Шаг за шагом
Построив супергетеродинный радиоприемник, вы прошли первый курс «радиолюбительского университета», научились читать схемы и находить соответствие между принципиальной схемой и монтажом, познакомились с работой ламповых усилителей, с детектором, выпрямителем, генератором (гетеродином), различными фильтрами и другими элементами, которые можно встретить в любом радиоустройстве.
В результате многочисленных экспериментов вы приобрели полезные практические навыки, необходимые при монтаже и налаживании радиоаппаратуры.
Еще более важно то, что все свои работы вы проводили не «вслепую», не путем бездумного копирования каких-то образцов приемников,а путем внимательного знакомства с различными схемами, путем изучения физических основ работы отдельных деталей, путем объяснения наблюдаемых на практике явлений с помощью законов электротехники и радиотехники.
Но, пожалуй, самое главное, что должен был дать вам весь пройденный путь, путь от детекторного приемника до супергетеродина, — это смелость и уверенность.Смелость при экспериментировании, при замене одних деталей другими, при введении новых схемных элементов в уже действующий аппарат, при объяснении на первый взгляд непонятных явлений.
Уверенность в том, что чудес не бывает, что любую правильно составленную и смонтированную схему можно наладить, любую неисправность обнаружить и устранить, в любом сложном вопросе разобраться. Теперь для вас, по-видимому, не составит особого труда произвести в своем приемнике ряд усовершенствований, ввести в него ряд элементов, с которыми можно встретиться в других схемах.
Для начала давайте попробуем повысить чувствительность и избирательность приемника путем введения положительной обратной связи, как мы это уже делали в приемнике прямого усиления.
Обратную связь удобнее всего ввести в усилителе промежуточной частоты (чертеж 25, а). Для этого достаточно непосредственно на контурную катушку L13 или L14 намотать катушку обратной связи L17, которая может содержать 5—15 витков любого тонкого провода, например ПЭШО-0,15. Высокочастотный сигнал на катушку L17 можно подать и с анода лампы и с ее катода (пунктирная линия).
Введение положительной и обратной связи может дать огромный эффект. С ее помощью, в частности, можно в пять — десять раз повысить чувствительность приемника, приблизив ее к чувствительности приемников первого класса. Еще больший эффект дает применение регенеративного детектора (диодный детектор при этом, естественно, исключается), одна из возможных схем которого приведена на чертеже 25,в.
Катушка в регенеративном детекторе размещается так же, как и в усилителе ПЧ с обратной связью. Ее нужно намотать поверх горшкообразного сердечника катушки L13 (L14). В процессе налаживания может оказаться возможным упростить схему, например исключить звено фильтра R'''8, С'''20.
Можно ввести и плавную регулировку обратной связи (это весьма удобно при приеме слабых станций) путем изменения напряжения на экранной сетке лампы. Для этой цели, так же как и в приемнике прямого усиления, проще всего использовать переменное сопротивление R16, взяв его из цепи регулировки тембра.
Есть и другой путь повышения чувствительности приемников — увеличение числа усилительных каскадов. Можно, например, ввести еще один каскад усиления промежуточной частоты на лампе 6К4П или 6К1П.
Составить схему двухкаскадного усилителя ПЧ сравнительно просто, так как второй каскад будет точной копией первого. В таком усилителе будет шесть контуров ПЧ, то есть три двух контурных фильтра.
Совершенно очевидно, что на детектор сигнал нужно подавать со второго контура третьего фильтра ПЧ, а на сетку второго каскада — со второго контура второго фильтра.
Двухкаскадный усилитель ПЧ требует весьма тщательного налаживания, так как он больше, чем однокаскадный, склонен к самовозбуждению. Обычно в катодные цепи обеих ламп приходится включать сопротивление по 100—150 ом, на которых возникает напряжение отрицательной обратной связи.
Иногда дополнительный усилительный каскад устанавливают до преобразователя частоты. Это так называемый апериодический, то есть нерезонансный, усилитель ВЧ (чертеж 25, г). Такое название связано с тем, что между усилителем ВЧ и преобразователем (анодная цепь Л7, сеточная цепь Л1) нет настраивающегося колебательного контура.
Если применить в апериодическом усилителе ВЧ высокочастотный пентод с большой крутизной, например 6К4П, 6Ж4 или 6Ж5П, то этот каскад даст дополнительное усиление в пять — пятнадцать раз и, что особенно важно, улучшит условия приема слабых сигналов. Последнее связано с тем, что апериодический усилитель повышает уровень сигнала до преобразователя частоты, где обычно возникают сравнительно сильные «шумы».
На чертежах 25 г, г' и г” показаны три варианта цепи анодной нагрузки апериодического усилителя ВЧ. Обычно отдают предпочтение схеме г”. Данные дросселей: Др1 — 80 витков, Др2 — 60 витков и Др3 — 25 витков провода ПЭШО-0,15.
Все они намотаны на каркасах диаметром 5 мм и длиной 20 мм, причем у Др2, намотка однослойная, а у Др1, и Др2 — «в навал».
Вместо специальных каркасов можно использовать обычные сопротивления на 0,5 вт и более чем 50 ком, Др2 можно намотать непосредственно на сопротивлении R32.
