Практикум для початківців.
Від детекторного приймача до супергетеродина.
Саморобний Радиоконструктор. Частина 6.
У Москві радіомовні станції працюють в двох діапазонах. УКХ 1 займає частоту 65,9 -74 МГц і в УКХ 2 радіостанції працюють в інтервалі частот 87,5 - 108 МГц. У двох діапазонах використовується частотна модуляція (ЧМ) і на всіх приймачах іноземного виробництва цей вид модуляції скорочено позначається FM (frequency modulation - частотна модуляція). У перекладі зустрічається і таке поєднання букв ФМ.
З 90-х років імпортні радіоприймачі з діапазоном УКХ 2 (FM) грунтовно заполонили ринок, і в даний момент ефір повністю освоєно радіомовними компаніями і на цій ділянці хвиль вже працюють більше 40 станцій.Простота конструкції детекторного УКВ приймача спокушає. З'єднуєте разом трійку - четвірку деталей, і кілька радіомовних станцій чутні в навушниках. У міських умовах, де багато перешкод цей приймач буде працювати краще, ніж виконаний на середніх або довгих хвилях, правда за умови, що радіомовний УКВ передавач або ретранслятор знаходиться недалеко від вашого будинку. У моєму випадку дальність впевненого прийому склала шість кілометрів.
Чи потрібен такий приймач? Детекторний, найпростіший, зроблений за класичною схемою? Щоб відповісти на ці питання зберіть цю конструкцію, а коли зберете, то зрозумієте, що не дарма провели час. Багато цікавих дослідів можна провести з простим приймачем. Можливо, вам захочеться вдосконалити його, додати каскад посилення, поліпшити селективність, зробити антену з великим коефіцієнтом посилення і т. Д. Те, що ви не зупинитеся на досягнутому - вже добре.
Детекторний УКХ приймач.
Це було щось схоже на старовинний фрегат. Його корпус, об'ємний резонатор, довжиною 0,75метров (4-я частина довжини хвилі = 3-м метрам, що відповідає 100 МГц), загвинченому з двох оцинкованих ночов, з щоглами спрямованих антен типу хвильовий канал, піднімався на мотузках, перекинутих через блоки на дах заміського будинку. Я б відніс цей епізод до першоквітневий жарт, але в місті ця купа металу буде працювати, варто тільки під'єднати до неї германієвого діод з високоомними навушниками.Найпростіший УКХ ЧМ детекторний приймач по схемі не відрізняється від амплітудного детектора діапазонів: ДХ, СХ, КВ, але по конструкції він буде відрізнятися котушкою індуктивності, вона буде мати лише кілька витків дроту. Такий контур з конденсатором змінної ємності близько 30 пФ перекриває відразу 2 діапазону з запасом від 65 до 108 МГц.
З метою підвищення добротності, враховуючи, що струми ВЧ течуть по поверхні проводів, я вибрав діаметр 2 мм, використовуючи мідний дріт для електропроводки, знявши з нього ізоляцію і намотавши 4 витка на оправці діаметром 1,2 см.
Детектування ЧМ сигналу в звукову частоту відбувається в два етапи. ЧС сигнал спочатку перетвориться в АМ, завдяки тому, що настройка радіоканали на схилі частотної характеристики контуру, що призводить до зміни амплітуди ЧМ сигналу (чим вище частота або щільність заповнення, тим більше змінюється амплітуда сигналу і навпаки). Перетворений, АМ сигнал перетворюється в звукову частоту амплітудним детектором на діод.Теорія тут!
Але почути ефір з такого приймача можливо в безпосередній близькості передавача, тому бажано відразу ж підключити УНЧ з низькоомним телефоном або комп'ютерну колонку, так як скат контуру на прийнятої частоті дуже пологий і зміна амплітуди в результаті перетворення ЧМ сигналу в АМ дуже малі. Коли я все це приєднував, то мені самому було цікаво чого ж я почую. Адже коливальний контур має на цій частоті смугу близько 5 МГц, а це значить, що близько 10 станцій я повинен почути одночасно.
Практично я вперше збирав такий простий радіоприймач на цю частоту для ЧМ сигналу.
Детекторний приймач, виконаний за схемою подвоєння напруги (по Вільярду) Рис.3, не дасть на практиці істотного виграшу в гучності (в 2 рази або на 6 дБ). При такому включенні діодів контур буде сильніше завантажений, і для відновлення його добротності необхідно буде змінити його коефіцієнт включення або ємнісний зв'язок, і в кращому випадку виграш в рівні звуку буде на 4 дБ краще, що на слух майже непомітно. Замість германієвих діодів, давно знятих з виробництва, в цій схемі непогано себе зарекомендували СВЧ PIN діоди. Я давно їх використовую, за характеристиками вони ближче до германієвих діодів. Див. «Прості індикатори НВЧ поля своїми руками».
