Супергетеродин на интегральных микросхемах

Характерная особенность этого варианта супергетеродина — использование в нем интегральных микросхем.

Принципиальная схема приемника показана на рис. 249. Здесь же при­ведены схемы используемых в нем микросхем серии К224. Приемник, как и транзисторный вариант, однодиапазонный, с внутренней магнитной антенной. Рассчитан на прием радиостанций средневолнового диапазона. Питается от ба­тареи напряжением 9 В.    

В приемнике, как видишь, использованы три микросхемы: К2ЖА242 (МС1), К2УС248 (МС2) и К2УС245 (МС3). Первая из них, содержащая два транзистор­ных каскада, работает в преобразователе частоты с отдельным гетеродином, вторая — в двухкаскадном усилителе промежуточной частоты (транзисторы вто­рого каскада включены по так называемой каскодной схеме), третья — в пятикаскадном предварительном усилителе звуковой частоты (транзисторы первого и третьего каскадов включены по схеме эмиттерного повторителя, остальные — по схеме ОЭ). В выходном двухтактном бестрансформаторном усилителе мощности работают низкочастотные маломощные германиевые тран­зисторы структур п-р-п (Т1,) и р-п-р (Т2).

Выходная мощность приемника около 150 мВт, промежуточная частота 465 кГц.

Входной контyp магнитной антенны Ан1 образуют катушка L1, и конден­саторы С1, и С2, контур гетеродина — катушка L4 и конденсаторы С3 —С6. Контуры настраивают блоком конденсаторов переменной емкости С1, и С5. Конденсатор С4 контура гетеродина — сопрягающий; он обеспечивает разность частот гетеродинного и входного контуров, равную промежуточной частоте при­емника. Подстроечными конденсаторами С2 и С6 осуществляют сопряжение настроек контуров на высокочастотном конце диапазона, перекрываемого прием­ником. Конденсатор С3 — блокировочный. Его емкость во много раз больше емкости последовательно соединенных конденсаторов С4 и С5, поэтому он практически не влияет на частоту контура гетеродина, а лишь предотвращает замыкание постоянной составляющей тока транзистора этого каскада на за­земленный проводник приемника.

Питание на электроды транзисторов микросхемы МС1 подается: на кол­лектор транзистора смесительного каскада — через катушку L5 высокочастотного трансформатора L5L6 и вывод 4, на базу этого транзистора — с делителя напря­жения R1R2 через вывод 2 микросхемы; на коллектор транзистора гетероди­на — через резистор катушку L4, резистор и вывод 9, а на его базу — через резистор R5 и вывод 8. Нижняя (по схеме) секция катушки L4, соединен­ная через резистор R4 и внутренний конденсатор микросхемы с эмиттером транзистора гетеродина, выполняет роль катушки обратной связи.

 

Рис. 249. Супергетеродин на интегральных микросхемах серии К224.

Принятый сигнал радиостанции через катушку связи индуктивно свя­занную с катушкой L1, контура магнитной антенны, поступает на вывод 1 микросхемы. Сюда же, через ту же катушку связи, подается и сигнал гетеродина. В результате смешения сигналов радиостанции и гетеродина в выходной цепи микросхемы (вывод 4—катушка L5) создаются колебания промежуточной ча­стоты 465 кГц. Контуры L6С7 и L7С9, настроенные на эту частоту, образуют полосовой фильтр промежуточной частоты. Первый из них через катушку связан с преобразователем частоты, второй — через катушку L8 и конденсатор С11 связан со входом 2 микросхемы МС2. С контура L9C15, включенного в выходную цепь микросхемы (выводы 7 и 8), усиленный сигнал промежуточной частоты через катушку связи L10 подается на диод для детекти­рования.

Питание на транзисторы микросхемы МС2 подается через развязывающий фильтр R7CI3. Конденсаторы С12 и С14 совместно с внутренними резисторами микросхемы образуют дополнительные развязывающие фильтры, предотвра­щающие самовозбуждение усилителя промежуточной частоты.

Нагрузкой детектора служит переменный резистор R10, выполняющий од­новременно и роль регулятора громкости. Колебания звуковой частоты, снимае­мые с его движка, через конденсатор С19 поступают на вход (вывод 2) микросхемы МС3. С вывода 1 низкочастотный сигнал, усиленный первым каскадом этой микросхемы, через электролитический конденсатор С21 поступает на вход (вывод 5) второго каскада. Усиленный этим каскадом сигнал с вы­вода 9 подается в базовую цепь транзисторов Т1 и Т2 усилителя мощности, нагруженного (через конденсатор С25) на динамическую головку Гр1.

Резисторы и Rl2 образуют делитель, с которого на базу первого транзистора микросхемы МС3 подается начальное положительное напряжение смещения, а резистор Rn с конденсатором С20 — ячейку развязывающего фильт­ра. Напряжение питания на вывод 3 этой микросхемы снимается со средней точки эмиттеров транзисторов Т1 и Т2 (точка симметрии). Одновременно по этой цепи с выхода усилителя мощности на вход микросхемы МС3 подается сигнал отрицательной обратной связи, улучшающий частотную характеристику усилителя звуковой частоты. Глубину отрицательной обратной связи регулиру­ют подбором резистора Rl4. Конденсатор С24 создает цепь отрицательной об­ратной связи для высших частот усиливаемого сигнала. Подбором емкости этого конденсатора можно регулировать тембр звука.

Резистор R15 создает на базах транзисторов Т1 и Т2 (относительно эмит­теров) небольшое напряжение смещения, устраняющее искажения типа «ступень­ка» при слабом входном сигнале.

Конденсатор С16, шунтирующий источник питания по переменному току звуковой частоты, улучшает условия работы приемника при частично разрядив- опейся батарее. Резистор R8 и конденсатор С10—развязывающий фильтр, пре­дотвращающий паразитную связь между низкочастотным и высокочастотным трактами приемника через общий источник питания.

Указанные на принципиальной схеме напряжения на некоторых участках цепей приемника измерены относительно заземленного проводника питания вольтметром с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В при напря­жении батареи, равном 9 В.

Все детали приемника, кроме динамической головки, можно смонтировать на одной общей печатной плате с внешними размерами 130 х 80 мм, выпол­ненной из фольгированного стеклотекстолита или гетинакса толщиной 2 мм. Головка Гр1 типа 0,5ГД-21, определяющая размеры приемника, крепится не­посредственно к лицевой стенке корпуса.   

Внешний вид такой монтажной платы (со стороны деталей), разметка печатной платы (со стороны печатных проводников) и схема соединений деталей на ней показаны на рис.. 250. Конденсаторы C1, С5 и С2, С6 — блок КПЕ-3 транзисторного приемника «Алмаз». Можно также использовать аналогичные блоки КПЕ от приемников «Сокол», «Старт-2», «Космонавт». Катушки L5 — Ll0 усилителя промежуточной частоты — трансформатора фильтров промежуточной частоты транзисторного приемника «Соната». Их намоточные данные: L6, L7 и L9 — по 99 витков провода ЛЭ 5 х 0,06. Катушки намотаны тремя секциями (по 33 витка в каждой секции) на унифицированных каркасах, помещенных в чашки из феррита марки 600НН диаметром 8,6 мм. Катушки L5, L8, L10содержат по 30 витков (три секции по 10 витков), намотанных проводом ПЭЛШО 0,1 поверх соответствующих им контурных катушек L6, L7 и L9. Вообще же можно использовать трансформаторы промежуточной частоты от любого другого промышленного малогабаритного транзисторного супергетеро­дина. Надо только в контуры включить конденсаторы С7, С9, С15 соответ­ствующих емкостей. В контуры промежуточной частоты приемника «Сокол-2», например, катушки которых содержат меньше витков, чем катушки контуров приемника «Соната», надо включить конденсаторы емкостью по 1000 пФ.

Рис. 250. Монтаж деталей, разметка токонесущих проводников печатной платы и схема соединений на ней.

Гетеродинная катушка Л4 намотана на. таком же каркасе, как катушки Контуров промежуточной частоты, и содержит 100 витков провода ПЭВ 0,1. Отвод сделан от 15-го витка, считая от нижнего (по схеме) вывода. Катушка L3 имеет четыре витка такого же провода.

Катушки L1 и L2 намотаны на отдельных каркасах, размещенных на стержне из феррита марки 400НН диаметром 8 и длиной 120 мм. Катушка L1, со­держит 75 витков, L2 — 8 витков провода ПЭВ 0,12. Ферритовый стержень укреплен на плате нитками, под концы стержня подложены амортизирующие резинки.

Все электролитические конденсаторы типа К50-6, неэлектролитические конденсаторы постоян­ной емкости — КТ, KЛC; резисторы МЛТ-0,25 ил я MЛT-0,5; переменный резистор объединенный с выключателем питания B1, СП3-3б.

Коэффициент передачи тока h21э транзисторов ГТ1 и Т2 должен быть не менее 40. Транзисторы желательно подобрать с возможно близкими пара­метрами h21э и Iкво.

