СПОРТИВНЫЙ КВ ПРИЕМНИК

И. ДЕМИДАСЮК, С. МАТЛИИ, Радио №9/1966, ст.18

Приемник позволяет наблюдать за работой люби­тельских радиостанций на всех участках КВ ди­апазонов, отведенных для радиолюбителей: 3,5-3,65 Мгц (80 м); 7,0-7,1 МГц (40 м); 14,0-14,35 Мгц (20 м) и 21,0-21,45 Мгц (14 м), а также в диапазоне УКВ 28,0 -29,7 Мгц (10 м). Чтобы удобнее было наст­раивать его, все перечисленные участки диапазонов растянуты на всю шкалу. Чувствительность приемника на любом из указанных диапазонов во время приема телеграфных сигналов — не хуже 0,8 мкв, а во время приема телефонных сообщений — 2 мкв. При таких напряжениях на входе приемника (если при этом напря­жение его собственных шумов меньше в 3 раза) к высо­коомным головным телефонам (сопротивлением 2000 ом) подводится напряжение 13 в. Слышимость сигналов при этом хорошая.

Избирательность приемника характеризуется следу­ющими данными: при расстройке на ±10 кгц сигнал ослабляется в 100 раз (40 дб). По зеркальному каналу (подробнее об этом рассказано ниже) ослабление достигает также 100 раз (40 дб)

Приемник собран на шести пальчиковых лампах по супергетероднииой схеме с двойным преобразованием частоты. Такая схема выбрана потому, что невозможно добиться нужной избирательности при одинарном преобразовании частоты, которое применяется, напри­мер, в супергетеродинах, предназначенных для приема вещательных станций.

Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 127 или 220 в, потребляемая мощность — 45 вт. Кроме высокоомных головных телефонов, к вы­ходу приемника можно подключать внешний громко­говоритель типа 0,5ГД2.

Блок-схема приемника изображена на рис. 1. Сигналы любительских радиостанций из антенны 1 поступают во входное устройство 2, которое выполняет функции предварительного выделения сигнала принимаемой станции из всех остальных. Выделенный сигнал посту­пает в каскад усиления высокой частоты 3. Этот каскад собран по не настраиваемой схеме.

Первый преобразовательный каскад состоит из сме­сителя 4 и гетеродина 5, которые собраны на одной сложной лампе (см. ниже). На вход этого каскада пос­тупает усиленное напряжение сигнала с частотой f_сиг. В смесителе это напряжение смешивается с напряжением гетеродина f_{гет 1}. Частота гетеродина при любом значе­нии частоты f_сиг отличается от нее на 1600 кгц — первую промежуточную частоту f_{пр 1}. Для достижения этого колебательный контур гетеродина 5 переключается и перестраивается одновременно с контуром входного устройства 2. Частота f_{пр х}1 выделяется контуром, установленным на выходе смесителя 4. Непосредственно за первым преобразовательным кас­кадом следует второй такой же каскад, состоящий из второго смесителя 6 и второго гетеродина 7. Во втором преобразовательном каскаде использована сложная лампа такого же типа, что и в первом. В этом каскаде происходит также смешение двух частот, но так как на вход смесителя 6 поступает в любом случае одна и та же частота f_пр 1 =1600 кгц, гетеродин 7 настроен на одну определенную (фиксированную) частоту f_{гет 2}= = 1490 кгц. В результате на выходном контуре смесите­ля 6 выделяется вторая промежуточная частота f_пр2 = 110 кгц.

Почему первая промежуточная частота сравнительно высока (1600 кгц), а вторая (110 кгц), наоборот, значи­тельно ниже? Чем объясняется выбор таких частот? Попробуем разобраться в этом.

Способность приемника выделять из всех сигналов, наводимых в антенне, сигналы только одной радио­станции называется избирательностью. Во-первых, приемник должен обладать такими качествами, чтобы хорошо пропускать сигналы принимаемой радиостан­ции, но заграждать путь для сигналов радиостанций, близких ио частоте. О том, насколько успешно прием­ник справляется с этой задачей, судят по так называемой избирательности по соседнему каналу. Эта избиратель­ность характеризуется числом, которое указывает, во сколько раз (или на сколько децибел) при прохождении через приемник будет ослаблен сигнал радиостанции, частота которой отличается на ±10 кгц от принимаемой.

Избирательность по соседнему каналу можно оценить по характеристике, которая показывает, как изменяется чувствительность приемника, если, не перестраивая его, подводить к входу (антенному гнезду) сигналы с различной частотой. На рис. 2 изображены две такие характеристики: одна (кривая 1) приемника с худшей избирательностью по соседнему каналу и другая (кри­вая 2) — с лучшей. По горизонтальной оси координат здесь отложены частоты, а по вертикальной — отноше­ние коэффициента усиления приемника на любой час­тоте (К) к коэффициенту усиления на резонансной частоте (К_о). Эта величина ( К/К_о) обозначается буквой А.

Внимательно рассмотрев рис. 2, мы увидим, что в том случае, когда приемник имеет характеристику, выра­женную кривой 1, радиостанции, отстоящие на ±10 кгц от принимаемой, будут ослаблены всего в два раза, или, говоря другими словами, избирательность по сосед­нему каналу S=1/A=K/K_o будет равна двум. Если характеристика приемника будет выражена кривой 2, то соответственно избирательность равна десяти. Чаще избирательность S указывают не в отвлеченных числах, а в логарифмических единицах — децибелах (дб). В нашем примере избирательность в децибелах для кри­вой 1 равна 6 дб, а для кривой 2—20 дб.

Получить хорошую характеристику избирательно­сти приемника можно лишь в том случае, если в нем имеются контуры с узкой полосой пропускания. В опи­санном приемнике контуры входного устройства настра­иваются на частоты 3,5 ±29,7 Мгц, а контур первой промежуточной частоты — на 1,6 Мгц. Полосы пропус­кания контуров на этих частотах широки и не могут обеспечить характеристики с высокой избирательно­стью по соседнему каналу. Поэтому в приемник введен преобразователь, на выходе которого выделяется вто­рая, значительно более низкая промежуточная частота 110 кгц. Контуры с такой резонансной частотой имеют узкую полосу пропускания.

Кроме того, при низкой ПЧ значительно облегчается задача разделения принимаемой и мешающей радио­станций. Рассмотрим это на примере.

Допустим, что на вход приемника воздействуют два сигнала: полезный с частотой 28 Мгц и мешающий по соседнему каналу, частота которого равна 28,01 Мгц. Мешающий сигнал отличается по частоте от полезного всего на 0,035% . В результате второго преобразования будут получены две промежуточные частоты: ПЧ сиг­нала мешающей станции будет равна 120 кгц, а полез­ного у сигнала 110 кгц. Эти частоты отличаются друг от друга уже на 9%.

Следовательно, относительная разница в процентах между частотами полезного и мешающего сигналов после второго преобразования увеличится в 250 раз (9 : 0,035^250). В результате этого появится возмож­ность легче отстроиться от мешающей станции.

Итак, мы установили, что низкая вторая ПЧ необ­ходима для повышения избирательности по соседнему каналу. А зачем тогда нужна первая ПЧ? Может быть, можно обойтись без нее? Оказывается, нет. Дело в том, что, кроме избирательности по соседнему каналу, в супергетеродинных приемниках нужно обеспечить еще избирательность по так называемому зеркальному ка­налу. Что же это за избирательность?

Как известно, для того чтобы получить на выходе преобразователя частоту f_пр, гетеродин должен генери­ровать либо частоту, равную f_сиг+fпр, либо fсиг—fпр. Допустим, что частота гетеродина больше частоты по­лезного сигнала, то есть f_Гет=fсиг+fпр Тогда если на частоте f_3ерк⁼fсиг+2f_Пр работает радиостанция, то ее сигнал будет слышным вместе с полезным, так как разность частоты f_зерк и частоты f_гет будет также равна fпр, Тоесть: f_зерк — fгет⁼(fсиг⁺2f_пр)-(fсиг+fпр)=fпр

Расположение всех указанных выше частот на одной оси показано на рис. 3. Из этого рисунка видно, что частоты f_сиг и f_3ерк расположены симметрично отно­сительно частоты f_гет. Частота f_зерк является как бы зеркальным изображением частоты f_сиг. Поэтому опи­санная выше помеха называется помехой по зеркаль­ному каналу.

Борьба с помехами по зеркальному каналу осуществ­ляется созданием в приемнике должной избиратель­ности до преобразователя, то есть во входном устройстве. Из рис. 3 видно, что зеркальная помеха с частотой f_зерк заметно ослабляется входным контуром, резонансная характеристика которого показана пунктиром. Чем больше будет промежуточная частота f_пр, тем дальше будет расположена зеркальная помеха f_зерк от принима­емого сигнала f_сиг, а следовательно, повысится избира­тельность По зеркальному каналу.

В приемнике с Двойным преобразованием частоты, который описывается в этой статье, использованы вы­годы высокой и низкой промежуточных частот. Первая промежуточная частота выбрана высокой (1,6 Мгц), что позволило добиться хорошей избирательности по зеркальному каналу. Вторая промежуточная частота выбрана весьма низкой (110 кгц). Это обеспечило высо­кую избирательность по соседнему каналу. Напряжение второй ПЧ, выделенное в выходном контуре второго смесителя 6 (рис. 1), усиливается однокаскадным уси­лителем ПЧ 8. Усиленное ВЧ напряжение подается на вход детектора.

В описываемом приемнике применен сеточный детек­тор 9, который хорошо детектирует слабые сигналы и, кроме того, обладает способностью усиливать выделен­ное в результате детектирования напряжение НЧ сиг­нала. После детектора установлен усилитель НЧ 11, к выходу которого подключены телефоны и громкогово­ритель.

В приемнике имеется переключатель рода работы, имеющий три положения: «ТЛФ», «ТГР-1» и «ТГР-2». Во время приема радиостанций, работающих телефоном, этот переключатель устанавливают в положении «ТЛФ» и в приемнике работают узлы, описанные ранее. Для приема телеграфных станций этот переключатель можно установить в любое из двух положений: «ТГР-1», или «ТГР-2». Тогда к входу детектирующего каскада 9 подключается третий гетеродин 10 и подводятся напря­жения ВЧ колебаний двух частот: 110 кгц с выхода усилителя второй ПЧ и 109 кгц с третьего гетеродина.

Возникающие при этом биения имеют составляю­щую звуковой частоты 1 кгц (110—109—1 кгц), кото­рая поступает в усилитель НЧ 11, позволяя осуще­ствить прием телеграфных станций.

В положении «ТГР-1» переключателя рода работы детектирующий каскад и усилитель НЧ пропускают полосу частот шириной 3000 гц. Но в некоторых слу­чаях радиостанции, которые работают на частотах, весьма близких к принимаемой, при такой ширине по­лосы НЧ будут создавать помехи, затрудняющие прием. Тогда переключатель устанавливают в положение «ТГР-2». В этом положении между усилителем НЧ и детектором включается фильтр 12, который сужает полосу пропускаемых низких частот до 200 гц, что помогает устранению помех.

Принципиальная схема приемника приведена на рис. 4. Переключатель П₁ показан в положении, когда включен 10-метровый любительский диапазон (28— 29,7 Мгц).

Входные контуры приемника связаны с антенной индуктивно, через катушки связи (на 10-метровом диа­пазоне это катушка L₂). Настройка входных контуров производится конденсатором переменной емкости С₈, входящим в блок C8C30. Неработающие катушки связи с антенной и входных контуров замыкаются накоротко.

В антенную цепь включены разделительный конден­сатор С₁ и режекторный контур (фильтр-пробка) L₁С₂. Этот контур настроен на первую промежуточную часто­ту f_пр1= 1600 кгц и представляет для токов этой частоты большое сопротивление. Основное назначение этого фильтра — не пропускать в приемник сигналы с частотой f_пр1 или близкие к ней. Проникновение таких сигналов на управляющую сетку лампы первого преобразователя недопустимо, так как оно вызывает появление свистов и искажений. Усилитель ВЧ — нена­страиваемый. Он собран на лампе 6К4П (Л1). Нагруз­кой анодной цепи лампы в диапазонах 20, 40 и 80 м является дроссель Др₁. Части катушки индуктивности L₁₇, включенные последовательно с дросселем Др₁ и конденсатором связи С₁₅, на частотах 3,5—14 Мгц заметного влияния на режим работы усилителя ВЧ не оказывают ввиду малого значения сопротивления катушки L₁₇ на высокой частоте по сравнению с таким же сопротивлением дросселя Др1.

С повышением частоты принимаемого сигнала (диа* пазон 21—30 Мгц) из-за влияния межвитковой емкости дросселя Др₁ и емкости монтажа полное сопротивление дросселя Др₁ значительно падает. На этих частотах существенное сопротивление токам высокой частоты оказывает П-контур, образованный индуктивностью катушки L₁₇, выходной емкостью лампы Л1, входной емкостью лампы Л₂ и емкостью монтажа. Значение ин­дуктивности катушки L₁₇ подобрано таким образом, что П-контур настроен на частоту порядка 26 Мгц. Так как по высокой частоте П-контур зашунтирован дроссе­лем Др₁, он имеет широкую полосу пропускания и без заметного ослабления пропускает указанную выше полосу частот от 21 до 30 Мгц.

Напряжение на экранирующую сетку лампы подается с помощью делителя, образованного резисторами R₅, R₂, R4 и потенциометром R₃. Конденсатор С₁₀ блокирует экранирующую сетку по высокой частоте. Регулировка усиления каскада, а следовательно, и общей чувстви­тельности приемника осуществляется изменением поло­жения движка потенциометра R₃, в результате чего меняется напряжение смещения на управляющей сетке лампы Л₁.

Первый преобразовательный каскад выполнен на триод-гептоде 6И1П (Л2). Гетеродин собран на триодной части ламп Л₂ по трехточечной схеме с емкостной обрат­ной связью и параллельным питанием. Постоянное напряжение на анод триодной части лампы подается через резистор R₁₁. Конденсатор С₁₆ является раздели­тельным. Он предотвращает короткое замыкание анод­ного напряжения на шасси через катушку индуктив­ности L₁₆ при случайном замыкании подвижных и неподвижных пластин конденсатора переменной ем­кости С₃₀. Цепь из конденсатора С₁₈ и резистора R₉ стабилизирует работу гетеродина. Резистор R₁₀ служит для устранения возникающих иногда паразитных коле­баний. Детали контуров гетеродина включены так, что разность частот настройки входных и гетеродинных контуров при любом положении ротора блока конден­саторов переменной емкости С₈С₃₀ равна первой про­межуточной частоте. Этим обеспечивается равномерная чувствительность приемника в пределах диапазонов.

В данном приемнике частота гетеродина в диапазо­нах 14, 20, 40 и 80 м выбрана выше принимаемой на 1.6 Мгц, а в диапазоне 10 м — ниже принимаемой на 1,6 Мгц.

Смеситель собран на гептодной части лампы Л₂. Напряжение гетеродина подается на третью сетку, а напряжение сигнала — на’ первую сетку гептода. В результате воздействия на электронный поток двух ВЧ напряжений в анодной цепи гептода появляется большое количество различных комбинационных частот, в числе которых будет составляющая первой проме­жуточной частоты, которая в нашем случае равна 1,6 Мгц.

Эта составляющая выделяется на контуре L₁₈С₁₃ полосового фильтра L₁₈С₁₃, L₁₉C₁₄, который настроен на частоту 1,6 Мгц. Все остальные составляющие анод­ного тока, появляющиеся в результате работы первого преобразователя, не вызовут заметного напряжения на контуре L₁₈С₁₃, так как он оказывается относительно их расстроенным.

Необходимый режим работы гептодной части лампы Л₂ определяется резистором R₆ и цепью автоматиче­ского смещения R₉С₁₈.

Второй преобразовательный каскад также работает на триод-гептоде 6И1Г1 (Л₃). Гетеродин собран по схеме с индуктивной связью и параллельным питанием. Кон­тур R₂₅С₃₉ определяет частоту второго гетеродина и органов перестройки не имеет, так как частота второго гетеродина остается всегда постоян­ной и равна 1,49 Мгц то есть она на 110 кгц ниже первой ПЧ. Работа ка­скада и назначение его деталей ана­логичны первому преобразовательно­му каскаду. Напряжение второй ПЧ (110 кгц) выделяется в контуре L₂₀C₃₂ полосового фильтра L₂₀C₃₂ L₂₁C₃₂. С целью уменьшения амплиту­ды ВЧ составляющих других частот, протекающих в анодной цепи гентода лампы Л₃, последовательно с контуром L20C32 включен фильтр Др2C42,. Этот фильтр, не создавая за­метного сопротивления для второй ПЧ (110 кгц}, значительно ослабляет прочие высокочастотные составляю­щие анодного тока и тем самым умень­шает возможность возникновения различных свистов, нарушающих нормальную работу приемника.

Усилитель второй ПЧ собран на лампе 6К4П (Л4) по схеме после­довательного питания. Напряжение второй ПЧ, подлежащее усилению, снимается с контура L₂₁С₃₃ и подает­ся на управляющую сетку лампы Л4. Анодной нагрузкой лампы является контур L22C41 настроенный на частоту 110 кгц. На этом контуре выде­ляется усиленное напряжение второй ПЧ, которое через конденсатор С₃₈ подается на вход детекторного каска­да. Сеточный детектор собран на триоде сложной лампы — триод-пен­тода 6ФЗП (Л₅). В результате детек­тирования в цепи резистора R₁₈ будут протекать составляющие постоянного тока, тока высокой частоты и тока низкой частоты. Все эти составляю­щие создадут падение напряжения на резисторе R₁₈. Постоянная состав­ляющая напряжения создает отри­цательное смещение на сетке триода, уменьшающее величину его анодного тока. ВЧ составляющая усиливается лампой, но так как это напряжение не используется в дальнейшем, оно замыкается через конденсатор C₄₃ на катод триода. Резистор R₂₀, установ­ленный в цепи анода лампы, служит для улучшения фильтрации прони­кающего на нагрузочный резистор R₁₉ ВЧ напряжения, которое может являться источником паразитной ге­нерации. Полезная НЧ составляю­щая напряжения после усиления триодом лампы Л₅ выделяется на ре­зисторе R₁₉.

Для приема радиостанций, работа­ющих телеграфом, переключатель рода работ П₆ устанавливается в положение «ТГР-1». В этом случае секцией включается напряжение на анод и экранирующую сетку лампы 6К4П (Л₆) третьего гетеродина, ко­торый собран по схеме с емкостной обратной связью. Частота его коле­баний определяется данными эле­ментов контура L23C57C58^C59» подобранными таким образом, чтобы гетеродин перекрывал диапазон 108 — 109,5 кгц.

Настройка контура осуществляется с помощью кон­денсатора переменной емкости Ć₅₉. Необходимый ре­жим работы лампы Л₆, при котором обеспечивается стабильная работа гетеродина и требуемая величина выходного переменного напряжения, устанавливается резисторами R₃₂—R₃₃. Напряжение третьего гетероди­на снимается с резистора R₃₂ и через конденсатор связи С_св подается на вход сеточного детектора. На рис. 4 эта цепь показана пунктиром, так как обычно необхо­димая с детектором связь получается автоматически за счет емкости монтажа и надобности в конденсаторе свя­зи С_св нет. В результате подключения третьего гетеро­дина к входу детекторного каскада в цепи управляю­щей сетки триода лампы Л₅ возникают биения, кото­рые после преобразования создают на резисторе R₁₉ падение напряжения с частотой около 1 кгц. Все другие ВЧ составляющие отфильтровываются фильтром R₁₃С₄₃.

Напряжение НЧ с резистора R₁₉ через конденсатор С₄₄ подается на регулятор громкости R₂₁ и далее через контакты переключателя П_6а и резистор R₂₃ на управ­ляющую сетку пентодной части лампы 6ФЗП (Л₅).

Выходной каскад собран по стандартной схеме. Высо­коомные головные телефоны ТЛФ через разделительный конденсатор С₅₀ подключаются к аноду пентода, а гром­коговоритель 0,5ГД2— через выходной трансформатор Тр₁. Необходимое смещение на управляющую сетку пентода подается с помощью цепи R₂₄С₅₁, подключенной к его катоду.

Для ослабления различных интерференционных свистов и помех от близко расположенных по частоте радио­станций, мешающих приему телеграфных сигналов между анодом и управляющей сеткой пентодной части лампы Л₅ секцией П_ба переключателя в положении «ТГР-2» последнего включается двойной Т-образный мост, образованный сопротивлениями R₂₅—R₂₈ и кон­денсаторами С₄₅—С₄₈. Такой мост ведет себя как фильтр­пробка и характеризуется так называемой квазирезо­нансной частотой, которая зависит от величины кон­денсаторов и сопротивлений, входящих в мост. При ука­занных на схеме данных моста квазирезонансная час­тота равна 1110 гц.

Мост включен как элемент отрицательной обратной связи усилителя НЧ. При этом частотная характери­стика цепи обратной связи будет определять избиратель­ность усилительного каскада. На квазирезонансной частоте мост имеет максимальное сопротивление, поэ­тому отрицательная обратная связь практически будет равна нулю и усиление выходного каскада будет мак­симальным.

На частотах, отличных от квазирезонансной, сопро­тивление моста резко уменьшается. Это приводит к увеличению отрицательной обратной связи, а следова­тельно, к уменьшению усиления выходного каскада, которое при отклонении частоты на ±100 гц от квази­резонансной падает в 2 раза, а при отклонении на ±1000 гц — в 100 раз.

Питание анодно-экранных цепей ламп приемника производится с помощью двухполупериодного мосто­вого выпрямителя на четырех полупроводниковых дио­дах Д7Ж (Д1—Д₄). Для сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя включен двухзвенный фильтр, образованный электролитическими конденсаторами С₅₂—С₅₄ и резисторами R₃₄ и R₂₉.