Простейшие радиолюбительские конструкции, схемы и их работа
Записи с меткой узлы радиоприёмников
Смеситель гетеродинного приёмника
3 месяцев назад
Смеситель, схема которого показана на Рис., применяется в приёмниках прямого преобразования, частота гетеродина которого в два раза меньше частоты принимаемого сигнала. Данная схема является логическим продолжением разработки смесителя на встречно-параллельных диодах, который был впервые описан на страницах журнала «РАДИО» в 1976 году.
Известно, что на полевых транзисторах, используемых в режиме управляемого активного сопротивления, можно реализовывать разнообразные смесители, частотные, фазовые и синхронные детекторы; модуляторы; коммутаторы и тому подобные устройства. Они, как правило, отличаются малыми нелинейными искажениями, большим динамическим диапазоном, хорошей развязкой между управляющими ( или гетеродинными ) и сигнальными цепями.
Описанный смеситель имеет весьма малое проникновение напряжения гетеродина во входные цепи. Действительно, паразитные ёмкости затвор-исток транзисторов подключены к противофазным выводам симметричного ВЧ трансформатора и образуют сбалансированный мост. Благодаря этому наводимое во входном контуре напряжение ослаблено на 30 … 40 дБ. Дальнейшее ослабление ( ещё на 30 дБ или даже больше ) получается за счёт селективных свойств входного контура или фильтра — ведь гетеродин работает на частоте, вдвое отличающейся от частоты сигнала.
Способность детектировать сигналы мешающих АМ станций в данном смесителе ослаблена потому, что каналы транзисторов представляют собой линейные активные сопротивления. Теоретически АМ сигналы вообще не должны детектироваться смесителем. На практике каналы всё же имеют некоторую нелинейность, и это, конечно ограничивает помехозащищённость смесителя. Наилучшие результаты по этому параметру получились бы с транзисторами, у которых исток и сток полностью идентичны. Однако подобные транзисторы не выпускаются серийно.
Собственные шумы описываемого смесителя очень малы, во-первых, потому, что полевые транзисторы вообще относятся к малошумящим элементам и, во-вторых, потому, что через каналы транзисторов протекает лишь очень слабый ток сигнала.
Входной сигнал ( диапазон 28 МГц ) подаётся на смеситель ( на Рис. ) через Г — образный полосовой фильтр, в продольной ветви которого включён контур L1C1, а в поперечной — L2C2. Согласование входного сопротивления смесителя ( несколько килоом ) с антенной достигается автотрансформаторным включением катушки L2. На затворы транзисторов смесителя VT1 и VT2 подаётся такое напряжение смещения, чтобы транзисторы открывались лишь на пиках гетеродинного напряжения. На выходе смесителя включён фильтр НЧ С3L3С4 с частотой среза около 3 кГц. Характерическое сопротивление фильтра — 4,5 кОм. Предварительный усилитель НЧ приёмника с коэффициентом усиления примерно 1000 собран на операционном усилителе DA1. Оконечный усилитель должен иметь коэффициент усиления 30 … 100. Этот узел, а также гетеродин приёмника можно собрать по любой известной схеме.
Катушки входного фильтра L1 и L2 намотаны на каркасах диаметром 6 мм виток к витку проводом ПЭЛ 0,8. Подстроечник катушки L2- СЦР-1. Катушка L1 содержит 19 витков, а L2 — 10 витков с отводом от 2-го или 3-го витка ( подбирают по максимуму чувствительности ), считая от вывода, соединённого с общим проводом. Катушка L3 содержит 520 витков провода ПЭЛШО 0,07 … 0,1, намотанных на кольцевом магнитопроводе К16Х8Х4 из феррита 2000НМ. Симметрирующий трансформатор ( на рисунке обмотки I и II ) выполнен на кольцевом магнитопроводе типоразмера К7Х 4Х2 из феррита 100НН. На кольцо наматывают 12 витков сложенного втрое провода ПЭЛШО 0,15. Затем начало одной обмотки соединяют с концом другой, образуя средний вывод симметричной вторичной обмотки ( 2Х12 витков ).
При испытаниях приёмника было найдено, что оптимальное напряжение смещения составляет — 2,5 В, а амплитуда напряжения гетеродина на затворах транзисторов VT1 и VT2 — около 1,5 В. При этих напряжениях чувствительность приёмника была максимальной. Измеренное значение чувствительности оказалось около 0,3 мкВ при отношении сигнал/шум на выходе 10 дБ. Подавление внеполосных АМ сигналов и ослабление гетеродинного напряжения с частотой 14 МГц на входе приёмника оказалось не хуже 70 дБ. Несколько лучшие параметры получались при использовании полевых транзисторов с изолированным затвором, например КП305.
Подобный смеситель можно использовать и в супергетеродинных приёмниках, заменив фильтр низких частот контуром, настроенным на промежуточную частоту
.авторы: В поляков ( RA3AAE ), Б Степанов ( UW3AX )
источник: «РАДИО» №4, 1983 г, стр. 19-20
Амплитудный детектор с малыми искажениями
3 месяцев назад
В данной статье приводится схема детектора АМ сигналов на транзисторе. Детекторы собранные по данной схеме отличаются значительно меньшими нелинейными искажениями АМ сигнала, чем традиционные ( например диодные ).
Принципиальная схема детектора приведена на Рис.1. Элементы С1, L1, L2 ( выходной контур УПЧ приёмника ) и R2C3 ( нагрузка ) имеются и в обычном диодном детекторе. Функции детектирующего элемента выполняет транзистор VT1. По высокой частоте его база соединена с коллектором через конденсатор С2, т.е. детектор полностью эквивалентен диодному. Постоянная составляющая тока детектора обеспечивает работу транзистора VT1 в активном режиме. По низкой частоте детекторный каскад охвачен глубокой ООС. Напряжение ООС снимается с коллектора транзистора VT1 и через конденсатор С2 подаётся на его базу.
На Рис.2 и 3 приведены зависимости коэффициентов гармоник (Кг) от глубины модуляции (m) для предлагаемого детектора ( кривые 2 ) и диодного детектора ( кривые 1 ), полученного при исключении из схемы элементов R1C2 и соединении базы и коллектора транзистора VT1. Зависимости, приведённые на Рис.2, получены при использовании германиевого транзистора и амплитуде сигнала несущей на транзисторе VT1 равной 0,6 В, а на Рис.3 – при использовании кремневого транзистора и амплитуде сигнала несущей частоты 1 В.
Из приведённого графика видно, что применение такого детектора позволяет снизить коэффициент гармоник в два-три раза, причём при глубине модуляции менее 0,5 коэффициент гармоник не превышает 2%.
Простота данного устройства позволяет использовать его для доработки готовых радиоприёмных трактов. Для этого достаточно вместо детекторного диода установить элементы VT1, R1, C2.
Автор: И. Гончаренко, «РАДИО» №1, 1991 г., стр 53
Схемы апериодических УВЧ на транзисторах
4 месяцев назад
Апериодические усилители высокой частоты ( УВЧ ) используются для увеличения чувствительности радиоприёмников, имеющих малый уровень шумов. Включаются такие усилители на входе приёмника либо перед преобразовательным каскадом. Усилитель должен обеспечить усиление сигнала не менее чем в 3 – 4 раза во всём рабочем диапазоне частот приёмника. Помимо увеличения чувствительности всего приёмного тракта в супергетеродинных приёмниках повышается эффективность работы преобразователя частоты и уменьшается паразитное излучение гетеродина в антенну. Нагрузкой УВЧ служат резисторы или катушки индуктивности ( высокочастотные дроссели )
При наличии на входе УВЧ колебательного контура, а также контура на входе супергетеродинного приёмника, увеличивается не только чувствительность всего приёмника, но и избирательность по зеркальному каналу, а также улучшается соотношение сигнал/шум.
Усилители на одном транзисторе.
На 1 Рис. приведена схема УВЧ для портативного приёмника, работающего в диапазонах длинных ( ДВ ), средних ( СВ ), и коротких ( КВ ) волн. Данный усилитель подключают в приёмник между катушкой связи Lсв магнитной антенны МА и входом преобразователя частоты. УВЧ обеспечивает дополнительное ( в 5 – 6 раз ) усиление принимаемых сигналов.
УВЧ собран на транзисторе VT1 по схеме с коллекторной нагрузкой – резистором R3. Режим работы транзистора обеспечивается резисторами R1, R2, R4. Усиленный сигнал снимается с резистора R3 и через разделительный конденсатор С4 подаётся на вход преобразователя частоты. Резистор R5 и конденсатор С2 образуют в цепи питания УВЧ развязывающий фильтр. Резистор R6 служит для подачи напряжения смещения на базу транзистора VT2 преобразователя приёмника.
Налаживание УВЧ сводится к подбору R1, устанавливающего ток в цепи коллектора VT1 равного 0,8 – 1 мА.
В усилителе желательно использовать транзисторы типа ГТ322А, ГТ322Б, ГТ322В и им подобные.
Усилитель по схеме Рис.1 обеспечивает сравнительно равномерное усиление в полосе частот 100 кГц – 15 мГц. На частотах выше 15 мГц усиление падает из-за влияния в основном входной цепи преобразовательного каскада, сопротивление которого приобретает на этих частотах ёмкостной характер. Для уменьшения этого влияния применяют различные корректирующие элементы и цепи. Наиболее простым и эффективным решением является включение последовательно с нагрузкой УВЧ резистором R3 – корректирующего дросселя.
На Рис.2 приведена схема такого усилителя, обеспечивающего равномерный коэффициент усиления равный шести ( 15 дБ ) в полосе частот 100 кГц – 30 мГц. Дроссель Др1 имеет индуктивность 2 мкГ и содержит 30 витков провода ПЭВ-1 0,15, намотанных на резисторе типа МЛТ-0,5 с сопротивлением 100 кОм. В данном усилителе применяются транзисторы типа ГТ322 с буквой А, Б, В, Г, Д, или Е.
На Рис.3 приведена схема другого варианта УВЧ, предназначенного для работы совместно с простым коротковолновым приёмником супергетеродинного типа. Усилитель собран на полевом транзисторе VT1.
Сигнал принимаемой радиостанции с внешней антенны через Гн1 поступает в катушку связи L1 и далее в колебательный контур L2C1. С помощью переменного конденсатора С1 контур можно настроить на любую радиостанцию, работающую в диапазоне частот от 6 до 12 мГц. ( 25 – 50 м ). В таком же диапазоне работает и приёмник.
Применение индуктивной связи контура L2C1 с антенной позволяет подобрать оптимальную связь между ними. Колебательный контур полностью подключён к транзистору, что даёт возможность получить от такого УВЧ значительное усиление сигнала и повысить избирательность всего приёмного устройства по зеркальному каналу. Дополнительное улучшение избирательности по зеркальному каналу может достигать до 10 — 20 дБ.
Необходимый режим работы транзистора VT1 обеспечивается включением в цепь истока резистора R1, который по переменной составляющей переменной заблокирован конденсатором С3. Нагрузкой транзистора является дроссель Др1. Выделенный на дросселе сигнал через С2 и гнездо Гн2 подаётся на вход приёмного устройства.
В данной конструкции можно применять полевые транзисторы КП303В, 2П303В, КП303Г, 2П303Г, переменный конденсатор С1 любого типа с воздушным диэлектриком. Катушки L1, L2 наматывают последовательно друг за другом на фарфоровом каркасе диаметром 12 мм проводом ПЭВ-1 0,35. Катушка L1 содержит 21 виток, L2 — 5 витков. Дроссель Др1 должен иметь индуктивность около 2,5 мкГ. Можно изготовить самодельный дроссель, намотав на резисторе МЛТ-2 с сопротивлением более 50 кОм 40 витков провода ПЭЛШО 0,2.
Налаживание усилителя сводится к подбору тока потребления. Для этого в разрыв питания включают миллиамперметр с током полного отклонения шкалы 10 мА. Резистором R1 подбирается ток потребления равный 5 мА.
Возможно для более точной настройки диапазона придётся подобрать количество витков L2.
Усилитель на двух транзисторах.
На Рис.4 приведена схема УВЧ на двух гальванически связанных транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой первого каскада является резистор R2. Второй каскад собран по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе VT2. Нагрузка этого каскада ( резистор R5 ) включена в цепь эмиттера. С выхода второго каскада устройства в цепь базы подаётся напряжение отрицательной обратной связи через резистор R4.
Наличие отрицательной обратной связи и непосредственная связь между каскадами обеспечивают устойчивую работу усилителя в достаточно широком диапазоне частот. Резистор R1 согласует его входное сопротивление с волновым сопротивлением антенного фидера ( 75 Ом ). Элементы R6C3 образуют развязывающий фильтр, подавляющий паразитные обратные связи через источник питания.
Частотная и амплитудная характеристики усилителя определяются параметрами корректирующей цепи R3C2. При R3 =0 и С2 = 0 максимальное усиление в низкочастотной части диапазона, при R3 = 200 Ом и С2 = 220 пФ максимальное усиление в высокочастотной части диапазона, при R3 = 200 Ом и С2 = 0,015 мкФ частотная характеристика средняя между предыдущими двумя.
И.И Андрианов «ПРИСТАВКИ К РАДИОПРИЁМНЫМ УСТРОЙСТВАМ», Москва издательство ДОСААФ СССР, 1985 г. стр.6-15