Menu Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


Экономичный радиоприемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиоприем

Комментарии к статье Комментарии к статье

В настоящее время экономичность радиоприемников приобретает все большее значение- Как известно, многие промышленные приемники экономичностью не отличаются, а между тем во многих населенных пунктах страны долговременные отключения электроэнергии стали уже обычным явлением. Стоимость элементов питания при частой их замене также становится обременительной. А вдали от "цивилизации" экономичный радиоприемник просто необходим.

Автор данной публикации задался целью создать экономичный радиоприемник с высокой чувствительностью, способностью работать в диапазонах KB и УКВ. Результат получился вполне удовлетворительный - радиоприемник способен работать от одного элемента питания и по току покоя лишь немного уступает конструкции, описание которой приведено в [1]. Приемник сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 1 В. Чувствительность приемника весьма высокая - точно измерить ее не удалось из-за отсутствия соответствующей измерительной аппаратуры.

Основные технические характеристики

  • Диапазон принимаемых частот, МГц: КВ-1......9,5...14
  • КВ-2......14,0...22,5
  • УКВ-1......65...74
  • УКВ-2......88...108
  • Селективность тракта AM по соседнему каналу, дБ, не менее......30
  • Максимальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом, мВт, при напряжении питания: Uпит=1,6B......30
  • Uпит=1,ов......11
  • Ток, потребляемый при отсутствии сигнала, мкА, не более: диапазон AM......280
  • диапазон УКВ......310
  • Ток, потребляемый при средней громкости, мА: при работе на громкоговоритель......2...4
  • при работе на телефон ТМ-2м......0,5
  • Длительность работы от элемента типа АА или 316 при средней громкости в громкоговорителе, ч......400

При испытаниях приемник работал ежедневно по 9 ч вместо абонентского громкоговорителя. При использовании щелочного элемента типа LR6 "ALKALINE" время работы возрастает в несколько раз. Срок службы таких элементов достигает 5 лет, что делает их удобными при долговременном использовании.

Для повышения экономичности приемник пришлось оптимизировать, сделав как можно более экономичным каждый его узел. Было ясно, что основная мощность источника питаний будет расходоваться усилителем звуковой частоты, именно этому узлу было уделено повышенное внимание.

Испытания корпуса от приемника "СОКОЛ-404" со встроенным громкоговорителем 0.5ГД-37 показали, что для комфортного индивидуального прослушивания иногда вполне достаточно выходной мощности 1 ...3 мВт, а для воспроизведения такого сигнала с приемлемым качеством максимальная мощность усилителя может не превышать 30 мВт. Для "тихих" небольших помещений это значение можно уменьшить в 2-3 раза.

Разумеется, важно иметь громкоговоритель с высоким КПД. Испытания показывают, что динамические головки с диаметром диффузора менее 5 см в основном очень малоэффективны, что делает их непригодными для экономичного радиоприемника.

При разработке схемы были определены некоторые особенности работы транзисторов, работающих в режимах микротоков. Из формул, приведенных в [2], транзистор при lK = 10 мкА обладает большим собственным сопротивлением эмиттера, равным примерно 2,5 кОм. При таком токе даже при |h21Э| =40 входное сопротивление каскада, собранного по схеме с общим эмиттером, достигает 100 кОм, что позволяет с успехом применять полное включение колебательного контура в цепь базы транзистора. С другой стороны, крутизна характеристики транзистора на таком токе не превышает 0,4 мА/В, поэтому для получения хорошего усиления сопротивление нагрузки каскада должно составлять несколько десятков килоом. Если нагрузкой является колебательный контур, то для получения большего резонансного сопротивления следует выбирать значение индуктивности побольше, а значение емкости - поменьше. Особенно это важно для каскадов УВЧ.

Следует также иметь в виду, что частотные свойства транзисторов при токе 10 мкА ухудшаются в несколько раз из-за влияния внутренних емкостей транзистора. Следовательно, для экономичных каскадов следует подобрать транзисторы с малой емкостью коллектора и высокой граничной частотой.

