Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

Раздел

Внимание

Полезности

Книжки

Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг

Детям

КОНКУРС

language

Поиск junradio

Радиодетали

ОК

Сервисы

Покупка - продажа
Фото и изображений

Выгодный обмен
электронных валют

Интересно

Ставки на спорт

Есть свободное время?
Можешь немного подработать.

Друзья JR

JUNIOR RADIO

Приемники прямого усиления.

Статьи публикуются по мере поступления. Для упорядоченного тематического
поиска воспользуйтесь блоком "Карта сайта"

Рекомендуемые схемы полезно повторить начинающим радиолюбителям.

Усилитель ВЧ с непосредственной связью прост в изготовлении и налаживании, дает хорошие результаты, и возможности транзисторов в нем используются не полностью. В таком усилителе затруднительно обеспечить оптимальный режим каждого из транзисторов. Реализовать эти возможности можно в усилителе с емкостной связью, когда выходной ток одной ступени передается на вход последующей, через переходной конденсатор. Здесь становится возможным устанавливать режим каждого транзистора независимо от других, что при том же числе транзисторов позволяет увеличить усиление в 2... 3 раза.

Приемник на двух транзисторах с емкостной связью

На рисунке изображена схема усилителя ВЧ иа двух транзисторах структуры р-п-р, где реализованы возможности ступеней с емкостной связью. Номиналы и режим указаны для случая применения германиевых транзисторов.

При использовании кремниевых транзисторов их типы и режим, а также номиналы резисторов указаны в скобках. Особенность усилителя в том, что каждый транзистор имеет свою цепь формирования напряжения смещении.

Приемник на двух транзисторах с двухтактным детектором.

Чувствительность приемника, собранного первой схеме можно улучшить. Несомненным достоинством этого усилителя является его способность сохранять режим транзисторов как при изменении температуры, так и при большом разбросе их параметров. Например, усилитель практически не требует коррекции режима при использовании транзисторов со статическим коэффициентом передачи тока базы в пределах 12... 300. Коррекция может потребоваться в том случае, когда применены резисторы с большим (более чем иа 20%) отклонением от указанных иа схеме номиналов. Правда, режим транзисторов заметно меняется при изменении напряжения питания. Уменьшение его на 25... 30% от начального значения приводит к заметному снижению чувствительности приемника.

Для случая применения транзисторов структуры п-р-п необходимо изменить полярность напряжения питания, конденсатора С9 и диодов детектора. Здесь возможно применение германиевых (ГТ311Б) и кремниевых (КТ315Б) транзисторов. Для кремниевых транзисторов, напомним, режим и номиналы указаны иа схеме в скобках. Режим транзисторов остается без изменении, изменяется на обратную только полярность всех напряжений. Несмотря на правильность изготовления и налаживания, все экземпляры, собранные по одной и той же схеме, различаются по чувствительности. В чем причина такого различии? В первую очередь, в разнице в коэффициенте усиления усилителя ВЧ, а это зависит от свойств применяемых транзисторов. Чем выше предельная частота применяемых транзисторов, тем больше усиление по высокой частоте, тем выше чувствительность приемника.

Приемник с переключением режимов.

Схема улучшенного приемника представлена на следующем рисунке. Переключатель S2 позволяет менять режим работы детектора на диодах V4—V7 — переходить от однотактного детектирования к двухтактному.

Приемник на пяти транзисторах с усилителем мощности.

После экспериментов с приемниками на трех транзисторах, для закрепления рекомендуем собрать более сложную схему.

Вид печатного монтажа

Маленькая справка для повторения конструкций.

При налаживании и настройке приемников перечеркнутые(крестики) линии с числовым значением, обозначают ток проходящий в этой точке.
Амперметр подключаем последовательно. Напряжение измеряем параллельно. Катушки выполнены на ферритовых цилиндрических стержнях 600НН, 400НН длиной 120-140 мм. Подойдут так же и прямоугольные от китайских изделий меньшей длины, но тогда придется увеличить число витков на 20-30%. Провод для катушек L1 и L2 от 0,1 до 0,15 мм. Катушка L1 содержит 60-75 витков, катушка согласования L2 содержит 5-7 витков что соответствует приему СВ радиостанций. Намотку производить виток к витку. Германиевые МП41 можно заменить на КТ208.

Коротковолновый приемник прямого усиления.

