rx_28pol

Все большее внимание радиолюбителей привлекают приемники, выполненные по принципу прямого преобразования. Хотя сам принцип известен давно, его практическая реализация была затруднена из-за несовершенства тогдашних радиоэлементов. Применение же современных транзисторов позволяет создавать спортивные приемники прямого преобразования, не уступающие по своим параметрам более сложным супергетеродинам. В данной статье описывается один из таких приемников.

При своей максимальной простоте он обладает достаточно высокими чувствительностью и избирательностью. Особенностью приемника является отсутствие усилителя ВЧ. В связи с этим возникает опасность появления помех из-за попадания сигнала гетеродина в антенну. Поэтому радиолюбителям, которые захотят повторить конструкцию, следует строго соблюдать приведенные в статье рекомендации по настройке и обязательно экранировать элементы гетеродина.

Приемник прямого преобразования или "приемник с нулевой промежуточной частотой" позволяет простыми средствами получить хороший прием сигналов CW и SSB станций. Ниже описан несложный вариант такого приемника на диапазон 28-29,7 МГц.

Сигнал с антенны подается на входной контур L1C1, в котором осуществляется предварительная селекция, а затем через симметрирующий трансформатор Тр1 - на кольцевой балансный смеситель Д1-Д4. На другой вход смесителя через трансформатор Тр2 подается напряжение гетеродина. В результате смешения частот сигнала и гетеродина выделяются колебания разностной частоты.

Рис. 1. Принципиальная схема приемника

Для приема телеграфных станций частота гетеродина устанавливается на 1-2 кГц выше или ниже частоты принимаемого сигнала, и на выходе смесителя появляется сигнал с частотой 1-2 кГц. Для приема SSB станций гетеродин должен быть настроен на частоту подавленной несущей. В этом случае на выходе смесителя выделяются непосредственно звуковые сигналы. Выход смесителя через П-образный фильтр нижних частот L3C8C9 соединен со входом усилителя низкой частоты. Частота среза фильтра выбрана около 3 кГц. Фильтр ослабляет сигналы соседних станций, отстоящих от частоты гетеродина более, чем на 3 кГц.

Гетеродин приемника собран на транзисторе Т4. Катушка контура гетеродина L2 включена в цепь коллектора. Сигнал обратной связи подается на эмиттер с емкостного делителя, составленного из конденсаторов C3 и C4. Переменный конденсатор C2 служит для настройки. Режим транзистора по постоянному току задается делителем в цепи базы R1, R2 и резистором R3 - в цепи эмиттера. По высокой частоте база заземлена. Напряжение питания гетеродина стабилизированно стабилитроном Д5.

Усилитель низкой частоты трехкаскадный. В первом каскаде применен малошумящий транзистор Т1 типа П28. В каскад введена отрицательная обратная связь через резистор R5, создающий смещение в цепи базы. Остальные два каскада на транзисторах Т2 и Т3 собраны по аналогичной схеме. Конденсатор С14 ослабляет высокочастотные компоненты шума усилителя, а конденсатор C13 (сравнительно небольшой емкости) - частоты ниже 300 Гц. Общий коэффициент усиления усилителя составляет приблизительно 30000.

Выход приемника рассчитан на подключение чувствительных высокоомных телефонов. При желании обеспечить громкоговорящий прием надо добавить оконечный каскад, собранный по любой известной схеме. Регулировка усиления в приемнике отсутствует, так как сигналы мощных телеграфных станций хорошо ограничиваются усилителем. Для неискаженного приема сигналов SSB можно добавить регулятор усиления, заменив, например, постоянный резистор R6 потенциометром и соединив его движок с левой (по схеме) обкладкой конденсатора C11.

Поскольку все усиление сигнала происходит на низкой частоте, чувствительность приемника определяется шумами смесителя и чувствительностью усилителя. Коэффициент передачи смесителя может быть равен 0,2-0,5, чувствительность усилителя составляет доли микровольта. В результате при применении малошумящих диодов в смесителе чувствительность приемника получается около 1 мкВ при отношении сигнал/шум на выходе, равном 3.

Избирательность приемника определяется фильтром L3C8C9 и составляет 30 дБ при расстройке на 10 кГц. Перекрестные помехи, возникающие из-за прямого детектирования мешающих модулированных сигналов, подавляются благодаря применению балансного смесителя примерно на 60 дБ относительно уровня полезного сигнала 1 мкВ. Эти помехи легко распознать, так как мешающий сигнал слышен при любом положении ручки настройки. Большее подавление, то есть улучшение реальной избирательности, получается при точной балансировке смесителя путем подбора диодов или с помощью подстроечных резисторов и конденсаторов, подобно тому, как это делается в балансных модуляторах SSB передатчиков.

Детали и конструкция

Внешний вид приемника показан на фото в начале статьи. Конструкция - на рис.2, 3. Контурные катушки L1 и L2 имеют по 9 витков провода диаметром 0,5-0,7 мм на каркасе диаметром 10 мм, длина намотки 10 мм. Для L2 желателен керамический каркас. Катушки подстраиваются магнетитовыми сердечниками.

