Транзисторный вариант супергетеродина

Принципиальная схема высокоча­стотной части и детектора такого» супергетеродина с совмещенным гетеродином показана на рис. 247. Низкочастотна» часть, не показанная на схеме, ничем не отличается от усилителя звуковой частоты приемника прямого усиления. Это может быть любой из тех усилителей, которые ты уже конструировал. Но в принципе усилитель необязателен — нагрузкой детектора могут быть головные телефоны, включенные в его цепь вместо резистора R6.

Входная цепь супергетеродина, состоящая из контура L1С1С2 магнитной антенны Ан1 и катушки связи L2, ничем не отличается от входной цепи высо­кочастотного каскада приемника прямого усиления. Катушка L4, включенная в коллекторную цепь транзистора, и контур L5C6C7C8, соединенный через кон­денсатор С5 с эмиттером транзистора Т1, образуют гетеродинную часть преобразователя. Благодаря индуктивной связи между катушками Ь4 и L5 в контуре L5C6C1C8 возбуждаются электрические колебания, частота которых определяется данными контура и регулируется конденсатором переменной ем­кости С8.

Рис. 247. Принципиальная схема высокочастотной части и детектора тран­зисторного супергетеродина.

Часть энергии высокочастотных колебаний, возникающих в гетеродинном контуре, через конденсатор С5 подается в цепь эмиттера транзистора Тх, уси­ливается им и через катушку обратной связи L4 вновь попадает в гетеро­динный контур, поддерживая в нем колебания той частоты, на которую он настроен. Таким образом, на ток транзистора воздействуют одновременно коле­бания сигнала принимаемой радиостанции и гетеродинного контура. Смеши­ваясь, они образуют колебания промежуточной частоты, которые выделяются коллекторной нагрузкой транзистора — контуром L6C4, настроенным на про­межуточную частоту. Через катушку связи L7 они подаются к усилителю промежуточной частоты.

Резистор в этом однотранзисторном преобразователе можно рассматри­вать как нагрузку контура гетеродина, на котором выделяется переменное напряжение высокой частоты, вводимое в эмиттерную цепь транзистора. Кон­денсатор С5 является переходным элементом, связывающим контур гетеродина с транзистором.

Обеспечение постоянной разности между частотами настройки гетеродинного и входного контуров, равной 465 кГц, носит название сопряжения кон­туров. Сопряжение достигается соответствующим выбором индуктивности катушек для каждою диапазона и одновременным изменением емкостей кон­денсаторов настройки этих контуров. А поскольку емкости конденсаторов на­стройки одинаковы, индуктивность гетеродинной катушки должна быть не­сколько меньше индуктивности катушки входного контура.

Обращаю твое внимание на конденсатор С6. Его называют сопрягаю­щим конденсатором. Будучи включенным последовательно с конденса­тором настройки, он уменьшает общую емкость контура и тем самым сужает диапазон частот гетеродина. Благодаря сопрягающему конденсатору частота колебаний гетеродина по всему диапазону превышает частоту колебаний при­нимаемого сигнала на промежуточную частоту 465 кГц. Сопряжение контуров достигается: на высокочастотном участке диапазона — подстроечными конден­саторами С2 и С7, подключенными параллельно конденсаторам настройки С1 и С8, а на низкочастотном участке диапазона — соответствующей подгонкой индуктивностей входной и гетеродинной катушек.

Запомни: сопряжение входного и гетеродинного контуров в соответствии с промежуточной частотой — непременное условие для работы супергетеродина. Если сопряжение сделано недостаточно тщательно, приемник будет работать плохо.

Чтобы лучше стабилизировать работу преобразовательного транзистора, смещение на его базу подается с делителя напряжения R1R2. Наивыгоднейший режим работы транзистора устанавливают подбором резистора R1. Резистор R4 и конденсатор С10 образуют развязывающий фильтр.

Для повышения дальности действия приемника предусмотрена возможность подключения к нему комнатной антенны, штыря или куска проволоки длиной около 1,5 м. В этом случае связь внешней антенны, подключаемой к гнезду Ан, с входным контуром преобразователя индуктивная, через катушку L3.

Однокаскадный усилитель промежуточной частоты образует транзистор T2, контур L8С11 и резистор через который на базу транзистора подается начальное напряжение смещения. Работает он так же, как усилитель высокой частоты приемника прямого усиления, с той лишь разницей, что нагрузкой транзистора этого каскада служит резонансный контур L8С11, настроенный, как и контур L6С4 на промежуточную частоту. Входная цепь этого каскада посредством катушки L7 связана индуктивно с нагрузкой преобразователя, а выходная — с детектором.

Начиная с катушки связи L 9, связывающей каскад усиления промежуточной частоты с детекторным каскадом, все идет, как в приемнике прямого усиления: выделенные детектором колебания звуковой частоты с его нагрузочного рези­стора R6, блокированного конденсатором С13, через электрический конденсатор С12 подаются на вход двух-трехкаскадного усилителя звуковой частоты (УЗЧ).

Данные большинства деталей высокочастотной части супергетеродина ука­заны на принципиальной схеме. Не указаны лишь емкости конденсаторов Сj и С8 настройки контуров и сопрягающего конденсатора С6. Объясняется это тем, что неизвестно, каким блоком конденсаторов переменной емкости ты располагаешь, на какой диапазон волн намерен рассчитывать приемник и какой сердечник будешь использовать для гетеродинной катушки L5. Эти данные взаимосвязаны и определяют емкость сопрягающего конденсатора С6.

В приемнике можно использовать любой блок конденсаторов, в том числе типичный для ламповых приемников, с наибольшей емкостью 495 пФ. Жела­тельно, однако, чтобы он был малогабаритным, таким, как в промышленных транзисторных супергетеродинах.

Но и в промышленных приемниках стоят разные по конструкции и емкости блоки конденсаторов. В приемниках «Спутник» и «Сюрприз», например, стоят блоки конденсаторов с наибольшей емкостью 170 пФ, в «Соколе»—240 пФ, в «Атмосфере» —250 пФ, в «Спидоле» — 365 пФ. Высокочастотные сердечники, которые можно использовать для гетеродинной катушки L5, тоже могут быть разными. Можно, например, использовать броневой (горшкообразный) карбо­нильный сердечник марки СБ-12а, в который помещается катушка (рис. 248,6), или ферритовый стержень, находящийся внутри самодельною каркаса катушки (рис. 248,в). Различные сердечники — разные числа витков катушек.

Ориентировочные данные катушек L1 и L5 с учетом использования в при­емнике разных блоков конденсаторов переменной емкости и сердечников для гетеродинной катушки L5 приведены в помещаемой здесь таблице. В ней ука­зана и емкость сопрягающего конденсатора С6, соответствующая этим данным.

Если приемник рассчитывать на средневолновый диапазон, катушку L1 следует наматывать в один слой, ви­ток к витку. Если же приемник будет длинноволновым, эту катушку следует заматывать секциями «внавал». Ка­тушка связи L2 должна иметь 8 — 12 витков. Окончательное число витков этой катушки подбирают при налажи­вании приемника. Число витков катуш­ки L3 должно быть примерно в 2-3 раза больше числа витков катушки L2. Намотка «внавал».

Для гетеродинных катушек жела­тельно использовать броневой карбо­нильный сердечник СБ-12а, показан­ный на рис. 248, На секционированной полистироловый каркас, предназна­ченный для этого сердечника, сначала намотай проводом ПЭВ 0,1—0,12 кон­турную катушку L5, распределив витки в ее секциях поровну. Отвод, идущий к эмиттеру транзистора, сделай от 4-го витка (для средних волн) или от 6-го витка {для длинных волн), считая от «заземленного» конца. Затем поверх вит­ков средней секции намотай тем же проводом катушку обратной связи L4. Она должна содержать 20 витков. Каркас с катушками помести внутрь сердечника, предварительно надев на их выводы короткие отрезки изоляционной трубки, чтобы не испортить изоляцию провода. Горшкообразные половинки сердечника склей лаком или клеем БФ-2.

Если не будет карбонильного сердечника, можно использовать для гетеро­динной катушки самодельный секционированный каркас и отрезок ферритового стержня (рис. 248, в). Высота гильзы каркаса 13 — 15 мм, длина сердечника 18 — 20 мм. Каркас склей из плотной бумаги с таким расчетом, чтобы сер­дечник с трением входил внутрь гильзы и удерживался в ней. Сначала на каркас намотай «внавал» катушку гетеродина L5, затем катушку обратной связи L4. Отвод в гетеродинной катушке сделай от 5—7-го вигка, считая от «заземленного» конца. Число витков катушки обратной связи — 15; провод ПЭВ 0,1-0,12.

Устройство катушек фильтров промежуточной частоты L6 и L8 и катушек связи L7 и L9 аналогично устройству гетеродинных катушек. Для них, как и для гетеродинных катушек, можно использовать карбонильные броневые сердеч­ники или отрезки ферритового стержня. В первом случае катушки L6 и L8 должны содержать по 75 — 80 витков, во втором — по 45 — 50 витков провода ПЭВ 0,1. Катушки связи L7 и наматывай поверх катушек фильтров таким же проводом, но диаметром 0,12—0,15 мм. В первом случае катушка L7 должна содержать 15 витков, L9—30 витков, а во втором случае — соответственно 10 и 20 витков.

