Юный техник, 2011 № 05
Шрифт:
Альтернативой плееру могут служить карманные и портативные УКВ (FM) — радиоприемники. Но УКВ принимаются не везде, а вот в диапазоне средних волн сигналы распространяются значительно устойчивее и на большие расстояния. Малогабаритные и экономичные СВ-приемники для работы на наушники промышленность выпускает редко, и здесь есть возможность проявить ваши способности к радиолюбительскому творчеству.
В этом простом приемнике прямого усиления использованы некоторые любопытные схемные решения.
Катушка связи порождает немало проблем. Затруднен подбор количества ее витков, поскольку оно оптимально лишь при настройке на одну частоту нужного диапазона, обычно среднюю. В двухдиапазонном приемнике, рассчитанном на прием как СВ, так и ДВ, приходится использовать две катушки, поэтому усложняется переключение диапазонов.
Паразитный контур, образованный катушкой связи и входной емкостью транзистора, может служить источником шума и помех, поскольку он настроен на частоты КВ-диапазона и широкополосен из-за низкой добротности.
Избавиться от катушки связи и связанных с ней хлопот позволяет последовательная схема включения входа УРЧ в контур (рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная схема приемника
Входное сопротивление использованного каскада УРЧ с общей базой (ОБ) на транзисторе VT1 очень невелико, менее 100 Ом, и такое сопротивление вполне можно включить в контур последовательно.
Недостаток такого способа согласования — малый уровень сигнала, снимаемого с магнитной антенны. Его приходится компенсировать усилением УРЧ, благо оно в схеме с ОБ довольно высокое.
Второй транзистор в УРЧ является эмиттерным повторителем и согласует высокое выходное сопротивление первого каскада с низким входным сопротивлением детектора. Последний также выполнен по оригинальной схеме, разработанной автором еще в 90-е годы. Транзистор VT3 включен по схеме обычного усилительного резистивного каскада по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Но в цепи смещения базы вместо резистора установлен кремниевый диод VD1. В отсутствие сигнала напряжение на коллекторе транзистора автоматически устанавливается на уровне 1–1,1 В: оно равно сумме напряжений открывания диода и перехода эмиттер-база транзистора.
Ток транзистора определяется напряжением питания за вычетом указанных 1–1,1 В и сопротивлением нагрузки. При номинале резистора нагрузки 3,9 кОм он не превосходит 0,5 мА. Ток базы при этом не более нескольких микроампер, он протекает через диод в прямом направлении, устанавливая его на пороге открывания, на участке с максимальной кривизной вольт-амперной характеристики (ВАХ), что и требуется для хорошего детектирования. Динамическое сопротивление диода в этой точке достигает десятков килоом и незначительно снижает усиление транзисторного каскада.
При поступлении на вход детектора АМ-сигнала положительные полуволны, выделяющиеся на нагрузке R5, выпрямляются диодом и увеличивают потенциал базы, открывая транзистор. Емкость разделительного конденсатора С3 должна быть значительно больше емкости обычных разделительных конденсаторов радиочастотных каскадов, чтобы он не успевал разряжаться током базы за период РЧ-колебаний. Коллекторный ток открывающегося транзистора возрастает, а его коллекторное напряжение
Рис. 2. Осциллограмма напряжения на коллекторе транзистора VT3.
Коэффициент передачи детектора и его выходное напряжение ЗЧ повышается вдвое благодаря установке еще одного диода VD2, как показано на рисунке 1. Резистор нагрузки детектора R6 присоединен к проводу питания, обеспечивая небольшой начальный ток через дополнительный диод VD2, чтобы вывести его на участок с максимальной кривизной характеристики. Этот диод выпрямляет отрицательные полуволны коллекторного напряжения, и потенциал верхней по схеме обкладки фильтрующего конденсатора С4 повторяет их огибающую.
Этот детектор хоть и вносит небольшие нелинейные искажения, но развивает напряжение ЗЧ 180 мВ при входном сигнале 1,5 мВ, а начинает детектировать при входных сигналах всего в сотни микровольт. Для сравнения была измерена чувствительность апериодического УРЧ (на том же транзисторе с тем же сопротивлением нагрузки 3,9 кОм), нагруженного на диодный детектор по схеме удвоения напряжения — она получилась втрое хуже, хотя схема обычного детектора сложнее.
Смещение на базу первого транзистора УРЧ подается с выхода детектора через цепочку VD3, R4. При поступлении сигнала напряжение на выходе детектора снижается, уменьшая и ток транзисторов VT1, а вслед за ним и VT2.
Так осуществляется автоматическая регулировка усиления (АРУ). Поскольку она достаточно эффективна, регулятора громкости в приемнике нет.
УЗЧ выполнен по схеме составного эмиттерного повторителя на транзисторах VT4 и VT5. Он усиливает только ток, поскольку напряжение ЗЧ на выходе детектора вполне достаточно для работы низкоомных телефонов. Сигнал ЗЧ и необходимое смещение подаются с выхода детектора через резистор R7. Конденсаторы С4 и С5 сглаживают радиочастотные пульсации сигнала ЗЧ. АРУ «вперед» действует и в этих каскадах, несколько снижая ток и усиление по току при возрастании РЧ-сигнала. Нагрузкой УЗЧ служат любые телефоны с сопротивлением постоянному току 30 — 200 Ом, например ТМ-2 или импортные. Стереотелефоны лучше подключать выводами левого и правого каналов, оставив общий вывод свободным. Тогда телефоны оказываются включенными последовательно, их сопротивление возрастает, а потребляемый приемником ток уменьшается при той же громкости.
В приемнике можно использовать любые маломощные высокочастотные кремниевые транзисторы соответствующего типа проводимости и любые маломощные кремниевые диоды. Антенна СВ-диапазона содержит 80 витков литцендрата ЛЭШО 7x0,07 на ферритовом стержне 600НН длиной 160 и диаметром 8 мм. Для ДВ-диапазона нужно намотать 250 витков провода ПЭЛ 0,1–0,15. Намотка ведется в один слой. Можно также намотать две обмотки и сделать переключатель диапазонов.
Монтаж выполняется любым способом, но желательно не размещать детали детектора вплотную к магнитной антенне. Ориентировочное расположение деталей приемника показано на рисунке 3, главное — подобрать подходящую по размерам пластмассовую коробочку. Автор не изготавливал специальной печатной платы, а применил навесной монтаж на фольгированном стеклотекстолите, лишь в нижней части платы была прорезана горизонтальная канавка, отделяющая «плюсовую» шину от остальной, «земляной» металлизации платы.