Усилитель высокой частоты и магнитная антенна

Когда дают оценку тому или иному приемнику, имеют в виду не только громкость и естественность воспроизводимого звука, что определяется главным образом схемой и качеством работы усилителя звуковой частоты, но и такие его параметры, как селективность, т. е. избирательность, и чувствительность.

Под термином селективность подразумевается способность приемни­ка выделять из всех колебаний высокой частоты, возникающих в его антенне, колебания только той частоты, на которую он настроен. Когда приемник четко выделяет станцию, на которую он настроен, о нем говорят, как о прием­нике с хорошей селективностью. Если при приеме какой-то станции прослушиваются другие, близкие пo частоте радиостанции или, как говорят, станции соседнего канала, о таком приемнике говорят, что его селективность плохая или недостаточно хорошая.

Рис. 195. Каскады усиления высокой частоты на транзисторах структуры р-п-р. Для транзисторов структуры п-р-п полярность источника питания должна быть изменена на обратную.

Один из способов повышения селективности простейшего приемника — ослабление связи настраиваемого контура с антенной, в более сложном — уве­личение числа контуров, настраиваемых на частоту принимаемой станции.

Второй качественный показатель приемника — чувствительность — характеризует способность его «отзываться» на слабые сигналы отдаленных станций. Если приемник не реагирует на сигналы отдаленных станций, о таком приемнике говорят, что он обладает малой или плохой чувствительностью. Если же он принимает большое число отдаленных и маломощных станций, говорят, что этот приемник обладает хорошей чувствительностью.

Чувствительность приемника зависит от качества его входной цепи, числа каскадов усиления высокой частоты, используемых в них транзисторов или электронных ламп и режимов их работы.

Транзисторный приемник прямого усиления, обеспечивающий уверенный прием местных и отдаленных мощных радиовещательных станций, имеет обычно один настраиваемый контур, один-два каскада усиления высокой частоты, а если он портативный, то и внутреннюю магнитную антенну.

Схема и сущность действия каскада усиления высокой частоты аналогичны схеме и работе усилителя звуковой частоты. Разница лишь в нагрузке кол­лекторной цепи, где получается усиленный транзистором сигнал (рис. 195). Этой нагрузкой, как и в каскаде усиления звуковой частоты, может быть резистор Rн (рис. 195, а) сопротивлением 3,3 — 6,8 кОм. Усиленный сигнал, создающийся на нем, через разделительный конденсатор Сраз поступает на вход второго каскада усиления высокой частоты, если усилитель двухкаскадный, или к детектору.

Лучше, однако, если коллекторной нагрузкой транзистора будет не резистор, а высокочастотный дроссель Др (рис. 195, б), а еще лучше — высокочастотный трансформатор (рис. 195, в).

Дроссель или трансформатор, оказывающий высокочастотному сигналу большее, чем резистор, сопротивление, повышает усиление каскада. Трансфор­матор, кроме того, позволяет путем подбора коэффициента трансформации наилучшим образом передать высокочастотную энергию из коллекторной цепи транзистора-усилителя во входную цепь транзистора второго каскада или детектора, согласовать сопротивление этих цепей.

Независимо от схемы и нагрузки усилительного каскада на базу герма­ниевого транзистора вместе с усилива­емым сигналом должно подаваться (относительно эмиттера) начальное на­пряжение смещения, равное 0,1—0,2 В, а на базу кремниевого транзистора 0,5-0,7 В.

В каскадах усилителей высокой частоты используют маломощные транзисторы с граничной частотой 10 и более мегагерц. Из числа транзис­торов структуры р-п-р, это, например, транзисторы П401- П403, П416, П422, ГТ308, ГТ309, ГТ310, а из числа тран­зисторов структуры п-р-п — ГТЗ11, КТ315, КТ301 и многие другие. Способы подачи смещения и термостабилизация режимов работы транзисторов высокочастотных каскадов такие же, как в уси­лителях звуковой частоты.

Наиболее часто используемый радиолюбителями однокаскадный усилитель высокой частоты с термостабилизацией режима работы транзистора и входными цепями приемника ты видишь на рис. 196. Это, так сказать, классический вариант однокаскадного высокочастотного усилителя. Колебательный контур входной цепи, определяющий настройку приемника, образуют катушка LK9 находящаяся на ферритовом стержне, и конденсатор Ск. Ферритовый стержень с контурной катушкой, взятые вместе, это и есть магнитная антенна Ан — антенна, в которой модулированные колебания высокой частоты возбуждает магнитная составляющая радиоволн. Катушка Lсв, находящаяся на ферритовом стержне магнитной антенны, связывает антенный контур с усилителем, поэтому ее называют катушкой связи. Обе катушки обычно наматывают на бумажных гильзах, которые можно перемещать вдоль стержня, что позволяет подобрать опытным путем наивыгоднейшую связь между ними и несколько смещать границы диапазона волн, перекрываемого контуром LKCK.

Нагрузкой коллекторной цепи служит катушка LH высокочастотного транс­форматора. Колебания высокой частоты, создающиеся в этой катушке, через катушку связи подаются ко второму высокочастотному каскаду или де­тектору. Катушка индуктивно связывает этот каскад со вторым каскадом усиления высокой частоты или с детектором, поэтому ее, как и катушку LCB принято называть катушкой связи.

Высокочастотный трансформатор с целью уменьшения габаритов наматы­вают на высокочастотном магнитном сердечнике, обычно на кольце из феррита, или обе его катушки, намотанные на общем каркасе, помещают в горшковидном сердечнике.

Но, как я уже говорил, нагрузкой транзистора может быть также резистор сопротивлением 3,3 — 10 кОм или высокочастотный дроссель (см. рис. 195, а, б).

Рис. 196. Однокаскадный усилитель высокой частоты с магнитной антен­ной.

В этом случае связь между каскадами осуществляется с помощью конденсатора емкостью 5 — 10 тыс. пФ, который одновременно выполняет роль разделитель­ного конденсатора.

Стабилизация режима работы транзистора осуществляется с помощью делителя Rб1Rб2 и эмиттерного резистора R3— точно так же, как в каскадах усиления звуковой частоты с такой же системой термостабилизации рабочей точки транзистора (см. рис. 178, б). Но если не требуется такая термостабилизация, напряжение смещения на его базу может подаваться с помощью одного резистора, включаемого между базой и минусом источника питаня или между базой и коллектором транзистора (рис. 178, а).

Конденсатор Сраз, включенный последовательно с катушкой связи LCB,— разделительный. Его задача — свободно пропускать в базовую цепь тран­зистора колебания высокой частоты и в то же время не пропускать постоян­ный ток. Этим требованиям может отвечать конденсатор емкостью 5 — 10 тыс. пФ. Без такого конденсатора база транзистора Тх оказалась бы замкнутой на общий провод через катушку связи LCB. Этот конденсатор может быть включен между катушкой связи и базой транзистора.

Вот, собственно, то главное, что можно вкратце рассказать о схеме, работе и назначении деталей каскада усиления высокой частоты. Если такой каскад соединить через детектор с двумя или тремя каскадами звуковой частоты, получится приемник 1-V-2 или 1-V-3. А если высокочастотный усилитель будет двухкаскадным, то и приемник станет соответственно 2-V-2 или 2-V -3.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель