Измерения при налаживании радиоприемника

А. Соболевский

Измерение чувствительности и избирательности

Измерение этих параметров совершенно необходимо, так как позволяет проверить правильность настройки и налаживания приемника. Часто супергетеродинный приемник с усилителем ВЧ, настроенный неопытным любителем, совершенно не имеет избирательности по симметричному каналу. Казалось бы, должно быть наоборот. Ведь избирательность по симметричному каналу тем лучше, чем больше контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала, включено перед преобразователем, и чем выше их добротность.

Рис. 1. Схема измерения чувствительности

Допустим в приемнике два таких контура: входной и контур между усилителем ВЧ и преобразователем. А избирательность по симметричному каналу отсутствует! В чем же дело? Вероятнее всего, эти контуры радиолюбитель настроил на разные частоты: один - на частоту принимаемого сигнала (что и требуется), а другой - на частоту симметричного канала, то есть выше принимаемой частоты на удвоенную промежуточную.

Стало быть, этот контур, вместо того чтобы подавлять частоту симметричного канала, подавляет частоту основного канала. В результате чувствительность по основному и по симметричному каналам одинакова. Эту ошибку обнаружить можно только при измерении чувствительности и избирательности.

Схема измерения чувствительности радиовещательного приемника показана на рис.1.

Ранее уже отмечалось, что всегда измеряют реальную чувствительность, учитывающую уровень шумов приемника. Поэтому перед измерением чувствительности надо определить уровень собственных шумов приемника. Для этого регулятор громкости усилителя НЧ приемника устанавливают в положение максимального усиления. На вход приемника через эквивалент антенны (он показан на рис.1) подают ВЧ колебания, модулированные частотой 400 Гц с глубиной модуляции 30%.

Приемник настраивают на эту частоту. Выходное напряжение сигнал-генератора (СГ) должно быть таким, чтобы напряжение на выходе приемника равнялось 0,1 от номинального. Затем выключают модуляцию напряжения ВЧ и измеряют напряжение на выходе приемника, то есть измеряют напряжение шумов приемника при приеме несущей. Такие измерения повторяют на каждом диапазоне в одной или нескольких точках. Уровень шума выражают в децибелах по отношению к нормальному выходному напряжению приемника, равному 0,1 от номинального.

После этого измеряют чувствительность приемника. СГ настраивают на нужную частоту. Напряжение его должно быть модулировано частотой 400 Гц при глубине модуляции 30%. Приемник настраивают на частоту СГ по максимальным показаниям индикатора выхода. Если измеренное ранее напряжение шумов меньше нормального выходного напряжения по крайней мере в 10 раз (20 дБ), то чувствительность приемника определяют следующим образом.

Регулятор громкости устанавливают в положение, соответствующее максимальному усилению. При этом напряжение на выходе СГ подбирают так, чтобы напряжение на выходе приемника стало равным 0,1 от номинального. Выходное же напряжение СГ (то есть на входе приемника) будет численно равно чувствительности приемника на данной частоте. Измерения повторяют по крайней мере в трех точках каждого диапазона, причем крайние частоты должны быть на расстоянии 10-20% от начала и конца шкалы. По результатам измерений строят график зависимости чувствительности приемника от частоты. Обычно для удобства график строят в логарифмическом мастабе.

Если же нормальное выходное напряжение приемника меньше чем в 10 раз превышает напряжение шумов, то чувствительность измеряют несколько иначе. В этом случае после настройки приемника на частоту СГ выключают модуляцию и с помощью регулятора громкости устанавливают такое напряжение шумов на выходе приемника, чтобы оно было в 10 раз меньше нормального выходного напряжения. Затем включают модуляцию СГ и доводят его выходное напряжение (напряжение на входе приемника) до такой величины, чтобы напряжение на выходе приемника было равно нормальному. Положение ручки регулятора громкости приемника при этом не меняют. Напряжение на выходе СГ будет численно равно чувствительности приемника с учетом его шумов.

Рис. 2. Схема измерения чувствительности приемника с магнитной антенной

При измерении чувствительности регулятор полосы и регулятор тембра (если они есть в приемнике) должны находиться в положении, соответствующем ослабленному воспроизведению высоких и низких звуковых частот. АРУ приемника должна быть выключена.

Если приемник предназначен для работы с внутренней магнитной антенной, например транзисторный переносной приемник, то чувствительность измеряют при помощи квадратной рамки из медной или латунной проволоки диаметром 4 мм. В этом случае чувствительность приемника выражается в мкВ/м. Схема измерений показана на рис.2.

Этими способами нельзя пользоваться при измерении чувствительности сверхрегенеративного приемника, так как измерению будет мешать шум сверхрегенератора. Этот шум имеет максимальный уровень при отсутствии напряжения ВЧ на входе приемника. При его появлении уровень шума снижается, и чем выше напряжение на входе, тем меньше шум.

Кроме напряжения шума сверхрегенератора, на входе приемника можно обнаружить еще и напряжение дробящей (гасящей) частоты. На слух эта частота не воспринимается, так как она обычно лежит в области 20-2000 кГц, но индикатор выхода на нее реагирует. Чтобы обнаружить на выходе приемника напряжение дробящей частоты, можно воспользоваться схемой, показанной на рис.1, которая в дальнейшем используется и для измерения чувствительности.

Если на выходе приемника есть напряжение дробящей частоты, то показания индикатора выхода не меняются при изменении выходного напряжения СГ или глубины его модуляции, ведь индикатор выхода измеряет напряжение дробящей частоты. Предварительно приемник на слух настраивают на частоту СГ (по максимальной громкости тона модуляции). В этом случае надо проверить исправность элементов фильтрующей цепи и блокировочного конденсатора в сверхрегенеративном приемнике, препятствующих проникновению напряжения дробящей частоты на выход усилителя НЧ приемника.

Если установлено, что напряжение дробящей частоты на выходе приемника отсутствует, чувствительность сверхрегенеративного приемника определяют следующим образом. Устанавливают на шкале СГ нужную частоту, увеличивают его выходное напряжение и настраивают на эту частоту приемник. В момент точной настройки приемника напряжение на его выходе должно заметно уменьшиться, так как при этом уменьшится уровень шума сверхрегенерации. После этого выходное напряжение СГ уменьшают до 10-20 мкВ выключают его модуляцию и отмечают показания индикатора выхода приемника. Затем снова включают модуляцию частоты СГ (глубина 30%, частота 400 Гц). Напряжение на выходе приемника при этом, естественно, увеличится.

Теперь вычисляют отношение напряжений на выходе приемника при немодулированном и модулированном ВЧ напряжении на его входе. Установлено, что наилучшее качество воспроизведения соответствует отношению 1:5. Поэтому если полученное отношение иное, то несколько изменяют выходное напряжение СГ и повторяют измерения. Чувствительность сверхрегенеративного приемника будет численно равна выходному напряжению СГ при отношении этих напряжений 1:5 (при включенной модуляции).

Измерив чувствительность, можно перейти к измерению избирательности. Избирательность характеризует уменьшение чувствительности приемника на какой-либо частоте по сравнению с чувствительностью на частоте принимаемого сигнала (на резонансной частоте приемника). Поэтому схемы измерения избирательности те же. Все определяется частотой настройки СГ.

• Если СГ настроен в резонанс с приемником - это измерение чувствительности.
• Если СГ расстроен на ±10 кГц относительно резонансной частоты приемника - это измерение избирательности по соседнему каналу.
• Если СГ настроен на частоту, выше резонансной частоты приемника на удвоенную промежуточную, - это измерение избирательности по симметричному каналу.
• Наконец, если СГ настроен на промежуточную частоту приемника - это измерение избирательности на частоте, равной промежуточной.

В связи с этим чувствительность и избирательность измеряют одно за другим, измерив чувствительность на какой либо частоте, тут же, не перестраивая приемник и не изменяя схемы измерения, приступают к измерению избирательности. Избирательность по соседнему каналу приемника прямого усиления и супергетеродинного приемника измеряются одинаково.

Вначале измеряют чувствительность приемника на данной частоте, а затем изменяют частоту СГ на 10 кГц (например, в сторону уменьшения) и устанавливают такое выходное напряжение СГ, при котором напряжение на выходе приемника вновь становится равным нормальному, то есть измеряют чувствительность приемника при расстройке частоты на 10 кГц. Отношение этой чувствительности к чувствительности приемника на резонансной частоте, выраженное в децибелах, покажет ослабление приема по соседнему каналу.

После этого частоту СГ увеличивают на 10 кГц относительно резонансной частоты приемника и повторяют те же измерения. За величину избирательности по соседнему каналу принимают наименьший результат.

Если потребуется снять резонансную характеристику приемника, то после определения его чувствительности на резонансной частоте изменяют частоту СГ через 1 кГц (одновременно измеряя чувствительность приемника) до тех пор, пока чувствительность приемника не станет хуже примерно в 1000 раз. По результатам измерения чувствительности строят резонансную характеристику.

Затем переходят к измерению избирательности по симметричному каналу. Принцип измерения тот же, только СГ настраивают на частоту, которая выше резонансной частоты приемника на удвоенную промежуточную. Избирательность по симметричному каналу обычно измеряют на тех же частотах, что и избирательность по соседнему каналу. При этом следует иметь ввиду, что наихудшая избирательность по симметричному каналу в коротковолновой части диапазона.

При измерении избирательности приемника по отношению к частотам, равным промежуточной, приемник настраивают на частоту, наиболее близкую к промежуточной: на крайнюю верхнюю частоту длинноволнового или крайнюю нижнюю частоту средневолнового диапазона. Это измерение ничем не отличается от предыдущего.

Снятие кривой верности

Эта кривая позволяет проверить, верно ли выбраны полосы пропускания ВЧ контуров, фильтров ПЧ и правильно ли налажен усилитель НЧ. Обязательно ли снимать эту кривую? Если приемник был настроен с соблюдением всех правил и в процессе настройки были проведены все указанные выше измерения, то эту кривую можно и не снимать. Но если радиолюбителю необходимо составить представление о незнакомом приемнике, то лучше всего снять эту кривую, по которой сразу же можно судить о том, насколько хорошо налажен приемник.

Схема для снятия кривой верности представлена на рис.1. Напряжение СГ модулировано напряжением внешнего звукового генератора, подключенного к зажимам "Внешняя модуляция". Кривую верности надо снимать на каждом диапазоне. Вначале приемник настраивают в резонанс с СГ, напряжение которого должно быть модулированно частотой 400 Гц с глубиной модуляции 30%. С помощью регулятора громкости устанавливают напряжение на выходе приемника, равное 0,25 от номинального. Выходное напряжение СГ при этом должно быть больше, чем в случае измерения чувствительности, но не перегружать ВЧ каскады приемника. Регуляторы тембра устанавливают в положение, соответствующее наиболее широкой полосе.

Рис. 3. Xарактеристикa работы АРУ

Затем изменяют частоту модуляции в заданном диапазоне звуковых частот, отмечая показания измерителя выхода приемника. При этом надо следить, чтобы напряжение ВЧ на выходе СГ, его частота, глубина модуляции и настройка приемника оставались неизменными. Записывают показания индикатора выхода приемника, соответствующие каждой частоте модуляции.

По полученным результатам строят кривую так же, как при снятии частотной характеристики усилителя НЧ, причем по горизонтальной оси откладывают частоты модуляции СГ, а по вертикальной - отношения выходного напряжения приемника к напряжению на частоте модуляции 400 Гц (в децибелах).

Снятие характеристики работы АРУ

Этим завершают измерение основных параметров приемника. Характеристика работы АРУ представляет собой зависимость выходного напряжения приемника от входного. Снимают характеристику следующим образом. На вход приемника через эквивалент антенны от СГ подают такое напряжение ВЧ (Uвх), чтобы напряжение на выходе приемника стало равным 0,25 от нормального (ручка регулятора громкости должна находиться в среднем положении). Напряжение СГ модулировано частотой 400 Гц при глубине модуляции 30%.

Приемник настраивают в резонанс с частотой СГ и отмечают показания индикатора выхода Uвых1. Затем изменяют напряжение СГ в 2, 3, 4, 10, 20, 100, 500, 1000, 5000 и 10000 раз, одновременно отмечая показания индикатора выхода. По полученным величинам выходного напряжения строят характеристику АРУ (рис.3).

Работа АРУ характеризуется отношением:

(Uвых1 • Uвых2) / (Uвх1 - Uвх2)

где Uвх2 и Uвых2 - пороговые величины соответственно входного и выходного напряжений, то есть напряжений, при которых АРУ начинает действовать. Это отношение выражают в децибелах. Работу АРУ проверяют на всех диапазонах.

А. Соболевский. "Радио" №9/1966 год