Для преобразовательного каскада используй транзистор с коэффициентом h21э 40 — 50, а для каскада усиления промежуточной частоты — с коэффициентом h21э равным 60 — 80. Подстроечные конденсаторы С2 и С7 могут быть любыми.

Таблица

Полагаю, что преобразователь, усилитель промежуточной частоты и де­тектор, добавив к ним один — два каскада усиления звуковой частоты (или включив в цепь детектора головные телефоны), ты сначала соберешь и наладишь на макетной панели. Включив питание, измерь коллекторные токи транзисторов Т1, Т2, и если они значительно отличаются от указанных на схеме, подгони их подбором резисторов и R5. Эта предварительная, грубая проверка даст возможность только судить о том, нет ли ошибок, плохих контактов или неисправных деталей в цепях приемника.

Затем подключи к приемнику внешнюю антенну и попытайся настроить его на какую-либо радиостанцию. При этом подстроечные конденсаторы С2 и С7 входного и гетеродинного контуров установи в положение средней емкости. Если попытка, не удастся, значит, не генерирует гетеродин или нет сопряжения контуров преобразователя.

Прежде всего, проверь, работает ли гетеродин. Подключи параллельно рези­стору R3 вольтметр и замкни накоротко катушку L5. При исправной работе гетеродина после закорачивания катушки напряжение на эмиттере должно нем­ного уменьшиться. Если изменения напряжения не будет, значит, гетеродин не генерирует. В этом случае надо поменять местами выводы катушки обратной связи L4 или, уменьшив сопротивление резистора R1, немного увеличить напря­жение на базе транзистора T1

При исправной работе гетеродина тебе удастся настроиться на какую-либо радиостанцию. Если радиоприем будет сопровождаться свистом, искажа­ющим передачу, отодвинь подальше антенную катушку L3 и катушку связи L2 от контурной катушки L1. Теперь, изменяя индуктивность катушек фильтров промежуточной частоты (подстроечными сердечниками или перемещая катушки по ферритовым стержням) сначала катушки L8, а затем катушки L6, добейся наибольшей громкости приема сигналов этой станции.

Теперь переходи к самому кропотливому делу — сопряжению входного и гетеродинного контуров. Блок конденсаторов С1 и С8 установи в положение максимальной емкости и только подстроечным сердечником гетеродинной ка­тушки L5 настрой приемник на какую-либо радиостанцию наиболее низкочастотного участка диапазона.

Затем, изменяя индуктивность катушки L1 входного контура путем перемещения ее по ферритовому стержню магнитной антенны, добейся наибольшей громкости приема сигналов этой радиостанции. Затем настрой приемник на радиостанцию высокочастотного участка диапазона (ем­кость блока конденсаторов наименьшая). Теперь, не трогая катушек, сопрягай контуры только подстроечными конденсаторами С2 и С7. При этом ты можешь увеличивать емкость первого конденсатора и уменьшать емкость второго или, наоборот, уменьшать емкость первого и увеличивать емкость второго. Задача одна — добиться наибольшей громкости приема этой станции.

На этом налаживание супергетеродина еще не заканчивается. Надо еще раз подстроить контуры в конце и начале диапазона, затем еще раз подстроить фильтры промежуточной частоты и снова вернуться к контурам. И может быть даже не один, а два — три раза, пока никакие подстроечные элементы уже не будут улучшать работу приемника.

Не исключено, что приемник станет самовозбуждаться. Причиной самовоз­буждения может быть неудачное размещение контура гетеродина и фильтров промежуточной частоты относительно магнитной антенны и по отношению друг к другу. Ищи лучшее размещение этих элементов приемника. Если не помогает, то попробуй менять местами выводы катушек связи L7 и L9, укорачивать или разносить проводники цепей баз и коллекторов транзисторов. А если возникает генерация из-за связи каскадов через цепи питания, включи в цепь коллектора транзистора усилителя промежуточной частоты точно такой же развязывающий фильтр, как в цепи коллектора транзистора преобразователя.

Когда устранишь все неполадки и наладишь приемник, начнется завершаю­щий этап — сборка деталей на монтажной плате и монтаж приемника в футляре. Здесь все зависит от твоей смекалки, инициативы и твоих возможностей. Можно, например, походный приемник прямого усиления (по схеме на рис. 200) преобра­зовать в супергетеродин. При этом тебе придется только перемонтировать высо­кочастотную часть, превратив ее в каскад усиления промежуточной частоты и пре­образователь частоты. Место на монтажной плате для новых деталей там есть. А низкочастотная часть и детекторный каскад приемника останутся без изменений.

Если решишь делать новый приемник, то, учитывая габариты и особенности деталей, продумай хорошенько его монтажную схему, конструкцию фуляра и только тогда принимайся за дело. Опыт у тебя есть, так что решай само­стоятельно все эти практические вопросы.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель