок» и предлагается тебе как первый вариант приемника.

   Набор «Сверчок» содержит все детали и материалы, включая даже припой и канифоль, необходимые для сборки рефлексного приемника 2-V-3 с внутренней маг­нитной антенной. Правильно смонтированный и налажен­ный приемник обеспечивает громкий прием местных и наиболее мощных отдаленных радиовещательных стан­ций, работающих в диапазоне волн длиной примерно от 250 до 1500 м. Выходная мощность приемника около 100 мВт, Для его питании можно использовать батарею «Крона», аккумуляторную батарею 7Д-0.1, две батареи 3336Л, соединенные последовательно, а в домашних ус­ловиях — сетевой блок питания, смонтированный на де­сятом практикуме.

   Принципиальная схема этого приемника показана на рис, 76. Как видишь, приемник лятитрамзисторный, В двуж-каскадном усилителе ВЧ работают транзисторы V1 и V2, а в трехкаскадном усилителе НЧ — тот все транзистор V2 и транзисторы V4V6. Каскад на транзисторе V-2, таким образом, является рефлексным, Роль детектора выпол­няет диод VЗ,

   Как приемник работает? Входной настраиваемый кон­тур магнитной антенны W1 образуют катушка L1 c пло­ским ферритовым стержнем и конденсатором перемен­ной емкости С1. Через конденсатор С2 к контуру можно подключить внешнюю антенну (гнездо Х1), что повышает громкость работы приемника. Модулированный высоко­частотный сигнал станции, на волну которой настроен входной контур, через катушку свяжи L2 поступает ив базу транзистора VI. Усиленный транзистором сигнал че­рез катушку L4, индуктивно связанную с коллекторной катушкой £Д подается на базу транзистора V2 второго каскада усилителя ВЧ. С дросселя L5, являющегося высо­кочастотной нагрузкой этого транзистора, усиленный сиг­нал поступает через конденсатор С7 на диод V3, детек­тируется им и далее, будучи уже низкочастотным сиг­налом, через резистор R6 и катушку L4 высокочастотно­го трансформатора LSL4 попадает на базу транзистора V2, работающего теперь как предварительный усилитель напряжения НЧ.

   

   Для низкочастотного сигнала транзистор V2 включен по схеме с общим коллектором и его низкочастотной нагрузкой служит резистор R7. Создающееся на этом резисторе напряжение НЧ через электролитический кон­денсатор С9 и переменный резистор R10, выполняющий роль регулятора громкости, поступает на базу транзи­стора V4 второго каскада усилителя НЧ. Межкаскадный трансформатор Т1, включенный в коллекторную цепь этого транзистора, обеспечивает транзисторам V5 и V6 выходного каскада двухтактный режим работы.

   Разберем несколько подробнее цепи транзисторов V1 и V2. Здесь резисторы R5 и R3 образуют делитель напряжения, с которого снимается и через катушку L4 подается на базу транзистора V2 (относительно его эмит­тера) небольшое (около 0,1 В) отрицательное напряже­ние смещения. С этого же делителя через резистор R6 отрицательное напряжение подается и на диод V3, не­сколько открывая его и тем самым повышая эффектив­ность работы его как детектора. Одновременно рези­стор R6, диод V3 и резистор R7, являющийся нагрузкой транзистора V2, образуют другой делитель, с которого на базу транзистора VI через резистор R4 и катушку связи L2 подается напряжение смещения, равное паде­нию напряжения на резисторе R7. При этом между эмит­тером транзистора V2 и базой транзистора VI создается отрицательная обратная связь по постоянному току, ста­билизирующая работу этих транзисторов приемника. Во время приема сигналов мощных станций на резисторе R7 автоматически повышается напряжение НЧ, которое через высокочастотный фильтр, образуемый резистором R4 и конденсатором С4, воздействует на базу транзи­стора VI и, изменяя режим его работы, ослабляет уси­ление. При относительно слабых сигналах радиостанций эта цепь автоматического регулирования усиления прак­тически никак не влияет на работу приемника.

   Коротко о функциях некоторых других элементов приемника. Резистор R9 и переменный резистор R10 об­разуют делитель, благодаря которому на базе транзи­стора V4 создается фиксированное напряжение смеще­ния. Конденсатор С10 создает между коллектором и ба­зой этого транзистора отрицательную обратную связь по переменному току, улучшающую качество работы каскада. Резисторы RI1 и R12в цепи эмиттера этого же тран­зистора термостабилизируют работу каскада. В то же время они выполняют и роль делителя, с которого на базы транзисторов V5 и V6 через соответствующие им половины вторичной обмотки трансформатора Т1 пода­ется начальное напряжение смещения. Чтобы между эмиттером и базой транзистора V4 не возникала отри­цательная обратная связь по переменному току, снижа­ющая усиление каскада, резисторы R11 и R12 зашунти-рованы электролитическим конденсатором СП. Резисто­ры R13 и R14, общее сопротивление которых 13,5 Ом (среди малогабаритных резисторов такого номинала нет), создают между эмиттерами и базами транзисторов V5 и V6 отрицательную обратную связь по постоянному..и, переменному току, что стабилизирует и улучшает каче­ство работы выходного каскада.

   

   Резистор R8 и конденсатор С8 образуют ячейку раз­вязывающего фильтра, устраняющего паразитную связь между низкочастотными и высокочастотными каскадами через общий источник питания. Резистор R2, шунтирую­щий участок эмиттер — коллектор транзистора VI (он может быть также подключен параллельно катушке L3) предотвращает возможное самовозбуждение первого каскада усилителя ВЧ. Конденсатор С12, шунтирующий источник питания по переменному току, предотвращает самовозбуждение усилителя НЧ при работе приемника от частично разрядившейся батареи, когда ее внутрен­нее сопротивление увеличивается.

   Внешний вид готового приемника показан на рис. 77. Его корпус представляет собой коробку из цветного по­листирола, в которую вдвигается вторая коробка чуть меньших размеров — задняя крышка. Положение крыш­ки внутри корпуса зависит от. того, какая батарея исполь­зуется для питания приемника, и фиксируется в нем стальной скобой-ручкой. Динамическая головка укрепле­на непосредственно на передней стенке корпуса. Все остальные детали приемника смонтированы на печатной плате, выполненной из фольгированного гетинакса.

   Внешний вид платы и схема монтажа деталей на ней показаны на рис. 78. Батарея подключается с помощью колодки питания, входящей в комплект деталей прием­ника.

   Катушка L1 контура магнитной антенны намотана (на заводе) непосредственно на ферритовом стержне марки 400НН диаметром 8 и длиной 125 мм. Всего она содер­жит 150 витков провода ПЭВ-2 0,18, уложенных восемью секциями: семь секций по 20 витков и одна секция 10 витков. Катушку связи L2,- число витков в которой (до 8 витков) подбирают при налаживании приемника, нама­тывают поверх катушки L1 таким же проводом.

   Высокочастотные трансформатор L3L4 и дроссель L5 намотаны (на заводе) проводом ПЭВ-2 0,18 на ферри-товых кольцах марки 2000НН размерами 10X6X5 мм. Катушка L3 содержит 100 витков, катушка L4 — 20 вит­ков, дроссель L5 — 195 витков.

   Низкочастотные трансформаторы Т1 и Т2 намотаны на магнитопроводах Ш4Х6. Первичная (I) обмотка меж­каскадного трансформатора Т1 содержит 2500 витков провода ПЭЛ 0,06, вторичная (II) — 350+350 витков та­кого же провода. Первичная (I) обмотка выходного трансформатора Т2 имеет 450+450 витков провода ПЭЛ 0,09, вторичная (II) — 102 витка провода ПЭЛ 0,23.

   Другие детали приемника: конденсатор переменной емкости С1 типа КПМ-1; конденсаторы С2 и С10 — КТ( С4 — С6 — МБМ, С7 — КД, С13 — КЛС; электролитические конденсаторы СЗ, С8, С9 и С12 — К50-3 или ЭМ; посто­янные резисторы типов МЛТ-0,125, ВС-0,125 или УЛМ; переменный резистор R10, совмещенный с выключате­лем питания (S1), типа СП-3; мощность малогабаритной динамической головки В1 0,1 Вт; коэффициент h21Э тран­зисторов не менее 40.

   

   Токонесущие проводники печатной платы, представ­ляющие собой тонкие, а местами к тому же узкие поло-» ски медной фольги, могут отслаиваться от гетинакса, ес­ли их перегреть. Поэтому прежде чем припаять ту или иную деталь к таким проводникам, убедись в ее исправ­ности и соответствии ее номинала указанному на прин­ципиальной схеме. Особое внимание удели правильно­сти включения транзисторов и полярности диода, элект­ролитических конденсаторов. Лишняя перепайка может оказаться опасной для печатных проводников.

   Для выходного каскада постарайся отобрать транзи­сторы с возможно близкими коэффициентами h21Э и об­ратными токами коллекторов Iко. В первом каскаде уси­лителя ВЧ используй тот из высокочастотных транзисто­ров, который имеет больший коэффициент h21Э.

   Монтируя на плате низкочастотные трансформаторы, предусмотри возможность измерения тока коллектора транзистора V5 и суммарного тока коллекторов транзи­сторов V6 и V7. Для этого штырьки верхнего (по схеме) вывода первичной обмотки трансформатора ТУ и сред­него (тоже по схеме) вывода первичной обмотки транс­форматора Т2 оберни .узкими полосками конденсатор­ной бумаги, чтобы временно изолировать их от платы. Для измерения коллекторных токов миллиамперметр бу­дешь включать между этими штырьками и идущими к ним печатными проводниками отрицательного полюса ба­тарей.

   Приемник, смонтированный из заведомо исправных деталей и точно по принципиальной схеме начинает ра­ботать сразу после включения питания. Но для транзи­сторов надо подобрать наиболее выгодные режимы ра­боты.

   Ориентировочные токи покоя коллекторных цепей и напряжения на электродах транзисторов приведены в таблице.

Транзисторы

Ток коллек­тора, Iк, мА

Напряжение коллектора, Uк, в

Напряжение базы, Uб, В

Напряжение эмиттера, Uэ. в

VI

1,2… 1,4

8,1… 8, 2

4, 45… 4, 5

4,2 …4,25

V2

0,8… 0,9

8,1. ..8,2

4,55. ..4, 6

4,45. ..4,5

V4

.0,7.., .0,8

8,3… 8,4

1,5 .,.1,55

1,35.. .1,4

V5, V6

3,0… 4,0

9

0,1 …0,15

 —

   Для транзисторов V5 и V6 указан суммарный ток их коллекторов. Напряжения на электродах транзисторов измерены высокоомным вольтметром относительно плю­сового проводника при напряжении источника питания 9 В.

   Режим работы транзисторов V5 и V6 определяется падением напряжения на резисторе R12, сопротивление, которого зависит от режима транзистора V4. В связи с этим сначала подбери резистор R9, чтобы установить рекомендуемый ток коллектора транзистора V4, а затем подбором резистора R12 — суммарный ток коллекторов транзисторов V5 и V6. С увеличением сопротивления ре­зистора R12 отрицательные напряжения на базах и кол­лекторные токи транзисторов выходного каскада увели­чиваются.

   Когда режимы транзисторов V4…V6 установлены, вы­водные штырьки обмоток трансформаторов припаяй к печатным проводникам платы.

   Коллекторные токи транзисторов V1 и V2 устанавли­вай подбором резистора R5 делителя напряжения R5R3. Чтобы токи увеличить, сопротивление этого резистора надо уменьшить, а чтобы токи уменьшить, сопротивле­ние резистора следует увеличить. Если потребуется по­догнать коллекторный ток только транзистора V1, сде­лать это можно подбором резистора R1. Таким образом, резисторы R5 и R1 Надо впаивать окончательно только тогда, когда они будут подобраны.

   Резистор R2 не является обязательным элементом высокочастотного каскада, поэтому при первом испыта­нии приемника его может и не быть. В случае самовоз­буждения каскада попробуй поменять местами выводы катушек L3 или L2. Если это не поможет, тогда подклю­чи резистор R2 параллельно участку эмиттер — коллек­тор транзистора или параллельно катушке L3.

   Только ли из набора готовых деталей можно собрать такой или подобный ему приемник? Нет, конечно. Ка­тушки магнитной антенны и высокочастотного трансфор­матора можно намотать самому, низкочастотные транс­форматоры приобрести (пригодны от любых транзи­сторных приемников с двухтактным трансформаторным выходом) или тоже намотать самому, корпус приемника склеить из цветного органического стекла, причем мон­тажная плата необязательно должна быть печатной — монтаж лложет быть « навесным.

   Бестрансформаторный 2-V-3. Принципиальную схему второго варианта приемника прямого усиления ты ви­дишь на рис. 79. Этот приемник, как и приемник первого варианта, тоже 2-V-3 и тоже с двухтактным усилителем мощности. Но он не рефлексный и бестрансформатор­ный.

   Рассмотри внимательно схему. В ней почти все тебе уже знакомо. Двухкаскадный усилитель ВЧ на транзисто­рах VI и V2 знаком по девятому практикуму, трех кас­кадный усилитель НЧ на транзисторах V5V8 — по один­надцатому, детектор на диодах УЗ и V4 — по седьмому, а способ термостабилизации режимов работы транзисто­ров — по двенадцатому практикуму.

   Не знаком тебе способ включения резистора Rl5t Этот резистор совместно с резистором R16 .образует делитель, с которого на базу транзистора V6 подается напряжение смещения. Но его правый (по схеме) вывод соединен не с отрицательным проводником источника питания, как было в аналогичном усилителе одиннадцато­го практикума, а с эмиттерами транзисторов V7 и V8 выходного каскада, то есть с точкой, к которой подклю­чена динамическая головка В1 (через электролитический конденсатор С13). Что это дает? При таком включении резистора R15 между выходом усилителя и базой тран­зистора V6 создается отрицательная обратная связь по переменному току, термостабилизирующая и улучшаю­щая качество работы усилителя.

   

   А какова роль резистора R12 и электролитического конденсатора С8? Они образуют ячейку развязывающего фильтра, устраняющего возможную паразитную по­ложительную обратную связь между усилителями НЧ и ВЧ через общий источник питания, предотвращая тем самым самовозбуждение приемника.

   Попробуй предварительно собрать и наладить при­емник на макетной панели, и только после этого начисто монтируй детали на постоянной плате из прочного изо­ляционного материала. Что же касается самой конструк­ций готового приемника, этот вопрос ты,-видимо, смо­жешь успешно самостоятельно решить. Многое в ней можно заимствовать из конструкций промышленных при­емников.

   Все транзисторы, конденсаторы, резисторы и магнит­ную антенну можно смонтировать на одной общей плате размерами примерно 175X70 мм (рис. 80), а перемен­ный резистор R9, объединенный с выключателем питания (S1), и динамическую головку укрепить на лицевой панели подходящего готового или самодельного корпу­са. Шкалу настройки приемника сделай в виде меток или цифр на диске, насаженном на ось конденсатора пе­ременной емкости контура магнитной антенны.

   .Монтажную плату выпили из листового гетинакса .или текстолита толщиной 1,5…2 мм. В качестве опорных то­чек деталей используй отрезки голой предварительно вы­прямленной и облуженной медной проволоки толщиной 1….1,5 мм и длиной 8…10 мм, вбитые в отверстия в плате или же запрессованные туда пустотелые заклепки (пистоны). Детали размещай с одной стороны платы, а соединения между ними делай монтажными проводника-. ми с другой стороны платы (на рис. 80 показаны штри­ховыми линиями). Динамическая головка приемника мо­жет быть мощностью 0,5…1 Вт, например 1ГД-18. С такой головкой качество звука будет значительно выше, чем с малогабаритной.

   

   Для магнитной антенны (рис. 80 вверху) используй ферритовый стержень марки 400НН или 600НН диамет­ром 8 и длиной 140 мм. Катушки L1 и L2 наматывай проводом ПЭВ-1 или ПЭЛ 0,12…0,15 на отдельных бу­мажных цилиндрических гильзах-каркасах, которые бы с небольшим трением можно было перемещать по ферри-товому стержню. Для приема радиостанций средневол­нового диапазона, катушка L1 должна содержать 65…75 витков, L2 — 5…6 витков, уложенных на каркасы в один слой, виток к витку, а для приема радиостанций длинно­волнового диапазона — соответственно 180…200 и 10…12 витков. Контурную катушку длинноволнового диапазона желательно намотать четырьмя-пятью секциями по 35…40 витков в каждой секции (как катушка L1 радиоприг емника «Сверчок»). Секционированная намотка уменьша­ет межвитковую емкость катушки, что при том же кон­денсаторе настройки несколько расширяет диапазон волн, перекрываемых контуром магнитной антенны.

   В усилителе ВЧ вместо транзисторов П422 можно ис­пользовать любые другие высокочастотные транзисторы (П401…П403, П416, ГТ308) со статическим коэффициен­том передачи тока не менее 60…80; в усилителе НЧ вме­сто транзисторов МП39 — аналогичные им низкочастотные транзисторы МП40…МП42, вместо МП35 — транзисторы МП36…МП38 с h21э не менее 50. Для выходного каскада подбери транзисторы по возможности с близкими коэф­фициентами h21Э и обратными токами Iко.

   Как всегда, прежде чем включить питание, тщательно сверь монтаж с принципиальной схемой приемника — правильно ли включены транзисторы, диоды, электроли­тические конденсаторы, надежно ли подключена дина­мическая головка. Включив питание, сразу же измерь и, если надо, установи рекомендуемые режимы работы транзисторов. Общий ток покоя, потребляемый приемни­ком не должен превышать 10…12 мА.

   Напряжение симметрии на эмиттерах транзисторов V7 и V8, которое должно быть равно 4,5 В (при напря­жении источника питания 9 В), устанавливай подбором ре­зистора R15, а их коллекторный ток в пределах 2… …4 мА — подбором резистора R18. Не забывай: во вре­мя замены этих резисторов усилитель должен быть обе­сточен, иначе у .выходных транзисторов из-за больших коллекторных токов может быть тепловой пробой.

   Коллекторные токи транзисторов VI, V2 и V5, кото-торые могут быть в пределах 1…1.2 мА, устанавливай подбором относящихся к ним резисторов Rl, R5 и RW делителей напряжения в их базовых цепях. Нормальным режим работы этих транзисторов можно также считать, если на их коллекторах относительно плюсового провод­ника будет примерно половина напряжения источника питания, а на базе относительно эмиттеров — около 0,1 В.

   Качество работы тракта НЧ можешь проверить, пода­вая на его вход сигнал от радиотрансляционной сети — так же, как это ты делал при испытании аналогичного усилителя на одиннадцатом практикуме.

   Диапазон волн, перекрываемый контуром магнитной антенны, устанавливай по шкале контрольного (промыш­ленного) транзисторного или лампового приемника, на­страивая оба приемника на одни и те же радиостанции и сверяя показания их шкал. Радиостанции наиболее длинноволнового участка диапазона должны прослуши­ваться при наибольшей емкости конденсатора С1. Чтобы этот участок сдвинуть в сторону более длинных волн, ка­тушку L1 надо переместить ближе к середине феррито-вого стержня или увеличить число витков, а чтобы сдви­нуть в сторону более коротких волн — переместить бли­же к концу стержня или уменьшить число витков.

   Вот, пожалуй, то основное, что вместе с уже знако­мыми тебе сведениями, надо сказать о монтаже и нала­живании этого варианта приемника прямого усиления.

   

Литература:
Борисов В. Г. Практикум начинающего радиолюбителя.2-е изд., перераб. и доп. — М.: ДОСААФ, 1984. 144 с., ил. 55к.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты