СЕМИДОАЗОННЫЙ ЛЮБИТЕЛЬСКИЙ СУПЕРГЕТЕРОДИН

Г. Микиртичан, Радио №2/1965, ст. 24

Приемник собран на шестнадцати транзисторах и предназначен для приема местных и дальних радиовещательных и любительских станций в стационарных и поход­ных условиях. Прием радиовеща­тельных станций в диапазонах длин­ных (700—2000 м) и средних (180— 580 м) волн осуществляется на внут­реннюю магнитную антенну. Прием коротковолновых любительских ра­диостанций может производиться на магнитную, выдвижную телескопи­ческую или наружную антенны. Для приема любительских радиостанций в приемнике имеются пять растяну­тых поддиапазонов: 3,5—3,65 Мгц (80 м); 7,0—7,1 Мгц (40 м); 14 — 14,35 Мгц (20 м); 21,0—21,45 Мгц (14 м) и 28—28,5 Мгц (10 м).

Прием радиостанций в диапазоне КВ производится с двумя преобра­зованиями частоты: первая промежу­точная частота изменяется в преде­лах 1100—1650 кгц, вторая фиксиро­ванная — 465 кгц. Настройка на ра­диостанции в КВ поддиапазонах про­изводится изменением первой проме­жуточной частоты. Настройка на ра­диостанции в диапазонах ДВ и СВ осуществляется изменением часто­ты второго гетеродина.

Чувствительность приемника при приеме на магнитную антенну в диа­пазоне ДВ не хуже 1 мв/м, в диапа­зоне СВ не хуже 0,5 мв/м, а в диа­пазоне КВ не хуже 0,2 мв/м. При приеме на штыревую антенну чувст­вительность приемника не хуже 50 мкв, а при приеме на наружную антенну — не хуже 10 мкв. Избирательность приемника по соседнему каналу не менее 40 дб. Ослабление зеркального канала в диапазонах ДВ и СВ при приеме на магнитную антенну 30 дб, в диа­пазоне КВ—26 дб.

Приемник имеет переменную по­лосу пропускания, которая может изменяться плавно от 2,5 кгц до 16 кгц при неравномерности 3 дб. Для приема телеграфных сигналов в приемнике имеется третий гетеро­дин. С целью повышения стабильно­сти работы приемника в нем преду­смотрен экономичный стабилиза­тор напряжения, обеспечивающий практически неизменное напряжение питания (2,6 в) для всех каскадов ВЧ и предварительных каскадов НЧ.

Питание приемника осуществляет­ся от двух батарей типа КБС-Л-0,5. При последовательном соединении батарей усилитель низкой частоты обеспечивает мощность на выходе до 0,8 вт, при параллельном — 220 мВт. Ток, потребляемый прием­ником в режиме молчания, при нап­ряжении источника питания 9 в, составляет 16 ма в диапазонах ДВ и СВ и 19 ма в диапазоне КВ; при напряжении питания 4,5 в потреб­ляемый ток соответственно 9 и 12 ма.

В режиме максимальной неиска­женной мощности ток, потребляе­мый приемником при 9 в, составляет 100—110 ма, а при напряжении 4,5 в—50—60 ма. В приемнике предусмотрены гнез­да для подключения звукоснимателя пьезоэлектрического типа. Усили­ваемая полоса частот в этом случае составляет 30 гц—15 кгц при нерав­номерности менее 6 дб. Коэффициент гармоник усилителя НЧ при мощ­ности на выходе 100 мет, напряже­нии 4,5 в и частоте 60 гц не превы­шает 3—5%. Коэффициент полезно­го действия усилителя низкой часто­ты близок к 70%.

В приемник вмонтирован громко­говоритель типа 1 ГД-18 с эллипти­ческим диффузором. Размеры фут­ляра приемника 207 X 138 X 70 мм.

Принципиальная схема приемника приведена на рис. 1. Первый преоб­разователь частоты, предназначен­ный для приема радиостанций в диа­пазоне КВ, выполнен на транзисто­рах Т1 (П411) и Т₂ (П416А). Оба транзистора включены по схеме с об­щим эмиттером. Стабилизация режи­мов работы транзистора Т1 обес­печивается последовательно-парал­лельной отрицательной обратной связью (сопротивления R1, R₂, R₃ и R₄), а транзистора Т₂ последователь­ной обратной связью (сопротивления R₅, R6, R7 ^и R₈)- Сопротивление R1 и конденсатор С₂ выполняют роль развязывающего фильтра в цепи питания транзистора T1.

На входе смесительного каскада, собранного на транзисторе Т₁, вклю­чен одиночный резонансный контур. Его катушка L₂ выполняет роль маг­нитной антенны. Этот контур настраивается на среднюю частоту каж­дого из поддиапазонов подключением к катушке L₂ с помощью переклю­чателя П1-1, конденсаторов: в под­диапазоне 10 м- С₄, С₅; 14 м—С1, С7, 20 м — С₈, C9, 40 м — С₁₀, С11 и 80 м — С₁₂, С₁₃.

В цепь коллектора транзистора Т1 включен широкополосный резонанс­ный контур L₁ С₁ настроенный на частоту 1350 кгц. Полоса пропуска­ния этого контура равна 500 кгц (от 1100 кгц до 1600 кгц).

Отдельный гетеродин первого пре­образователя частоты собран на транзисторе Т₂. Его частота генера­ции определяется резонансным кон­туром, включенным в цепь коллек­тора, и в пределах каждого из под­диапазонов частот остается неизмен­ной. Требуемая частота в каждом из КВ поддиапазонов обеспечивается подключением к индуктивности кон­тура гетеродина L₄ с помощью пере­ключателя П1-2, конденсаторов: в диапазоне 10 м—С₁₈, С₁₉; 14 м—С₂₀, С₂₁; 20 м — С₂₂, С₂₃; 40 м— С₂₄, С₂₅ и 80 м — С₂₆, С₂₇. Напряжение по­ложительной обратной связи сни­мается с катушки L₆ и подается в цепь базы транзистора Т₂.

В каждом из поддиапазонов КВ частота гетеродина (f_г) должна уста­навливаться таким образом, чтобы разность между средней частотой принимаемого сигнала (f_{c cp}) и час­тотой гетеродина (f_г) удовлетворяла следующему условию: f _{c cp}— fг = 1350 кгц.     

В этом случае частотный спектр каждого из поддиапазонов КВ бу­дет преобразован в спектр от 1100 кгц до 1600 кгц, то есть в высокочастот­ную часть диапазона средних волн, а градуировка шкалы приемника в поддиапазонах КВ будет иметь одинаковый с диапазонами ДВ и СВ возрастающий (или убывающий) характер.

Второй преобразователь частоты собран на транзисторах T4 и Т₅ (П402), включенных по схеме с об­щим эмиттером. Цепи стабилизации рабочих точек этих транзисторов аналогичны цепям стабилизации транзисторов Т1 и Т₂.

Частота генерации второго гете­родина определяется резонансными контурами, включаемыми в цепь кол­лектора Т₄ при помощи обмоток свя­зи L₁₉ на длинных и L₁₅ на средних и коротких волнах. Колебательные контуры состоят: на ДВ (переключа­тели П₂_₅ и П₂_₆ устанавливаются в положение 1) — из катушки L₁₈ и конденсаторов С₄₂, С₁₃, С₄₄ и С₃₈, а на СВ (П₂_₅ и П₂_₆ устанавли­ваются в положение 2) — из катушки L₁₄ и конденсаторов С₄₀, С₄₁ и С₃₈. В диапазоне КВ во втором гетеродине используется колебательный контур диапазона СВ, в который для полу­чения необходимого перекрытия ча­стоты последовательно с конденса­тором переменной емкости С₃₈ вклю­чается конденсатор С₃₉ (переключа­тели П₂_₅ и П₂_₆ устанавливаются в положение 3).

Напряжение положительной обрат­ной связи в диапазоне ДВ снимает­ся с обмотки связи L₁₇ и подается в цепь базы транзистора T₄ через сопротивление R₁₄, а в диапазоне СВ и КВ— с катушки L₁₃ и подается также в цепь базы транзистора Т₄ через сопротивление R₁₃. Напря­жение связи с каскадом смесителя снимается с катушек L13 на ДВ и L₁₂ на СВ и КВ диапазонах и подается в цепь базы транзистора Т₅ после­довательно с напряжением источника сигнала.

Прием радиостанций в диапазонах ДВ и СВ осуществляется на магнит­ную антенну МА₂ при установке пе­реключателя П₁_₂—П₁_₆ соответ­ственно в положение 1 или 2. Коле­бательный контур входной цепи сме­сителя в диапазоне ДВ состоит из катушки L₁₀ и конденсаторов С32, С₃₃ и С₃₄, а в диапазоне СВ— из ка­тушки L₉ и конденсаторов С₃₁ и С₃₄. При приеме на СВ к катушке контура диапазона ДВ (L₁₀) с по­мощью переключателя П₂_₃ подклю­чается конденсатор С₃₅. Этот кон­денсатор снижает резонансную ча­стоту контура L₁₀С₃₂С₃₃ и полно­стью устраняет его влияние на рабо­ту колебательного контура L₉C₃₁C₃₄. Связь входных контуров с базой тран­зистора T₅— автотрансформаторная.

Прием радиостанций в поддиапазо­нах КВ производится следующим образом. Переключатель П₂_₁—П₂__₆ устанавливается в положение 3 — «короткие волны». При этом секцией П₂_₁ включается напряжение пита­ния цепей транзисторов Т₁ и Т₂ пер­вого преобразователя частоты, сек­цией П₂_₂ отключается магнитная антенна МА₂ и включается ре­зонансный контур L₁₁С_3бС₃₇С₃₄, а секцией П₂_₄ обеспечивается ав­тотрансформаторное подключение этого контура к входной цепи вто­рого смесителя. Катушка L₁₁ этого контура имеет такую же индуктив­ность, как и L₉, а конденсатор С₃₇ по своему назначению аналогичен конденсатору С₃₉. Настройка кон­тура производится конденсатором переменной емкости С₃₄. Благодаря конденсаторам С₃₆ и С₃₇ второй пре­образователь частоты оказывается настроенным на прием радиостанций в диапазоне от 1100 до 1600 кгц, в ко­торый преобразуются сигналы под­диапазонов КВ первым преобразова­телем частоты. Колебательный кон­тур L11С₃₆С₃₇С₃₄ связан с контуром L1C₁ через конденсатор связи С₁₇.

Усилитель ПЧ собран на четырех транзисторах Т₇—Т₁₀ типа П402, включенных по схеме с общим эмит­тером. Температурная стабилиза­ция режимов работы каждого из транзисторов Т₇ и Т₈ обеспечивается индивидуальной комбинированной отрицательной обратной связью по постоянному току, а транзисторов T₉ и T10— общей параллельно-после­довательной отрицательной обрат­ной связью. Она обеспечивается не­посредственным включением цепей коллектора транзистора Т₉ с базой транзистора T10 и базы транзистора Т₉ с цепью эмиттера транзистора Т₁₀ (сопротивление постоянному то­ку катушки L₂₅ можно считать рав­ным нулю).

Недостаток схемы стабилизации с общей отрицательной обратной связью заключается в том, что при этом трудно осуществлять автома­тическую регулировку усиления, так как уменьшение тока коллектора в первом каскаде приводит к увели­чению тока во втором, а уменьше­ние тока второго каскада — к рез­кому уменьшению напряжения на коллекторе первого. Поэтому режим работы первого каскада усилителя ПЧ, используемого в схеме автома­тической регулировки усиления, и второго каскада усилителя ПЧ ста­билизируется индивидуальными об­ратными связями по постоянному току.

Все каскады усилителя ПЧ охва­чены индивидуальными отрицатель­ными обратными связями по перемен­ному току (сопротивления R₃₀, R32, R₃₄ и R₃₆), что позволяет значительно повысить стабильность его работы и дает возможность использовать в схе­ме транзисторы диффузионного ти­па, например П402, П403 и др., с раз­бросом по B от 15—20 до 300. При этом заметного изменения коэффи­циента усиления усилителя ПЧ не наблюдается.

В усилителе ПЧ используются три полосовых двухконтурных фильт­ра с переменной емкостной связью. Первый полосовой фильтр включен па входе усилителя ПЧ. Его контур L₂₀С₅₀ включен в цепь коллектора транзистора Т₅ смесительного кас­када второго преобразователя часто­ты, а обмотка связи L₂₁ с контуром L₂₂С₅₁ — в цепь базы транзистора T7. Колебательный контур L₂₃С₅₈ вто­рого полосового фильтра включен в цепь коллектора транзистора T8, а обмотка связи L₂₅ с контуром L₂₄ С₆₀— в цепь базы транзистора T9. Третий полосовой фильтр L₂₆ С₆₂ и L₂₇ C₆₅ включен в цепь коллектора Т₁₀ и в цепь базы детектора, собран­ного на транзисторе Т₁₁.

С целью получения эффективно регулируемой полосы пропускания усилителя ПЧ во всех трех его поло­совых фильтрах одновременно произ­водится изменение емкостей связи С53 С61 ^и С₆₃. Его частотная харак­теристика при различных значениях емкостей связи показана на рис. 2.

Из рисунка видно, что полоса пропу­скания усилителя ПЧ на уровне 0,707 (3 дб) от максимального мо­жет изменяться от 2,5 кгц до 16 кгц, при абсолютном изменении усиле­ния менее чем в два раза. Недостат­ком такой регулировки полосы про­пускания в изготовленном образце приемника является то, что сере­дина кривой при расширении полосы Пропускания смещается в сторону нижних частот. Этот недостаток мо­жет быть устранен изготовлением специальной конструкции конденса­тора связи, как показано на рис. 3,а и 3,6.

На рис. 3,а и 3,6 неподвижные пластины 1 и 2 конденсатора присое­динены к колебательным контурам полосового фильтра, а подвижные 3 и 4 закрепляются на гетинаксовой пластине и могут перемещаться внут­ри пластин 1 и 2. Пластина 4 зазем­ляется, а пластина 3 никуда не при­соединяется. Если пластина 4 нахо­дится между пластинами 1 и 2, как показано на рис, 3, а, а пластина 3 вне их, то параллельно емкостям конденсаторов С резонансных кон­туров добавляются емкости, обра­зованные пластинами конденсато­ров 1—4 и 2—4. В положении, ког­да пластина 3 находится между пла­стинами 1 и 2, как показано на рис. 3,6, а пластина 4 вне этих пластин, увеличивается емкость связи между контурами полосового фильтра, а емкость самих контуров умень­шается. Так как в этом положении (рис. 3, 6) емкость связи между кон­турами состоит из двух последова­тельно включенных емкостей (меж­ду пластинами 1—4 и 4—2), то пло­щадь пластины 4 должна быть в два раза меньше площадей пластин 1, 2 и 3. Уменьшение площади следует производить за счет уменьшения в два раза высоты пластины 4.

Детекторный каскад приемника выполнен на транзисторе Т11 типа П407, который работает в режиме эмиттерного детектирования. В цепь эмиттера этого транзистора включе­но сопротивление нагрузки R₄₀, кон­денсатор C₆₅ и фильтр нижних ча­стот, состоящий из сопротивления R₄₁ и конденсатора С₆₇.

В схеме приемника применена уси­ленная АРУ с задержкой. Усилите­лем постоянного тока в цепи АРУ является транзистор T6 (П15), кол­лекторный и эмиттерный выводы которого подключены параллельно сопротивлению R₂₉ в делителе це­пи базы транзистора Т₇. На базу транзистора Т₆ через сопротивление R₂₄ подается отрицательное смеще­ние с нагрузки детектора, а через сопротивление R₂₃— напряжение за­держки от элемента типа «Сириус» (Б1).

Когда сигнал на входе приемника отсутствует, то транзистор детектора Т₁₁ заперт, так как его база замкну­та малым сопротивлением R₃₉ (100 ом) и включенным последовательно с ним активным сопротивлением катушки L₂₇, и, следовательно, падение на­пряжения на сопротивлении R₄₀ будет равно нулю. В этом случае транзистор T6 окажется запертым положительным напряжением, пода­ваемым на его базу через сопротив­ление R₁₉, и первоначально заданный режим работы транзистора Т₇ и чувствительность приемника оста­нутся неизменными.

При появлении сигнала на входе приемника на нагрузке детектора (R₄₀) появится по отношению к ши­не «земли» отрицательное напряже­ние. Тогда на базе транзистора T₆ будут действовать одновременно два напряжения: положительное от эле­мента Б₁, запирающее транзистор Т₆, и отрицательное напряжение из це­пи детектора, открывающее транзис­тор Т₆. С того момента, когда отри­цательное напряжение на базе тран­зистора Т₆ окажется больше положи­тельного напряжения задержки, этот транзистор начнет открываться и его цепь коллектора будет шунти­ровать сопротивление R₂₉. Это при­ведет к уменьшению тока коллекто­ра транзистора T₇ и к снижению его коэффициента усиления, а следо­вательно, и к уменьшению общего коэффициента усиления приемника.

В приемнике применена эффектив­ная система АРУ. Благодаря этому при изменении напряжения на вхо­де от 60 мкв до 6 мв, то есть в 100 раз, напряжение на выходе детектора из­меняется не более чем на 22%, а при изменении сигнала в 400 раз — не более чем в два раза. Схема АРУ очень проста в настройке, обеспечи­вает прием большинства станций на одном уровне громкости и требует подгонки всего лишь одного сопро­тивления R₂₃ в зависимости от ве­личины коэффициента усиления по току транзистора Т₆. Если коэффи­циент усиления по току этого тран­зистора будет находиться в пределах от 120 до 150, то сопротивление R₂₃ необходимо уменьшить до 150 — 130 ком, а при коэффициенте усиле­ния 25—30 величину R₂₃ следует увеличить до 240—270 ком.

Усилитель НЧ содержит три кас­када усиления. Первые два каскада собраны на транзисторах Т₁₂ и Т₁₃ (П15), а оконечный двухтактный кас­кад — на транзисторах T₁₄ и Т₁₅ (П203).Транзисторы во всех трех кас­кадах включены по схеме с общим эмиттером. Предварительные кас­кады усилителя НЧ работают от стабилизированного напряжения 2,6 в, а оконечный — от нестабилизированного источника питания на­пряжением 4,5 в или 9 в (в зависимо­сти от способа соединения двух ба­тарей типа КБС-Л-0,5; параллельно или последовательно).

Для создания начального смеще­ния рабочих точек транзисторов Т₁₄ и Т₁₅ используется ток эмиттера транзистора Т₁₃. Благодаря этому исключаются потери тока в цепи смещения рабочих точек транзисто­ров Т14 и Т15, а их начальные токи становятся практически независи­мыми от напряжения батареи Б₂.

Весь усилитель НЧ охвачен об­щей отрицательной обратной свя­зью по переменному току глубиной не менее 10 дб. Напряжение обратной связи снимается с обмотки III тран­сформатора Тр₂ и подается через сопротивление R₄₆ в цепь эмиттера транзистора Т₁₂. Примененная об­ратная связь снижает выходное соп­ротивление усилителя и увеличивает его входное сопротивление.

Стабилизатор, обеспечивающий не­зависящее от величины напряжения батареи Б₂ стабилизированное нап­ряжение 2,6 в для питания каска­дов ВЧ и предварительных каскадов усилителя НЧ, собран на транзис­торе T16 типа П15 и четырех после­довательно включенных опорных диодах Д₁_₄ типа Д808. Для полу­чения опорного напряжения у этих диодов используется прямая харак­теристика, позволяющая получать стабилизированное напряжение 0,65 в от каждого. Транзистор T₁₆ в схеме стабилизатора выполняет роль регу­лировочного сопротивления в цепи питания каскадов приемника. При­мененная схема стабилизатора прак­тически не потребляет тока от источ­ника питания и поэтому весьма удобна для стабилизации напряже­ния в приемных устройствах с пи­танием от батарей.

Для приема телеграфных сигна­лов в приемнике предусмотрен тре­тий гетеродин, собранный на тран­зисторе типа П15. Он включен по схеме с общим эмиттером и работает при токе коллектора 0,4—0,5 ма и напряжении между коллектором и эмиттером—1,5—1,8 в. Частота ге­нерируемых колебаний устанавли­вается равной 465 кгц изменением по­ложения сердечника катушки L₈. Сигнал гетеродина подается с об­мотки положительной обратной свя­зи L₇ в цепь базы транзистора Т₁₁.

Величина напряжения в цепи де­тектора от третьего гетеродина устанавливается равной не более 0,1 — 0,25 в изменением величины конден­сатора С₂₈ для того, чтобы это нап­ряжение (после детектирования) не приводило в действие АРУ приемни­ка и не снижало его чувствительность при приеме слабых сигналов.

Намоточные данные контурных ка­тушек и трансформаторов приведены в табл. 1.