Пошаговая наладка приемника прямого преобразования. Простой трехдиапазонный ппп

Более десяти лет назад в журнале «Радио» было опубликовано описание приемника коротковолновика-наблюдателя , выполненного по супергетеродинной схеме на широкодоступных деталях. Многие радиолюбители начали свой путь в эфир с его постройки.

Сегодня, когда радиоспортсмены получили новый диапазон - 160 м, а также стали более доступными многие совершенные радиодетали, автор предлагает читателям новую разработку приемника, рассчитанного на работу именно в этом диапазоне.

Структурная схема приемника не изменилась-это тоже супергетеродин с одним преобразованием частоты н детектором смесительного типа. Но благодаря использованию полевых транзисторов и электромеханического фильтра (ЭМФ) в тракте приема в работе он практически ие уступает более сложным приемникам современных любительских радиостанций.

Чувствительность составляет единицы микровольт, что на диапазоне 160 м достаточно для приема весьма удаленных радиостанций, а селективность определяется ЭМФ и достигает 60...70 дБ при расстройке на 3 кГц выше или ниже полосы пропускания. Реальная же селективность (способность приемника противостоять помехам от мощных радиостанций, частота которых может и не совпадать с частотой настройки приемника) значительно повышена благодаря применению в смесителе двухзатворного полевого транзистора с линейными характеристиками.

Принципиальная схема

Разберем устройство и работу приемника по его принципиальной схеме, приведенной на рис. 1. Приемник состоит из смесителя на транзисторе VТ1, первого гетеродина на транзисторе VT2, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) на транзисторе VТ3 и микросхеме DA1, детектора смесительного типа на транзисторе VТ4, второго гетеродина на транзисторе VТ5, усилителя звуковой частоты (УЗЧ) на микросхеме DA2 и транзисторах VТ6, VТ7.

Входной сигнал любительского диапазона 160 м (полоса частот 1830...1930 кГц) поступает от антенны (ее подключают в гнездо XS1 или XS2) на входной двухконтурный полосовой фильтр, образованный катушками индуктивности LI, L2 и конденсаторами С3, С2, С4. Для подключения высокоомной антенны в виде отрезка провода длиной значительно меньше четверти длины волны служит гнездо XS1, соединенное с первым контуром (L1C3) входного фильтра через конденсатор С1.

Рис. 1. Принципиальная схема любительского КВ приемника Полякова (часть 1).

Низкоомную антенну (четвертьволновый «луч» длиной около 40 м, диполь или «дельта» с фидером из коаксиального кабеля) подключают через гнездо XS2 к отводу контурной катушки L1. Противовес, заземление или оплетку фидера антенны подключают к гнезду XS3, соединенному с общим проводом приемника.

Способ подключения каждой антенны подбирают экспериментально по максимальной громкости и качеству приема. При смене антенн может понадобиться некоторая подстройка контура L1C3.

Двухконтурный входной фильтр обеспечивает хорошую избирательность по зеркальному каналу приема, а также практически устранит перекрестные помехи, от мощных средневолновых радиовещательных станций. Выделенный фильтром сигнал подается на первый затвор полевого транзистора VT1.

На второй его затвор поступает через конденсатор С5 напряжение гетеродина. Делитель R1R2 задает необходимое напряжение смещения на этом затворе. Сигнал промежуточной частоты (500 кГц), являющийся разностью частот гетеродина и сигнала, выделяется в цепи стока смесителя контуром, образованным индуктивностью обмотки ЭМФ-Z1 и конденсатором С9.

Первый гетеродин приемника выполнен по схеме индуктивной трехточки на транзисторе VT2. Контур гетеродина составлен из катушки индуктивности L3 и конденсатора С7. Частоту гетеродина можно перестраивать в диапазоне 2330...2430 кГц конденсатором переменной емкости С6.

Резисторы R4 и R5 определяют режим работы транзистора по постоянному току. Развязывающие цепочки R3C10 и R5C13 защищают общую цепь питания от попадания в "нее сигналов гетеродина и промежуточной частоты.

Основную селекцию сигналов в приемнике выполняет ЭМФ Z1 с полосой пропускания 3 кГц. С его выходной обмотки, настроенной конденсатором С11 в резонанс на промежуточную частоту, сигнал поступает на усилитель ПЧ. Он выполнен на полевом транзисторе VТЗ и микросхеме (каскодном усилителе) DA1.

Общее усиление получается достаточно большим, и для выбора его оптимального значения в цепь истока транзистора VТЗ включен регулятор - подстроечный резистор R8. При увеличении его сопротивления уменьшается ток через транзистор, а с ним и крутизна переходной характеристики. Одновременно возрастает отрицательная обратная связь, и усиление уменьшается.

Высокое входное сопротивление первого каскада УПЧ на полевом транзисторе позволило получить минимально возможное затухание сигнала в ЭМФ основной селекции.

Чтобы избежать перегрузки УПЧ сильными сигналами, применена простейшая цепь автоматической регулировки усиления (АРУ). Напряжение ПЧ с выходного контура L4C17 подается через конденсатор связи С16 на параллельный диодный детектор (диод VD1).

Продетектированное напряжение отрицательной полярности поступает через сглаживающую цепочку R7C12 на затвор транзистора VТЗ и подзакрывает его, уменьшая тем самым усиление. Время срабатывания системы АРУ определяется постоянной времени R7C12, а время отпускания - постоянной времени R6C12 и составляет соответственно 10 и 50 мс.

Усиленный сигнал ПЧ с контура L4C17 поступает через катушку связи L5 на детектор, выполненный на полевом транзисторе VТ4. Сигнал второго гетеродина частотой около 500 кГц поступает на затвор этого транзистора через цепочку C18R12, создающую необходимое отрицательное напряжение смещения благодаря детектированию напряжения гетеродина р-п переходом затвора транзистора.

Положительные полуволны напряжения гетеродина открывают транзистор, и сопротивление его канала (промежутка исток - сток) становится малым. Отрицательные полуволны закрывают транзистор, и сопротивление канала резко возрастает. Таким образом транзистор работает в режиме управляемого активного сопротивления.

В цепи его канала образуется ток биений со звуковыми частотами, равными разности частот сигнала и гетеродина. Спектр однополосного сигнала переносится с ПЧ в область звуковых частот. Сигнал 34, сглаженный конденсатором С21, поступает на регулятор громкости R11, а с движка его - на усилитель ЗЧ.

Второй гетеродин приемника выполнен на транзисторе VТ5 по такой же схеме, что и первый. Нередко в подобных приемниках во втором гетеродине используют кварцевый резонатор на 500 кГц. Это удобно, но удорожает приемник.

В то же время стабильность частоты обычного LC генератора на данной частоте оказывается вполне достаточной по сравнению с кварцевой. Кроме того, появляется возможность использовать широкий ассортимент ЭМФ и подстроить второй гетеродин под любой из них.

Усилитель 34 выполнен на микросхеме DA2 (двухкаскадный усилитель напряжения) и транзисторах VТ6, VТ7 (составной эмиттерный повторитель). Цепочка R13C23 на входе УЗЧ служит для подавления сигнала ПЧ. Диод VD2, через который протекает коллекторный ток второго транзистора микросхемы, задает некоторое начальное смещение на базах выходных транзисторов. Это уменьшает искажения типа «ступенька».

Низкое выходное сопротивление составного эмиттер-ного повторителя позволяет подключать к приемнику как высокоомные, так и низкоомные головные телефоны и даже динамическую головку со звуковой катушкой сопротивлением не менее 4 Ом. При использовании динамической головки емкость разделительного конденсатора С27 нужно увеличить до 50...100 мкФ, чтобы избежать чрезмерного ослабления низших частот.

Детали и конструкция

Для питания приемника подойдет любой сетевой блок питания, обеспечивающий напряжение 9...І2 В при токе до 40...50 мА. Правда, такой ток приемник потребляет лишь при максимальной громкости звучания подключенной к его выходу динамической головки. В режиме же покоя или при работе на высокоомные головные телефоны приемник потребляет не более 10 мА.

Поэтому с такой нагрузкой питать приемник можно от батареи гальванических элементов или аккумуляторов общим напряжением около 9 В. В любом варианте питающее напряжение подают на гнезда XS6, XS7 в указанной на схеме полярности.

Теперь о деталях приемника и их возможной замене. Транзистор VТ1 может быть любой из серий КП306, КП350. Для некоторых из этих транзисторов может потребоваться подача небольшого положительного напряжения смещения на первый затвор.

Тогда в цепь его устанавливают разделительный конденсатор емкостью 75...200 пФ и два резистора сопротивлением 100 кОм...1 МОм по схеме, аналогичной схеме цепи второго затвора. Подбором резисторов добиваются тока стока 1...2 мА.

Для гетеродинов подойдут транзисторы КТ306, КТ312, КТ315, КТ316 с любыми буквенными индексами. Полевые транзисторы УПЧ и второго смесителя могут быть любые из серий КП303, однако при использовании транзисторов с большим напряжением отсечки (буквенные индексы Г, Д и Е) последовательно с резистором R8 в цепь истока полезно включить постоянный резистор сопротивлением 330...470 Ом, зашунтировав его конденсатором емкостью 0,01...0,1 мкФ. В этих каскадах можно также использовать транзисторы с изолированным затвором серии КП305.

Микросхема КП8УН2Б (старое обозначение К1УС182Б) заменима на К1УС222Б, а КП8УН1Д (К1УС181Д) -на К1УС221Д или другие микросхемы этих серий. В качестве выходных подойдут любые германиевые низкочастотные маломощные транзисторы соответствующей структуры. На месте VD1 и VD2 могут быть установлены маломощные германиевые диоды, например серий Д2, Д9, Д18, Д20, Д311.

Для описываемого приемника подойдет любой ЭМФ со средней частотой 460...500 кГц и полосой пропускания 2,1...3,1 кГц. Это может быть, скажем, ЭМФ-11 Д-500-3,0 или ЭМФ-9Д-500-3,0 с буквенными индексами В, Н, С, (например, ЭМФ-11 Д-500-3,ОС, использованный автором) . Буквенный индекс указывает, какую боковую полосу относительно несущей выделяет данный фильтр - верхнюю (В) или нижнюю (Н), или же частота 500 кГц приходится на середину (С) полосы пропускания фильтра. В нашем приемнике это не имеет значения, поскольку при налаживании частоту второго гетеродина устанавливают на 300 Гц ниже полосы пропускания фильтра, и в любом случае будет выделяться верхняя боковая полоса.

Возможно, у читателя возникнет вопрос: почему ЭМФ в приемнике должен выделять верхнюю боковую полосу, тогда как любительские радиостанции в диапазоне 160 м работают с излучением нижней боковой полосы? Дело в том, что при преобразовании частоты в данном приемнике спектр сигнала инвертируется, поскольку частота гетеродина установлена выше частоты сигнала, а промежуточная частота образуется как их разность.

Рис. 2. Каркас катушек индуктивности.

Для катушек индуктивности использованы готовые - каркасы с подстроечниками и экранами от контуров ПЧ малогабаритных транзисторных радиоприемников (в частности, от радиоприемника «Альпинист»). Эскиз такого каркаса приведен на рис. 2. После намотки катушки в секциях на каркас 3 надевают цилиндрический магнитопровод 2, а внутрь каркаса ввинчивают подстроечник 1. Затем эта конструкция заключается в алюминиевый экран размерами 12x12x20 мм.

Можно использовать каркасы с другим магнитопроводом и экраном. Число витков катушек в этом случае уточняют экспериментально. Например, при намотке катушек в броневых сердечниках СБ-9 число витков следует-уменьшить на 10 %.

Наматывают катушки суррогатным «литцендра-том» - четырьмя слегка скрученными проводниками ПЭЛ 0,07. Удобно использовать тот провод, которым были намотаны использованные катушки от контуров ПЧ. Лишь катушку первого гетеродина (L3)" можно намотать одножильным проводом ПЭЛ 0,17...0,25.

При намотке витки катушек равномерно распределяют по секциям каркаса. Катушку связи L5 наматывают поверх контурной L4. Катушки входных контуров L1 и L2 содержат по 62 витка, отвод у L1 сделан от 15-го витка, считая от нижнего по схеме вывода.

Катушка L3 содержит 43 витка с отводом от 9-го витка, также считая от нижнего по схеме вывода.

Рис. 3. Включение контура ПЧ в гетеродине.

Рис. 4. Включение контура ПЧ на входе приемника.

Контур ПЧ с катушками L4 и L5 использован готовый, без переделки. Его катушка L4 содержит 86 витков провода ЛЭ 4X0,07, a L5 -15 витков одножильного провода ПЭЛШО 0,07...0,1.

Катушка второго гетеродина L6 содержит 86 витков ЛЭ 4X0,07 с отводом от 1б-го витка. Здесь можно использовать готовую катушку контура ПЧ с катушкой связи, включив их по схеме на рис. 3 (L6 контурная катушка, L6a - катушка связи).

При монтаже нужно строго соблюдать полярность подпайки выводов, иначе гетеродин не возбудится.

Если возникнут трудности с намоткой входных катушек, их можно заменить контурами ПЧ. Емкость конденсаторов вводного фильтра при этом уменьшается: С1 - до 10 пФ, С2 - до 1...1.Б пФ, С3 и С4 - до 75 пФ. Правда, фильтр при этом получится не совсем оптимальным, поскольку контура будут обладать высоким характеристическим сопротивлением, но работать приемник будет вполне удовлетворительно.

Катушка связи первого контура (L1а) используется в таком варианте для подключения низкоомной антенны (рис. 4), катушка связи второго контура не используется.

Постоянные резисторы - любого типа мощностью рассеивания 0,125 или 0,25 Вт. Регулятор громкости R11-переменный резистор СП-1, желательно с функциональной характеристикой В, а регулятор усиления (подстроечный резистор R8) - СП5-16Б либо другой малогабаритный.

Конденсатор настройки С6 - подстроечный с воздушным диэлектриком (типа КПВ), содержащий 5 статорных и 6 роторных пластин. Число пластин подобрано экспериментально для получения диапазона перестройки ровно 100 кГц. При большем диапазоне затрудняется настройка на SSB станции - ведь в приемнике нет верньера.

При отсутствии такого конденсатора можно использовать малогабаритный КПЕ транзисторного радиовещательного приемника, включив последовательно с ним «растягивающий» конденсатор емкостью 40... 50 пФ. Конечно, конденсатор настройки полезно было бы оснастить простейшим верньером с замедлением 1:3...1:10.

Постоянные конденсаторы малой емкости, используемые в высокочастотных цепях (С1 - С9, С11, С14, С16 - С20),-керамические, типа КД, КТ, КМ, КЛГ, КЛС, К10-7 или подобные. Подойдут также слюдяные опрессованные конденсаторы КСО и пленочные ПО или ПМ. Конденсатор С2 можно выполнить в виде отрезка провода ПЭЛ 0,8...

1,0 (одна обкладка) с намотанными на нем 10...15-Ю витками провода ПЭЛШО 0,25 (другая обкладка). Емкость получившегося конденсатора легко подбирать, отматывая или доматывая витки провода. После настройки витки закрепляют клеем йли лаком.

В колебательных контурах приемника, особенно гетеродинных, желательно установить конденсаторы с малым температурным коэффициентом емкости (ТКЕ) - групп ПЗЗ, М47 или М75. Остальные конденсаторы, в том числе и оксидные (электролитические), могут быть любого типа.

Рис. 5. Печатная плата приемника (вид на дорожки).

Рис. 6. Печатная плата приемника (вид на компоненты).

Следует отметить, что емкость многих конденсаторов можно изменять в широких пределах без ухудшения качества работы приемника. Так, конденсаторы С14 и С16 могут быть емкостью 500...3300 пФ, С21 и С23 - 2700... 10 000 пФ, С10, С12, С13, С15, С24 - 0,01 ...0,5 мкФ. Емкость оксидных конденсаторов может отличаться в 2...3 раза от указанной на схеме.

Конденсатор С26 сравнительно большой емкости полезен при питании приемника от сильно разряженной батареи с высоким внутренним сопротивлением, а также от выпрямителя с недостаточной фильтрацией пульсирующего выпрямленного напряжения. В остальных случаях его емкость можно уменьшить до 50 мкФ.

При отсутствии необходимых деталей в приемнике могут быть некоторые изменения. Можно отказаться, например, от системы АРУ, исключив детали С16, VD1, R6, R7, С12. Нижний по схеме вывод выходной обмотки ЭМФ соединяют в этом случае с общим проводом.

Регулятор усиления по ПЧ в приемнике без АРУ лучше вынести на переднюю панель, а чтобы длинный провод к регулятору не был подвержен наводкам, на плате приемника следует установить блокировочный конденсатор, соединяющей исток транзистора VТЗ с общим проводом. Емкость его может быть 0,01...0,5 мкФ.

Рис. 6. Резак для изготовления печатной платы.

Если приемник будет работать только с высокоомными телефонами, можно исключить выходной каскад - транзисторы VТ6, VТ7 и диод VD2. Выводы 9 и 10 микросхемы DA2 в этом случае соединяют вместе и подключают к конденсатору С27, емкость которого можно уменьшить до 0,5 мкФ.

Все детали приемника, кроме гнезд, переменного резистора, конденсатора переменной емкости, смонтированы на плате (рис. 5) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Схема соединений составлена под микросхемы серии К118, но переделки не потребуется при использовании микросхем серии К122 - их гибкие выводы пропускают в имеющиеся отверстия в соответствии с цоколевкой микросхем. Для повышения стабильности работы приемника и устойчивости к самовозбуждению площадь фольги, образующей общий провод, оставлена максимальной.

Печатный монтаж можно выполнить по любой технологии- вытравить, прорезать канавки ножом или резаком. В последнем варианте удобно пользоваться специально заточенным резаком из отрезка ножовочного полотна (рис. 6).

Изолирующие канавки в фольге прорезают, часто покачивая инструмент из стороны в сторону и относительно медленно продвигая вперед. При некотором навыке плата «гравируется» таким способом довольно быстро.

Рис. 7. Чертежи шасси и крышки приемника.

При монтаже полевых транзисторов следует соблюдать меры по их защите от пробоя статическим электричеством и напряжениями наводок. Выводы транзисторов перемыкают между собой тонким гибким проводником, который удаляют после распайки выводов на плате. Корпус паяльника соединяют проводником с общим проводом платы.

Желательно использовать низковольтный паяльник, питающийся от сети через понижающий трансформатор. Непосредственно при пайке выводов транзистора VT1 вилку питания паяльника желательно вынимать из сетевой розетки.

Рис. 8. Расположение деталей на шасси КВ приемника.

Печатную плату укрепляют на шасси приемника (рис. 7), изготовленном из мягкого дюралюминия толщиной 2 мм. На передней панели (она закрыта декоративной накладкой) укреплены конденсатор переменной емкости С6, регулятор громкости R11 и гнезда XS4, XS5. Остальные гнезда, регулятор усиления R8 размещены на задней стенке шасси.

П-образная крышка шасси изготовлена из более тонкого полужесткого дюралюминия. Расположение платы и деталей на шасси показано на рис. 8, а внешний вид готового приемника - на рис. 9.

Конструкция корпуса (шасси) может быть и иной, важно лишь соблюсти следующие правила: конденсатор настройки расположить возможно ближе к катушке первого гетеродина, гнезда антенн -около входных контуров, а регулятор усиления - около транзистора VТЗ. Регулятор громкости и телефонные гнезда можно расположить в любом месте, но если длина соединительных проводников к ним составит несколько сантиметров, следует применить экранированный провод, оплетку которого соединить с общим проводом платы и с шасси.

Рис. 9. Внешний вид приемника.

Налаживание приемника

Перед налаживанием приемника нужно тщательно проверить монтаж и устранить ошибки. Затем, включив приемник, проверить авометром режимы работы транзисторов и микросхем.

Напряжение на эмиттерах выходных транзисторов (VТ6 и VТ7) должно составлять около 5,5 В (все значения указаны для напряжения питания 9 В). Работоспособность усилителя ЗЧ проверяют, прикоснувшись пинцетом к правому по схеме выводу резистора R13,- в головных телефонах должен прослушиваться фон переменного тока.

Напряжение на стоке транзистора VТ3 должно изменяться от 2...5 В до 8,5 В при перемещении движка подстроечного резистора R8. Ток транзистора VТ1 определяют, измерив напряжение на резисторе R3,- оно должно составлять 0,3... 1 В, что соответствует току 0,8...2,5 мА.

При недостаточном токе придется подать смещение на первый затвор, как описано выше, а при излишнем - увеличить сопротивление резистора R1. Работоспособность гетеродинов проверяют, присоединив щупы авометра к выводам конденсаторов С13 или C24. Напряжение на них должно составлять 5...7 В. Замыкание выводов катушек L3 и L6 должно вызывать уменьшение напряжения на 0,5... 1,5 В, что укажет на наличие генерации.

При отсутствии генерации следует искать неисправную деталь (обычно ей оказывается катушка индуктивности или транзистор). Все вышеописанные операции удобно выполнить до установки платы на шасси приемника. Конденсатор настройки С6 и регулятор громкости при этом можно не подключать.

Дальнейшее налаживание сводится к настройке контуров приемника на нужные частоты. При этом желательно пользоваться хотя бы простейшим генератором стандартных сигналов (ГСС). Установив плату на шасси и выполнив недостающие соединения, подают (через конденсатор емкостью 20...1000 пФ) с ГСС на затвор транзистора VТ3 немодулированный сигнал частотой 500 кГц.

Контур ПЧ L4C17 настраивают по максимуму напряжения АРУ, которое измеряют авометром на конденсаторе С12. Амплитуду выходного сигнала ГСС следует поддерживать такой, чтобы напряжение АРУ не превышало 0.5...1 В. Регулятор усиления R8 при этом устанавливают в положение, при котором напряжение на стоке транзистора VТЗ составляет Б...6 В. Второй гетеродин подстраивают до получения биений - громкого свистящего звука в телефонах, подключенных к выходу усилителя ЗЧ. Контур L4C17 можно настроить и по максимальной громкости биений.

Подав сигнал ГСС через тот же конденсатор связи на первый затвор транзистора VТ1 (входной контур отключать не нужно), настраивают ГСС на среднюю частоту полосы пропускания ЭМФ и подбирают емкость конденсаторов С9 и СП по максимуму напряжения АРУ или по максимальной громкости тона биений на выходе приемника.

Одновременно подстроечником катушки L6 следует установить частоту второго гетеродина вблизи нижней граничной частоты полосы пропускания ЭМФ. Если использован фильтр ЭМФ-9Д-500-3.0В, а генератор перестраивается от частоты 500 кГц и выше, низкий тон биений должен появляться при частоте 500,3 кГц, затем тон должен повышаться и исчезать при частоте 503 кГц. В случае использования другого фильтра частоты настройки ГСС соответственно сдвинутся, но картина явлений останется прежней.

Последний этап налаживания - настройка контуров первого гетеродина и входного фильтра. Подав с ГСС сигнал частотой 1880 кГц на гнездо XS2, настраивают на эту частоту приемник - вращением подстроечника катушки L3. Ротор конденсатора настройки С6 при этом должен находиться в среднем положении. Подстроечниками катушек L1 н L2 устанавливают максимальную громкость приема.

В заключение измеряют диапазон перестройки приемника (он должен охватывать весь любительский диапазон 160 м) и проверяют уменьшение чувствительности на краях диапазона. Если оно не превышает 1,4 раза, полоса пропускания входного фильтра достаточна. В противном случае для ее расширения несколько увеличивают емкость конденсатора связи С2. Окончательно подстраивают входные контура приемника и устанавливают оптимальное усиление по ПЧ при приеме сигналов любительских станций.

В случае отсутствия ГСС тракт ПЧ настраивают по максимуму шума на выходе приемника, а частоту второго гетеродина устанавливают по тону этого шума. При настройке второго гетеродина на центр полосы пропускания ЭМФ шум имеет наиболее низкий тон.

На этом этапе настройки следует убедиться, что основная доля шума поступает с первого каскада на транзисторе VТ1. С этой целью замыкают выводы входной обмотки ЭМФ (к ним припаян конденсатор С9) - громкость шума должна значительно уменьшиться. По максимуму шума подбирают конденсаторы С9 и С11, установив движок резистора R8 в положение максимального усиления.

Контур гетеродина и входные контура настраивают при приеме любительских станций. Чтобы обнаружить их, антенну можно подключить через конденсатор емкостью 20...40 пФ к первому затвору транзистора VТ1. Установив диапазон приемника подстроечником катушки L3, подстраивают контур L2C4 по максимальной громкости приема, а затем, переключив антенну в гнездо XS2, окончательно подстраивают оба контура входного фильтра.

Уточнить установку частоты второго гетеродина можно, найдя в эфире немодулированную несущую и перестраивая приемник конденсатором С9. При уменьшении его емкости приемник перестраивается вверх по частоте, и тон биений должен появляться с частотой около 300 Гц и пропадать с частотой около 3 кГц. Усиление по ПЧ устанавливают подстроечным резистором R8 таким, чтобы собственный шум приемника негромко прослушивался без антенны, а при подключении наружной антенны длиной не менее 10 м заметно возрастал - это и будет признаком достаточной чувствительности приемника.

При испытаниях этот радиоприемник в вечернее время принимал на комнатную антенну сигналы многих любительских радиостанций, расположенных в европейской и азиатской частях СССР, включая Карелию, Прибалтику, Закавказье, Поволжье и Западную Сибирь.

В. Поляков (RA3AAE).

Поляков Владимир Тимофеевич - доцент кафедры физики Московского ордена Ленина института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, кандидат технических наук, родился в 1940 году. Уже в девять лет собрал свою первую радиоконструкцию - детекторный приемник, а в двенадцать - ламповый, усилитель. Учась в старших классах, освоил супергетеродинный приемник,смонтировал телевизор. Затем- учеба в Московском физико-техническом институте, увлечение магнитной записью, работа на коллективной радиостанции, постройка личной радиостанции. Его позывной RA3AAE сегодня известен радиоспортсменам всех континентов. Он - автор 10 изобретений, 100 публикаций, в том числе нескольких книг.

Литература:

1. Поляков В. Приемник коротковолновика-наблюдателя, Р-1676-2.
2. Поляков В. Усовершенствование приемника коротковолновика-наблюдателя, Р-1976-7.
3. Поляков В. Полосовые фильтры иа входе приемника коротковолновика-наблюдателя, Р-1976-10.
4. Казанский И. В., Поляков В. Т. Азбука коротких волн, 1978.

Принципиальная схема самодельного коротковолнового приемника для работы на частотах всех радиолюбительских диапазонов от 160 метров до 10 метров. Названлабораторным (экспериментальным), потому что работает совместно с двумя лабораторными приборами, - генератором ВЧ и подключенным к нему частотомером. Генератор ВЧ используется как гетеродин приемника, а частотомер как шкала настройки.

Особенности приемника

Приемник собран по схеме прямого преобразования, имеет чувствительность не хуже 1 мкВ. Может принимать сигналы радиостанций, работающих телефоном (SSB) и телеграфом (CW).

Органов управления приемником получается довольно много, - перестраиваемый входной контур, регулятор чувствительности, а так же, органы настройки частоты и регулировки выходного напряжения работающего с приемником ГВЧ, и регулятор громкости имеющийся в наушниках (используются «связные» наушники ТОН-2, электромагнитные высокоомные с регулятором в тройнике).

Принципиальная схема

Сигнал от антенны поступает на входной контур, состоящий из набора последовательно включенных катушек L1-L6 и переменного конденсатора С1. Все катушки готовые высокочастотные дросселя промышленного производства. Их подстраивать не нужно. Контур перестраивается на диапазоны скачками с помощью переключателя S1 (галет-ный переключатель с керамическими платами).

Плавная настройка - переменным конденсатором С1 7-180 пФ, односекционным (конденсатор настройки от старого карманного приемника «Юность»). Емкость конденсатора не подобрана по перекрытию диапазонов, поэтому, пределы перестройки захватывают существенно и соседние диапазоны.

Если необходимо, можно ограничить диапазон перекрытия С1 подключением последовательно ему конденсатора, снижающего его максимальную емкость, и параллельно, повышающего его минимальную емкость.

Но это усложнит коммутацию, так как добавочные емкости будут разными для различных диапазонов. Впрочем, можно выбрать и оптимальный вариант, приемлемый для всех диапазонов, если есть необходимость в такой настройке.

Рис. 1. Принципиальная схема всеволнового (160м-10м) лабораторного КВ применика на четырех транзисторах.

С входного контура сигнал поступает на УРЧ на двухзатворном полевом транзисторе VT1 типа BF966. Здесь можно использовать и отечественные двухзатворные полевые транзисторы, например, КП350. С помощью резистора R3 можно регулировать постоянное напряжение на втором затворе VT1, что изменяет коэффициент передачи каскада, и таким образом влияет на чувствительность.

Нагружен УРЧ дросселем L7, индуктивностью 100 мкГн. С него сигнал поступает на смеситель, выполненный на полевом транзисторе VТ2. Это ключевая схема преобразователя частоты.

На затвор поступает напряжение гетеродина, в данном случае, напряжение с выхода лабораторного генератора ВЧ, и с каждым периодом транзистор открывается. На выходном фильтре C7-R8-C8 результат интегрируется в результат преобразования.

Для ВЧ полевой транзистор физически работает как активное сопротивление. И шума не больше чем от обычного резистора. Поэтому можно добиться значительной чувствительности весьма простым способом.

Вывести преобразователь частоты на оптимальный режим работы можно либо задавая на затворе VТ2 постоянное напряжение смещения (отрицательное), либо выбрав достаточно большую амплитуду напряжения гетеродина (несколько вольт).

Здесь оптимального результата достигают регулируя уровень напряжения ВЧ на выходе ГВЧ, так чтобы получить наилучшее качество приема. Но ГВЧ должен быть таким, чтобы максимальное напряжение на его выходе было достаточным с запасом (не ниже ЗV).

С выхода фильтра НЧ C7-R8-C8 низкочастотный сигнал поступает на усилитель НЧ на двух транзисторах VТЗ и VТ4. Усилитель выполнен по схеме с гальванической связью между каскадами.

Режим работы по постоянному току устанавливается автоматически. Нагружен УНЧ на высокоомные головные телефоны «ТОН-2» сопротивлением 1600 Ом с встроенным в тройник резистором - регулятором громкости. Поэтому собственного регулятора громкости в схеме нет.

Детали

В приемнике нет ни одной самодельной намоточной детали. Все катушки, - это дросселя высокочастотные промышленного производства. Номинальные индуктивности дросселей входного контура должны соответствовать указанным на схеме.

Индуктивность дросселя L7 может быть от 80 до 200 мкГн. Можно использовать и самодельные катушки соответствующей индуктивности.

Горчук Н. В. РК-2010-04.

Путь в эфир начинающего радиолюбителя нередко начинается с постройки несложного по схеме и конструкции приемника прямого преобразования (другое название – гетеродинный приемник). Но, как правило, это однодиапазонные конструкции . Реализация многодиапазонных ППП традиционным путем (с переключением контуров гетеродина и входного фильтра многоконтактным галетным или барабанным переключателем, или используя сменные платы с контурами ) приводит не только к существенному усложнению конструкции и налаживания, но и появлению проблем со стабильностью частоты ГПД.

Но есть и другой, более удачный с точки зрения автора, подход. Вспомним, что частоты основных радиолюбительских КВ диапазонов образуют правильную геометрическую прогрессию, такую, что гармоники нижних диапазонов попадают на частоты других, более высокочастотных диапазонов. Поэтому имеется замечательная возможность применить в многодиапазонном ППП один не переключаемый гетеродин, работающий только на одном диапазоне, и который имеет, как правило, лучшую стабильность частоты, т.к. его монтаж получается компактнее и жестче, а главное — в его контурной цепи отсутствуют переключающие, а значит нестабильные, контакты. Структурная схема такого ГПД возможна в двух вариантах – с задающим генератором, работающим на самом высокочастотном диапазоне с последующим делением частоты цифровыми счетчиками (например, такой способ реализован в ) или с задающим генератором, работающим на частоте самого низкочастотного диапазона с последующим умножением частоты в буферных каскадах. Последний способ реализован в очень интересной конструкции И.Григорова . Более того, используя свойство ключевого смесителя работать на гармониках частоты гетеродина, можно вообще обойтись без умножения частоты, что и положено в основу конструкции этого приемника. Несмотря на внешнее сходство со схемой, предлагаемый вашему вниманию приемник благодаря оптимизации работы смесителя имеет лучшие на порядок чувствительность и ДД, повышенную избирательность по соседнему каналу, меньшие габариты, более экономичен, но при этом проще в изготовлении и налаживании. В нем нет дефицитных деталей и построить его смогут даже малоопытные радиолюбители. Внешний вид приемника приведен на фото

Основные технические характеристики:

1. Диапазоны рабочих частот, МГц …………………………………………………….7, 14, 21
2. Полоса пропускания приемного тракта (по уровню –6 дБ), Гц ……… 300…2600
3. Чувствительность приемного тракта с антенного входа, мкВ, при отношении сигнал/шум 10 дБ, не хуже……………………………………………………………………..0,7
4. Динамический диапазон по перекрестной модуляции (ДД2), дБ, при 30% АМ и расстройке 50 кГц, не менее ……………………………………………………..75
5. Избирательность по соседнему каналу, дБ, при расстройке от частоты несущей на 10 кГц, не менее ……………………………………………………….70
6. Ток, потребляемый от внешнего стабилизированного источника питания с напряжением 9В, мА, не более ………………………………………………. 10

Принципиальная схема приемника приведена на рис.1. Сигнал с антенного разъема подается на регулируемый аттенюатор, выполненный на сдвоенном потенциометре R1. По сравнению с одиночным потенциометром подобное решение обеспечивает бОльшую глубину регулировки ослабления (более 60дБ) во всем КВ диапазоне, что позволяет обеспечить оптимальную работу приемника практически любой антенной. Далее сигнал через катушку связи L1 поступает на двухконтурный полосовой фильтр (ПДФ) L2C5, L3C10 с емкостной связью через конденсатор С9. Переключение диапазонов производится тумблером SA1, имеющем нейтральное (незамкнутое) положение контактов. В положении контактов, показанном на схеме включен диапазон 21МГц. При переключении на 14МГц к контурам подключаются дополнительные конденсаторы С1,С3 и С6,С14, смещающие резонансные частоты контуров на середину рабочего диапазона. При переключении на диапазон 7МГц к контурам ПДФ подключаются не только конденсаторы С2,С4 и С8,С15, но и дополнительный конденсатор связи С7, что необходимо для получения оптимальной формы АЧХ ПДФ на этом диапазоне.

Нагрузкой ПДФ служит однотактный ключевой смеситель на основе полевого транзистора VT1. Это важный узел, «сердце» приемника, определяющий его основные параметры и заслуживает особого внимания.

В процессе моих экспериментов с ключевыми смесителями ППП было обнаружено , что ключевой смеситель гетеродинного приемника, нагруженный по выходу емкостями, со стороны входа работает как узкополосный синхронный фильтр (СФ), с центральной частотой на частоте гетеродина и полосой пропускания равной удвоенной полосе пропускания по ЗЧ. Физические основы этого явления достаточно доступно были изложены в . Обратите внимание, что на частотах верхних КВ диапазонов добротность этого простого СФ достигает совершенно фантастических величин — тысяч и десятков тысяч! Например

— при полосе по ЗЧ для приема SSB сигнала 2,5кГц – более 4000 (на 21МГц)

— при полосе по ЗЧ для приема CW сигнала 0,8кГц – более 12000 (на 21МГц).

Более того, ярко выраженная частотная зависимость входного сопротивления ключевого смесителя при высокоомной нагрузке последнего повышает селективность подключенного к нему ПДФ. При этом на пологой АЧХ входного контура (или ПДФ) появляется острый пик шириной, равной удвоенной полосе пропускания по НЧ (в данном случае примерно 5 кГц). Центральная частота этого пика совпадает с частотой настройки гетеродина и перестраивается вместе с ней. При этом эффект повышения добротности контура тем больше, чем выше соотношение нагруженной и конструктивной добротности, и фактически равен этому соотношению (разумеется при достаточно большом сопротивлении нагрузки смесителя гетеродинного приемника, или если угодно, СФ). Для классической системы согласования контура (внесенное сопротивления источника/нагрузки равны) повышение добротности контура не превысит 2раз. Поэтому выгодно уменьшать коэффициент включения источника сигнала — согласованной антенны и применить полное подключение к контуру смесителя, имеющего в свою очередь, высокоомную нагрузку. При этом внеполосные помехи существенно ослабляются, чувствительность и, соответственно, ДД в виду исключительно малых потерь во входных цепях приемника существенно возрастают. И это дает нам возможность создавать более совершенные приемники на принципе прямого преобразования.

Но вернемся к принципиальной схеме ППП. Для реализации высоких селективных свойств смесителя применено полное подключение к ПДФ, а нагрузка смесителя по сравнению с традиционной повышена в несколько раз – до 5-10кОм. Полевой транзистор VT1, включен в режиме управляемого сопротивления. При малых напряжениях сток-исток, независимо от полярности, канал полевого транзистора ведет себя как обычное сопротивление. Его значение можно менять от нескольких мегоом при запирающем напряжении на затворе до десятков ом при отпирающем. Таким образом, при подаче гетеродинного напряжения через конденсатор С17 на затвор, получится почти идеальный смеситель. Запирающее напряжение на затворе устанавливается автоматически из-за выпрямляющего действия p-n перехода (автосмещение) транзистора VT1. При этом изменяя амплитуду гетеродинного напряжения, а значит и величину запирающего напряжения на затворе, мы может устанавливать в широких пределах относительную длительность открытого состояния канала, или скважность. При преобразовании на гармониках для выравнивания чувствительности по диапазонам скважность открытого состояния выбрана близкой к 4, что в данной схеме получается автоматически, т.к. преобразователь спроектирован так, что не требует кропотливой работы по подбору напряжения гетеродина. Для этого достаточно лишь выбрать полевой транзистор VT1 с напряжением отсечки, меньшем чем у VT2, не менее, чем в 2 раза.

К достоинствам смесителя относится очень малая мощность, потребляемая от гетеродина, поэтому последний практически не нагружается, что позволило отказаться от буферного каскада и тем самым упростить схему. Развязка входных и гетеродинной цепей однотактного смесителя на полевом транзисторе при его работе на основной частоте ГПД в основном определяется проходной емкостью сток-затвор транзистора, что в общем случае является одним из существенных его недостатков, затрудняющая успешное применение его на ВЧ диапазонах. В данном случае такой проблемы нет, т.к. только на диапазоне 7МГц смеситель работает на основной частоте ГПД, а на диапазоне 14МГц – на второй гармонике ГПД, а на 21МГц –соответственно на третьей, при этом на верхних диапазонах реально сигналов с такой частотой нет, а имеющийся остаточный сигнал ГПД частотой порядка 7МГц очень эффективно подавляются ПДФ диапазонов 14 и 21МГц. Наименьшее подавление сигнала ГПД будет на 7МГц диапазоне, но и здесь его подавление(на антенном входе) превышает 60дБ – вполне достаточно для нормальной работы приемника.

Гетеродин выполнен по схеме индуктивной трехточки (схема Хартли) на полевом транзисторе VT2. Контур гетеродина содержит катушку L4 и конденсаторы С11-С13. Конденсатором переменной емкости (КПЕ) С11 частота генерации перестраивается в пределах 6,99-7,18МГц, что соответствует по второй гармонике диапазону 13,98-14,36Мгц, а по третьей — 20,97-21,54МГц. Связь контура с цепью затвора VT2 осуществляется посредством конденсатора С16, на котором, благодаря выпрямляющему действию p-n перехода транзистора VT2, образуется автосмещение, достаточно жестко стабилизирующее амплитуду колебаний. Так, например, при возрастании амплитуды колебаний запирающее выпрямленное напряжение также увеличивается и усиление транзистора падает, уменьшая коэффициент положительной обратной связи (ПОС). Собственно, ПОС получается при протекании тока транзистора по части витков катушки L4. Отвод к истоку сделан от 1/3 части общего числа витков.

Основная фильтрация сигнала в ППП осуществляется на низкой частоте фильтром нижних частот (ФНЧ) и потому качество работы приемника во многом определяется селективностью его ФНЧ. Для улучшения помехоустойчивости и селективности приемника на входе УНЧ применен двухзвенный ФНЧ C18L5C19L6C24с частотой среза примерно 2,7кГц, составленный из двух последовательно включенных П-образных LC звеньев. Конденсатор С21 образует дополнительный полюс затухания за полосой среза и тем самым обеспечивает увеличение крутизны спада АЧХ до 40дБ/октаву. , что позволило исключить из конструкции ППП трудоемкие в изготовлении низкочастотные катушки. В числе положительных свойств этого решения можно отметить малые габариты фильтра, высокую линейность при больших уровнях сигналов благодаря наличию в магнитопроводе немагнитного зазора (Кг меньше 1% при входном 1Вэфф), малую чувствительность к наводкам благодаря хорошей штатной экранировке. Следует отметить, что лучшее подавление (на 3 дБ) в двухзвенном ФНЧ получается при перекрестном соединении катушек.

Несмотря на то, что нагрузка ФНЧ (входное сопротивление УЗЧ порядка 5-10кОм) выбрана существенно больше характеристического сопротивления ФНЧ (что требуется для реализации хороших селективных свойств смесителя) неприятного характерного «звона» сигнала не наблюдается, т.к. в виду небольшой добротности катушек ГУ форма АЧХ ФНЧ имеет лишь небольшой подъем в области верхних звуковых частот, что благоприятно для улучшения разборчивости речи.

УЗЧ приемника двухкаскадный, с непосредственной связью между каскадами. Он собран по типовой схеме на современных малошумящих транзисторах VT3, VT4 с высоким коэффициентом передачи тока. Благодаря стопроцентной отрицательной обратной связи по постоянному току режимы транзисторов по постоянному току устанавливаются автоматически и мало зависят от колебаний температуры и напряжения питания. Чтобы входное сопротивление УЗЧ мало зависело от разброса параметров транзисторов, сопротивление резистора R6 относительно небольшим (15кОм). Нагрузкой УЗЧ служат высокоомные телефоны ТОН-2 с сопротивлением по постоянному току 4,4кОм, которые включаются непосредственно в коллекторную цепь транзистора VT4(через разъем Х3), при этом через их катушки протекает и переменный ток сигнала и постоянный ток транзистора, что дополнительно подмагничивает телефоны и улучшает их работу. . Конденсатор С27 совместно с индуктивностью последовательно включенных наушников образует резонасный контур с частотой примерно 1,2кГц, но из-за большого активного сопротивления обмоток добротность последнего невысока — полоса пропускания по уровню -6дБ примерно 400-2800Гц, поэтому его влияние на общую АЧХ не очень существенно и носит характер вспомогательной фильтрации и небольшой коррекции АЧХ. Так любителям телеграфа можно выбрать С27=22-33нФ, тем самым мы сместим резонанс вниз на частоты 800-1000Гц. Если сигнал глуховат и для улучшения разборчивости речевого сигнала нужно обеспечить подъем верхних частот, можно взять С27=2,2-4,7нФ, что поднимет резонанс вверх до 1,8-2,5кГц.

Конструкция и детали . Большинство деталей приемника смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размером 41х99мм, чертеж которой со стороны печатных проводников приведен на рис. 2,

а расположение деталей – на рис.3.

Чертёж печатной платы в формате lay можно . Плата рассчитана на установку малогабаритных радиодеталей – резисторы С1-4, С2-23, МЛТ-0,062. При применении более крупных резисторов (0,125 или0,25Вт) их следует устанавливать вертикально. Керамические контурные конденсаторы термостабильные КМ, К10-17или аналогичные импортные(дисковые оранжевые с черной точкой или многослойные с термостабильностью МР0). Триммеры CVN6 фирмы BARONS или аналогичные малогабаритные. Конденсаторы С18,С19,С21,С24 желательно выбирать термостабильные — пленочные, металлопленочные например малогабаритные импортные серий МКТ,МКР и аналогичные. Остальные керамические блокировочные и электролитические – любого типа малогабаритные.

Катушки приемника L1-L4 выполнены на малогабаритных каркасах от контурных катушек ПЧ 10,7Мгц размерами 8х8х11 мм (рис. 4) от широко распространенных недорогих импортных

радиоприемников и магнитол. Катушки L2-L4 содержат по 18 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,13-0,23мм, отвод у катушки L4 сделан от шестого витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 3 витка такого же провода. Намотку следует проводить с максимальным натяжением провода, равномерно размещая витки во всех секциях каркаса, после чего катушка плотно фиксируется штатной капроновой гильзой. Весь контур заключен в штатный латунный экран. При необходимости все катушки можно выполнить на любых других, доступных радиолюбителю каркасах, разумеется изменив число витков для получения требуемой индуктивности и, соответственнно, подкорректировав чертеж печатной платы под новый конструктив. Например, для широко распространенных каркасов контуров ПЧ от старых телевизоров диаметром 7,5-8,5мм с подстроечниками СЦР-1 (М6х10) и прямоугольными (могут быть и круглыми) экранами, катушки L2-L4 содержат по 12 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,4-0,7мм, намотанных на длине 10мм, при этом отвод у катушки L4 сделан от четвертого витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 2 витка такого же провода.

В качестве катушек L5, L6 ФНЧ с успехом можно применять любые доступные новые или б/у универсальные головки кассетных стереомагнитофонов отечественного или импортного производства. Их индуктивность, как правило, находится в диапазоне 60-180мГ, что нам вполне подходит, только для сохранения частоты среза ФНЧ надо обратнопропорционально изменить номиналы конденсаторов C18,C19,C21,C24. Это будет легко сделать на слух в процессе первых испытаний приемника в эфире.

КПЕ может быть любым, но обязательно с воздушным диэлектриком, иначе будет трудно получить приемлемую стабильность ГПД. Применение КПЕ с воздушным диэлектриком почти автоматически обеспечит нам весьма высокую стабильность ГПД без принятия специальных мер по термостабилизации. Так, в авторском варианте ГПД (контурный конденсатор С13 КМ-5 группы М47) этот приемник на 21МГц при питании от «Кроны» держит SSB станцию не менее получаса, т.е абсолютная нестабильность (по третьей гармонике) не хуже 150-200Гц! Очень удобны КПЕ от УКВ блоков старых промышленных приемников, которые еще часто встречаются на наших радиорынках. Именно такой применен в авторской конструкции. Они имеют встроенный верньер 1:4, что существенно облегчает настройку на SSB станцию. Включив параллельно обе секции, получим емкость примерно 8-34пФ.Растягивающие кондесаторы С12,С13 служат для точной укладки диапазонов и их величина выбирается в зависимости от имеющегося в наличии КПЕ. Расчетные значения растягивающих конденсаторов для наиболее распространенных КПЕ приведены в табл.1.

Головные телефоны электромагнитные, обязательно высокоомные (с катушками электромагнитов индуктивностью примерно 0,5Гн и сопротивлением по­стоянному току 1500…2200 Ом), например, типа ТОН-1, ТОН-2, ТОН-2м, ТА-4, ТА-56м. При согласно-последовательном включении, т.е «+»одного соединен с»- «другого, имеют общее сопротивление по постоянному току 3,2-4,4 кОм, по переменному примерно 10-12кОм на частоте 1кГц. Вилка включения телефонов заменяется стандартным трех- или пятиштырьковым разъемом от звукозаписывающей бытовой аппаратуры (СГ-3,СГ-5 или аналогичные импортные) – на схеме XS3. Между выводами 2 и 3штыревой части разъема устанавливают перемычку, которая служит для подключения батареи питания GB1. При отсоединении телефонов питание приемника будет отключаться автоматически. Плюсовый провод телефонов соединяется с выводом 2 разема, что обеспечит сложение магнитных потоков, создаваемых током подмагничивания и постоянными магнитами телефонов.

Разъем ХS3 предназначен для подключения зарядного устройства или, в случае отсутствия встроенного аккумулятора, внешнего блока питания. Блок питания годится любой промышленного изготовления или самодельный, обеспечивающий стабилизированое напряжение +9…12В при токе не менее 12-15 ма. Для автономного питания можно применять любые батарейки или аккумуляторы, размещенные в специальном контейнере. Например, очень удобен малогабаритный аккумулятор на 8,4В размером с «Крону» и емкостью 200мА/час, которого хватает практически на сутки напрерывной работы приемника.

В смесителе хорошо работают современные полевые транзисторы с p-n переходом, с минимальной проходной емкостью и малым напряжением отсечки – BF245A, J(U)309, КП307А,Б,КП303А,Б,И. В гетеродине можно применить любые современные полевые тразисторы с p-n переходом и анпряжением отсечки не менее 3,5-4В BF245C.J(U)310, КП307Г, КП303Г,Д,Е, КП302Б,В и т.п.

В качестве VT3,VT4 применимы любые кремниевые с коэффициентом передачи тока на менее 100, желательно малошумящие, например отечественные КТ3102Д,Е или широко распространенные недорогие импортные 2N3904, BC547-549, 2SC1815 и т.п.

Вид на внутренний монтаж приведён на рис.5. Конструкция шкального механизма видна на фото. В верхней части передней панели вырезано прямоугольное окно шкалы, сзади которого на расстоянии 1мм закреплен винтами М1,5 длиной 15мм подшкальник. На эти же винты насажены промежуточные капроновые ролики диаметром 4мм, обеспечивающие необходимый ход тросика. Диск верньера применен стандартный, диаметром 13мм от блоков УКВ старых приемников. Шкала линейная, с отображением всех трех диапазонов. Ось, на котором закреплена ручка настройки, использована от переменного резистора типа. От этого же резистора использованы элементы крепления оси на передней панели (см.рис.6).

На оси следует сделать небольшую проточку (полукруглым надфилем, зажав в патрон электродрели ось), в которую укладывают тросик (два витка вокруг оси). Стрелка шкалы – отрезок провода ПЭВ диаметром 0,55мм.

Налаживание. Правильно смонтированный приемник с исправными деталями начинает работать, как правило, при первом же включении. Проверить общую работоспособность основных узлов приемника можно при помощи обычного мультиметра. Сначала, включиво мультиметр в режиме измерения тока в разрыв цепи питания, проверяем, что потребляемый ток не превышает 12-15мА, в наушниках должны негромко прослушиваться собственные шумы приемника. Далее, переключив мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, измеряем напряжение на эмиттере VT4 составляет примерно 0,5В. При исправном УЗЧ прикосновение руки к его входным цепям должно вызывать появление в динамике громкого, рычащего звука. О работоспособности гетеродина свидетельствует наличие на затворах VT1, VT2 отрицательного напряжения автосмещения порядка нескольких вольт.

Настройка приемника проста и сводится к укладке частоты гетеродина на диапазоне 7МГц и настройке входных контуров ПДФ по максимуму сигнала. Удобно это делать при помощи генератора стандартных сигналов(ГСС). Переключаем приемник на диапазон 7МГц. ГСС настраиваем на частоту 6,98 МГц и, установив уровень его выходного сигнала порядка 30-100мВ, подключаем его к антенному гнезду приемника. Ротор КПЕ переводим в положение максимальной емкости. Установив переключатель диапазонов в положение 7МГц, вращением сердечника катушки L4 добиваемся прослушивания сигнала ГСС. Если это не удается, корректируем емкость кондесатора С12. Перестроив приемник на верхний конец диапазона, убеждаемся, что верхняя частота приема не менее, чем 7,18Мгц. При необходимости добиваемся этого подбором емкости конденсатора С13. После проведенных изменений, процедуру установки начала диапазона надо повторить.

Теперь можно приступать к градуировке механической шкалы. Ее градуируют на диапазоне 7МГц с помощью ГСС с интервалом 1,2 или 5кГц – в зависимости от линейных размеров самой шкалы. Поскольку ГПД у нас не переключаемый, разметка шкалы, сделанная на диапазоне 7МГц, справедлива и для верхних диапазонов, разумеется с учетом множителя 2 и 3. Авторский вариант разметки шкалы хорошо виден на фото внешнего вида.

Настройку контуров ДПФ следует начинать с диапазона 21Мгц. Подключив к выходу приемника индикатор уровня выходного сигнала (миливольтметр переменного тока, осцилограф, а то и просто мультиметр в режиме измерения переменного напряжения к выводам конденсатора С27) устанавливаем частоту ГСС на середину диапазона, т.е. 21,22МГц. Настроившись приемником на сигнал ГСС поочередным вращением сердечников катушек L2,L3 добиваемся максимального уровня сигнала(максимальной громкости приема). По мере роста громкости следует при помощи плавного аттенюатора R1 поддерживать уровень сигнала на выходе УНЧ примерно 0,3-0,5В.Если при вращении сердечника после достижения максимума наблюдается снижение шумов, это свидетельствует что входной контур у нас настроен правильно, возвращаем сердечник в положение максимума и можем приступать к следующему диапазону. Если вращением сердечника(в обе стороны) не получается зафиксировать четкий максимум, т.е сигнал продолжает расти, то наш контур неправильно настроен и понадобится подбор конденсатора. Так если сигнал продолжает увеличиваться при полном выкручивании сердечника, емкость конденсатора контура С5(или С11) надо немного уменьшить, как правило(если катушка выполнена правильно) достаточно поставить следующий ближайший номинал. И опять проверяем возможность настройки входного контура в резонанс. И наоборот, если сигнал продолжает уменьшаться при полном вкручивании сердечника, емкость конденсатора контура С5(или С11) надо увеличить. Аналогичным образом настраиваем контура ПДФ диапазонов 14Мц и 7МГц, установив частоту ГСС 14,18 и 7,05Мгц соответственно, но только регулировкой триммеров (сердечники катушек L2,L3 при этом уже не трогаем).

Укладку диапазонов и градуировку шкалы можно провести и без ГСС, но нам понадобится контрольный приемник, в качестве которого можно применить любой исправный приемник (связной или радиовещательный), имеющий хотя бы один широкий или несколько растянутых КВ диапазонов – не критично. Наиболее близким к любительским диапазонам является радиовещательный 41м диапазон, который в реальных приемниках как правило охватывает и частоты ниже 7100кГц, по крайней мере до 7000кГц.

Разумеется, проще всего проводить калибровку при помощи связного приемника (особенно с цифровой шкалой) или переделанного (со встроенным детектором смесительного типа) радиовещательного АМ. Если у вас нет такого, а просто обычный АМ приемник – можно конечно попробовать ловить на слух присутсвие мощной несущей, как рекомендуется в некоторых описаниях, но, откровенно говоря, это занятие не для слабонервных — затруднительно сделать даже при поиске основной частоты ГПД, не говоря уже о гармониках. Поэтому не будем мучаться — если контрольный приемник любит АМ, давайте сделаем ему АМ! Для этого (см.рис.1) соединим выход УНЧ(коллектор VT4) с его входом(базаVT3) при помощи вспомогательного конденсатора емкостью 10-22нФ (не критично), тем самым превратим наш УНЧ в генератор НЧ, а смеситель теперь будет выполнять (и довольно эффективно!) функции модулятора АМ с той же частотой, которую слышим в телефонах. Теперь поиск частоты генерации ГПД весьма облегчится не только на основной частоте ГПД но и на её гармониках. Я это проверил экспериментально, сделав в начале поиск основной частоты (7МГц) и ее второй гармоники (14МГц) в режиме связного приемника, а потом в режиме АМ. Громкость сигнала и удобство поиска практически одинаковы, единственное отличие – в режиме АМ из-за широкой полосы модуляции и полосы пропускания УПЧ точность определения частоты немного ниже (2-3%), но это не очень критично, т.к. если нет цифровой шкалы, общая погрешность измерения частоты будет определяться точностью механической шкалы контрольного приемника, а здесь погрешность существенно выше (до 5-10%), потому и предусматриваем при расчете ГПД диапазон перестройки ГПД с некоторым запасом.

Сама метода измерения проста. Переключаем приемник на диапазон 7МГц. Подключаем один конец небольшого куска провода, например один из щупов от мультиметра, к гнезду внешней антенны XW1 настраиваемого приемника, а второй конец — к гнезду внешней антенны контрольного приемника или просто располагаем рядом с его входной цепью (телескопической антенной) . Поставив ручку КПЕ ГПД в положение максимальной емкости ручкой настройки приемника ищем громкий тональный сигнал, и по шкале приемника определяем частоту. если шкала приемника отградуирована в метрах радиоволны, то для пересчета в частоту в МГц используем простейшую формулу F=300/L(длина волны в метрах).

Обсудить конструкцию приемника, высказать свое мнение и предложения можно на форуме

Литература

1. Поляков В. Приемник прямого преобразования. - Радио, 1977, №11, с.24.
2. Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. - Радио, 2003, №1 с.58-60,№2 с.58-59
3. Поляков В. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. ― М.: Патриот, 1990
4. Зирюкин Ю. Приемник прямого преобразования. -РадиоЛюбитель №7, 1995 г
5. Степанов Б.,Шульгин Г. Всеволновый КВ приемник «Радио-87ВПП» - Радио, 1987г. №2, с.19, №3, с.17
6. Беленецкий С. Однополосный гетеродинный приемник с большим динамическим диапазоном. - Радио, 2005г. №10, с.61-64, №11, с.68-71.
7. Григоров И. Простой приемник наблюдателя. -Радиоконструктор, 1999г,№12,с.12-13
8. Беленецкий С. Новый взгляд на смесительный детектор и некоторые аспекты его практического применения.- материалы форума cqham.ru в теме «Современный трансивер прямого преобразования » http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=7391&postdays=0&postorder=asc&&start=1860
9. Морозов В. Узкополосный синхронный фильтр. Радио, 1972, №11, с.53-54
10. Поляков В.Ключевой смеситель гетеродинного приемника. http://www.cqham.ru/trx83_64.htm
11. 11.Погосов А. Модуляторы и детекторы на полевых транзисторах. - Радио, 1981, №10 с.19
12. Беленецкий С. Я строю простой ППП .

Беленецкий С . Э . US5MSQ г . Луганск , Украина

Приятно вспомнить, что по итогам конкурса журнала Радио на лучшую публикацию 2008 года, проведенного по отзывам читателей, автор, то бишь я, за статью с описанием этого приемника был награжден дипломом

Приемник предназначен для работы на частотах всех радиолюбительских диапазонов от 160 метров до 10 метров. Приемник собран по схеме прямого преобразования, имеет чувствительность не хуже 0,5 мкВ. Может принимать сигналы радиостанций, работающих телефоном (SSB) и телеграфом (CW). Органов управления приемником получается три -перестраиваемые одним двухсекционным конденсатором гетеродинный и входной контуры, регулятор чувствительности, регулятор громкости.

Картинка кликабельна

Сигнал от антенны поступает на входной контур, состоящий из набора последовательно включенных катушек L1-L6 и секции С1.1 переменного конденсатора С1. Конденсатор С18, включенный последовательно конденсатору С1.1 уменьшает его перекрытие по емкости.

Все катушки входного контура готовые высокочастотные дросселя промышленного производства. Их подстраивать не нужно. В процессе налаживания подстройку контура осуществляют подстроечным конденсатором С21 Контур перестраивается на диапазоны скачками с помощью секции S1.1 переключателя S1 (галетный переключатель с керамическими платами). Плавная настройка секцией С1.1 переменного конденсатора.

С входного контура сигнал поступает на УРЧ на двухзатворном полевом транзисторе VT1 типа BF966. Здесь можно использовать и отечественные двухзатворные полевые транзисторы, например, КП350. С помощью резистора R3 можно регулировать постоянное напряжение на втором затворе VT1, что изменяет коэффициент передачи каскада, и таким образом влияет на чувствительность.

Нагружен УРЧ высокочастотным трансформатором Т1, который необходим для подачи симметричного РЧ сигнала на симметричный вход преобразователя частоты на микросхеме А1.

Микросхема А1 типа SA612A (или её аналог NE612) предназначена для преобразователей частоты супергетеродинных приемных трактов связной аппаратуры. Здесь она работает почти по прямому назначению, - смеситель-демодулятор. «Почти» - потому что промежуточная частота нулевая, то есть, промежуточной частотой является демодулированный сигнал ЗЧ.

В гетеродине используется контур, состоящий из последовательно включенных катушек L7-L12 и секции С1.2 переменного конденсатора С1. Конденсатор С19, включенный последовательно конденсатору С1.2 уменьшает его перекрытие по емкости.

Все катушки гетеродинного контура готовые высокочастотные дросселя промышленного производства. Их подстраивать не нужно. В процессе налаживания подстройку контура осуществляют подстроечным конденсатором С22 Контур перестраивается на диапазоны скачками с помощью секции S1.2 переключателя S1 (галетный переключатель с керамическими платами). Плавная настройка -секцией С1.2 переменного конденсатора.

В связи с тем, что это приемник прямого преобразования, и «промежуточная» частота практически равна от нуля до нескольких килогерц, настройка гетеродинного и входного контуров практически совпадают.

Важный недостаток любого приемника прямого преобразования в высокой чувствительности к помехам в виде низкочастотных наводок с частотой электросети, которые поступают в приемник самыми разными путями. Причина этого кроится в самом принципе работы приемника прямого преобразования, основное усилиние происходит по НЧ, и поэтому УНЧ обладает большим коэффициентом усиления.

Но микросхема SA612A имеет противофазный выход преобразователя частоты. Если это использовать совместно с УНЧ с противофазным входом, то получается так, что УНЧ обладает большим коэффициентом усиления только при поступлении на его входы противофазных сигналов. А вот к синфазным сигналам, которые поступают не от преобразователя, а другими путями, он очень мало чувствителен. Таким образом, можно предельно снизить чувствительность приемника к наводкам.

Платой за столь эффективное подавление наводок является сложность регулятора громкости, в котором должен быть сдвоенный переменный резистор (R9).

Катушки L1-L12 - готовые ВЧ дроссели, покупные. Но при желании (или необходимости) их можно намотать самостоятельно, воспользовавшись одной из известных формул расчета.

ВЧ-трансформатор намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 7 мм. Намотка сделана сложенным вдвое проводом ПЭВ 0,23. Всего - 50 витков. После намотки выводы разделаны и с помощью прозвонки определены выводы обмоток трансформатора.

Налаживание приемника состоит в подстройке С21 и С22 для того чтобы перекрывались все диапазоны. Еще нужно провести градуировку шкалы. В данном приемнике контура сделаны упрощенным способом, поэтому в каждом диапазоне перекрытие происходит с большим запасом. Этот недостаток, в принципе, можно устранить дополнительными корректирующими конденсаторами для каждого диапазона, но это сильно усложнит коммутации.

Приемник прямого преобразования выполнен по классической схеме, имеет два КВ диапазона: 40 и 80 метров. Возможен прием станций с однополосной (SSB), амплитудной (AM) модуляцией, телеграфных сигналов (CW). В качестве гетеродина используется синтезатор частоты

Входной сигнал с антенны подается на двухконтурный неперестраиваемый преселектор. Переключение диапазонов осуществляется переключателем SA1 типа П2К (два положения, три группы). Две группы контактов переключателя переключают преселектор выбранного диапазона, одна группа (SA1.2) переключает диапазон частот синтезатора, подается на его вход "BAND" (см. схему синтезатора по указанной ссылке). На VT1 реализован усилитель радиочастоты, с его выхода сигнал подается на диодный смеситель (VD1, 2. Все диоды в схеме 1N4148). На смеситель так же поступает напряжение гетеродина через повышающий трансформатор Т2 (разъем X3). Преобразование в смесителе по такой схеме происходит на удвоенной частоте гетеродина, т.е., например, для приема в диапазоне 3500-3800 кГц реальная частота гетеродина должна быть 1750-1900 кГц. В приемнике прямого преобразования промежуточная частота равна нулю, т.е. после смесителя имеем сразу сигнал низкой частоты. Выделенный звуковой сигнал пропускается через фильтр низкой частоты L5,C13,C16. Данный фильтр является основным селективным элементом приемника и определяет его избирательность. Частота среза около 3 кГц. Такой ширины полосы достаточно для передачи телефонного сигнала с достаточной разборчивостью речи. Далее сигнал НЧ поступает на основной усилительный элемент приемника - УНЧ, реализованный на транзисторах VT2,3,4. На входе установлен МОП-транзистор для электронной регулировки усиления. Проходная характеристика такого транзистора имеет форму, близкую к квадратичной, поэтому, при изменении смещения по постоянному току на затворе, усиление каскада меняется по закону, близкому к линейному. Регулировка возможна как ручная, так и автоматическая (АРУ). В качестве усилителя АРУ используется операционный усилитель U1. Отключение АРУ осуществляется переключателем SA2. Ручная регулировка усиления - R23. Усиленный сигнал НЧ поступает на выпрямитель VD3-VD4, среднее значение сигнала выделяется на конденсаторе С21 и подается на усилитель АРУ, который увеличивает или уменьшает смещение по постоянному току каскада на VT2, регулируя таким образом усиление и поддерживая постоянный средний уровень сигнала НЧ. Усиленный сигнал подается на потенциометр регулировки громкости R19 и далее на выход приемника. Напряжение АРУ выдается на разъем Х6 для подключения индикатора силы сигнала (S-метра). Цифровой S-метр реализован в схеме синтезатора.

Для прослушивания на головные телефоны я разработал простенькую схему усилителя мощности (по сути - усилитель тока, повторитель напряжения), его вполне достаточно для низкоомных наушников, которые обычно используются с различными мобильными гаджетами. Схема усилителя мощности:

Перейдем к конструкции.

Article1

Данные моточных узлов

L1-L4 намотаны на каркасах диаметром 4 мм с подстроечными ферритовыми сердечниками, заключены в экран.

L1, L3 - 17 витков, длина намотки - 5 мм. Эмалированный провод диаметром 0,2 мм.

L2, L4 - 45 витков, длина намотки - 8 мм. Эмалированный провод диаметром 0,1 мм.

Т1 - обе обмотки по 30 витков любого провода на ферритовом кольце 8*3,5*h3,3 (наружный диаметр*внутренний диаметр* высота кольца в мм) проницаемостью 50 (данные сердечников приблизительные, сердечники не покупались в магазине, брались из б/у хлама, размеры мерял линейкой, проницаемость - намоткой тестовой катушки и измерением индуктивности). Индуктивность каждой обмотки около 20 мкГн.

Т2 - первичная обмотка 20 витков, вторичная - 40 витков любого провода на кольце 8*3*h4,3 проницаемостью 100. Индуктивности первичной и вторичной обмоток около 30 мкГн и 120 мкГн соответственно.

Дроссель фильтра НЧ L5 - 150 витков эмалированного провода диаметром 0,1 мм на кольце 21*9,3*h7,5 проницаемостью 2500.

Все конденсаторы в схеме имеют вольтаж - 16В.

Узел преселектора выполнен на отдельной печатной плате. Всего в проекте три платы - преселектор, основной тракт и усилитель мощности.

Трансформаторы приклеил к плате термопистолетом. Впоследствии между РЧ и НЧ частью добавлена перегородка из жести для улучшения помехоустойчивости.

Настройка

Настройка преселектора производилась с помощью генератора качающейся частоты. Импровизированный ГКЧ легко получается из нашего синтезатора путем написания соответствующей программы. Файл GKCH.ino прикреплен к проекту. Диапазон 40/80 переключается так же, как и в программе синтезатора. Генератор подключается к первому контуру преселектора через последовательный резистор 1 кОм, выход преселектора нагружается резистором 1,2 кОм, далее подключается щуп-детектор и осциллограф. Щуп-детектор такой, найденный на просторах Сети:

В итоге, на экране осциллографа получим повторяющиеся "горбы" АЧХ. Вращением подстроечных сердечников соответствующих катушек (L1, L3 для диапазона 40 м, L2, L4 - для диапазона 80 м) добиваемся симметрии "горба" АЧХ относительно вертикальной оси и максимальной амплитуды.

Настройка основного тракта

Резистором R4 устанавливается ток покоя VT1 около 10 мА, измерить можно падение напряжения на резисторе R7, при токе 10 мА на нем упадет около 0,5 В.

Резистором R5 устанавливается режим по постоянному току каскада на VT2. Отключаем АРУ, движок R23 в крайнем правом положении по схеме. Напряжение на стоке VT2 должно быть в районе 4-5 В.

Резистором R11 устанавливается режим по постоянному току каскада на VT3, 4. Напряжение на коллекторе VT4 должно быть в районе 6-7 В.

Настройка усилителя мощности сводится к установке тока покоя транзисторов путем подбора R2. Ток покоя 5-10 мА.

Немного фото конструкции:

Несмотря на опасения, помехи от цифровой части практически не слышны, притом, что питается приемник от импульсного БП. Сравнивал характер помех с полностью аналоговым приемником с трансформаторным БП - шумы практически идентичные. Соединения по сигнальному тракту делал экранированным проводом. На правой стенке корпуса - вывод USB Arduino. Сзади - разъем питания, антенны и согласующий потенциометр R1. В качестве антенны использую "наклонный луч" - медный провод длиной около 20 метров со второго этажа многоэтажки на близлежащее дерево. В качестве противовеса - трубу отопления.

Фрагмент эфира (запись на микрофон смартфона с наушника приемника): скачать с Google Drive

Список радиоэлементов