Іграшка виявилася кумедною. Мені вдалося нарахувати до п'яти радіостанцій. Звичайно, вони заважали один одному, музика однієї накладалася на мова іншої станції, але в цілому приймач приймав ефір, і навіть можна було знайти ділянку в діапазоні, коли потужна радіостанція, пригнічуючи більш віддалені, звучала комфортно. А найкращою антеною в міських умовах виявилося будівельне правило, така алюмінієва планка для вирівнювання стін. Її довжина 1,5 метра, що не лінійний нерозрізний вібратор для діапазону УКВ 2. У заземлении УКВ детектор вже не потребував, і це було перевагою в порівнянні з АМ приймачем, якщо порівнювати його з того ж кількості деталей.
Фото 3. Як антен я також використовував розсувний розрізний вібратор, будівельне правило, дротяний розрізний вібратор від комп'ютерної радіо приставки. Остання антена теж показала непогані результати. Такий простий приймач є хорошим індикатором у визначенні якості антен.
Але поки залишався один істотний недолік, це погана селективність або вибірковість по сусідньому каналу, ну прямо комуналка, яка то, іграшка в стилі ретро, пам'ять про дитинство, про суспільну кухні наповненою сусідами зі своїми плітками і розповідями. А з іншого боку зручно, слухаєш музику, а одночасно з нею дізнаєшся новини і погоду з іншого радіостанції. Я спробував поліпшити добротність контуру, щоб підняти посилення і домогтися гарної вибірковості по сусідньому каналу, для чого зробив котушку з алюмінієвої трубки, закріпивши її в «Тазику для варення» , Сконструювавши якусь подобу резонатора. Незважаючи на те, що радіостанції приймалися, реального виграшу не було.Фото 4. За допомогою конденсатора настройки (пластмасової трубки з шаром фольги зверху, з'єднаної з тазиком), одягненого на алюмінієву трубку, налаштувався на 56 МГц. Відстань між двома налаштуваннями на схилах, яке склало 2 МГц, прийняв за смугу контуру. Але мовний канал 1-ої програми телебачення прийняти не вдалося. Приймач приймав тільки сигнал з генератора, хоча без конденсатора станції УКХ діапазону були чутні, але до них ще треба пиляти і пиляти трубку.
Була ще ідея прилаштувати до тазик спрямовану спіральну антену з високим коефіцієнтом посилення, використовуючи мідну водопровідну трубу з діаметром витка 0,5 метрів і довжиною крокової намотування до 5 метрів, але в період різкого спаду попиту на алкоголь в результаті зростаючих на нього цін, така конструкція нагадувала б самогонний апарат виробничого масштабу. Від задуму довелося відмовитися.
Застосування. Кілька десятків таких приймачів, що складаються з з вібраторів у вигляді відрізків проводів, спрямованих на найближчий передавач, коливальні контури, настроєні на потужну радіостанцію, і така ж кількість діодів, і - готовий невичерпне джерело енергії, який займе набагато менше місця, ніж аналогічні детектори- накопичувачі ДВ і СВ діапазонів.
Я спробував позбутися від настирливих сусідів і поставив ще один перебудовується резонансний каскад посилення перед детектором, зробивши, таким чином,
приймач УКХ (FM) прямого посилення 1 - V - 1.У конструкції приймача використаний двухстороннійфольгірованний стеклотекстолит. А краю плати пропаяни мідною стрічкою, що забезпечує двосторонній контакт провідного шару. Котушки розташовані з двох сторін друку, а сама плата є екраном між контурами. Таким чином, прибираються паразитні зв'язку (позитивний зворотний зв'язок), які здатні на цих частотах перетворити даний приймач в регенеративний, тобто, що працює на межі самозбудження. У цій частині бажано подбати про стійке посилення резонансного каскаду, а регенеративний приймач - це окрема тема для творчості.
При використанні 2-х резонансних контурів смуга повинна звузитися в 1,4 рази, а придушення сусіднього каналу збільшитися в 2 рази, що і вийшло на практиці, але залишилася досить широка смуга (3,5 МГц) захоплювала по дві станції. Така конструкція працювала тільки в місті, а в дачній місцевості, в 70 км від міста і в 20 км від ретранслятора, я не зміг зловити жодної станції, тільки рівний білий шум УНЧ. Правда, варто було мені під'єднатися до телевізійної антени з підсилювачем, щось стало проявлятися на рівні шумів, але для якісного функціонування пристрою було ще далеко. Для нормальної роботи такого приймача мені необхідно було повернутися в 50-ті роки минулого століття і запозичити схему телевізора КВН-49, приймальний тракт цього пристрою був зроблений за схемою прямого посилення. Приймач мав тільки два канали. Це була лінійка ламп з контурами, які переключалися важелем-перемикачем, що замикає контактні пелюстки по всій довжині шасі. А всього 20 років тому, коли FM діапазон ще не був освоєний, такий саморобний приймач виявився б цілком прийнятним у використанні, по крайней мере, в міських умовах. Повертатися в минуле з метою ускладнення схеми не хотілося.
