ПРИЁМНИК В МЫЛЬНИЦЕ
Л, 1995, №7
Я часто бываю на рыбалке. И так хочется на природе послушать музыку, другие радиопередачи. Однажды я просматривал подшивку журнала «Радио», и мне попалась схема простейшего приёмника прямого усиления на 3 транзисторах. Я попытался его сделать, и у меня получилось», - делится своей радостью Саша Степаньков из белорусского города Могилева.
Схема этого радиоприёмника разработана специально для начинающих радиолюбителей известным московским мастером радиоприёма Владимиром Тимофеевичем Поляковым. Она не только проста и экономична, но и некритична к напряжению источника питания, практически не требует налаживания.
Вот что Саша рассказывает о том, как он воспроизводил эту удивительную схему: «Приёмник я собрал из простейших материалов. Для корпуса взял мыльницу. На листе из тетради в клетку нарисовал расположение деталей. Потом приложил листок к картону и шилом сделал проколы диаметром около 1 мм в местах установки радиоэлементов. В отверстия вставил детали, а после в соответствии со схемой соединил их тонким лужёным проводом. От сломанного радиоприёмника использовал конденсатор переменной ёмкости и обломок ферритового стержня. На стержень намотал два слоя плотной бумаги, проклеил её, а затем уже намотал две обмотки. И приёмник готов. Теперь мне не скучно при вылазках за город».
Мы решили рассказать о приёмнике В.Полякова, который, очевидно, понравится и многим другим нашим читателям.
Рис. 1.
Приёмник нагружен на миниатюрный телефонный капсюль или головные телефоны (наушники) и имеет всего один настраиваемый контур (рис. 1). Выключателя питания нет, приёмник отключают, попросту выдёргивая штекер наушников из гнезда. Катушка индуктивности L1 намотана на магнитной (или рамочной) антенне WА1. На частоту принимаемой радиостанции контур настраивается конденсатором переменной ёмкости (КПЕ) С1. Радиочастотный (РЧ) сигнал с контура L1C1 через катушку связи L2 поступает на три ступени усиления РЧ, выполненные по схеме с непосредственной связью между ступенями на транзисторах VT1 - VT3.
Усиленный сигнал РЧ детектируется диодом VD1, причём его высокочастотная составляющая отфильтровывается конденсатором С2, а низкочастотная составляющая через катушку связи L2 (которая представляет собой весьма малое сопротивление для токов звуковой частоты) снова поступает на базу транзистора VT1 для дальнейшего усиления.
Так обычно делается в рефлексных приёмниках, где одни и те же ступени усиливают токи как РЧ, так и ЗЧ. Но наш приёмник можно считать рефлексным весьма условно. Дело в том, что через детекторный диод VD1 замыкается цепь стопроцентной ООС (отрицательной обратной связи), которая действует лишь на постоянном токе и звуковых частотах, но никак не сказывается на РЧ. В результате этого режим всех трёх транзисторов оказывается жёстко стабилизированным, причём при отсутствии сигнала напряжение на коллекторе транзистора VT3 равно сумме напряжения открывания транзистора VT1 (порядка 0,5 В) и диода VD1 (также около 0,5 В). При этом ток смещения базы транзистора VT1 будет таким, что диод начнёт работать на участке вольт-амперной характеристики с максимальной кривизной. А это как раз и требуется для хорошего детектирования.
При наличии РЧ-сигнала диод VD1 детектирует его положительные полуволны, сильнее открывая транзистор VT1. Вслед за ним больше открываются и транзисторы VT2 и VT3. Таким образом, среднее (за период РЧ-сигнала) напряжение на коллекторе VT3 падает, а потребляемый всеми тремя транзисторами ток увеличивается. Именно этим и объясняется редкостная экономичность данного приёмника. Ведь большой ток он потребляет лишь тогда, когда есть полезный сигнал, причем потребление пропорционально сигналу. Когда же последнего нет, потребление минимально необходимое.
Рис. 2.
Если к коллектору и эмиттеру транзистора VT3 подключить осциллограф, то получим картинку, показанную на рисунке 2. Из неё видно, что в результате детектирования положительные полуволны модулированного РЧ-сигнала жёстко «привязаны» к уровню напряжения +1 В, в то время как отрицательные полуволны модулированы ЗЧ-сигналом с удвоенной против обычного амплитудой.
Благодаря действию ООС детектирование получается линейным. Если же уровень сигнала слишком велик и отрицательные полуволны достигают нулевой отметки, огибающая колебаний (с амплитудной модуляцией) неизбежно станет ограничиваться и приёмник начнёт работать с искажениями. Устранить их можно, ослабив РЧ-сигнал расстройкой входного контура или простым поворотом антенны. Если же это покажется не очень удобным, то можно в эмиттерную цепь транзистора VT1 запаять постоянный резистор сопротивлением 20...100 Ом. Разумеется, чувствительность приёмника при этом уменьшится. Чтобы сделать его «всеядным», с равным успехом работающим и в городе и вне его, вместо постоянного резистора придётся установить переменный; подбирая сопротивление (в пределах до 200...220 Ом), можно будет задавать оптимальную чувствительность.
Поскольку для колебаний ЗЧ все три транзистора являются «токовыми» усилителями, а их коллекторные токи складываются в общем проводе питания, в него же включён и телефон BF1, причём приёмник начинает работать сразу же, как только вилка телефона вставлена в розетку разъёма XT 1. Конденсатор С3 препятствует попаданию токов РЧ в цепь телефона BF1 и батареи GB1.
О деталях приёмника. Транзисторы VT1 и VT3 могут быть КТ315 или КТ312 с любыми буквенными индексами. Это же относится и к транзистору VT2 (КТ361). Можно попробовать применить и транзисторы КТ3102 (VT1, VT3) и КТ3107 (VT2). Подбора транзисторов по коэффициенту передачи тока всё равно не потребуется. Просто транзисторы с большим коэффициентом обеспечат несколько большую чувствительность приёмника, а режим их работы все равно окажется жёстко стабилизирован. Как же бороться с избыточной чувствительностью, мы уже знаем.
Диод VD1 - любой маломощный высокочастотный, но непременно кремниевый. Функции конденсатора настройки может выполнять любой подходящий КПЕ с воздушным (лучше!) или твёрдым диэлектриком. Подойдёт, например, КП-180, выпускаемый в наборах для детского технического творчества, либо одна секция блока КПЕ от любого транзисторного приёмника. Максимальная ёмкость КПЕ должна быть не менее 180 пФ.
Катушки L1 и L2 можно намотать на круглом или прямоугольном стержне магнитной антенны из феррита марки 400...1000НН. Длина стержня не менее 50 мм. Для приёма станций СВ-диапазона катушка L1 должна содержать 55...70, а катушка связи L2 - 5...7 витков провода диаметром 0,25...0,35 мм в изоляции (марки ПЭЛ или ПЭВ). Намотку ведут в один спой, виток к витку, расстояние между катушками 5...7 мм. Чтобы повысить добротность катушки L1, а следовательно, и селективность (избирательность) приёмника, лучше использовать провод «литцендрат», готовый или самодельный - из трёх-пяти проводов ПЭЛ 0,07...0,15, сложенных вместе и слегка скрученных.
В.Поляковым была испытана и рамочная антенна квадратного сечения 55x55 мм, выполненная из 60 витков провода ПЭЛ 0,25, намотанного внавал. Каркасом служил корпус приёмника. Катушку связи из 5 витков того же провода наматывают поверх контурной. Как известно, никакого магнитопровода рамочная антенна не требует, нужно лишь корпус приёмника устанавливать обязательно на попа. Впрочем, это и удобно, если держать приёмник в нагрудном кармане. Чувствительность аппарата с такой антенной оказалась вполне достаточной для приёма центральных радиостанций в условиях Москвы и области. Для приёма в ДВ-диапазоне число витков обеих катушек следует увеличить приблизительно втрое.
Телефоном BF1 может служить миниатюрный капсюль ТМ-2А или любой другой телефон с сопротивлением катушки около 50 Ом. С таким телефоном приёмник может работать при напряжении питания 1,2 В и выше. Потребляемый им ток составляет 1,2 мА при питании от одного дискового аккумулятора и 1,8 мА при питании от одного элемента A316 напряжением 1,5 В. Если использовать высококачественный телефон ТМ-6 с сопротивлением 180 Ом, напряжение питания лучше увеличить до 2,4...3,0 В (два дисковых аккумулятора или два элемента A316). Потребляемый ток при этом возрастёт до 3...5 мА.
Отличные результаты получены при использовании стереофонических наушников ТДС-1, телефоны которых соединены параллельно. Громкое и качественное звучание обеспечивается тогда при напряжении питания 3 В и потребляемом токе 5 мА. С приёмником можно использовать и высокоомные телефоны, например, ТА-4 с сопротивлением постоянному току 4,4 кОм, но напряжение питания придётся увеличить до 4,5...9,0 В (одна-две батареи 3336Л или одна батарейка «Крона», «Корунд» или «Ореол-1»). Потребляемый ток составит 1...2 мА. Вообще же приёмник допускает широкие вариации сопротивления нагрузки и напряжения питания без ухудшения качества работы и, главное, без подбора элементов. Поскольку через телефон проходят не только токи звуковой частоты, но и постоянная составляющая тока транзисторов, при подключении телефона, особенно со слабым магнитом, желательно соблюдать полярность. Так, вывод телефона, обозначенный знаком «+», должен быть соединён с батареей питания. Если же маркировки на корпусе телефона нет, нужную полярность определяют экспериментально по наилучшему звучанию.
Конструктивное оформление приёмника может быть самым разнообразным. Скорее всего это будет небольшая коробочка с ручкой настройки и разъёмом для подключения телефона, помещаемая в нагрудный карман. Второй ручкой, как уже упоминалось, может быть ручка подбора оптимальной чувствительности. Монтаж деталей на плате - как печатный, так и навесной. Правда, при неудачной компоновке деталей возможно самовозбуждение, которое проявляется в виде постороннего шума. Причина скорее всего заключается в том, что коллекторная цепь транзистора VT3 располагается слишком близко к контурной катушке L1 или к конденсатору С1. Тогда между ними возникает паразитная ёмкостная связь. Устраняют самовозбуждение разнесением в пространстве указанных элементов. Если это не помогает, рекомендуется коллекторную цепь транзистора VT3 окружить (экранировать) изолированной полоской медной фольги, которую «заземляют», то есть соединяют электрически с общим проводом (условным корпусом). Иногда бывает полезно и просто поменять местами выводы контурной катушки или катушки связи.
Если в вашей местности не так уж много радиостанций либо вы желаете настроить приёмник на одну любимую (скажем, круглосуточную музыкальную) программу, приёмник выполняют с фиксированной настройкой. Переменный конденсатор С1 в этом случае заменяют постоянным, ёмкость которого находится в пределах 50...200 пФ, а число витков катушки L1 подбирают так, чтобы обеспечивалась точная настройка на полюбившуюся радиостанцию. Тогда и вторая ручка регулятора чувствительности вам вряд ли понадобится, а на приёмнике исчезнут органы управления.
В.БАННИКОВ