Приемник построен по схеме прямого усиления. Принимает радиостанции в диапазоне 25-52 метра, перекрывая основную часть радиовещательного КВ-диапазона. Схема всего на трех транзисторах, но благодаря регулируемой ПОС в радиотракте можно достигнуть весьма неплохой чувствительности и избирательности, несмотря на настройку всего одним контуром. Наилучшие результаты приемник дает в местностях, где нет мощных радиостанций на СВ-диапазоне. Это связано с тем, что мощная средневолновая радиостанция может существенно «забивать эфир» и избавиться от её влияния принимая КВ-сигналы такой простой схемой, может быть очень сложно. Сигнал от антенны W1, в качестве которой можно использовать любой проводник, например, отрезок монтажного провода, через разделительный конденсатор С1 поступает на первый каскад УРЧ на транзисторе VT1, включенном по схеме с общей базой. Рабочая точка транзистора задается соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3, определяющих напряжение на его базе. Усиленный сигнал с коллектора через катушку связи L1 поступает на контур L2-C4, который является средством настройки приемника на станцию. В контуре используется переменный конденсатор от супергетеродинного приемника. У этого конденсатора есть две секции по 6-240 пФ. Данные секции включены параллельно. В результате получается переменный конденсатор с перекрытием емкости 12-480 пФ. Этого достаточно для перекрытия вышеуказанного диапазона, но можно использовать конденсатор и с меньшей максимальной емкостью, в этом случае перекрытие ограничится со стороны НЧ части KB диапазона. С контура ВЧ сигнал поступает на базу VT2. Через катушку L2 на базу VT2 так же поступает и постоянное напряжение смещения, полученное с делителя R4-R5. Диод VD1, включенный в эмиттерной цепи VT2 является детектором. Более того, благодаря тому, что через данный диод протекает постоянный ток эмиттера VT2, точка детектирования смещена в более крутой участок ВАХ диода. Продетектированный НЧ сигнал снимается с коллектора VT2 и поступает через регулятор громкости R7 на однокаскадный УНЧ на VT3. В1 это один наушник (головной телефон).

Теперь о ПОС (положительная обратная связь). Происходит она с эмиттера VT2 на его базу через контур. Сигнал с эмиттера VT2 через R6 и С4 поступает на коллектор VT1, то есть, на катушку связи L1. Глубина ПОС регулируется переменным резистором R7. Этим резистором можно регулировать состояние приемника от минимальной чувствительности до возникновения генерации. Оптимальный режим с точки зрения максимальной чувствительности и селективности получается на границе у порога самовозбуждения приемника. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасе, склеенном из ватмана. Это пустая гильза диаметром 20 мм и длиной 40 мм. Сначала наматывают катушку 12. Она содержит 12 витков намоточного провода диаметром около 0,5 мм (например, ПЭВ 0,47). Затем на поверхность L2 нужно намотать L1, тем же проводом, 5 витков. Обе катушки намотаны в одном направлении. Начала обмоток отмечены на схеме точками. L3 - дроссель, намотанный на ферритовом кольце диаметром 7 мм из материала 400НМ, 400НН, 600 НН, 600НМ. В нем 200 витков тонкого намоточного провода (например, ПЭВ0.12). Питается приемник от батареи напряжением 9V. Приемник был сделан с чисто экспериментальными целями, потому он собран на макетной плате, и печатная плата для него не разрабатывалась. Налаживание заключается в установке тока коллектора транзистора VT2 в пределах 0,6-0,7 глА подбором сопротивления резистора R5. В крайне нижнем по схеме положении R6 схема должна переходить на самовозбуждение, то есть, в режим генерации. Если этого не происходит - значит неправильно распаяна катушка L2 (поменяйте местами точки подключения её выводов). На KB диапазоне радиостанции занимают малые, в процентном отношении, участки шкалы, поэтому настройка получается очень острая. На ось переменного конденсатора нужно надеть пластмассовый шкив желательно большего диаметра, и вращать его очень и очень медленно. В противном случае вы просто будете проскакивать радиостанции не замечая их, и создастся впечатление, что приема нет. В процессе настройки работают два органа - С4 и R6, конденсатором перестраиваете по диапазону, а резистором выбираете оптимальный режим. Процесс настройки на радиостанцию сложен, но весьма интересен. Мне удавалось на данный аппарат, пользуясь антенной в виде монтажного провода, натянутого по диагонали комнаты, принимать станции Северной Америки и Западной Европы, и даже Австралии. Конечно, качество приема, мягко говоря, странное. Особенно на пороге генерации, но разборчивость вполне нормальная.

Иванов А.

Приемник прямого усиления на двух микросхемах УЗЧ.

Микросхемы LM386 довольно популярны у радиолюбителей. На них часто строят УНЧ портативной аппаратуры или телефонные усилители. Конечно, максимум усиления LM386 лежит в низкочастотной части, но неплохое усиление сохраняется и на частотах более мегагерца. Причем усиления вполне достаточно, чтобы данный УНЧ использовать как УВЧ приемника прямого усиления, работающего в радиовещательных диапазонах длинных (LW) и средних (MW) радиоволн. Схема приемника показана на рисунке. Как видно, есть два практически одинаковых усилителя на микросхемах А1 и А2. Они действительно одинаковы, включены согласно типовым схемам для УНЧ. Усилитель на А2 так и работает по прямому назначению, в качестве УНЧ на вход которого поступает сигнал с выхода амплитудного детектора через регулятор громкости R4, а на его выходе включен динамик В1. Но другой усилитель, на А1, несмотря на практически такую же схему включения, сигнал на вход получает с магнитной антенны LW1, а на его выходе вместо динамика имеется амплитудный диодный детектор на кремниевом диоде VD1. Кстати, диод в детекторе работает в наиболее чувствительной зоне своей В АХ, так как оказывается под воздействием прямого тока, вызванного наличием постоянного напряжения на выходе микросхемы А1. И этот ток смещает точку детектирования в участок с большей крутизной ВАХ диода.

Сигнал принимается магнитной антенной LW1, которая представляет собой катушку на ферритовом стержне диаметром 8 и длиной не менее 100 мм. Конденсатор С1 образует с ней контур. Здесь используется сдвоенный переменный конденсатор 2x7...270 пФ от супергетеродинного приемника. Чтобы получить наибольшее перекрытие по диапазону (так как приемник охватывает частично оба диапазона) обе секции переменного конденсатора включены параллельно. Вот и получилось 14...540 пФ. Входное сопротивление микросхемы LM386 достаточно высоко и вход не имеет постоянного напряжения смещения, поэтому контур можно подключить непосредственно ко входу, без катушек связи и переходных конденсаторов. Усиленный сигнал с выхода А1 поступает на амплитудный детектор на VD1. Особенности данного детектора уже отмечены ранее. Низкочастотный сигнал выделяется на С6 и через регулятор громкости R4 поступает на УНЧ на микросхеме А2, нагруженной на динамик В1. Источником питания служит плоская батарейка напряжением 9V, такая как для мультиметра. Но приемник работает и при снижении напряжения питания до 3V (проверено). Правда, при этом сильно снижается чувствительность. Похоже на то, что высокочастотные свойства LM386 ухудшаются со снижением напряжения питания. Теперь о деталях. Приемник собирался «ради спортивного интереса», поэтому собран на печатной макетной плате, и собственная плата к нему не разрабатывалась. Каскады вытянуты в линейку, положение деталей практически соответствует расположению их символов на схеме. Самая сложная деталь, - магнитная антенна. Нужно взять ферритовый стержень из феррита проницаемостью 600 или 400 (600НН, 600НМ, 400НН, 400НМ...) диаметром 8 мм и длиной не менее 100 мм (чем длинней тем лучше). Затем, нужно склеить из ватмана каркас для катушки, гильзу, которая будет перемещаться по этому стержню с небольшим трением. На этой гильзе нужно намотать катушку виток к витку проводом ПЭВ 0,2..0,3. Число витков данной катушки зависит от того какую часть LW-MW диапазона вы хотите принимать. Здесь трудно что-то посоветовать, так как в каждой местности есть свои «причуды». Например, бывает, что на средних волнах вообще ничего не принимается, и только пара радиостанций на длинных, а бывает что на обоих диапазонах много радиостанций. В общем, если хотите принимать преимущественно LW и низкочастотную часть MW то должно быть где-то 150 витков. А если нужно преимущественно MW и высокочастотная часть LW, то где-то 50 витков. Ну и, соответственно, промежуточные варианты тоже возможны. Вообще, сначала исследуйте диапазон с помощью какого-то готового приемника, а потом уже решайте, сколько витков мотать.

Ну а не понравится, - можно и перемотать. По поводу переменного конденсатора, миниатюрный конденсатор с воздушным диэлектриком от супергетеродинного приемника. У него четыре секции, - две по 7...270 пФ и две совсем маленькие для УКВ-диапазона. Секции для УКВ не используются, а секции 7...270 включены параллельно. Можно использовать практически любой другой переменный конденсатор, но перекрытием не меньше 20...200 пФ иначе диапазон перестройки будет слишком уж узок. Хотя, если его «натянуть» подбором витков LW1 на нужное место, может быть получится и нормально. А так, чем больше перекрытие, тем шире диапазон. Динамик В1 - любой широкополосной динамик сопротивлением 4...50 Ом, например, динамик от карманного приемника, радиоточки, старого телевизора. Диод 1N4148 можно заменить на КД522, КД521 или Д9. Кроме укладки диапазона никакого налаживания не требуется. Не стоит располагать магнитную антенну рядом с детектором, может возникнуть самовозбуждение. Увеличить дальнобойность приемника можно подключив внешнюю антенну прямо к выводу 2 А1, то есть, непосредственно к входному контуру. При значительной длине и высоте антенны можно принимать весьма дальние радиостанции. Еще нужно учесть, что приемник может вообще отказаться работать, если он находится в железобетонном или кирпичном здании с железобетонными перекрытиями. В этом случае, лучше заняться настройкой, расположившись на подоконнике. Сейчас очень популярны карманные МР-3 плееры на флэш-памяти. Но работают они обычно только на наушники. В схеме этого приемника есть два неплохих УНЧ, которые можно использовать для громкоговорящего прослушивания сигнала от МР-3 плеера. На втором рисунке показаны изменения в схеме приемника для прослушивания внешнего НЧ стереосигнала. Приемник монофонический, но при переключении S2 в положение «МР-3» (противоположное показанному на схеме) он превращается в стереофоническую активную акустическую систему. Нужно только подать сигнал с выхода МР-3 плеера на разъем Х1, а к разъему Х2 подключить вторую акустическую систему (коробку с динамиком В2, - таким же как В1). Переключатель S2 превращает А1 в УНЧ, отключая от него магнитную антенну (S2.1) и детектор (S2.2) и подключая соответственно регулятор громкости второго канала (R7) и второй динамик В2. Секция S2.3 отключает детектор от УНЧ на А2, а вход регулятора громкости R4 подключает к Х1.
В общем, получился такой вот универсальный вариант.
На разъем Х1 можно подавать сигналы и от других источников,
от стереофонического УКВ-приемного тракта,
от плеера, или использовать как контрольный УНЧ.

Иванов А.

Приемник прямого преобразования на цифровых микросхемах

Схема, показанная на рисунке в тексте не является полным приемником прямого преобразования, она работает совместно с лабораторным генератором ВЧ (с цифровой шкалой отсчета частоты), входной контурной системой, низкочастотным усилителем и лабораторным блоком питания. В таком сборе получается приемник прямого преобразования, позволяющий принимать сигналы радиолюбительских телеграфных и телефонных станций в любом KB диапазоне в пределах до 50 МГц и более. К разъему Х1 подключается входной контур на нужный диапазон, либо контур, перестраиваемый в широких пределах или система переключаемых контуров. А так же, между входным контуром и Х1 может быть добавлен каскад УВЧ, либо это будет перестраиваемый пресселектор. В простейшем случае сюда просто можно подключить антенну, но качество приема будет хуже. На разъем Х2 подают сигнал от лабораторного генератора ВЧ, не модулированный, прямоугольный (но можно и синусоидальный) величиной не менее 1V. Частота этого сигнала ровно в два раза больше частоты настройки приемника, поэтому, шкала генератора ВЧ может служить шкалой приемника. Лучше всего использовать генератор ВЧ совместно с частотомером, встроенным или отдельным, подключенным к приемнику через разъем Х5 (здесь частота в два раза ниже частоты, поступающей от генератора ВЧ, то есть, равна частоте настройки приемника). Шкала цифрового частотомера позволит точно определить частоту настройки приемника. В простейшем случае, в качестве гетеродина, при работе на низкочастотных КВ-диапазонах, можно использовать простую схему мультивибратора на двух-трех логических инверторах КМОП или ТТЛ логики, в котором частоту можно регулировать переменным резистором. На ВЧ диапазонах можно сделать гетеродин на транзисторе, по одной из известных схем. С разъема ХЗ снимается демодулированный сигнал 3Ч, и поступает на вход любого контрольного УНЧ. Например, это может быть одиночный транзисторный каскад с общим эмиттером, нагруженный на головные телефоны. Или, может быть, УНЧ от старого полупроводникового телевизора. Разъем Х4 служит для подачи напряжения питания. Это должно быть стабилизированное напряжение 5V.

