ВЭФ-СПИДОЛА 10

А. ВРАЧ, Ю. ИЗАК, Радио №11/1966, ст.43

Радиоприемник собран на 10 транзисторах и двух полупро­водниковых диодах и пред­назначен для приема радиовещатель­ных станций в диапазонах длинных, средних и коротких волн. Коротко­волновый диапазон разбит на пять поддиапазонов (четыре растянутых и один полу растянутый). Переклю­чение диапазонов производится с по­мощью барабанного переключателя. В диапазонах ДВ и СВ прием осу­ществляется на магнитную антенну, а в диапазоне КВ — на выдвижную телескопическую антенну.

Средняя реальная чувствитель­ность приемника на всех диапазонах приведена в табл. 1. Для улучшения избирательности по соседнему ка­налу и увеличения стабильности па­раметров при изменении напряжения источника питания в приемнике при­менен четырехконтурный фильтр со­средоточенной селекции (ФСС), а для ослабления сигнала частоты, равной промежуточной,— фильтр ПЧ.

Максимальная выходная мощность приемника — 250 мвт. Питается приемник от шести элементов «Са­турн» («Марс») или двух батарей КБС-Л-0,5. Потребление тока за­висит от уровня сигнала на выход­ном каскаде и при напряжении источ­ника питания 9 в и выходной мощно­сти 150 мвт составляет 50 ма. При ежедневной работе приемника в те­чение трех часов одного комплекта батарей «Сатурн» хватает более чем на 200 ч., батарей КБС-Л-0,5—при­мерно на 40 ч.

Приемник имеет эффективную сис­тему автоматической регулировки усиления (АРУ), ручную регулиров­ку громкости и гнезда для подклю­чения пьезоэлектрического звуко­снимателя, внешней акустической системы, внешней антенны и внеш­него источника питания.

Габариты приемника 275 X 197 X 90 мм, вес без источни­ков питания 2,2 кг. Блок-схема приемника и диаграмма уровней сигнала при 50 мет выходной мощ­ности приведена на рис. 1.

Входные цепи и преобразо­ватель частоты

Входные цепи приемни­ка — одноконтурные. Связь входных контуров с антен­ной — автотрансформатор­ная: антенна включается на отвод контура, сюда же подключается и конденса­тор связи с внешней антен­ной (C1) (см. рис 4).

Связь входных контуров с тран­зистором смесителя трансформатор­ная. Выбор коэффициента трансфор­мации определился требованием сог­ласования по мощности входа тран­зистора и цепи антенны при обеспе­чении заданной избирательности по зеркальному каналу. Между входными контурами и транзистором Т₃ смесителя включен Г-образный фильтр, состоящий из резистора R₁₁ и «фильтра-дырки» (С₄₈ L₂₉), наст­роенного на промежуточную часто­ту 465 кгц Включение этого фильтра уменьшает прямое пролезание помех по промежуточной частоте и улуч­шает устойчивость работы приемника.

Преобразователь частоты собран на двух транзисторах по схеме с от­дельным гетеродином (Т1) и смеси­телем (Т₃) на транзисторах типа П423. Гетеродин работает по схеме индуктивной трехтонки; транзистор гетеродина включен по схеме с об­щей базой.

В рабочем диапазоне частот имеет место сдвиг фаз между входным и выходным токами транзистора (ток коллектора отстает от тока эмиттера на угол ф_тр, увеличивающийся с ро­стом частоты). В этом случае для выполнения одного из условий ра­боты гетеродина — баланса фаз меж­ду входным и выходным напряжением (током), гетеродин начинает рабо­тать с расстроенным контуром; рас­стройка контура увеличивается с уве­личением сдвига фаз в транзисторе. При этом падает генерируемое нап­ряжение и резко уменьшается ста­бильность частоты гетеродина.

Для повышения стабильности ра­боты гетеродина в приемнике при­менены фазирующие цепочки, ком­пенсирующие сдвиг фаз в транзи­сторе. Фазирующая цепочка состав­ляется из входного сопротивления транзистора Т₁, резистора R₄, кон­денсатора С₄₃ и, в зависимости от диапазона, конденсаторов С₁₈, С₂₁, C₂₄, C27 ^и Cзо На диапазонах СВ и ДВ транзистор практически не имеет сдвига фаз, и поэтому цепь связи контура гетеродина с эмитте­ром T1 также не создает сдвига фаз. Резистор R₃ служит для улучшения формы генерируемого напряжения, что увеличивает стабильность рабо­ты и уменьшает чувствительность приемника к приему добавочных ка­налов приема (прием на гармониках гетеродина).

Смеситель работает на транзисто­ре типа П423, включенном по схеме с общим эмиттером. Катушки связи входного и гетеродинного контуров (соответственно по диапазонам) вклю­чены последовательно, таким обра­зом напряжения принимаемого сиг­нала и гетеродина подаются на базу транзистора смесителя. При таком включении смеситель меньше наг­ружает контур гетеродина, что повы­шает устойчивость его работы.

Режим работы по постоянному току смесителя и гетеродина приве­дены в диаграмме напряжений (рис. 2). Величина напряжения гетеродина подаваемого на смеситель, находится в пределах от 70 до 150 мв. При этом значении напряжения наилучшим об­разом выполняются требования ми­нимального коэффициента шума сме­сителя и максимальной величины коэффициента преобразования, что позволило получить высокую реаль­ную чувствительность приемника на КВ диапазонах.

Стабилизатор напряжения

Электрические параметры транзи­сторов и их усилительные свойства в сильной степени зависят от режима питания по постоянному току, по­этому в транзисторных радиоприем­никах имеет место резкое ухудшение чувствительности с уменьшением на­пряжения батарей питания до 0,9— 1,0 в на элемент. Кроме того, нару­шается стабильность работы гетеро­дина, частота которого меняется в такт с модуляцией сигнала (это яв­ление в некоторой степени похоже на частый и глубокий фединг). Для устранения этих недостатков для приемника был разработан специальный стабилизатор напряже­ния, схема которого показана на рис. 3, а, где R_H— эквивалент сме­сителя и гетеродина по постоянному току. Стабилизатор собран на тран­зисторе T₂ типа П15 и кремниевом диоде Д₁ типа Д101. Принцип дейст­вия схемы основан на свойстве вы­ходных характеристик транзистора (Ik=Ф(Uk) при U_б=const) — малой зависимости тока коллектора от нап­ряжения на нем при постоянном токе базы. Из рассмотрения схемы ста­билизатора и выходной характеристи­ки транзистора и диода, поясняю­щей ее работу при изменении напря­жения питания ДU_cm=ДI_KR_H .(рис. 3,6) видно, что при постоянном напря­жении на базе транзистора через сопротивление нагрузки в цепи кол­лектора (точки а, б) проходит мало меняющийся от напряжения источ­ника питания ток, и следовательно, и падение напряжения на нем ме­няется мало. В схеме приемника к точкам а, б подключаются смеси­тель и гетеродин со всеми цепями пи­тания. Таким образом сохраняются усилительные свойства и стабиль­ность частоты при глубоком разряде батареи питания (от 9 до 5 в).

Поддержание постоянного напря­жения на базе транзистора стабили­затора обеспечивается включением диода Здесь используется свой­ство прямой ветви вольт-амперной характеристики диода (рис. 3,6), т. е. относительно малые прираще­ния напряжения на диоде при боль­ших изменениях тока через него.

Стабильность напряжения между точками а, б будет тем лучше, чем больше внутреннее сопротивление транзистора (наклон характеристи­ки) и чем круче характеристика дио­да. Минимальное напряжение источ­ника питания, при котором еще рабо­тает стабилизатор, определяется из формулы:

Некоторые отклонения от приве­денных величин имеют место в раз­личных экземплярах приемников за счет разброса параметров элементов схемы.

Усилитель ПЧ В транзисторных приемниках по­лучили применение две схемы пост­роения тракта усиления ПЧ и полу­чения заданной избирательности: схема с рассредоточенной и схема с сосредоточенной избирательностью. В рассматриваемом приемнике при­менена вторая схема, позволяющая значительно уменьшить влияние де­стабилизирующих факторов (изме­нения параметров транзисторов при их замене; температуры окружаю­щей среды; напряжения источника питания) на избирательность, ширину и равномерность полосы про­пускания.

Как видно из принципиальной схе­мы приемника (рис. 4), между выхо­дом смесителя и входом усилителя ПЧ включен четырехконтурный фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Полоса пропускания ФСС равна 8 кгц, избирательность — 34— 38 дб. Устранение влияния выше пе­речисленных дестабилизирующих факторов достигается малой связью ФСС со смесителем и усилителем ПЧ (отношение числа витков катушек L₃₃ к L34 18:1). За четырехконтурным ФСС сле­дует трехкаскадный усилитель ПЧ на транзисторах T₄— T₆ типа П41А (П15). Нагрузкой каждого каскада служит одиночный контур с трансфор­маторной связью со следующим кас­кадом (или с диодным детектором у третьего каскада УПЧ). Усили­тель ПЧ имеет широкую полосу про­пускания (в 2,5—3 раза шире по­лосы ФСС), чем достигается малое влияние усилителя на избирательные свойства приемника, определяемые ФСС. Широкая полоса получена за счет сильной нагрузки контуров со стороны диодного детектора (L₃₉, L₄₀) и входных цепей третьего н второго каскадов усилителя ПЧ и шунтирования контура первого кас­када (R₄₂). Второй каскад усилителя при заданной нагрузке в коллектор­ной цепи имеет свою границу устой­чивой работы, которая определяется величиной индуктивности в цепи базы (L₃₆); при превышении этой величины каскад превращается в ге­нератор с самовозбуждением по схе­ме индуктивной трехточки. Поэтому связь базовой цепи с контуром пер­вого каскада усилителя ПЧ оказы­вается недостаточной для получения требуемой ширины полосы пропуска­ния. Включение в контур шунта дает возможность получения нужной полосы при устойчивой работе вто­рого каскада УПЧ. Для компенса­ции внутренней обратной связи, имеющей место в транзисторах, в первом и втором каскадах усилителя ПЧ применена нейтрализация (С₆₀ и С_б7). Конденсаторы нейтрализации рассчитаны на среднее значение внут­ренней обратной связи транзистора: небольшая недонейтрализация или перенейтрализация, имеющая место из-за разброса параметров транзисто­ров, практического влияния на ра­боту усилителя не оказывает.

Среднее значение коэффициента усиления по ПЧ равно 10 ООО, а с учетом смесителя — 50 000 раз, соответственно по каскадам (начи­ная с последнего): 50, 20, 10, 5 раз.

Автоматическая регулировка усиления

В приемнике применена обычная схема АРУ, однако несмотря на это, она имеет хорошую эффективность (при изменении входного сигнала на 40 дб, выходной сигнал изменяется на 6—8 дб). Объясняется это хоро­шей регулировочной характеристи­кой примененного в регулируемом каскаде транзистора T₄ типа П41А (П15А). (Применяемые в настоящее время в схемах других приемников высокочастотные транзисторы типов П401 — П403;     П422—П423, ГТ309, имеют значительно худшую регули­ровочную характеристику, что сни­жает эффективность работы АРУ).

Глубина АРУ зависит от величи­ны обратного тока коллектора 1_К0 регулируемого транзистора (чем меньше 1_К0, тем больше глубина ре­гулировки). При 1_К0~2 мка уровень выходного сигнала будет изменять­ся на 6—8 дб при изменении уровня входного сигнала на 50 дб.

Усилитель НЧ Как видно из блок-схемы прием­ника, усилитель НЧ собран по обыч­ной схеме и имеет каскад предвари­тельного усиления напряжения, трансформаторный усилитель — фазоинвертор и двухтактный оконеч­ный каскад усиления мощности с вы­ходным трансформатором, нагружен­ным на динамический громкогово­ритель. Однако построение схемы имеет целый ряд особенностей, улуч­шающих электрические и эксплуа­тационные параметры усилителя. Каждый его каскад охвачен отри­цательной обратной связью. В вы­ходном каскаде конденсаторы С₈₂ и С8з создают отрицательную обрат­ную связь на высоких частотах и одновременно выравнивают нагруз­ку усилителя по всему диапазону частот (функция обычно применяе­мой цепочки RC, включаемой па­раллельно первичной обмотке вы­ходного трансформатора); во вто­ром каскаде элементом обратной связи является резистор R₃₇, в пер­вом — конденсатор С₇₈. Кроме того, последние два каскада усилителя охвачены частотнозависимой обрат­ной связью. Глубокие отрицатель­ные обратные связи выравнивают частотную характеристику усилите­ля и резко снижают коэффициент нелинейных искажений.

Частотная характеристика усили­теля имеет диапазон от 100 до 5000 гц с завалом крайних частот не более 2 дб. Коэффициент нелинейных иска­жений усилителя не более 2—3%.

При повышении температуры ок­ружающего воздуха у транзисторов резко увеличивается ток 1_К0, что приводит к увеличению коллектор­ного тока, что, в свою очередь, вызы­вает дополнительный разогрев тран­зистора. У предварительных каска­дов усиления напряжения это явле­ние изменяет режим и усилительные свойства транзисторов, у выходного каскада — повышается расход тока от источника питания и увеличивает­ся мощность, рассеиваемая на кол­лекторе, что приводит к выходу транзисторов из строя.

В усилителе НЧ приемника сме­щение на транзисторы выходного каскада подается с резистора /?₄₀, через который протекает ток эмит­тера транзистора второго каскада (T₈). Первый и второй каскады усили­теля собраны по схеме с непосред­ственной связью по постоянному току п, кроме того, охвачены отри­цательной обратной связью по по­стоянному току (R₃₂ и R₃₃). В та­кой схеме включения транзисторов ток второго каскада с ростом темпе­ратуры падает, уменьшается паде­ние напряжения на резисторе R₄₀, что приводит к уменьшению тока выходного каскада. Резистор R₄₁ также стабилизирует каскад по по­стоянному току и уменьшает чув­ствительность усилителя к разбросу параметров транзисторов выход­ного каскада.

Описанное построение схемы уси­лителя НЧ сохраняет практически неизменным потребление тока от источника питания щуп возрастании окружающей температуры до +55° G и предохраняет транзисторы выход­ного каскада от выхода из строя при перегреве.

Конструкция и детали

В отличие от ранее выпускавшихся приемников типа «Спидола», «ВЭФ- Спидола-10» выпускается в новом внешнем оформлении. Вместо от­дельных шкал настройки на каждый диапазон, которые устанавливались непосредственно на барабанном пе­реключателе, в новой модели уста­навливается одна общая шкала, проградуированная отдельно для каждого диапазона. Особенностью конструкции прием­ника является то, что все его блоки и узлы монтируются на специальном пластмассовом шасси, которое за­тем вставляется в корпус приемни­ка. Другой особенностью является переключатель диапазонов барабан­ного типа, в котором установлены отдельные пластмассовые сегменты с входными и гетеродинными катушкамп, подстроечными конденсатора­ми и контактными штырями. Такой переключатель позволяет при отно­сительно небольших размерах прием­ника получить большое число диа­пазонов (в данном варианте — семь).

Гетеродинные катушки диапазонов ДВ и СВ намотаны на каркасах из полистирола, имеющих секциониро­ванную и гладкую части. В секцио­нированной части размещены кон­турные катушки, а в гладкой — ка­тушки связи. Входные и гетеродин­ные катушки диапазонов КВ намо­таны на гладких полистироловых каркасах. Конструкция первых по­казана на рис. 1, а, вторых — на рис. 1, б на третьей странице вклад­ки.

Входные катушки ДВ и СВ диа­пазонов размещены на круглом стерж­не из феррита Ф-600 диаметром 8 и длиной 160 мм. Намоточные данные входных и гетеродинных катушек всех диапазонов приведены в табл. 2. Катушки ФСС и ФПЧ намотаны на каркасах, установленных в бро­невых сердечниках из феррита Ф-600 диаметром 11,5 и высотой 5 мм. Сердечники заключены в алю­миниевые экраны сечением 14 X 14 мм и высотой 26 мм. Конструкция катушек без экранов показана на рис, 2 вкладки, а их намоточные дан­ные приведены в табл. 3.

Монтажная плата приемника из­готовлена из фольгированного гети- накса, монтаж выполнен печатным способом. Размещение транзисто­ров, контуров и трансформаторов на плате показано на рис. 5. Для установки элементов питанпя в шасси приемника имеются спе­циальные отсеки, конструкция кото­рых позволяет использовать или шесть элементов типа «Сатурн» («Марс») или две батареи КБС-Л-0,5. Специальная колодка, установлен­ная на шасси, дает возможность под­ключать к приемнику внешнюю ан­тенну, внешний громкоговоритель (или телефон), внешний источник питания и звукосниматель (см. рис. 3 вкладки).

В последних моделях приемника изменено расположение магнитной антенны, что позволило увеличить чувствительность на ДВ и СВ диа­пазонах. На рис. 4 вкладки показан вид приемника со снятой задней крыш­кой, а на рис. 5 приведена его мон­тажная схема.