КВ/УКВ приёмник
Радио 1953, №8
В настоящей статье описывается простой сетевой трёхламповый приёмник прямого усиления (рис. 1), позволяющий принимать телефонные и телеграфные радиостанции, работающие на любительских коротковолновых диапазонах, любительские телефонные УКВ радиостанции, а также радиовещательные (ультракоротковолновые станции с частотной модуляцией.
Для упрощения конструкции приёмника контурные катушки в нем сделаны сменными. Комплект катушек каждого из диапазонов (контурная катушка и катушка обратной связи) смонтирован внутри карболитового октального цоколя от негодной стеклянной радиолампы.
Приёмник компактен, не сложен в управлении; изготовление его вполне доступно начинающим радиолюбителям.
Недостатки описываемого приёмника: наличие обратного излучения в антенну, которое может создавать помехи соседям, ведущим приём на тех же волнах, а также невысокая избирательность.
Принципиальная схема
Приёмник содержит детекторную ступень, выполненную на одном триоде лампы 6Н2П (Л1a - рис. 2), ступень предварительного усиления низкой частоты, работающую на втором триоде этой же лампы (Л1б) и оконечную ступень, в которой применён лучевой тетрод 6П1П (Л2). При приёме коротковолновых радиостанций детекторная ступень работает по регенеративной схеме, а при приёме ультракоротковолновых - по сверхрегенеративной. Переход с первой схемы на вторую осуществляется автоматически при включении катушек соответствующего диапазона.
Рис. 1. Внешний вид приёмника.
Упрощённая схема детекторной ступени при работе её на коротковолновом диапазоне показана на рис. 3. (Детали, обведённые на этой схеме пунктирной линией, размещаются в цоколе от радиолампы и заменяются при смене диапазонов.)
Рис. 2. Принципиальная схема приёмника.
Входной контур L1C1C15 настраивается на частоту принимаемой радиостанции конденсатором переменной ёмкости С1. Включённый параллельно ему подстроечный конденсатор C15 служит для предварительной настройки контура при налаживании приёмника. Кроме того, этот конденсатор увеличивает общую ёмкость контура и тем самым позволяет «растянуть» любительские диапазоны на значительную часть шкалы приёмника.
Рис. 3. Упрощённая схема детекторной ступени при приёме KB радиостанций.
Связь входного контура с антенной ёмкостная через конденсатор С14.
Детектирование в приёмнике сеточное.
Катушка L2, связанная индуктивно с катушкой L1, и конденсатор С3 образуют цепь положительной обратной связи. Регулировка обратной связи осуществляется изменением анодного напряжения триода Л1а при помощи потенциометра R4. По мере повышения анодного напряжения энергия, передаваемая через цепь обратной связи из анодной цепи в сеточную, будет расти, все больше компенсируя потери в контуре L1C1C15. вследствие этого будет возрастать усиление, даваемое приёмником, и повышаться его избирательность. При некотором анодном напряжении поступающая из анодной цепи энергия полностью скомпенсирует потеря в входном контуре и приёмник начнёт генерировать незатухающие колебания той частоты, на которую этот контур настроен.
Приём телефонных радиостанций производят при положении ручки регулировки обратной связи, близком к тому, при котором возникает генерация. В этом случае приёмник обладает наибольшей чувствительностью. Для приёма телеграфных радиостанций приёмник доводят до генерации и прослушивают биения между частотой приходящих сигналов и частотой собственных колебаний.
Напряжение низкой частоты, полученное в результате детектирования и усиленное лампой, снимается с сопротивления R3, являющегося анодной нагрузкой лампы, и через фильтр R6C4 и разделительный конденсатор С5 передаётся к усилителю НЧ. Этот фильтр преграждает высокочастотным токам путь к усилителю НЧ.
Рис. 4. Упрощённая схема детекторной ступени при приёме УКВ радиостанций.
При переходе на приём УКВ радиостанций перемычки, имеющиеся в цоколе катушек УКВ диапазона, приводят схему к виду, показанному на рис. 4. (Это один из вариантов схемы сверхрегенератора с самогашением - см. статью «Сверхрегенеративный приём» .) Входной контур L1C1 здесь включён между анодом и управляющей сеткой триода Л1а, сопротивление R2 отключено, а анодное напряжение подводится к лампе через дроссель Др1 и контурную катушку L4.
Напряжение низкой частоты и в этом случае снимается с сопротивления R3 и подаётся на управляющую сетку триода Л1б через фильтр R6C4. Отрицательное смещение на управляющую сетку этого триода (см. рис. 2) снимается с сопротивления R8. Для улучшения разборчивости передачи и снижения фона переменного тока это сопротивление не шунтировано конденсатором.
Анодной нагрузкой триода Л1б является сопротивление R9. Выделяющееся на нем усиленное напряжение НЧ передаётся через конденсатор С7 и регулятор громкости R10 на управляющую сетку выходной лампы Л2. Отрицательное смещение на неё снимается с сопротивления R11, шунтированного конденсатором С8. В целях упрощения конструкции приёмника головные телефоны Т включены непосредственно в анодную цепь лампы Л2. Конденсатор С9 служит для того, чтобы срезать высшие звуковые частоты и тем самым уменьшать уровень шумов.
Выпрямитель, питающий анодные и экранные цепи ламп, собран по двухполупериодной схеме с пальчиковым кенотроном 6Ц4П (Л3), имеющим повышенную изоляцию между подогревателем и катодом. Это позволило питать нити всех ламп приёмника от общей накальной обмотки силового трансформатора. Для уменьшения фона переменного тока эта обмотка соединена с корпусом приёмника не непосредственно, а через сопротивления R12 и R13, образующие искусственную «среднюю точку». Конденсаторы С10 и С11 необходимы для устранения паразитной модуляции принимаемых сигналов переменным током.
Следует отметить, что в приёмнике вместо лампы 6Н2П, почти не изменяя данных деталей, можно использовать двойной триод 6Н8С или 6Н9С, а лампы 6П1П и 6Ц4П могут быть заменены лампами 6П6С и 6Ц5С.
Детали
Самодельными деталями в приёмнике являются контурные катушки, дроссель Др1 и силовой трансформатор.
Катушки коротковолновых диапазонов наматываются в одном направлении проводом ПЭЛ-1 0,33 на эбонитовых или полистироловых каркасах, размеры которых показаны на рис. 5, а. Числа витков катушек и ёмкости соответствующих конденсаторов, входящих в комплект, приведены в таблице. Концы проводов катушек закрепляются в боковых щёчках каркасов. Между катушками L1 и L2 прокладывается один слой бумаги.
Рис. 5. а - каркасы для KB катушек; б - размещение деталей KB контура в цоколе от радиолампы.
Катушки УКВ диапазона бескаркасные и изготовляются из голого медного провода диаметром 0,9-1,1 мм; катушка L4 для диапазона 70-92 мГц состоит из четырёх витков, а для диапазона 50-70 мГц - из шести витков. Расстояние между центрами проводов соседних витков катушек составляет 1,5 мм. Катушка L3 представляет собой один виток такого же провода, что и катушка L4, и удалена от крайнего витка последней на расстояние 2-3 мм. Диаметр обеих катушек равен 15 мм.
Дроссель Др1 размещён внутри цоколя вместе с УКВ катушками. Он намотан в один слой на сопротивлении типа ВС-1 в 100-300 кОм и содержит 100 витков провода ПЭЛ-1 0,15.
Конденсатор C1 переделан из подстроечного с воздушным диэлектриком и состоит из одной подвижной и двух неподвижных пластин.
Подстроечные конденсаторы C15 должны быть с керамическим или воздушным диэлектриком; применять конденсаторы со слюдяным диэлектриком не рекомендуется.
Силовой трансформатор Тр имеет сердечник из пластин Ш-20; толщина пакета - 28 мм. Первичная обмотка трансформатора для сети 120 в должна содержать 1200 витков провода ПЭЛ-1 0,27, а для сети 220 в - 2200 витков провода ПЭЛ-1 0,19. Вторичная обмотка II состоит из 3000 витков провода ПЭЛ-1 0,15 и имеет отвод от середины. Обмотка накала III имеет 65 витков провода ПЭЛ-1 0,9.
В качестве дросселя Др2 можно использовать любой дроссель (или трансформатор), имеющий сердечник из трансформаторной стали и содержащий 5000-8000 витков провода диаметром 0,13-0,15 мм в любой изоляции.
Конструкция и монтаж
Приёмник смонтирован на шасси из листовой стали, имеющем размеры 180х100х65 (рис. 6). Сверху шасси укреплены панельки для электронных ламп, панелька ЛП для включения катушек, силовой трансформатор, электролитические конденсаторы С12 и с13, зажимы для подключения антенны и заземления. В середине передней вертикальной стенки шасси находится основная ручка настройки с верньером и шкалой; слева от неё расположен регулятор обратной связи (R4), справа - регулятор громкости (R10).
Гнёзда для включения телефонов и сети переменного тока находятся на задней стенке шасси приёмника, а выключатель сети - на боковой. Внутри шасси (рис. 7) смонтированы дроссель Др2 фильтра, конденсаторы С8, С6 и другие мелкие детали. Конденсатор переменной ёмкости С1 укреплён на угольнике у задней стенки шасси, причём оба его вывода изолированы от корпуса. Он должен быть расположен возможно ближе к ножкам ламповых панелек Л1а и ЛП. Ось конденсатора С1 связана с ручкой управления посредством гетинаксового удлинительного стержня.
Рис. 6. Вид на шасси приёмника сзади.
Рис. 7. Размещение деталей в подвале шасси приёмника.
Применение верньера к конденсатору настройки необязательно. Ручка настройки имеет указатель, выполненный из органического стекла, с продольной риской. Шкала вычерчивается на куске плотной бумаги и наклеивается на полукруглое основание из алюминия, прикреплённое к передней стенке шасси.
При монтаже приёмника необходимо стремиться к тому, чтобы детали анодной цепи лампы Л2 были по возможности удалены от деталей, включённых на входе усилителя НЧ. Невыполнение этого условия может привести к трудноустранимому самовозбуждению усилителя низкой частоты.
Проводники, идущие к регулятору громкости, а также соединяющий анод лампы Л2 с гнездом телефона, рекомендуется заключить в экранирующие металлические чулки. Следует также заземлить экранирующую втулку, имеющуюся в ламповой панельке лампы Л1. Цепи накала должны быть выполнены гибким проводом, свитым в шнур.
При укреплении комплектов катушек в цоколи нужно впаять в их ножки отрезки лужёного провода диаметром 0,7-0,8 мм и уже к ним присоединять выводы катушек и конденсаторов. Точки присоединения концов катушек обозначены на рис. 2 буквами К и Н.
Налаживание
Когда монтаж приёмника будет закончен, нужно тщательно проверить по принципиальной схеме правильность всех соединений, включить электромагнитные головные телефоны, подключить сеть переменного тока. Пьезоэлектрические телефоны следует включать в гнезда Т через выходной трансформатор, имеющий соотношение между витками обмоток 1 : 1 или 1 : 2. Далее, высокоомным вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 3000-5000 Ом/В следует измерить напряжения в различных точках схемы. Указанные на схеме рис. 1 напряжения были получены при измерении тестером ТТ-1.
Установив ручку потенциометра R10 в положение наибольшей громкости, ручку регулировки обратной связи - в положение, соответствующее наименьшему анодному напряжению, проверяют работу усилителя низкой частоты. Если усилитель работает нормально, то при прикосновении пальца к одному из выводов сопротивления R6 в телефонах должно быть слышно гудение или свист.
После проверки работы усилителя НЧ переходят к налаживанию детекторной ступени. Подключив к приёмнику антенну и заземление и вставив в панельку ЛП один из цоколей с коротковолновыми катушками, медленно вращают ручку потенциометра R4, постепенно повышая напряжение на аноде триода Л1а. В одном из положений ручки упомянутого потенциометра в телефонах будет слышен слабый щелчок и возникнет характерное шипение. Это покажет, что в приёмнике возникла генерация. Затем, изменяя ёмкость конденсатора С1, нужно настроиться на какую-либо радиостанцию. Если число витков катушки обратной связи подобрано правильно, то при дальнейшем увеличении обратной связи громкость приёма будет падать. При слишком сильной обратной связи возможно возникновение паразитной генерации, которая будет слышна как непрерывный звук с частотой 400-800 Гц; в этом случае следует уменьшить число витков катушки обратной связи.
Определив положение ручки обратной связи, при котором приёмник начинает генерировать, следует проверить, плавно ли возникают собственные колебания. Если появление генерации сопровождается резким щелчком и она прекращается при меньшем анодном напряжении, чем то, при котором она возникает, нужно изменить величину сопротивления R2, а иногда и число витков катушки L2 таким образом, чтобы колебания возникали мягко. Только в этом случае чувствительность приёмника будет достаточно высокой.
Может случиться, что на одном или двух KB диапазонах генерация не возникнет. Причиной этого может быть либо неправильное включение концов катушки обратной связи L3, либо недостаточное число витков в ней.
Если переключение концов катушки L3 не поможет, то придётся увеличить число её витков и
вновь испытать то или другое включение её концов. Рекомендуется подобрать такое число витков катушки L3, при котором генерация возникает примерно при среднем положении ручки регулировки обратной связи.
Добившись «мягкого» возникновения собственных колебаний, переходят к настройке контуров на частоты соответствующих любительских диапазонов. Для этого, пользуясь генератором стандартных сигналов или сигналами местных любительских радиостанций, устанавливают подстроечный конденсатор С15 в такое положение, при котором любительский диапазон располагается в середине шкалы приёмника. Если на каком-либо из диапазонов изменением ёмкости конденсатора С15 нужную частоту установить не удастся, то придётся изменить число витков катушки L1.
ДАННЫЕ КАТУШЕК
| Диапазон, М | Число витков катушки L1 | Число витков катушки L2 | Ёмкость конденсатора C14, пФ |
| 160 | 120 | 10 | 5 |
| 80 | 58 | 7 | 4 |
| 40 | 27 | 5 | 3 |
| 20 | 12 | 3 | 2 |
Проверка работы приёмника на УКВ диапазоне производится так же, как и на коротковолновом. Сверхрегенерация определяется по сильному шипению в телефонах, которое пропадает при точной настройке на какую-либо радиостанцию. Если сверхрегенерация не получается, необходимо изменить данные дросселя Др1 или подобрать величину сопротивления R1 (в пределах 5-15 мОм).
При первоначальной грубой настройке приёмника на частоты любительского УКВ диапазона можно сжимать или разжимать витки катушки L4 или же увеличивать и уменьшать число её витков.
После подбора данных контуров на всех диапазонах необходимо проградуировать шкалу приёмника.
При слишком сильном фоне переменного тока нужно прежде всего определить, какая цепь является его источником. Для этого, не выключая приёмник, отсоединяют на короткое время от накальной обмотки силового трансформатора провода, подводящие питание к нитям ламп. Если при этом фон резко снизится, значит, его источником являются наводки от цепи накала или неточный подбор «средней точки» накальной обмотки трансформатора (неодинаковые сопротивления R12 и R13). Можно рекомендовать сопротивления R12 и R13 заменить потенциометром на 100-150 Ом и подобрать наивыгоднейшее положение его движка.
Если же при размыкании цепи накала фон почти не уменьшается, его источником является недостаточная фильтрация выпрямленного напряжения или поле рассеяния силового трансформатора. В первом случае рекомендуется увеличить ёмкость конденсатора фильтра, во втором - заключить трансформатор в стальной экран со стенками толщиной 1-2 мм.
Результаты
Описанный приёмник имеет чувствительность в несколько десятков микровольт и обеспечивает, с небольшой наружной антенной и хорошим заземлением, уверенный приём очень многих любительских радиостанций. При испытаниях приёмника в Москве, с антенной длиной 15 м на 40- и 80-метровых диапазонах, были приняты любительские радиостанции 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 и 9-го районов Советского Союза. Многие из них хорошо принимались на электродинамический громкоговоритель 1ГД-1, первичная обмотка выходного трансформатора которого включалась в гнёзда телефонов.
Ю. Прозоровский (УА3АВ), г. Москва