Другое усовершенствование, которое сравнительно легко осуществить,— это растянутая настройка на коротковолновом диапазоне. Дело в том, что на коротких волнах при повороте ротора конденсатора переменной емкости очень резко меняется частота настройки.
Так, например, повороту ротора на один градус на ДВ диапазоне соответствует изменение частоты в среднем на 1,5 кгц, на СВ диапазоне при таком же повороте ротора частота настройки изменится уже на 5 кгц, а на коротких волнах — на 50 кгц.
Это значит, что для того чтобы перестроиться с одной станции на другую в длинноволновом диапазоне, необходимо повернуть ротор конденсатора на 7 градусов, в средневолновом на 2, а в диапазоне коротких волн — всего лишь на 1/5 часть градуса.
Естественно, что из-за этого сам процесс настройки на КВ диапазоне сильно усложняется, а иногда даже можно «проскочить» мимо нужной станции.
Во многих промышленных и любительских приемниках для того чтобы облегчить настройку на коротковолновом диапазоне, его разбивают на несколько самостоятельных («растянутых») поддиапазонов, каждому из которых соответствует отдельное положение переключателя диапазонов, а значит, и полный поворот ротора конденсатора настройки. При этом на каждый градус поворота ротора приходится уже не 50 кгц, а значительно меньше.
Чтобы «растянуть» настройку на КВ диапазоне, то есть сделать ее более плавной, можно поступить иначе: ввести в приемник еще один элемент настройки, который позволит на любом участке коротковолнового диапазона в небольших пределах менять частоту гетеродина. Частоту входного контура менять не нужно, так как он имеет сравнительно «тупую» резонансную кривую и сразу пропускает большое число станций с близкими частотами.
В качестве элемента «растяжки» можно применить небольшой подстроечный конденсатор емкостью 10—30 пф или катушку индуктивностью 50—500 мкгн, с подвижным сердечником (лист 183).
В конструктивном отношении удобнее применить конденсатор — ось его ротора легко вывести на переднюю панель рядом с ручкой основной настройки. Элемент растяжки подключают к части витков контурной катушки, обычно ко второму или третьему витку, считая от заземленного конца.
Точку подключения конденсатора Сраст или катушки Lраст лучше всего подбирать опытным путем.
И, наконец, третье, что можно было бы сравнительно легко сделать в нашем приемнике, — это установить в нем оптический индикатор настройки (только для сетевых приемников). Такой индикатор собирают на специальной лампе 6Е5С или 6Е1П (чертеж 25,6).
Лампа 6Е5С (6Е1П) фактически содержит две лампы: собственно индикатор и вспомогательный триод (рис. 151).
В индикаторе имеется экран, на который подается полное анодное напряжение. Под действием этого напряжения на экран попадают вылетевшие из катода электроны, которые и заставляют экран светиться (экран покрыт специальным светящимся составом).
Не светится лишь один участок экрана — треугольный теневой сектор. Не светится этот участок потому, что против него находится управляющий электрод, или, как его еще называют, «нож», который отталкивает электроны, летящие к экрану.
«Нож» соединен с анодом вспомогательного триода, а в анодную цепь этого триода включено довольно большое сопротивление нагрузки Rн-и (R26). Анодный ток триода создает на сопротивлении Rн-и падение напряжения, и поэтому напряжение на аноде, а значит, и на «ноже» будет меньше, чем на экране.
Это, в свою очередь, означает, что на «ноже» будет «минус» относительно экрана (если на экране действует напряжение +200 в относительно катода, а на аноде и «ноже» +150 в, то это значит, что на «ноже» действует -50 в относительно экрана).
Вот из-за этого «минуса» управляющий электрод — «нож» — и отталкивает электроны.
Теперь попробуем подключить управляющую сетку вспомогательного триода к нагрузке детектора (чертеж 25,6) и настроиться на какую-нибудь станцию. Чем точнее настройка, тем сильнее будет высокочастотный сигнал, который подводится к детектору.
При увеличении уровня сигнала будет возрастать и постоянное напряжение на нагрузке детектора, а поскольку это напряжение подается «минусом» на сетку вспомогательного триода, то одновременно будет уменьшаться его анодный ток.
Это, в свою очередь, приведет к тому, что будет уменьшаться падение напряжения на сопротивлении нагрузки триода Rн-и (R26), а следовательно, все меньше будет становиться «минус» на «ноже». В результате «нож» все слабее будет отталкивать электроны, что, конечно, приведет к сужению теневого сектора.
Отсюда и следует, что чем уже теневой сектор, тем точнее мы настроились на станцию.
Оптический индикатор оказывается очень полезным при настройке контуров приемника.
Дело в том, что на слух не всегда удается определить, возрастает или уменьшается сигнал при изменении той или иной индуктивности или емкости, а оптический индикатор весьма точно показывает даже небольшое изменение сигнала.
Включенные в сеточную цепь индикатора сопротивление Rф-и (R21) и конденсатор Сф-и (С39) —это не что иное, как обычный развязывающий фильтр, предохраняющий сеточную цепь индикатора от попадания переменных составляющих продетектированного сигнала.
Оптический индикатор настройки можно установить в любом сетевом супергетеродине. Приемник прямого усиления обладает сравнительно невысокой чувствительностью, и большинство станций не создает на нагрузке детектора постоянного напряжения, достаточного для того, чтобы «запереть» триодную часть индикатора.
И, наконец, еще одно, пожалуй, самое простое и в то же время самое эффектное усовершенствование нашего приемника — превращение его в радиолу. Совершенно ясно, что для этого нужен специальный электродвигатель и звукосниматель или, еще лучше, электропроигрыватель.
Электродвигатель включается в сеть, причем в разрыв одного из проводов следует ввести выключатель. Звукосниматель можно подключить так, как это показано на чертеже 12.
Следует, однако, иметь в виду, что на этом чертеже приведена самая простая схема включения звукоснимателя, имеющая серьезный недостаток: при воспроизведении грамзаписей высокочастотная часть приемника продолжает работать и даже если уйти на свободный участок какого- либо диапазона, где нет ни одной станции, то все равно качество звучания будет заметно ухудшено различного рода помехами и особенно так называемыми «суперными шумами».
Для того чтобы этого не было, необходимо при воспроизведении грамзаписей выключать высокочастотную часть приемника. В промышленных и многих любительских приемниках это делается с помощью переключателя диапазонов, в котором имеется специальное положение (или отдельная клавиша) для включения звукоснимателя.
В этом положении вход усилителя НЧ отключается от нагрузки детектора и подключается к звукоснимателю. В нашем переключателе имеется всего лишь три положения (ДВ, СВ и КВ), и поэтому его нельзя использовать еще и для включения звукоснимателя.
Поэтому нам придется установить непосредственно на шасси (удобнее всего рядом с гнездами «Зв») перекидной выключатель — тумблер (лист 95), с помощью которого можно было бы подключать верхний (по схеме) вывод сопротивления R12 либо к детектору, то есть к сопротивлению (радиоприем), либо к верхнему по схеме гнезду звукоснимателя (воспроизведение грамзаписей). Нижнее по схеме гнездо звукоснимателя всегда остается заземленным.
Нужно помнить, что из-за дополнительных наводок на корпус и детали переключателя может появиться заметный фон переменного тока. Для ослабления его приходится не только тщательнейшим образом экранировать провода, идущие от выключателя к детектору и звукоснимателю, но иногда экранировать и корпус тумблера.
Можно, правда, поступить иначе: включать звукосниматель с помощью обычной вилки, а тумблером лишь отключать высокочастотную часть приемника, разрывая, например, цепь питания анодов ламп Л1 и Л2.
Не забудьте, что вилку нужно вставить в гнездо «Зв» так, чтобы экран провода, идущего от звукоснимателя, обязательно соединялся с заземленным гнездом; сделав наоборот, то есть подключив экранирующий чулок к верхнему (по схеме) гнезду «Зв» вы, кроме фона, вообще ничего не услышите.
Электропроигрыватель можно установить в верхней части ящика так же, как это делается почти во всех промышленных радиолах.
На этом, пожалуй, можно закончить перечень простейших изменений и усовершенствований нашего супергетеродина. Это, конечно, не значит, что мы уже сделали все возможное, чтобы получить современный высококачественный приемник.
Просто дальнейшее совершенствование приемника, например установка резонансного усилителя ВЧ, введение УКВ диапазона, увеличение мощности усилителя НЧ, потребует таких серьезных изменений в схеме и конструкции, что проще и правильнее, строить новый приемник более высокого класса.
Читать дальше – Классификация радиоприемников
Источник: http://oldradiogid.ru/nastoyashhij-priemnik/usovershenstvovanie-priemnika/
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Cтраница 3
Из равенства коэффициентов передачи по полю, очевидно, следует, чтв при использовании в активной антенне малогабаритного приемного элемента, подключенного непосредственно ( без использования соединительного кабеля) к входу первого усилительного каскада электронного блока активной антенны, можно сохранить соотношение сигнал / шум и как следствиереальную чувствительность приемника на уровне значений, достигаемых с пассивными антенными системами. [31]
Понятия реальной и предельной чувствительности взаимно дополняют одно другое. Реальная чувствительность характеризует приемник в целом, тогда как предельная чувствительность отображает лишь свойства его линейной части.
Знаяреальную чувствительность приемника и действующую площадь приемной антенны, легко найти необходимую для обеспечения нормальной работы плотность потока энергии приходящей волны.
Знание же предельной чувствительности имеет значение для суждения о качестве линейной части приемника в смысле вносимых ею флюктуационных шумов. [32]
В большинстве случаев внутренние шумы обусловлены двумя основными причинами – флуктуациями электронного тока в лампах ( дробовым эффектом) и транзисторах и электрическими флуктуациями, вызванными движением электронов в электрических проводниках.
В обоих случаях шумы связаны с дискретной природой электрического тока и поэтому принципиально не могут быть устранены полностью, а лишь ослаблены путем рационального конструирования аппаратуры. Шумовые искажения ограничивают так называемуюреальную чувствительность приемников.
Дело в том, что при усилении слабых сигналов существенную роль играет не абсолютная величина полезного сигнала, а отношение уровня этого сигнала к уровню мешающего шума – отношение сигнал / шум – Если на входе приемника отношение сигнал / шум мало, тс сколько бы мы ни усиливали смесь сигнала и шума, это не поможет извлечению полезной информации. [33]
Усилитель ВЧ – апериодический, он собран на транзисторе TI типа П423 по схеме с общим эмиттером. Нагрузкой его является входное сопротивление транзистора Г2 и резистор Rt. Усилитель ВЧ усиливает сигнал в 3 – 4 раза и позволяет повыситьреальную чувствительность приемника. [34]
Усилитель ВЧ – апериодический, он собран на транзисторе TI типа П423 по схеме с общим эмиттером. Нагрузкой его является входное сопротивление транзистора Т % и резистор Rt. Усилитель ВЧ усиливает сигнал в 3 – 4 раза и позволяет повыситьреальную чувствительность приемника. [35]
Основным назначением УВЧ является повышение чувствительности приемника, снижение влияния помех и его собственных шумов. При наличии УВЧ большее число контуров настроено на частоту сигнала, следовательно, больше ослабляются зеркальная помеха, перекрестная модуляция и другие помехи.
Кроме того, улучшается отношение сигнал / шум, а вместе с тем иреальная чувствительность приемника. Преобразовательные лампы имеют собственные шумы, в три-четыре раза превышающие усилительные. Для повышения отношения сигнал / шум необходимо усилить сигнал до преобразователя. Эту задачу и выполняет УВЧ, состоящий из одного или двух каскадов.
Большинство приемников имеет один каскад УВЧ. В приемниках упрощенной конструкции УВЧ отсутствует. [36]
В современных радиовещательных приемниках высших и средних классов предусматривают кроме диапазонов длинных, средних и коротких волн диапазон ультракоротких волн ( УКВ) для приема станций с частотной модуляцией.
При использовании частотной модуляции удается во много раз снизить уровень шума на выходе приемника по сравнению с уровнем сигнала и повыситьреальную чувствительность приемника при одновременном улучшении качества воспроизведения. Максимальное отклонение частоты передатчика под действием модулирующего напряжения ( максимальная девиация частоты) принято равным 75 кгц.
Оно соответствует максимальной амплитуде модулирующего сигнала. При меньших значениях модулирующего сигнала получается пропорционально меньшая девиация. [37]
После этого выключают модуляцию ГСС. При этом вольтметр, подключенный к выходу приемника, покажет напряжение шума.
Если отношение напряжений сигнала, соответствующего мощности 50 мет, и шума получилось меньше заданного, нужно уменьшить усиление приемника регулятором громкости и снова проделать указанные измерения.
Напряжение на выходе ГСС, при котором на выходе приемника получается мощность 50 мет при заданном отношении напряжений сигнала и шума, и представляетсобой реальную чувствительность приемника. [38]
Далее, отключив модулятор, устанавливают на шкале измерительного генератора заданную частоту. Подстроив в резонанс с ней приемник по минимальным показаниям измерителя выхода, постепенно уменьшают напряжение на входе приемника до 10 – 20 мкв.
Записав показания прибора измерителя выхода, вновь включают модулятор при глубине модуляции 30 % и отмечают, на сколько увеличилось напряжение на выходе, Соотношение этих двух напряжений должно быть не ниже 1: 3, так как в противном случае разбираемость сигналов будет недостаточной.
Наилучшие результаты получаются при соотношении этих напряжений, как 1: 5, и дальнейшее увеличение отношения напряжений на разбираемости почти не сказывается.
Таким образом, максимальная реальная чувствительность приемника определяется путем постепенного снижения входного сигнала, с одновременной проверкой соотношения выходных напряжений при модулированном и немодулированном сигналах. Оно ни в коем случае не должно снижаться более, как 1: 2, иначе сигнал будет заглушен собственными шумами сверхрегенератора. [39]
Во избежание запирания каскадов после действия сильного импульсного сигнала ( или помехи) целесообразно использовать схему с параллельным питанием. Схема каскада на контурах с сосредоточенными постоянными делается одноконтурной. В качестве емкостей контуров используются емкости схемы.
При этом уменьшается эквивалентная емкость контура, сужается полоса пропускаемых частот, увеличивается усиление апряжения сигнала за счет согласования выходного сопротивления каскада с входным сопротивлением следующего, что также уменьшает и коэффициент шума.
Снижение уровня шумов УРЧ позволяет повыситьреальную чувствительность приемника. [40]
Известно, что уверенный прием УКВ-ЧМ вещания возможен в основном в пределах прямой видимости, уровень сигнала резко убывает с удалением от антенны радиостанции. Однако перепады напряженности поля могут быть и на любом расстоянии от передающей антенны. Поэтому система ограничения должна хорошо действовать как при больших, так и при малых входных сигналах.
В неподвижном автомобиле зона радиоприема ограничиваетсяреальной чувствительностью приемника, которая составляет 2 – 3 мкВ для большинства отечественных и зарубежных автомобильных приемников.
Чтобы сохранить качество радиоприема в движущемся автомобиле, порог статического ограничения у него должен быть на уровне реальной чувствительности, в противном случае на выходе приемника будут прослушиваться колебания напряженности поля. [41]
РЛС ( магнетронный генератор, антенный переключатель, УВЧ и преобразователь частоты) размещают вблизи антенны, которая обычно несколько удалена от остальной аппаратуры. От высокочастотного блока преобразованный сигнал передают к УПЧ по высокочастотному кабелю.