Застосування. Наведена схема перебудовується резонансного підсилювача (Рис. 5) пройшла випробування часом і досить успішно застосовується до цього дня в якості преселектора в супергетеродинних приймачах. У більш серйозних апаратах все підлаштування і змінні конденсатори замінюються варикапами, а настройка на станцію здійснюється за допомогою мікропроцесора.
Неперебудовувані резонансний підсилювач ВЧ знаходить застосування для наддалекої зв'язку, будучи використаний в якості антенного підсилювача, встановленого безпосередньо в антені. Завдяки вузькій смузі прийому, він буде володіти меншим коефіцієнтом шуму, кращим захистом від перешкод в порівнянні з широкосмуговим апериодическим каскадом, який в основному використовується в стандартних антенних підсилювачах. Повертаючись до теми простих приймачів УКВ прямого посилення, я, мабуть, відмовлюся від нарощування контурів з метою звуження смуги пропускання, а зберу сверхрегенератівниміпріємникамі детекторний каскад для діапазону УКВ-2Сверхрегенератівниміпріємникамі приймач УКХ (FM) діапазону.
Чи не бачив людину щасливішою в момент, коли він демонстрував роботу свого сверхрегенератівниміпріємникамі приймача. Всього три транзистора на картонці, штирьова антена і кілька наддалеких станцій захлинаючись іноземної промовою, перебивають один одного.
Я теж збирав аналогічні приймачі КВ діапазону для радіокерованих моделей і простеньких переговорних пристроїв. Цей вид детектування сигналу підкуповує своєю простотою, але в даний момент переходить в розряд ретро, поступаючись місцем супергетеродинному приймача, який завдяки сучасній елементній базі буде мати перевагу.
Але треба віддати належне цьому пристрою, бо зібравши його, ви не зможете від нього відірватися, крутячи Конденсатори підлаштування, підбираючи режими, домагаючись узгодження з контурами і т. Д. В спробі отримати від цього радіоприймача щось надприродне, як і випливає з його назви. Не буду нікого розчаровувати, так як сам зібрав такий приймач на діапазон УКВ - 2 (88 - 108 МГц) і вже не один вечір чаклую над ним.
У цього приймача краще селективність по сусідньому каналу, практично переїхав в окрему квартиру. Краще чутливість, я вже можу слухати його на дачі. Але про інші параметри мені краще помовчати. А то пропаде весь інтерес до нього і щасливе обличчя, яке демонструє роботу приймача, нікому не судилося побачити.
Конструкція приймача аналогічна попередній, але у вас з'явиться непереборне бажання екранувати сверхрегенератівниміпріємникамі детектор бо, вже підносячи руку до котушки демодулятора, його настройка змінюється, адже він включає в себе генератор високої частоти, що випромінює високочастотну генерацію спалахами завдяки другому генератору, більш низької частоти, і все це виконано на одному транзисторі. Я спеціально трохи змінив попередню схему, перетворивши резонансний каскад УВЧ в апериодический, щоб таку конструкцію легко можна було переробити. Зміні в основному піддається детектор. Однак кращу розв'язку з антеною забезпечить Каскодний УВЧ. Про нього все написано в 3-й частині радіоаматорського конструктора.
Такий простий УКХ радіоприймач доцільно зробити у вигляді макету в стилі ретро, який може бути використаний на шкільній виставці творчості в якості практичного завдання на канікули. Як демонстраційний радіоприймач він буде більш працездатний в міських умовах, де багато перешкод, в порівнянні з діапазонами СВ і ДВ.Дивіться продовження цього посту «Ламповий регенеративний детектор FM діапазону».
У цьому пості зібрано макет приймача прямого посилення по схемі 0 - V - 1. До лампового (високочастотний пентод 6Ж5П) регенеративній детектору приєднується активна колонка і приймач готовий. У місті прийом ведеться на штирові антену без заземлення. Придбайте квиток в дитинство або в минуле і зберіть цю ретро-конструкцію. Не пошкодуєте!Чи потрібен такий приймач?
Детекторний, найпростіший, зроблений за класичною схемою?