Схема приемника построена на основе схемы ключевого двухтактного смесителя, действующего на принципе выборки - хранения. В нем используются двунаправленные ключи микросхемы 74HC4066N. Это ключи, аналогичные ключам микросхемы К561КТЗ, но способные работать на значительно более высоких частотах. Ключи микросхемы включены попарно. На соединенные вместе сигнальные входы ключей поступает входной сигнал от Х1. На управляющие входы ключей, соединенных попарно, поступают противофазные импульсы от схемы гетеродина, образованной внешним генератором ВЧ, буферным каскадом на транзисторе VT1 и D-триггером D2. Триггер D2 как раз и служит для формирования равновеликих (симметричных) противофазных импульсных сигналов. Эти сигналы снимаются с противоположных выходов D2 и поступают на соединенные вместе управля-ющие входы D1.1-D1.2 и D1.3-D1.4. В результате преобразовательного процесса на выходах ключей образуются противофазные суммарно-разностные сигналы, из которых выделяется разностная низкочастотная составляющая, с помощью НЧ-фильтра, состоящего из дросселя L2 и конденсаторов С7-С10. Далее следует низкочастотный усилитель на ОУ А1, на входы которого поступают эти сигналы. Чувствительность приемника определяется коэффициентом усиления этого ОУ, который зависит от сопротивления R9. Переменный резистор R11 служит для предварительной (или основной) регулировки громкости. С него, через ХЗ, низкочастотный сигнал поступает на внешний УМЗЧ и далее на динамик или головные телефоны. Схема питается однополярным напряжением. Для того чтобы обеспечить хорошую работу ключей микросхемы D1 и правильную работу операционного усилителя А1, при помощи резисторов R2 и R3 создается средняя точка, «искусственная земля», точка по напряжением, равным половине напряжения питания. Конденсаторы С2 и СЗ блокируют эту точку от возникновения на неё высокочастотных и низкочастотных составляющих. Резистор R8 служит для поддержания напряжения, равного половине напряжения питания, на прямом входе операционного усилителя А1 в те моменты, когда ключи D1.3 и D1.4 находятся в закрытом состоянии (когда логический ноль на выводе 8 D2). Каскад на транзисторе VT1 работает как ключ, - его задача в согласовании логического уровня входа микросхемы D2 с выходом генератора ВЧ. Кроме того, имея свойства компаратора, он может преобразовывать форму синусоидального входного сигнала в импульсы, близкие по уровню и форме логическим (усиливая и ограничивая их). Если вы используете выход генератора ВЧ с уровнем ТТЛ логики от этого транзисторного каскада можно отказаться. Дроссель L1 - готовый, высокочастотный, маломощный, индуктивностью 100 мкГн. Дроссель L2 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 10 мм из феррита 2000НМ (можно из любого феррита). Дроссель намотан сложенным вдвое проводом ПЭВ 0,12. Всего 100 витков. Затем, концы катушек определены с помощью омметра. Приемник собран объемным способом в коробчатом экранированном корпусе, сделанным из двухстороннего фольгированного стеклотексталита. Для монтажа в фольге вырезаны вспомогательные кружки («пятачки»), служащие монтажными лепестками. Микросхемы расположены выводами вверх, и механически укреплены в корпусе пайкой посредством отрезков луженого провода (обрезки выводов резисторов и конденсаторов) седьмого вывода D1, D2, и четвертого вывода А1 на фольгу (общий минус питания), а так же, 14-го вывода D1, D2, и седьмого вывода А1 на расположенный рядом с микросхемой «пятачок», предназначенный для разводки питания. Большинство деталей монтируется непосредственно на выводы микросхем. Все разъемы коаксиального типа (от телевизора). Данный приемник можно использовать не только для приема радиолюбительских радиостанций, но и для приема цифровых радиостанций (SD-Radio). В этом случае число витков дросселя L2 нужно уменьшить до 20-ти. Сигнал с выхода А1 через конденсатор 1-10 мкФ подать на вход звуковой карты персонального компьютера. В этом случае, возможно, потребуется скорректировать коэффициент усиления А1 подбором сопротивления R9.

Снегирев И.

Просмотров: 22089 | Добавил: china | Рейтинг: 4.5/2