Кристаллический преобразователь и высокочастотный кабель ослабляют мощность сигнала и сами являются источниками дополнительных шумов. Поэтому передача сигнала по кабелю без предварительного усиления сопровождается уменьшением отношения сигнал / шум.
Включение между преобразователем и высокочастотным кабелем малошумящего ПУПЧ повышает отношение сигнал / шум на входе главного УПЧ, вследствие чегореальная чувствительность приемника возрастает. [42]
Часто разработчики стремятся получить как Тяожно большее усиление по тракту ПЧ, однако это целесообразно только до определенного предела.
Излишнее усиление хотя и дает некоторое улучшение характеристик по статическому ограничению, однако приводит к появлению повышенного уровня шума при приеме слабых сигналов и фактически ухудшает качество работы радиоприемника. Ограничение в таком тракте ПЧ должно начинаться с / вх 8 – – 10 мкВ, что является оптимальным значением.
Это значение вполне удовлетворительно для автомобильных радиоприемников любого класса. При существующих коэффициентах шума транзисторов дальнейшее повышение усиления не дает выигрыша в улучшенииреальной чувствительности приемника. [43]
Почему же радиоприемное устройство шумит. Основная причина – тепловое хаотичное движение электрически заряженных частиц. Шумят резисторы, транзисторы, электронные лампы, колебательные контуры, даже провода. Короче говоря, шумит весь радиоприемник от антенны до головки громкоговорителя.
Особенно опасен шум антенны входного устройства и первого усилительного каскада, потому что их шум усиливается всеми остальными каскадами приемника.
Создают шум и разного рода индустриальные помехи, имеющие широкий диапазон частот, а потому попадающие в полосу пропускания приемника; это и сигналы мощных или близкорасположенных радиостанций, а также радиоизлучение Солнца и даже Галактики.
Все шумы накладываются на принимаемый сигнал и тем самым снижаютреальную чувствительность приемника. Поэтому чувствительность принято характеризовать наименьшим уровнем входного сигнала, обеспечивающим при заданном соотношении сигнал / шум определенную мощность на выходе радиоприемника. [44]
Установив на шкалах ГСС и приемника частоту 250 кгц, переводят регуляторы громкости, тембра и полосы частот в положение максимального усиления. Затем по индикатору выхода ( или индикатору оптической настройки) точно настраивают приемник на указанную частоту и увеличивают входной сигнал аттенюатором ГСС до тех пор, пока на выходе не будет получено напряжение 0 67 в.
Выключив модулятор ГСС проверяют напряжение шумов на выходе приемника. Если оно превышает 0 067 в, регулятором громкости снижают его до указанной величины. Включив модулятор ГСС, увеличивают входной сигнал до тех пор, пока напряжение на выходе приемника вновь не достигнет 0 67 в, выключают модулятор и замеряют напряжение шумов.
И так несколько раз, до тех пор, пока не будет получено заданное соотношение сигнал / шум, равное 20 дб. Добившись указанного соотношения полезного сигнала к напряжению шумов, определяют по шкале аттенюатора ГССреальную чувствительность приемника на частоте 250 кгц – по ГОСТ 5651 – 64 для приемников 1-го класса она должна быть не ниже 150 мкв в дв диапазоне.
Точно так же измеряют чувствительность приемника и в других диапазонах. [45]
Страницы: 1 2 3 4
Источник: http://www.ngpedia.ru/id600514p3.html
Повышение чувствительности радиоприемника
ПОВЫШЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНИКА
Чувствительность простого радиоприемника можно существенно повысить при помощи нескольких способов. Рассмотрим три из них:
Казалось бы – чего проще – добавляй дополнительные каскады усиления. Но на практике простое добавление усилительных каскадов приводит к нестабильной работе усилителя. Чрезмерное усиление приводит к возбуждению усилителя.
Практически признано нецелесообразным использование более трех каскадов усиления как в усилителях радиочастоты, так и в низкочастотных усилителях.
Можно вывести режим транзистора в диапазон максимального усиления, но такой режим характеризуется сильной зависимостью параметров от уровня входного сигнала, то есть такой усилитель буде неплохо усиливать слабый сигнал, но при увеличении его до некоторого уровня транзистор начнет работать с отсечкой коллекторного тока.
Работа транзистора в режиме отсечки приведет к возникновению значительных искажений.
На практике, режим транзистора устанавливается на участке с линейной характеристикой усиления (коллекторный ток транзистора выбирается в режиме молчания на уровне 0,5-1 миллиампера), то есть от каскада трудно получить усиление выше 35-40.
Двухкаскадный усилитель, таким образом, будет иметь максимальное усиление не более 1600. Использование такого усилителя в простом радиоприемнике не позволит добиться высокой чувствительности приемника в целом. Приблизительно, чувствительность такого радиоприемника (по полю) будет равна 10-15 милливольт на метр. Учитывая низкую эффективность магнитной антенны, такой приемник позволит принимать только мощные радиостанции, удаленные от места приема не более, чем на 150-200 километорв (это замечане справедливо при постройке радиоприемника на длинно или средне волновый диапазоны).
Для увеличения чувствительности радиоприемника в целом можно применить более тщательное согласование всех его каскадов. Один из таких приемов – применение на входе УРЧ Истокового повторителя на полевом транзисторе:
Сам по себе истоковый повторитель не усиливает сигнал (коэффициент усиления – всегда меньше еденицы), но он повышает входное сопротивление УРЧ до нескольких сотен килоом. Как известно, каскад на биполярном транзисторе обладает невысоким входным сопротивлением (до едениц килоом).
Если на вход такого усилителя включить колебательный контур – каскад сильно зашунтирует контур, что скажется на его добротности (а, значит – и эффективности!). От добротности контура зависит как чувствительность, так и избирательность (способность принимать только одну радиостанцию) приемника в целом.
При низкой добротности резонанс колебательного контура при настройке на работающую радиостанцию будет “расплывчатым”.
Эта “расплывчатость” приведет к снижению наводимого в контуре напряжения, также при наличии в месте приема нескольких радиостанций – их сигналы будут проникать на вход УРЧ одновременно, что сделает практически невозможным прием радиопередачи какой либо конкретной радиостанции.
Для согласования такого каскада с контуром магнитной антенны приходится использовать катушку связи, которая содержит, как правило, в 6-10 раз меньшее количество витков, чем контурная. Применение катушки связи пропорционально уменьшает уровень входного сигнала на входе УРЧ.
При использовании на входе усилителя истокового повторителя необходимость в катушке связи отпадает и теперь на вход усилителя поступает уже весь сигнал, наведенный в контуре магнитной антенны принимаемой радиостанцией. На практике применение истокового повторителя реально повышает чувствительность радиоприемника в 5-6 раз, что эквивалентно увеличению дальности приема радиостанций.
Если вы испытывете затруднения в приобретении полевого транзистора – можно повысить чувствительность радиоприемника применением эмиттерного повторителя но уже на выходе УРЧ:
Эмиттерный повторитель, так же, как и истоковый, имеет усиление по напряжению меньше еденицы. В данной схеме повышение чувствительности достигнуто применением на выходе усилителя автотрансформатора L1.
Автотрансформатор наматывается на ферритовом кольце типоразмеров К8-К10 (наружный диаметр) и содержит 50+250 витков, провода ПЭВ-0,1. Дальнейшему увеличению усиления способствует применение для детектирования сигнала схемы с удвоением напряжения на диодах VD1,VD2.
Реально данная схема увеличивает чувствительность радиоприемника в 3-4 раза.
Коэффициент передачи диодного детектора при однополупериодном выпрямлении обычно равен 0,3-0,5. Детектор с удвоением напряжения имеет коэффициент передачи в 1,4 раза больше, чем однополупериодный. Остальное напряжение бесцельно теряется на переходах диодов.
Третий из рассматриваемых нами способов повышения чувствительности приемника – это применение так называемого транзисторного детектора. Детектор на транзисторе дополнительно усиливает низкочастотное полезное напряжение радиопередачи.
Коэффициент усиления детектора на транзисторе может достигать 80-100, что эквивалентно общему повышению усиления радиоприемника.
Такое повышение может служить поводом для возбуждения усилителя, поэтому в данном случае желательно использовать систему Автоматической Регулировки Усиления (сокращенно – АРУ). Суть АРУ заключается в автоматическом снижении усиления усилителя при высоком уровне входного сигнала.
https://www.youtube.com/watch?v=0wQPolAorH4
Практическая схема транзисторного детектора приведена ниже:
Транзистор работает на нелинейном участке характеристики. Рабочий режим транзистора задается при помощи диода. При увеличении входного сигнала напряжение на коллекторе пропорционально уменьшается.
Это напряжение можно использовать для установки рабочих точек транзисторов усилителя РЧ. Напряжение АРУ подается на базы транзисторов УРЧ через простейшие развязывающие RC цепочки.
Для большинства случаев бывает достаточно применить АРУ только в первом (входном) каскаде УРЧ.
Примерная схема фильтра приведена ниже:
Номинал резисторов R1 и R2 зависит от необходимого уровня смещения на базу транзистора и подбирается к конкретному экземпляру. Емкость конденсатора может колебаться от 0,033 до 0,1 микрофарады.
Источники: http://radiocon-net.narod.ru/page106.html
Источник: http://master-informa.ru/remont-nissan/krany/36074-povyshenie-chuvstvitelnosti-radiopriemnika
Техника радиоприёма
Этот приемник разрабатывался в соответствии с пожеланиями, изложенными в многочисленных письмах и просьбах читателей журнала «Радио».
Были поставлены условия: приемник должен обладать повышенной чувствительностью (чтобы мог работать в удаленных районах) и содержать только дешевые и широкораспространенные (даже в упомянутых районах) биполярные транзисторы и другие детали.
Необходима была также экономичность, простота в налаживании и стабильность в работе. Диапазон волн – СВ или ДВ, но можно, конечно, немного усложнить приемник и сделать его двухдиапазонным. Это на усмотрение конструктора.