Микросхемы имеют по девять гибких выводов шириной 0,5 и длиной 7 мм, расположенных на расстоянии 2,5 мм. Выводы надо осторожно изо­гнуть, как показано на рис. 251, пропустить через отверстия, просверленные в плате в шахматном порядке, и снизу припаять к токонесущим провод­никам платы. Расстояние между рядами отверстий может быть 4 — 5 мм, между центрами отверстий в рядах 5 мм. Неисполь­зуемые выводы (например, выводы 4 и 5 микросхем МС1 и МС2) можно отогнуть в сторону и отверстий для них не сверлить.

Источником питания может быть батарея «Крона», аккумуляторная батарея 7Д-0,1 или две соединенные последовательно батареи 3336JI. В последнем случае придется значительно увеличить габариты корпуса приемника.

В твоем распоряжении может не оказаться именно тех деталей, под которые рассчитана его печатная плата. Поэтому подобранные и проверенные детали размести в рекомендуемом порядке на листе бумаги и с учетом их конструкций и габаритов произведи соответствующую корректировку печатных проводников платы. Если нет фольгированного материала, соединения деталей на плате, изготовленной из листового гетинакса или текстолита такой же толщины, делай отрезками монтажного провода.

При любом виде монтажа особое внимание удели правильности соединения выводов микросхем и транзисторов с другими деталями и полярности вклю­чения электролитических конденсаторов. Испытать и предварительно наладить приемник желательно на макетной панели, что избавит от лишних перепаек, смен деталей, причем делать это можно раздельно, по трактам.

Убедившись в том, что в монтаже ошибок нет, к контактам выключа­теля питания присоедини миллиамперметр и таким образом измерь общий ток, потребляемый приемником от батареи. Он не должен быть больше 15—20 мА. Ток коллекторной цепи транзисторов Т1 и Т2, соответствующий 5—6 мА, устанавливай подбором резистора R15, а напряжение +4,5 В в точке симметрии выходного каскада — подбором резистора R11. При замене резистора ис­точник питания обязательно должен быть выключен, иначе может произойти тепловой пробой транзисторов выходного каскада.

Проверить работу тракта звуковой частоты можно с помощью генератора звуковой частоты или путем воспроизведения грамзаписи. Выход генератора звуковой частоты или выводы звукоснимателя присоединяй к крайним выводам резистора R10, предварительно отключив от него резистор R9 и конденсатор С13: При подаче сигнала генератора или проигрывании грампластинки звук в дина­мической головке должен быть достаточно громким, неискаженным и плавко изменяться при вращении регулировочного диска переменного резистора R10. Если при слабом входном сигнале появляются заметные на слух искажения, устраняй их увеличением сопротивления резистора Rl5.

Микросхема МС2 подгонки режимов работы ее транзисторов не требует. Надо только проверить, подается ли напряжение (около 6,5 В) на ее вывод 6.

Напряжение на выводе 2 микросхемы МС1, равное 3 — 3,2 В, устанавливаем подбором резистора R1. Затем резистор R5 в базовой цепи транзистора гете­родина замени переменным резистором на 100 — 150 кОм и постепенно уменьши его сопротивление до появления в головке (или головных телефонах, под­ключенных к резистору R10) звука, напоминающего щелчок. Этот звук — признан порога возбуждения гетеродина. Сопротивление резистора R5 должно бытъ на 15—20 кОм меньше сопротивления введенной части временно включенною вместо него переменного резистора. Дополнительно генерацию гетеродина можно проверить с помощью миллиамперметра, включенного между резистором и плюсовым проводником источника питания. При замыкании выводов катушки L4 контура гетеродина, когда генерация срывается, миллиамперметр должен по­казывать возрастающий ток.

После этого приемник настрой на какую-либо радиостанцию и подстройкой контуров промежуточной частоты, начиная с контура L9Cl5, добейся наибольшей Громкости приема этой станции.

Сопряжение гетеродинного и входного контуров делай, как об этом я рас­сказывал применительно к транзисторному варианту супергетеродина. Роторь» блока конденсаторов С1, С5 установи в положение, близкое к их максимальной емкости, и только подстроечным сердечником гетеродинной катушки L4 на­страивай приемник на одну из радиостанций низкочастотного участка диапазона. Затем, не изменяя положения роторов блока КПЕ, перемещением катушки L1, по ферритовому стержню добейся наибольшей громкости приема той же стан­ции. После этого роторы конденсаторов блока КПЕ установи в положение, близкое к минимальной емкости, подстроечным конденсатором С6 гетеродин­ного контура настрой приемник на одну из станций высокочастотного участка диапазона, а затем подстроечным конденсатором С2 контура магнитной антенны добивайся наибольшей громкости приема этой же станции.

Остается укрепить динамическую головку и монтажную плату с батареей литания в корпусе, конструкцию которого ты, надеюсь, сумеешь разработать сам.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель