Приемник радиоспортсмена (АМ + SSB)

А. Тарасов, Радио №8/1964, ст.33

Приемник предназначен для приема сигналов любительских ра­диостанций, работающих телеграфом (CW), телефоном с амплитудной мо­дуляцией (AM) и на одной боковой полосе (SSB) в диапазонах 80, 40, 20, 14 и 10 метров. Чувствительность при отношении сигнала к шуму 3 : 1 на всех любительских диапазонах не хуже 1,5 мкв. Необходимая изби­рательность во время работы в режимах AM и SSB достигается при помощи фильтра сосредоточен­ной селекции с полосой пропускания 4000 гц и коэффициентом прямоугольности на уровне 0,01 не хуже двух. При работе телеграфом для улучшения избирательности приме­няется кварцевый фильтр, пропус­кающий полосу частот 400 гц. Изби­рательность по зеркальному каналу при значении первой ПЧ 1000-1500 кгц не хуже 50 дб. Выход приемника рассчитан на подключе­ние низкоомных головных телефо­нов и встроенного громкоговори­теля 0,1 ГД-3. Приемник питается от двух батарей КБС-Л-0,5. Потреб­ляемый ток не, превышает 30 ма. Внешний вид приемника.

Приемник радиоспортсмена (АМ + SSB)

Кроме своего основного назначе­ния приемник может быть также использован для работы в средне­волновом радиовещательном диапа­зоне.

Приемник радиоспортсмена (АМ + SSB)

Схема. Приемник построен по схеме с двойным преобразованием частоты (см. рис. 1). Входная часть его (конвертер) содержит перестраи­ваемый преселектор с одним каска­дом усиления ВЧ, смеситель и гете­родин с фиксированными для каж­дого поддиапазона частотами наст­ройки. Начиная со входа первой ПЧ приемник представляет собой однодиапазонный супергете­родин (интерполятор), состоящий из обычных элементов: перестраивае­мой входной части (явля­ющейся в данном случае фильтром первой ПЧ), сопряженного с ней ге­теродина, смесителя, уси­лителя ПЧ и т. д. Таким образом установка тре­буемого поддиапазона производится переклю­чением элементов кон­вертера, а выбор частоты внутри поддиапазона — перестройкой интерполя­тора. Более подробно работа приемника, по­строенного по такой блок-схеме описана в статье В. Комылевича (UA1CJ) («Радио» 1961 г., № 1). Преселектор кон­вертера имеет два под­диапазона, перекрываю­щие полосы частот от 3 до 10 Мгц и от 10 до 30 Мгц. Гетеродин пер­вого преобразователя вы­полнен с кварцевой ста­билизацией частоты. Ча­стоты гетеродина выбра­ны так, чтобы начала всех любительских диа­пазонов на шкале интер­полятора находились в одной точке. Это позво­лило использовать одну и ту же шкалу точной настройки. Для упроще­ния конструкции прием­ника в нем перекрывает­ся только часть десяти­метрового диапазона (от 28,5 до 29,5 Мгц).

Приемник радиоспортсмена (АМ + SSB)

Принципиальная схема приемника приведена на рис. 2. На входе прием­ника включен двухкон­турный полосовой фильтр с комбинированной ем­костной связью. Наст­ройка фильтра и контура в коллекторной цепи транзистора T1 произво­дится строенным блоком конденсаторов перемен­ной емкости C1, С2 С11. На поддиапазоне 3— 10 Мгц индуктивностями контуров полосового фильтра, а также кон­тура усилителя ВЧ слу­жат катушки L2, L4 и L6, на втором поддиапа­зоне (10—30 Мгц) па­раллельно к ним, с по­мощью переключателя П1 подключаются катушки Lз, L5 и L7. Усилитель ВЧ собран на транзисторе П410 (T1) по схеме с общей базой. В описываемом при­емнике схема с общей базой исполь­зуется во всех каскадах усилителей ВЧ и ПЧ. По мнению автора, хотя эта схема дает меньшее усиление, но является более устойчивой в работе и не вызывает трудностей при нала­живании.

В приемнике применена несколько своеобразная схема питания. В нем заземлен не плюс, а минус батареи питания, причем средняя точка бата­рей (+4,5 в) используется для пита­ния базовых цепей, а напряжение всей батареи (+9 в) — для питания эмиттерных цепей. При такой схеме питания транзисторов контуры, включенные в коллекторные цепи, оказываются «заземленными», что уменьшает опасность возбуждения усилителей ВЧ и ПЧ. Сопротивле­ния, включенные в эмиттерные цепи, обеспечивают необходимую стаби­лизацию режимов транзисторов по постоянному току и одновременно являются сопротивлениями развязы­вающих фильтров. Режимы транзи­сторов по постоянному току при та­ком их включении определяются, в основном, величиной сопротивле­ния в цепи эмиттера и практически не зависят от значения коэффициента усиления по току и других парамет­ров транзисторов. Кроме этого, при выбранной схеме питания потенци­алы баз будут постоянно фиксиро­ваны, что позволяет получить высо­кую степень стабилизации без при­менения делителей для питания баз.

Связь усилителя ВЧ со вторым контуром полосового фильтра осу­ществляется с помощью катушки связи L8, часть витков которой рас­положена на каркасе катушки L4, а часть — на каркасе L5. Аналогич­ную намотку имеет катушка связи с антенной (L1), размещенная на каркасах катушек L2 и L3. Антенная катушка L1 рассчитана на подключе­ние к антенне с волновым сопротив­лением 75 ом.

Первый смеситель приемника соб­ран на транзисторе П410 (Т2) по схеме с общим эмиттером для напря­жения сигнала и с общей базой для напряжения первого гетеродина. Связь смесителя с контурами уси­лителя ВЧ и первого гетеродина индуктивная (катушки связи L9 и L11). В коллекторную цепь смесителя через катушку связи L12 включен контур фильтра первой ПЧ.

В первом гетеродине используются два транзистора П410. Первый (Тз) работает в каскаде бесконтурного кварцевого генератора, а второй (Т4) буфером — умножителем часто­ты. В гетеродине применены четыре кварца на частоты: 5 Мгц — для работы в диапазоне 80 метров (пер­вая гармоника), 8,5 Мгц—- для 40­метрового диапазона (первая гар­моника), 7,75 Мгц — для 20-мет­рового диапазона (вторая гармо­ника — 15,5 Мгц) и 7,5 Мгц для 14 и 10-метровых диапазонов (третья гармоника — 22,5 Мгц и четвертая гармоника — 30 Мгц). Буфер —ум­ножитель гетеродина собран также по схеме с общей базой. В коллектор­ной цепи умножителя включен кон­тур, состоящий из катушки L и емкостей С23—С31, переключаемых одновременно с переключением квар­цев. Сопротивления R12 и R13, шун­тирующие контур умножителя, вклю­чены для того, чтобы выходное нап­ряжение первого гетеродина на всех диапазонах было одинаковым (200 мВ). Конденсатор С22, шунтирую­щий эмиттерную цепь, служит для получения требуемой формы колеба­ний и подбирается так, чтобы обеспе­чить необходимую амплитуду вто­рой, третьей и четвертой гармоник на выходе умножителя. Нагрузкой первого смесителя служит двухкон­турный фильтр первой ПЧ. Связь между контурами фильтра емкост­ная. Настройка фильтра и контура второго гетеродина— производится блоком конденсаторов С35С43С44 в диапазоне 550—1550 кгц. Емкость каждой секции блока изменяется в пределах 20 — 400 пф.

Переключатель Пз служит для перевода приемника на работу в средневолновом диапазоне. При этом вместо катушки первого контура фильтра Д13 к конденсатору С43 подключается катушка индуктив­ности L16 магнитной антенны, а пи­тание конвертера отключается.

Второй контур фильтра первой ПЧ индуктивно связан со входом вто­рого смесителя, собранного на тран­зисторе П403 (Т5). Нагрузкой сме­сителя служит одиночный контур Л17С48, настроенный на частоту 465 кгц. Связь коллекторной цепи транзистора Т5 с этим контуром автотрансформаторная.

Гетеродин второго преобразова­теля построен на транзисторе П403 (T7) по трехточечной схеме с индук­тивной связью. Он генерирует ча­стоты в диапазоне 1015—2015 кгц. В отличие от транзисторов усилите­лей ВЧ и ПЧ база транзистора T7 питается от делителя напряжения (сопротивления R15 и R16), так как источник питания гетеродина стабилизирован с помощью стабилит­рона Д808 (Д1) и не имеет средней точки. Диод Д1 и сопротивление R21 подобраны так, что при изменении напряжения батарей от 9 до 7,5 в напряжение питания транзистора T7 остается неизменным (7,2 в). Напря­жение второго гетеродина (150 ±20 мв) с катушки связи L20 подается на эмиттер транзистора Т5 второго смесителя через конденсатор С.

По аналогичной схеме собран на транзисторе П14 (T11) гетеродин для приема незатухающих колебаний (третий гетеродин). Для упрощения переключателя телефон — телеграф питание гетеродина осуществляется также без использования средней точки батареи.

Усилитель второй ПЧ — четырехкаскадный на транзисторах П403 (Т6 Т8 Т9 Т10). Первый каскад усили­теля нагружается либо на двух­кристальный кварцевый фильтр, на­грузкой которого, в свою очередь, является пятизвенный фильтр сосре­доточенной селекции (ФСС), либо непосредственно на ФСС. В первом случае полоса пропускания усили­теля определяется кварцевым фильт­ром и равна 400 гц, а во втором слу­чае — фильтром сосредоточенной се­лекции, полоса пропускания кото­рого 4000 гц. Изменение полосы осу­ществляется переключателем П4. На­грузкой второго каскада усилителя служит двухконтурный полосовой фильтр с емкостной связью (L33 С71 и L34 С72), а третьего и четвер­того каскадов — одиночные контуры L35С76 и L37 С79. Вторая промежу­точная частота равна 465 кгц.

Величина эмиттерного тока тран­зисторов, включенных по схеме с об­щей базой, зависит от сопротивления в цепи эмиттера. Усиление каскада, в свою очередь, зависит от величины эмиттерного тока. Это обстоятельст­во было использовано для создания эффективной системы АРУ путем питания эмиттерных цепей каскадов второй ПЧ через общее регулируе­мое сопротивление. Таким сопротив­лением служит транзистор П14 (Т13). Эмиттер транзистора T13 подключен (через миллиамперметр S-метра) к источнику питания, а в цепь коллек­тора включены регулируемые ка­скады. База этого транзистора питается через сопротивление на­грузки усилителя постоянного тока собранного на транзисторе П14 (T12). В отсутствие сигнала напряжение на сопротивлении нагрузки детек­тора АРУ Дз (R33) равно нулю, транзистор T12 закрыт и напряжение на его нагрузке мало. Поэтому на базу транзистора T13 поступает боль­шое отрицательное (по отношению к эмиттеру) напряжение. Транзистор полностью открывается и практи­чески не влияет на работу регули­руемых каскадов усилителей ПЧ. Когда сигнал на выходе усилителя ПЧ достигает определенной величи­ны, напряжение на нагрузке детек­тора АРУ (Дз) открывает транзистор Т12. Это приводит к увеличению внутреннего сопротивления транзи­стора Т13, вследствие чего ток регу­лируемых каскадов уменьшается.

Постоянная времени АРУ зависит от емкости конденсатора C82. Описан­ное устройство АРУ глубоко и эф­фективно регулирует усиление. При изменении напряжения на входе приемника на 60 дб, напряжение на его выходе изменяется не более чем на 6 дб.

При переходе в телеграфный ре­жим цепь АРУ разрывается тумбле­ром П5 и одновременно подается питание на третий гетеродин. Для ручной регулировки усиления при работе приемника в телеграфном режиме, когда АРУ выключена, по­следовательно с транзистором Т13 в цепь питания эмиттеров регулируе­мых каскадов включен потенцио­метр R34

В приемнике детектором сигнала служит диод Д2Е (Д2). Нагрузкой его служит потенциометр R32 регу­лятора громкости. Детектор сигнала работает как в телефонном, так и в телеграфном режимах. Напряже­ние третьего гетеродина в последнем случае подается на базу транзистора T10, которая подключена к контуру гетеродина L31С66 через конденсатор С78 и катушку связи L32, имеющую малое количество витков, поэтому, когда третий гетеродин выключен, конденсатор С78 оказывается «зазем­ленным» и каскад на транзисторе Тработает как обычный усилитель с общей базой.

Усилитель НЧ в приемнике выпол­нен по бестрансформаторной схеме на шести транзисторах (T14 — Т19). Первые два транзистора (Т14—Т15) работают в каскадах предваритель­ного усиления напряжения, а осталь­ные образуют оконечный каскад, работающий по двухтактной схеме в режиме класса В.

Для измерения уровня принимае­мого сигнала предусмотрен S-метр. Миллиамперметр S-метра (на 3 ма) включен в цепь питания эмиттеров каскадов усилителя второй ПЧ. При отсутствии сигнала через транзи­сторы этого усилителя протекает полный ток и стрелка прибора откло­няется на всю шкалу. По мере уве­личения сигнала ток транзисторов уменьшается и стрелка смещается влево. При помощи этого же мил­лиамперметра можно контролиро­вать напряжение батареи питания, нажав кнопку Кн1. Эта кнопка должна быть без арретира.

Конструкция и детали. Приемник состоит из семи блоков, соединенных штыревыми разъемами. Расположе­ние блоков показано на рис. 3. Кас­кады приемника, смонтированные на том или другом блоке, обведены на рис. 1 пунктиром. Каждый блок заключен в футляр, изготовленный из листового 3-мм дюралюминия. Крышки футляров сделаны из мил­лиметрового дюралюминия. Монтаж блоков интерполятора выполнен на платах из 2-мм текстолита. На этих платах установлены пустотелые за­клепки, образующие опорные точки для монтажа. Электрические соеди­нения сделаны с одной стороны пла­ты луженым медным проводом без изоляции, диаметром 0,5 мм. Детали установлены с другой стороны платы.

В блоке первого гетеродина и блоке усилителя ВЧ конвертера при­менен объемный монтаж. Вид на монтаж приемника снизу, а также некоторых блоков показан на вкладке.

Выходной трансформатор Tp1 имеет сердечник из пермаллоя Ш6 X 6. Первичная обмотка транс­форматора содержит 350 витков про­вода ПЭЛ 0,12, а вторичная — 100 витков провода ПЭЛ 0,25.

Данные катушек приемника при­ведены в таблице.

Переключатель П2 — стандартный одноплатный на пять положений с керамической платой. Так как высота блока первого гетеродина невелика (30 мм), ось переключателя расположена вертикально и связана с осью ручки управления с помощью конических шестерен. Переключа­тель усилителя ВЧ сделан из деталей стандартного галетного переключа­теля с гетинаксовыми платами. Переключатели Пз и П4 изготов­лены из деталей семиклавишного переключателя поддиапазонов для радиовещательных приемников II класса. Для управления пере­ключателями Пз и П4 необходимо нажать кнопку, выведенную на пе­реднюю панель или, наоборот, вер­нуть ее в исходное положение.

Для разъемов блоков использо­ваны штырьки и гнезда от разъемов типа ШР. Гнезда вставлены в отвер­стия, просверленные в прямоуголь­ных брусках из органического стекла толщиной 8 мм и закреплены штифтами. Штырьки закреплены на полосках текстолита толщиной 3 мм, располагаемых на соответствующей стенке блока.

Наружный футляр приемника сде­лан из дюралюминия толщиной 1,5 мм, покрытого серой эмалью.

Налаживание. Общий порядок на­лаживания приемника такой же, как у аналогичных (см., например, статью В. Комылевича «Диапазон­ный коротковолновый приемник» в «Радио», 1961 г., № 1). Особенности налаживания, связанные с приме­нением транзисторов, описаны ниже.

При настройке блоков интерполя­тора особое внимание следует обра­тить на смеситель, подбирая тран­зистор Т5, напряжение подводимое к нему от гетеродина и режим по постоянному току так, чтобы полу­чить наилучшее соотношение сигнал/шум на выходе приемника. Тщательной настройке должны под­вергаться также фильтр сосредото­ченной селекции и кварцевый фильтр. Первый следует настраивать следующим образом. После предва­рительной настройки контура L17С48 на вход смесителя подают сигнал с частотой 465 кгц, переключатель П4 устанавливают в положение Широкая полоса, подключают к кон­туру L23 ламповый вольтметр и, замкнув катушку L24, настраивают контур L23C56 на максимум показа­ний лампового вольтметра. Затем переносят замыкающую перемычку на катушку L25 и настраивают кон­тур L24C57 на минимум показаний, переносят перемычку на катушку L26 и настраивают контур L25C58 на максимум показаний и т. д. до последнего контура фильтра. Все нечетные контура настраивают на максимум показания лампового вольтметра, а все четные — на ми­нимум. Далее подключают ламповый вольтметр к коллектору-транзистора Т8 и подстраивают первый (L23С56) и последний (L27C64) контуры фильт­ра по максимуму показаний, а затем проверяют форму кривой избира­тельности обычным способом.

При настройке кварцевого фильтра важно точно настроить контур L19 С50, а затем с помощью дифферен­циального конденсатора С51 и пере­стройкой в небольших пределах кон­тура L23C56 добиться симметричной формы кривой избирательности фильтра и наибольшего затухания за пределами полосы пропускания. Кварцы фильтра должны быть по­добраны так, чтобы их частоты отли­чались друг от друга на 250—300 гц.

При настройке цепей АРУ следует подобрать сопротивление, R35 так, чтобы падение напряжения на тран­зисторе T13 без сигнала составляло 0,3 — 0,4 в. Напряжение третьего гетеродина на базе транзистора Тдолжно быть таким, чтобы он не переходил в режим ограничения (на контуре L37C79 напряжение не долж­но превышать 1,5 в).

При настройке первого гетеродина целесообразно предварительно точно замерить индуктивность катушки L10 рассчитать величины емкостей кон­тура для каждого значения частоты и подключить соответствующие кон­денсаторы (с некоторым отклонением в меньшую сторону). Затем с по­мощью малоемкостного градуиро­ванного конденсатора переменной ем­кости, надо точно подобрать емкость
дополнительных конденсаторов. Окончательную настройку контура умножителя следует производить с помощью конденсаторов С23—С27, после подключения его к смесителю. Настройку усилителя ВЧ необхо­димо начинать с поддиапазона 3 — 10 Мгц и только после его окон­чательной настройки переходить к поддиапазону 10 — 30 Мгц. Ем­кость конденсатора связи С5 во вход­ном фильтре (доли пф) следует под­бирать на верхней части второго поддиапазона так, чтобы получить максимальный коэффициент пере­дачи фильтра, но и не допустить провала в его частотной характе­ристике. Чтобы получить хорошую чувст­вительность приемника, целесооб­разно подобрать наименее шумящие транзисторы T1 и Т2. Конденсатор С14, шунтирующий коллекторную цепь смесителя, подбирают так, что­бы получить хорошую фильтрацию напряжения первого гетеродина. Од­нако при этом нельзя допускать, чтобы частота резонанса контура, образованного емкостью конденса­тора С14 и катушкой L12, попала в диапазон перестройки интерполя­тора. Следует отметить также, что чувствительность приемника можно улучшить, если изменить конструк­цию переключателя катушек УВЧ. Использование только одного кон­такта на замыкание как это сделано в приемнике, не позволяет осуще­ствить автотрансформаторную связь коллекторной цепи транзистора T1 с контуром L6L7 для оптимального согласования выходного сопротив­ления транзистора с сопротивлением нагрузки.

Для улучшения условий приема, в режиме SSB целесообразно изме­нить также схему детектора сиг­нала, применив одну из разновид­ностей балансных схем.

Построенный приемник был испы­тан радиоспортсменом-коротковолно­виком И. Жученко (UA1CC), ездив­шим с ним в SSB экспедицию по Таджикской ССР. В экспедиции приемник работал хорошо и вполне удовлетворил радиоспортсмена.