Приемник начинающего коротковолновика

Л. Николаев

Вопрос о том, каким должен быть первый приемник начинающего коротковолновика, всегда вызывает оживленную дискуссию. Одни считают, что такой приемник должен собираться по схеме супергетеродина, другие утверждают, что первый приемник должен быть обязательно прямого усиления. Бесспорно одно: первая самостоятельно изготовляемая конструкция должна быть по возможности несложной и простой в налаживании.

Так как для начинающего радиолюбителя основным затруднением при налаживании является настройка колебательных контуров, то при конструировании первого КВ приемника нужно стремиться уменьшить число его колебательных контуров до минимума.

Идеальным с этой точки зрения является приемник прямого усиления с одним колебательным контуром и регулируемой положительной обратной связью по высокой частоте. Такой приемник, собранный на трех электронных лампах (пентодах) по схеме 1-V-1 (усилитель напряжения ВЧ - детектор - усилитель напряжения НЧ), обладает высокой чувствительностью и дает возможность вести прием телефонных и телеграфных сигналов любительских радиостанций.

Его недостатком является относительно невысокая по сравнению с супергетеродином избирательность. Однако этот недостаток искупается простотой конструкции и налаживания приемника такого типа.

Построив и наладив приемник прямого усиления, начинающий радиолюбитель приобретет опыт, который пригодится ему впоследствии при изготовлении более совершенных и сложных супергетеродинных приемников. Ниже описана конструкция и принцип действия простого одноконтурного приемника прямого усиления для работы на коротковолновых диапазонах. На рис.1 приведена принципиальная схема приемника. Приемник собран на трех высокочастотных пентодах типа 6К4П. Первая лампа приемника (Л1) служит усилителем напряжения высокой частоты, на второй лампе (Л2) собран детекторный каскад с регулируемой положительной обратной связью по высокой частоте, третья лампа (Л3) работает в оконечном низкочастотном каскаде, питающем телефоны.

Рис. 1. Принципиальная схема приемника

Входная система приемника выполнена ненастраивающейся, она состоит из конденсатора С1 и дросселя Др1. Применение ненастраивающейся входной цепи заметно не ухудшает его избирательность, так как контур детекторного каскада при введении регулируемой положительной обратной связи по высокой частоте имеет значительно более узкую полосу пропускания, чем обычный контур во входной цепи. Кроме того, отсутствие во входной цепи настраивающегося контура значительно упрощает конструкцию приемника и его налаживание.

В анодную цепь лампы включена часть катушки индуктивности L1 (между точками 1 и 2). Катушка L1 одновременно служит составной частью колебательно контура детекторного каскада, благодаря чему осуществляется связь первого каскада со вторым. Необходимое для работы первого каскада постоянное смещение на управляющую сетку лампы Л1 получается за счет протекания анодного тока и тока экранирующей сетки этой лампы через сопротивление R2, зашунтированное конденсатором С3. Напряжение на экранирующую сетку лампы Л1 подается через развязывающую цепочку R1C2.

Рис. 2а	Рис. 2б

Детекторный каскад с регулируемой положительной обратной связью собран по схеме с параллельным питанием по высокой частоте. Высокочастотные колебания, усиленные лампой Л1 и отфильтрованные колебательным контуром детекторного каскада, поступают в сеточную цепь лампы Л2, состоящую из конденсатора С6 и сопротивления R3.

Принципиальная схема сеточной цепи лампы Л2 показана отдельно на рис.2а. На этом рисунке Uс обозначает напряжение высокочастотного сигнала, а Uск - напряжение между сеткой и катодом лампы Л2, получающееся в результате детектирования.

На рис.2б изображено отдельно напряжение высокочастотного сигнала Uс, промодулированное по закону низкой частоты. При приходе положительной полуволны высокочастоного напряжения возникает сеточный ток, который заряжает конденсатор С6 почти до амплитуды этого напряжения. Причем отрицательный заряд скапливается на обкладке конденсатора С6, соединенной с управляющей сеткой лампы Л2.

Рис. 2в	Рис. 2г

Отрицательная полуволна напряжения высокой частоты, следующая за положительной, складывается с напряжением на конденсаторе, в связи с чем отрицательное напряжение на управляющей сетке получается в два раза больше, чем амплитуда приходящего сигнала. При изменении амплитуды приходящего сигнала амплитуда отрицательного напряжения на сетке также изменяется. Получающееся напряжение показано на рис.2в. Это напряжение является суммой напряжения низкой частоты Uнск (рис.1г) и напряжения высокочастотного сигнала Uс (рис.2б). Таким образом, в сеточной цепи лампы Л3 появляется напряжение низкой частоты, соответствующее по форме огибающей высокочастоного напряжения, т.е. происходит детектирование сигнала.

Рис. 3

Усиленное лампой Л2 напряжение низкой частоты, получающееся на сопротивлении R5, через конденсатор С10 поступает на управляющую сетку оконечного каскада. Напряжение высокой частоты на оконечный каскад не подается, так как оно замыкается на корпус через конденсатор С8.

В свою очередь усиленное высокочастотное напряжение с сопротивления R4 через конденсатор С7 подается обратно в резонансный контур, создавая тем самым положительную обратную связь по высокой частоте. Для уменьшения фона переменного тока детекторный каскад питается через развязывающую цепочку R6C9.

Изменяя с помощью потенциометра R8 напряжение на экранирующей сетке лампы Л2, можно регулировать усиление каскада, изменяя тем самым величину обратной связи. При приеме телефонных сигналов необходимо величину обратной связи устанавливать как можно ближе к порогу возникновения генерации по высокой частоте, так как при этом получается максимальная чувствительность и избирательность приемника.

Для приема телеграфных сигналов на телефоны необходимо преобразовать телеграфные посылки в низкую частоту. В описываемом приемнике для этого достаточно чуть-чуть увеличить обратную связь с тем, чтобы в резонансном контуре детекторного каскада возникли собственные колебания.

Если теперь контур приемника настроить так, чтобы генерируемая частота немного отличалась от принимаемой, то между ними возникнут биения, которые создадут в момент прихода высокочастотного сигнала напряжение звуковой частоты. Происходящие при этом процессы иллюстрируются на рис.3.

На этом рисунке показаны: напряжение сигнала Uc, генерируемое напряжение Uг, сумма этих напряжений, т.е. напряжение биений Uc + Uг, и выделенное с помощью детектирования напряжение низкой частоты, совпадающее по форме с огибающей биений.

Для упрощения конструкции сменных катушек индуктивности и увеличения стабильности работы приемника была выбрана схема включения колебательного контура детекторного каскада, согласно которой лампа Л2 присоединяется к нему по высокой частоте в трех точках, соответствующих аноду, управляющей сетке и катоду. Эти соединения должны быть сделаны так, чтобы при возникновении колебаний в контуре напряжения катод - анод и катод - управляющая сетка находились в противофазе. При этом лампа сможет "поддерживать" возникшие в контуре колебания, увеличивая этим чувствительность и избирательность приемника, а в случае достаточно сильной обратной связи создавать генерацию.

Рис. 4

На рис. 4а, 4б приведены две возможные упрощенные схемы такого включения. На этих схемах не показаны цепи питания каскада. Как видно из этих схем, анод и управляющая сетка лампы должны присоединяться к противоположным концам колебательно контура, а катод между ними - к индуктивности или емкости контура. Величина положительной обратной связи при этом зависит от места присоединения катода к индуктивности или емкости контура и от параметров лампы. В приемнике изменение обратной связи происходит вследствие изменения усиления лампы Л2 при изменении напряжения на ее экранирующей сетке.

Колебательный контур приемника выполнен несколько необычно. Нa рис.5а приведена часть принципиальной схемы приемника, на которой изображен его колебательный контур. Эта схема соответсвует рис.4а.

Рис. 5

Для того, чтобы убедиться в этом, необходимо упростить ее, отбросив цепи питания каскада. На рис.5б показана эта же схема без сопротивления R4, служащего для пропускания постоянной составляющей анодного тока лампы Л2, разделительного конденсатора С7, блокирующего напряжения высокой частоты, конденсатора С8 и сеточной цепи С6R3. Кроме того, на схеме показаны емкость С' между анодом лампы Л2 и шасси и емкость С'' между концами катушки индуктивности L контура. Так как точка 2 катушки индуктивности по высокой частоте соединена с катодом лампы Л2 через емкость выпрямителя, то эту схему можно представить так, как она показана на рис.5в.

Как видно, анод и управляющая сетка лампы Л2 присоединены к противоположным концам сложного контура, а катод - к точке соединения между двумя параллельными контурами. Сопротивление параллельного колебательного контура в зависимости от частоты приложенного к нему напряжения может иметь и емкостный и индуктивный характер. Следовательно, на какой-то частоте контура между точками 3 и 2, а также 2 и 1 могут быть заменены эквивалентными индуктивностями Lэ' и Lэ'' (рис.5г).

Если при этом лампа Л2 будет иметь достаточное усиление, то можно подойти близко к порогу возбуждения или вызвать генерацию в этом сложном контуре. Изменяя величину емкости конденсатора настройки С5, можно изменять эквивалентную индуктивность Lэ'' и тем самым частоту настройки. Конденсатор С4 служит для предохранения выпрямителя приемника от короткого замыкания в случае случайного соединения пластин конденсатора переменной емкости С5 между собой. Таким образом, каскад, собранный на лампе Л2 выполняет следующие функции: усиливает принимаемые высокочастотные колебания; создает дополнительное напряжение высокой частоты при приеме телеграфных сигналов; детектирует напряжение высокой частоты и усиливает получающееся при этом напряжение низкой частоты.

С выхода детекторного каскада напряжение низкой частоты поступает через разделительный конденсатор С10 на управляющую сетку лампы Л3 оконечного каскада. В анодной цепи лампы Л3 включено нагрузочное сопротивление R12, напряжение с которого через разделительный конденсатор С15 поступает на высокоомные телефоны. Конденсатор С14 служит для ослабления ненужных при приеме любительских радиостанций высоких звуковых частот.

Отрицательное смещение на управляющую сетку лампы Л3 получается с помощью включенных в катодную цепь сопротивления R15 и конденсатора С12. Емкость конденсатора С12 выбрана большой, так как он должен шунтировать токи низкой частоты. Напряжение на эранирующую сетку лампы Л3 подается через развязывающую цепочку R11, С13.

Приемник монтируется на алюминиевой панели, размеры которой приведены на рис.6. Общий вид приемника показан в начале статьи.

Рис. 6

Дроссель Др1 может быть намотан проводом ПЭЛШО 0,1-0,12 на каркасе диаметром 10-15 мм. Длина намотки 25-30 мм. Намотка - однослойная. Можно применить и другой высокочастотный дроссель, а в крайнем случае - сопротивление величиной 10-25 кОм.

Сменные катушки индуктивности для любительских диапазонов помещаются в октальные цоколи от ламп. На панели приемника устанавливается восьмиштырьковая ламповая панель, к трем контактам которой припаиваются проводники, соединенные с анодом лампы Л1, шиной питания высоким напряжением и с конденсатором С7. Три вывода катушек индуктивностей припаиваются к соответствующим ножкам ламповых цоколей.

Катушки наматываются, начиная с края каркаса, до отвода. В этом месте в каркасе (изготовляемом из двух слоев плотной бумаги, если нет готовой гильзы подходящих размеров) прокалывается отверстие, сквозь которое пропускается конец одной части катушки и начало другой. Обе части катушки наматыватся в одну сторону. Данные катушек индуктивности на любительские диапазоны волн приведены в табл.1.

Таблица 1

Диап., МГц	Часть катушки 1-2		Часть катушки 2-3		Диаметр каркаса, мм	Тип намотки	Примечание
	Число витков	Провод	Число витков	Провод
28-30	6	ПЭЛШО 0,31	3	ПЭЛШО 0,08	22	Виток к витку
21-22	7	ПЭЛШО 0,31	3	ПЭЛШО 0,08	22	Виток к витку
14-14,4	10	ПЭЛШО 0,20	4	ПЭЛШО 0,8	22	Виток к витку
7,0-7,1	19	ПЭЛ 0,09	3	ПЭЛ 0,1	22	Виток к витку
3,5-3,6	45	ПЭЛ 0,20	4	ПЭЛ 0,2	14	Внавал, ширина намотки 6 мм	Сначала мотается часть катушки 1-2, а поверх ее 2-3

Питать приемник можно от любого выпрямителя на 250 В, который может дать ток около 10-15 мА. Выпрямитель должен иметь хорошую фильтрацию. Приемник соединяется с выпрямителем с помощью свитого кабеля с фишкой на конце. Фишка изготовляется из цоколя старой лампы. Если нет готового выпрямителя, то его можно собрать по схеме, приведенной на рис.7.

Рис. 7

В выпрямителе можно применить диода типа Д7Ж, так как при этом упрощается изготовление силового трансформатора Тр1 из-за отсутствия дополнительной обмотки для накала кенотрона и возможности применения простой вторичной обмотки (без вывода, который необходим, если хотят получить двухполупериодное выпрямление с помощью кенотрона). Выпрямитель собран по мостовой схеме. Сопротивления R1, R2, R3, R4 включены для уравнивания обратных сопротивлений полупроводниковых диодов. Сопротивление R5 включено для ограничения импульса тока через полупроводниковые диоды.

В выпрямителе применен двухзвенный фильтр, дающий хорошую фильтрацию. Конденсаторы С4 и С5 служат для предотвращения попадания помех из сети. Трансформатор Тр1 собирается из пластин трансформаторной стали типа Ш-16, толщина набора 20 мм. Размер окна 16х40 мм. Обмотка I содержит 1390 + 1000 витков провода ПЭЛ 0,3. Обмотка II содержит 3400 витков провода ПЭЛ 0,1. Обмотка III содержит 74 витка провода ПЭЛ 0,8.

При правильном монтаже и доброкачественных деталях настройка собранного приемника заключается в подгонке числа витков сменных катушек индуктивности, которая влияет на принимаемый диапазон и плавность подхода к порогу возбуждения. Сначала необходимо с помощью генератора стандартных сигналов или просто прослушивая принимаемые станции настроиться на любительские диапазоны.

После этого нужно подобрать требуемое соотношение между индуктивностями частей катушки L1 с тем, чтобы получить плавный подход к порогу генерации. Если генерация не возникает, следует увеличить число витков между точками 2 и 3, а если она очень сильна и при ее возникновении получается сильный щелчок, то нужно уменьшить число витков между теми же точками. Подбором числа витков катушки L1 для получения плавного подхода к порогу генерации и заканчивается настройка приемника.

Л. Николаев. "Радио" №2/1958 год