Требования были выполнены, параметры приемника получились следующими: напряжение питания 3 В, потребляемый ток в режиме молчания 4 мА (при максимальной громкости он возрастает до 50 мА). При этом выходная мощность с 8-омной динамической головкой превосходит 100 мВт, что достаточно для комнаты средних размеров. Принципиальная схема приемника показана на рис. 4.39.
Входная цепь приемника может быть выполнена в трех вариантах. Первый, простейший, приведен на схеме. Здесь используется только одна секция КПЕ С1, настраивающая контурную катушку магнитной антенны на частоту радиостанции. Выделенный контуром сигнал через катушку связи L2 подается на УРЧ.
Этот вариант хорош и для диапазона ДВ, где работают всего несколько мощных радиостанций. В двух других вариантах на входе приемника используется двухконтурный полосовой фильтр, схема которого показана на рис. 4.40. Он значительно повышает селективность приемника.
Второй и третий варианты отличаются только конструктивным вариантом выполнения катушки L2.
УРЧ приемника содержит три каскада. Первый выполнен на транзисторе VT1, его нагрузкой служит резистор R2, а через резистор R1 в цепь его базы подается ток смещения, выводящий транзистор на линейный участок характеристики.
Каскад имеет систему АРУ, включающую кремниевый диод VD1 и фильтрующую цепочку R3 – С3. Через последнюю от детектора поступает выпрямленное напряжение отрицательной полярности. При возрастании сигнала оно открывает диод VD1, и он шунтирует вход УРЧ, ослабляя сигнал.
Одновременно закрывается транзистор VT1 и его усиление уменьшается.
Как показал опыт, АРУ весьма полезна даже в простых приемниках – она уменьшает разницу в громкости звука при приеме сильных и слабых станций, а также избавляет УРЧ от перегрузки.
Два следующих каскада УРЧ собраны по схеме с непосредственной связью на транзисторах VT2 и VT3. Автоматическая регулировка усиления в них уже не используется. Режим каскадов по постоянному току стабилизирован цепью ООС через резистор R5.
Усиление трехкаскадного УРЧ более чем достаточно, а если приемник будет использоваться только для прослушивания местных радиостанций – даже чрезмерно.
Чтобы можно было устанавливать оптимальное усиление, блокировочный конденсатор С5 включен через подстроечный резистор R8. При увеличении его сопротивления, кроме ООС по постоянному току, появляется и ООС по переменному, снижающая усиление.
С выхода УРЧ сигнал подается на детектор, собранный на диодах VD2, VD3 по схеме с удвоением напряжения. Нагрузкой детектора служит резистор R9, зашунтированный для сглаживания радиочастотных пульсаций конденсатором С6. Параллельно нагрузке включен регулятор громкости R18, с движка которого сигнал подается на УЗЧ.
В последнем использованы хорошо зарекомендовавшие себя схемные решения из предыдущих конструкций, но схема предварительных каскадов (их теперь два) несколько усложнена, что позволило в большинстве случаев отказаться от подбора резисторов при налаживании, а также несколько увеличило входное сопротивление и усиление.
Для уменьшения искажений сигнала приняты следующие меры На составные выходные транзисторы с диодов VD3 – VD5 подается небольшое начальное напряжение смещения и одновременно достигается стабилизация тока покоя выходных транзисторов.
Чтобы выходные транзисторы лучше открывались при отрицательных полуволнах сигнала, резистор нагрузки предоконечного каскада R17 подключен не к общему проводу, а к динамической головке по схеме вольтодобавки. И наконец, весь усилитель охвачен цепью ООС через элементы R16, R15, С11.
Для постоянного тока ООС получается стопроцентной, поэтому режим всех транзисторов стабилизирован. На переменном токе ООС меньше и коэффициент усиления оказывается приближенно равен отношению сопротивлений резисторов R16 и R15.
УЗЧ рассчитан на нагрузку сопротивлением 8 Ом, но можно использовать и головки с сопротивлением 4,5-6 Ом, например, от трансляционных громкоговорителей. Лучше же, как уже описывалось, применять более мощные головки с хорошей отдачей и в корпусе достаточных размеров.
Все транзисторы могут быть указанных на схеме серий с любыми буквенными индексами.
Вместо КТ315 подойдут КТ312 или другие высокочастотные транзисторы структуры n-р-n, а вместо КТ361 – КТ203 и даже МП39 – МП42, но в последнем случае придется подбирать сопротивления резисторов R13 и R14 в сторону их уменьшения.
Выходные транзисторы – любые маломощные германиевые (у них меньше искажения типа «ступенька»). Диоды VD2 -VD6 – любые маломощные германиевые, а диод VD1 – обязательно кремниевый, высокочастотный. Остальные детали – любых типов. Годятся любые КПЕ с максимальной емкостью от 360 до 510 пФ.
Данные магнитной антенны и двухконтурной входной цепи уже приводились в описаниях предыдущих конструкций. Желательно, чтобы добротность контура магнитной антенны была повыше. Число витков катушки связи составляет 1/10 числа витков контурной, марка и диаметр ее провода значения не имеют.
Можно использовать готовую магнитную антенну от любого радиоприемника с диапазонами ДВ и СВ. Она, как правило, уже имеет подходящие для одноконтурной входной цепи катушки связи. Вторичный контур полосового фильтра должен иметь точно такую же индуктивность, как и катушка магнитной антенны.
Если используется каркас с экраном контура ПЧ приемника «Абава» (или подобного), то катушка L2 должна содержать 114 витков провода ЛЭ 5×0,07. При отсутствии такого провода его можно составить из пяти проводников ПЭЛ 0,06 длиной по 1,8 м, скрученных вместе.
Катушка связи L3 наматывается поверх контурной проводом ПЭЛ 0,06-0,1, витки обеих катушек равномерно размещаются во всех секциях каркаса.
Добротность такого вторичного контура не слишком высока, но в этом приемнике ее все равно нельзя сделать предельно высокой, поскольку контур нагружен входным сопротивлением УРЧ.
Тем не менее, селективность двухконтурного преселектора значительно выше, чем одноконтурного.
Если есть возможность, катушку L2 лучше намотать на ферритовом кольце, или в броневом карбонильном сердечнике, как описано в разделе 4.3.2.
Эскиз печатной платы приемника дан на рис. 4.41. Изолирующие дорожки между проводящими участками фольги протравливаются или вырезаются острым ножом.
Удобно гравировать дорожки специальным резаком, изготовленным из обломка ножовочного полотна и заточенного по углом около 45°. Можно удалить часть фольги, оставив только общий провод.
Тогда выводы деталей пропускают в отверстия, подгибают друг к другу в соответствии со схемой и пропаивают. Можно вообще не удалять фольгу, а использовать печатно-навесной монтаж, описанный в предыдущем разделе.
Готовую плату привинчивают снизу к блоку КПЕ, после чего к плате и блоку прикрепляют диэлектрические стойки под магнитную антенну. Подстроечные конденсаторы С1 и С2 типа КПК укрепляют винтами на блоке КПЕ сбоку. В таком виде собранную конструкцию (рис. 4.42) вместе с динамической головкой и батареей питания (два больших круглых элемента любого типа) размещают внутри корпуса приемника.
Собранный без ошибок и из исправных деталей приемник начинает работать сразу. Но для получения хороших результатов надо его наладить. Прежде всего измеряют потребляемый ток – он должен быть при малой громкости около 4 мА.
Отпаяв резистор R11, измеряют ток, потребляемый УЗЧ, он должен быть равен 2,5-3,5 мА. Его подбирают, изменяя число параллельно включенных диодов VD4 – VD6. Для удобства их припаивают к двум вертикальным проводникам, вставленным в отверстия платы.
После пайки надо подождать, пока диод остынет и установится ток.
Далее измеряют вольтметром напряжение на «средней» точке выходных транзисторов – оно должно составлять половину напряжения питания, что обеспечит симметричное ограничение пиков сигнала. При необходимости подбирают сопротивление резисторов R13 и R14.
Усиление УЗЧ, если нужно, регулируют подбором резистора R15. Налаживание УРЧ сводится к проверке режимов транзисторов. Напряжения на коллекторах транзисторов VT1 и VT3 должны быть 1-1,5 и 1,5-2 В соответственно.
При необходимости подстройки режима подбирают резисторы R1 и R5.
Теперь можно подключить магнитную антенну и прослушать работу радиостанций.
Настройка входной цепи первого варианта сводится к подбору числа витков катушки L1, чтобы в диапазоне перестройки оказались желаемые радиостанции.
Усиление УРЧ желательно установить подстроечным резистором R8 так, чтобы достаточно громко принимались даже удаленные радиостанции, а шум и помехи на частотах, где нет радиостанций, практически не прослушивались.
Вероятные усовершенствования приемника могут быть такими: в первом каскаде УРЧ целесообразно установить полевой транзистор и отказаться от катушки связи, а схему позаимствовать из вышеприведенных описаний приемников.
Соответственно, несколько изменится и схема детектора с цепью АРУ.
Полевой транзистор можно установить и на входе УЗЧ: это повысит его входное сопротивление, что позволит использовать высокоомную нагрузку детектора и улучшит работу последнего.
Схема УЗЧ с полевым транзистором на входе изображена на рис. 4.43. Усилитель охвачен стопроцентной ООС по постоянному току; это достигается подсоединением истока транзистора VT1 через резистор R4 к «средней точке» выходного каскада.
В то же время ООС по переменному току ЗЧ ослаблена делителем R4 – R3, отношение этих сопротивлений определяет усиление всего УЗЧ по напряжению.
Для первого каскада желательно подобрать полевой транзистор с напряжением отсечки около 1,5 В – это автоматически обеспечит такое же напряжение, равное половине напряжения питания, и на средней точке выходного каскада. Более точно его можно установить подбором резистора R2.
В остальном схема УЗЧ мало отличается от описанных ранее. Усилитель очень экономичен: подбором типа и числа параллельно включенных диодов VD1, VD2 устанавливается ток покоя около 1 мА при еще незаметных искажениях. Этот усилитель с успехом можно использовать и как приставку к детекторному приемнику, и в других транзисторных приемниках.
Читать дальше – Радиотракт на микросхеме
Источник: http://amfan.ru/usovershenstvovannye-priemniki-pryamogo-usileniya/chuvstvitelnyj-priemnik/
Загрузка...