Предлагаемый вниманию читателей радиоприемник состоит из двух независимых трактов AM и ЧМ, что позволило до предела упростить коммутацию диапазонов. Может показаться, что схема приемника (рис. 1) слишком сложна и содержит много транзисторов, но транзисторы в пластмассовых корпусах стоят сейчас дешевле конденсаторов.

Экономичный радиоприемник
(нажмите для увеличения)

В зависимости от потребностей радиолюбитель может выбрать для себя только один из трактов или уменьшить число диапазонов.

Оба тракта имеют стабилизированное питание 0,93 В и работают на общий УЗЧ.

Тракт AM выполнен на транзисторах VT1- VT12. УРЧ собран по схеме с общим эмиттером на транзисторе VT1. Гетеродин выполнен по схеме емкостной трехточки на транзисторе VT2. При замыкании контактов переключателя SA1 катушки УРЧ L1, L2 и гетеродина l_3, L4 включаются в каждой паре параллельно, что соответствует работе в поддиапазоне КВ-2.

Транзистор VT3 выполняет функции смесителя. Схема его включения нетрадиционная, однако уже была использована в [1]. По постоянному току база и коллектор соединены вместе. При этом напряжение на эмиттере транзистора определяется открытым р-n переходом база-змиттер и равно примерно 0,5 В. Это напряжение и является питанием для коллекторной цепи. Поскольку при малых токах напряжение насыщения транзистора обычно составляет 0,1...0,2 В, транзистор создает на нагрузке напряжение размахом до 0,3 В, что в данном случае вполне достаточно. Таким образом ток, потребляемый каскадом, определяется только сопротивлением резистора в эмиттере транзистора.

Сигнал ПЧ с частотой 465 кГц через двухконтурный фильтр подан непосредственно на базу транзистора VT4, который, как уже отмечалось, имеет высокое входное сопротивление и контур почти не шунтирует. Первые три каскада УПЧ запитаны через транзистор VT10, который вместе с транзистором VT11 работают в усилителе АРУ. При увеличении напряжения на выходе детектора напряжение на эмиттере транзистора VT11 также увеличивается. Это приводит к частичному закрыванию транзистора VT10, и усиление первых трех каскадов УПЧ снижается.

Для приема сигналов любительских радиостанций в диапазоне 14 МГц в приемнике предусмотрен телеграфный гетеродин на транзисторе VT8, который потребляет ток около 3 мкА. Отключают его переключателем SA2.

В тракте установлено всего три контура ПЧ, но все они имеют довольно острую настройку, обеспечивая нужную избирательность и чувствительность. Однако избирательность нетрудно увеличить, установив вместо резистора R9 еще один такой же контур. При этом сопротивление резистора R8 лучше уменьшить до 22-24 кОм.

На транзисторе VT12 собран предварительный каскад УЗЧ, который усиливает сигнал до уровня чувствительности основного УЗЧ.

Тракт AM был испытан с разными катушками на частотах от 3 до 30 МГц. Для изменения границ KB поддиапазонов достаточно изменить число витков катушек L1-L4.

Тракт ЧМ собран на транзисторах VT13-VT24 с низкой промежуточной частотой и счетным детектором. Такой вариант имеет недостаток - двойную настройку на каждую радиостанцию, но зато такой принцип довольно просто реализовать в экономичном режиме. Вместе с тем избирательность тракта оказалась достаточной, чтобы качественно и без помех принимать сигналы радиостанций, которые отличаются по частоте всего на 300 кГц.

УРЧ тракта ЧМ выполнен на транзисторе VT13 по схеме с общей базой. Контуры УРЧ и гетеродина полностью идентичны, так как работают практически на одной частоте. Нагрузка смесителя - резистор R26. Конденсатор С42 эффективно замыкает нагрузку по высоким частотам, и отфильтрованный сигнал промежуточной частоты полосой 50... 100 кГц усиливается пятикаскадным усилителем ПЧ, выполненным на транзисторах VT16 - VT20. Из-за влияния внутренних емкостей транзисторов усиление каскадов быстро падает с ростом частоты, что естественным образом формирует необходимую АЧХ. Для получения достаточной полосы пропускания транзисторы в УПЧ применены с малой емкостью коллектора, иначе полоса пропускания может быть слишком узкой, что приведет к нелинейным искажениям модулирующего сигнала.

Для расширения полосы можно увеличить ток через транзисторы, пропорционально уменьшая номиналы резисторов R29, R30, R32, R34, R36 и R38.

Конденсаторы в УПЧ оказывают влияние на формирование АЧХ, поэтому их номиналы не следует сильно изменять.

УПЧ усиливает сигнал до уровня не менее 0,2 В. На транзисторах VT21 и VT22 собран формирователь импульсов. При отсутствии сигнала транзистор VT21 открыт до насыщения, на его коллекторе напряжение низкое и транзистор VT22 надежно закрыт. Отрицательные полупериоды сигнала ПЧ слегка закрывают транзистор VT21, a VT22 при этом открывается. В результате на резисторе R41 формируются прямоугольные импульсы с большой амплитудой. Эти импульсы продифференцированы цепью С53, VD2. Таким образом, на диоде VD2 образуется последовательность коротких импульсов равной длительности, частота следования которых меняется по закону модуляции. Открывая транзистор VT23 частотного детектора, импульсы сглаживаются фильтром C54R43C55, преобразуясь в сигнал звуковых частот. Далее он поступает на каскад предварительного усиления на транзисторе VT24. Емкость конденсатора С56 выбрана такой, чтобы ослабить частоты ниже 200 Гц, которые громкоговоритель все равно не воспроизводит Эти частоты только бесполезно перегружают УЗЧ, мощность которого и без того ограничена, и вызывают повышенное потребление тока. Из этих соображений выбраны и емкости конденсаторов C32 и С58.

УЗЧ собран на транзисторах VT25, VT29 - VT33. Режим его работы определяет напряжение на коллекторе транзистора VT25. Этот транзистор запитан частично от стабилизатора напряжения через резистор R48, а частично от элемента питания через резистор R53. Соотношением сопротивлений этих резисторов удалось добиться сохранения симметричности ограничения синусоидального сигнала при изменении напряжения питания от 1,6 до 1,0 В.

Стабилизатор напряжения собран на транзисторах VT26 - VT28 и сохраняет на выходе напряжение 0,93 В при разрядке элемента питания до 1 В.

Транзисторы VT1 и VT3 можно заменить на КТ3127А, КТ326А, а с несколько худшими результатами - КТ326Б. Транзисторы VT4 - VT7 и VT9 должны иметь малую емкость коллектора и h21Э не менее 50. Транзисторы VT10 и VT11 имеют h21Э не менее 250. В телеграфном гетеродине хорошо работает транзистор КТ361В.

В тракте ЧМ требования к транзисторам УПЧ такие же, как и в тракте AM. Вместо КТ339Г неплохо работают транзисторы КТ368 или КТ316, а также любые с емкостью коллектора не более 2 пф. В крайнем случае вполне можно использовать транзисторы с емкостью 6 пф, например, КТ3102Б, но при этом следует в три раза увеличить ток коллектора каждого такого каскада, уменьшая сопротивление нагрузки. Общая экономичность после этого несколько снизится.

В качестве VT13-VT15 лучше всего работают транзисторы типа КТ363, но с несколько худшими результатами можно применить КТ3128А, КТ3109А. В частотном детекторе можно применить ГТ309, ГТ310 с малым значением Iко. При отключенном конденсаторе С53 ток утечки транзистора должен создавать падение напряжения на резисторе R42 не более 50 мВ.

В УЗЧ вместо VT30-VT33 могут быть применены германиевые низкочастотные транзисторы нужной проводимости с h21Э не менее 50, желательно их попарно подобрать.

Транзисторы VT25-VT29 имеют 21Э не менее 200. Особенно это касается транзистора VT26. Вместо него можно применить КТ3107И, КТ350А.

Оксидные конденсаторы должны иметь минимальный ток утечки, особенно С64 и С65. Хорошо работают конденсаторы типа К52-16. Оксидные конденсаторы должны быть рассчитаны на 16-25 В, и перед установкой их необходимо выдержать под максимальным напряжением до уменьшения тока утечки до единиц микроампер.

Блок КПЕ применен от китайской автомагнитолы. Контуры ПЧ в тракте AM применены готовые от радиоприемника "Сувенир". Вполне применимы и другие контуры с конденсаторами 510 пф. Применение контуров с большей емкостью приведет к снижению усиления каскадов, нагруженных на эти контуры. Для восстановления усиления придется увеличить ток потребления указанных каскадов.

Катушки L1 -L4 намотаны на каркасах KB катушек от приемника "Океан" или им подобных. L1 и L3 имеют по 20 витков, a L2 и L4 - по 25 витков провода ПЭВ-2 0,2 мм. Катушка L4 имеет отвод от 7-го витка, считая от заземленного вывода. Катушка L7 намотана на четырехсекционном каркасе и имеет 400 витков провода ПЭВ-2 0,1 мм. Экрана она не имеет В тракте ЧМ катушки L9-L12 намотаны на каркасах диаметром 4,5 мм с латунными подстроечниками. L9 и L11 имеют по 14 витков, a L10 и L12 - по 15 витков провода ПЭВ-2 0,3 мм. Переключатель SA1 типа ПД-2 2П4Н от приемника "ОЛИМПИК".

Для налаживания приемника необходимы осциллограф, вольтметр с входным сопротивлением не менее 1 МОм и генератор синусоидального сигнала 3Ч. Чтобы упростить процедуру налаживания приемник сначала лучше собрать на макете, распаивая детали на длинных выводах между шинами питания, и только после налаживания перенести уже подобранные детали на печатную плату. Устройство не "капризно" и на макете работает устойчиво.

Стабилизатор напряжения требует подбора резистора R52 по напряжению на выходе 0,93...0,94 В. При этом вместо нагрузки следует подключить резистор с сопротивлением 3,3 кОм. Конденсатор С59 должен быть присоединен к выходу стабилизатора. Следует помнить, что после пайки нужно подождать 5 мин, чтобы детали остыли и выходное напряжение установилось.

Затем налаживают УЗЧ. Вначале резисторы R59 и R60 лучше не припаивать. При этом ток покоя усилителя может достигать 1...1.5 мА. Подбором резистора R47 нужно добиться симметрии ограничения синусоидального сигнала на выходе УЗЧ. После этого подбирают резисторы R59 и R60, начиная с номинала 30 кОм. Сопротивления резисторов постепенно уменьшают, следя за увеличением искажений типа "ступенька" и уменьшением тока покоя. Следует выбрать для себя приемлемое качество звучания при минимальном токе покоя. У автора ток покоя составил 110 мкА. Затем, изменяя напряжение питания от 1,6 до 1 В, следует убедиться, что ограничение синусоидального сигнала остается симметричным, в противном случае нужно будет подобрать резисторы R48 и R53.

После сборки тракта AM нужно измерить напряжение АРУ на конденсаторе С16. Оно не должно быть менее 0,8 В. Для его повышения нужно уменьшить сопротивление резистора R17 на 10...20 % или подобрать транзистор VT10 с большим значением h21Э- После того как УПЧ заработает, следует налаживать гетеродин. Чтобы он сразу заработал, нужно сначала увеличить его потребляемый ток. Для этого сопротивление резистора R4 уменьшают до 3,3 кОм и настраивают приемник по сигналу ГСС или по принимаемым радиостанциям. Настройку контуров удобно производить по минимуму напряжения АРУ на конденсаторе С16. После окончания настройки тракта следует увеличить сопротивление резистора R4 до такой величины, при которой гетеродин надежно возбуждается во всем диапазоне частот. Таким же образом налаживают и телеграфный гетеродин.

Налаживание тракта ЧМ несложно. Касаясь базы транзистора VT16, можно убедиться в работоспособности усилителя ПЧ. Гетеродин налаживают так же, как в тракте AM. Добившись приема радиостанций, нужно уменьшить емкость связи с антенной, чтобы прием ухудшился. Это даст возможность настроить в резонанс катушки L10 и L9. Необходимо помнить, что сначала надо настраивать диапазон УКВ-1, когда контакты SA1 разомкнуты, и настройке подлежат катушки L10 и L12. После этого, замкнув контакты SA1, настраивают диапазон УКВ-2 катушками L9 и L11.

В качестве корпуса для приемника можно применить любой промышленного производства с достаточно большим громкоговорителем, имеющим сопротивление звуковой катушки не менее 8 Ом. Автор использовал корпус с громкоговорителем от приемника "Сокол-404". При соблюдении элементарных принципов составления печатного монтажа можно быть уверенным в хорошей работоспособности приемника. В случае отсутствия опыта размещение деталей на плате может повторять их размещение по принципиальной схеме. Пример монтажа для выбранного корпуса показан на рис. 2.

Экономичный радиоприемник

Некоторые радиолюбители изготавливают печатные платы из двустороннего стеклотекстолита, причем с одной стороны медное покрытие оставляют сплошным и соединяют его с общим проводом для лучшей экранировки В отношении описываемого приемника автор настоятельно рекомендует этого не делать. Емкость монтажа при этом получится такой большой, что даже работоспособность конструкции будет весьма сомнительной.

Следует также принять меры против "микрофонного" эффекта, который нередко наблюдают в радиоприемниках с высокочастотными диапазонами.

В случае необходимости можно ввести в приемник диапазоны средних или длинных волн, предусмотрев схему необходимой коммутации и дополнительный преобразователь частоты. Коллектор смесительного транзистора можно просто подключить к коллектору VT3. Схемотехнику, слегка доработав, а также данные катушек можно использовать из публикации [1]. При этом напряжение питания следует подавать только на один из смесителей.

Испытания приемника показали, что качество его работы не уступает промышленным образцам. В диапазоне УКВ приемник обладает хорошим звучанием, на KB следует отметить его малые собственные шумы. В диапазоне 14 МГц на телескопическую антенну удается принимать множество любительских радиостанций.

Литература

  1. Малишевский И. Малогабаритный радиовещательный приемник. - Радио, 1989, № 1, с. 56.
  2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т.1, гл. 2.10. - М.: Мир, 1983.

Автор: С.Мартынов, г.Тольятти Самарской обл.

Смотрите другие статьи раздела Радиоприем.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальна форма бокала для сохранения пива холодным 06.11.2024

Температура пива - один из ключевых факторов, влияющих на его вкус и восприятие. Множество методов используются, чтобы сохранить напиток прохладным как можно дольше. Однако ученый Клаудио Пеллегрини из Федерального университета Сан-Жуан-дель-Рей в Бразилии предложил необычный и элегантный подход - он разработал математическую модель, которая помогает определить оптимальную форму бокала для минимизации нагрева пива. Основная цель исследования заключалась в том, чтобы минимизировать поступление тепла в пиво за счет самой формы бокала, а не дополнительных решений, таких как использование изоляционных материалов или ручек для предотвращения контакта с теплыми руками. Внимание было сосредоточено на создании дизайна, который был бы не только практичным, но и улучшал сохранение температуры напитка. Ключевая задача заключалась в том, чтобы понять, как тепло передается через стекло в зависимости от его формы, и затем разработать такой дизайн, который замедлил бы этот процесс. Для этого Пе ...>>

Космический паром 06.11.2024

Путешествия в дальний космос, особенно к Марсу, остаются сложной и рискованной задачей для человечества. Расстояние между Землей и Марсом составляет в среднем 225 миллионов километров, а традиционный перелет к Красной планете может занять до трех лет. Такое продолжительное время в условиях космоса ставит астронавтов перед серьезными угрозами для здоровья: атрофия мышц, потеря плотности костей, сердечно-сосудистые заболевания, а также опасность радиационного облучения. Однако недавние исследования предлагают альтернативный способ решения этих проблем, который может изменить наше представление о межпланетных перелетах. Исследователи Арсений Касянчук и Владимир Решетник из Киевского национального университета провели анализ более 35 000 околоземных астероидов (НЗА). В ходе своей работы они изучили период с 2020 по 2120 год, чтобы выявить объекты, которые могли бы стать естественными космическими "паромами" между планетами. Результаты показали, что 120 из этих астероидов имеют перспекти ...>>

Глядя друг на друга, собаки и люди синхронизируют работу мозга 05.11.2024

Исследование нейронной синхронизации между собаками и людьми, показало удивительное явление: когда они смотрят друг на друга и взаимодействуют, их мозговая активность синхронизируется. Это открытие стало первым случаем наблюдения подобного эффекта между представителями разных видов. Ранее нейронная синхронизация была замечена только у представителей одного вида, таких как люди, мыши и приматы. У людей этот эффект часто возникает во время разговора или взаимодействия, когда их мозг "настраивается" друг на друга. Теперь этот феномен был зафиксирован и в отношениях между человеком и собакой, что подчеркивает уникальную глубину их эмоциональной связи. Для эксперимента использовались электроэнцефалографические (ЭЭГ) устройства, которые фиксировали активность мозга у обеих сторон. Исследователи сравнили данные, когда люди и собаки находились в одной комнате, но не взаимодействовали, и когда они смотрели друг на друга и прикасались. Во время непосредственного контакта мозговые сигналы с ...>>

Случайная новость из Архива

Самая большая в мире аккумуляторная батарея 05.01.2012

Компания BYD по заказу государственной энергетической корпорации Китая (SGCC) построила батарею, которая, возможно, является самой большой в мире. Емкость аккумулятора составляет 36 МВт*ч, а его размеры превышают площадь футбольного поля.

Гигантский накопитель создан для хранения энергии от комплекса из ветровых и солнечных электростанций на севере Китая в округе Жангбей (Zhangbei). Пиковая мощность комплекса - 140 МВт, и использование такого накопителя по утверждению создателей повышает эффективность использования возобновляемых источников энергии на 5-10 %.

Батарея собрана из железо-фосфатных элементов, выбор которых обусловлен большим сроком работы (20 лет), относительной дешевизной и высокой пиковой отдачей энергии. Железо-фосфатные батареи работают при температуре до 60°С и обеспечивают эффективность хранения в районе 95%.

Стоимость комплекса из ветровой (100 МВт) и солнечной (40 МВт) станций с аккумулятором составляет $500 млн. Это первый проект национальной программы "Золотое солнце" по использованию экологически чистых и возобновляемых источников энергии.

Другие интересные новости:

▪ Док-станции eGPU Breakaway Puck Radeon RX 5500 XT и eGPU Breakaway Puck Radeon RX 5700

▪ DC/DC-конверторы L598x

▪ Удобрения и рыба

▪ Улей для диких пчел

▪ Игровые ноутбуки Lenovo Legion R7000P и R9000P

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Торнтон Уайлдер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Где живет больше всего людей? Подробный ответ

▪ статья Гледичия колючая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Измерение нелинейности напряжения развертки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматика и телемеханика. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:




Комментарии к статье:

Сергей Мартынов, sergej_52@inbox.ru
Автор приёмника может дать консультации по сборке и налаживанию приёмника, ответит на вопросы.


Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024