Рис. 2. Печатная плата с установленными деталями	Рис. 3. Шасси приемника (вид сверху)

Отводы к трансформаторам смесителя сделаны примерно от середины катушек, отвод к антенне - от второго витка L1. Трансформаторы смесителя Тр1 и Тр2 намотаны на кольцах К8х4х2 из феррита 100НН. Первичные обмотки имеют по 20 витков ПЭЛШО 0,15-0,2, вторичные - 10 + 10 витков. Обе половинки вторичных обмоток наматывают одновременно двумя проводами (для лучшей симметрии). Размеры колец некритичны.

Неплохие результаты дает также упрощенная схема балансного смесителя (рис.4), не требующая намотки торроидальных трансформаторов. Катушка связи Lсв содержит 2 + 2 витка, намотанных около заземленного вывода катушки L1. Поскольку хорошей симметричности при воздушной катушке связи, как правило, не получается, в смеситель введен симметрирующий потенциометр R11.

Рис. 4. Упрощенная схема балансного смесителя

Положение движка подбирается по минимуму перекрестных помех. Катушка фильтра L3 индуктивностью 170 мГ намотана на кольце К10х6х5 из феррита 4000НМ и имеет 300 витков провода ПЭЛШО 0,1. В качестве L3 можно использовать любую подходящую катушку, например одну из обмоток трансформатора от карманного приемника.

В смесителе можно также применить диоды Д311, Д104 (чувствительность приемника при этом снижается вдвое) или Д9 с любыми буквенными индексами (чувствительность при этом падает в 2,5 раза). В качестве Т4 можно применить любой высокочастотный транзистор с граничной частотой не менее 120 МГц. В качестве транзистора Т1 (с несколько худшими результатами) - П13Б или МП39Б. Т2 и Т3 - любые низкочастотные транзисторы.

Конденсатор настройки C2 - подстроечный с воздушным диэлектриком. C1, C3 и C4 типа - КТК; C6-C9 - КЛС; электролитические - любого типа для печатного монтажа с односторонним расположением выводов. Все резисторы - УЛМ или МЛТ-0,125.

Рис. 5. Печатная плата приемника

Монтаж выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 55х130 мм (рис.5). Конфигурация соединений выбрана такой, что монтаж легко вырезать с помощью острого ножа. Катушки L1 и L2 заключены в экраны, изготовленные из алюминиевых стаканчиков от ламповых панелек ПЛК-9. Стаканчики следует укоротить по высоте и отогнуть лапки для крепления к плате с помощью винтов.

Плату размещают на металлическом шасси или коробке любой конструкции. Необходимо только обеспечить минимальную длину соединительных проводов с конденсатором С2 и разъемом антенны. Конденсатор C2 и антенный провод следует экранировать. Конденсатор C2 должен быть снабжен верньером с замедлением не менее 1:20, иначе настройка на SSB станции окажется практически невозможной. Особое внимание следует обратить на механическую жескость крепления платы и конденсатора C2, от этого будет зависеть стабильность частоты гетеродина.

Рис. 6. Схема "электрического верньера"

Вместо конденсатора настройки можно использовать варикап. Схема включения варикапа показана на рис.6. Механическая нестабильность при этом сводится к минимуму. Настройка осуществляется основным потенциометром R12 и "электрическим верньером" R14.

Налаживание

Правильно собранный приемник начинает работать сразу. Режимы транзисторов усилителя уточняют подбором резисторов R5, R7 и R9. Напряжение на коллекторе транзистора T1 должно составлять 1,5-2 В, на коллекторах Т2 и Т3 - 4,5 В. Частоту гетеродина устанавливают с помощью любого приемника на диапазон 28-29,7 МГц.

Дальнейшую настройку производят при приеме какой-либо станции или по сигналу ГСС. Перемещая отвод на катушке L2 ближе к коллектору транзистора Т4, можно заметить, что сила сигнала принимаемой станции растет, поскольку увеличивается напряжение сигнала гетеродина. Одновременно возрастает и шум приемника за счет увеличения шума смесителя. Вначале шум растет медленнее, чем сигнал, и отношение сигнал/шум на выходе приемника увеличивается. Затем рост сигнала почти прекращается, и дальнейшее увеличение напряжения гетеродина приводит к ухудшению отношения сигнал/шум. Необходимо выбрать оптимум.

Настройку контура L1C1 и положение отводов катушки L1 регулируют по максимуму сигнала на выходе. Перемещение отводов в сторону заземленного конца улучшает избирательность входного контура, одновременно несколько снижая чувствительность. Иногда, особенно при применении случайных антенн, может прослушиваться фон переменного тока. Он вызывается, как правило, наводками напряжения гетеродина на провода антенны и питания. В качестве мер борьбы с фоном можно рекомендовать экранировку приемника и применение коаксиального кабеля в качестве снижения антенны. При питании приемника от сети напряжение на выходе выпрямителя должно быть хорошо сглаженным. Еще лучше питать приемник от батарей.

При испытаниях приемника на штыревую антенну были приняты сигналы азиатских, европейских и южноамериканских любительских станций. Приемник питался от маломощного сетевого выпрямителя, стабилизированного стабилитроном Д813. Фона и помех от мощных АМ станций не наблюдалось. Хорошо налаженный приемник имеет чувствительность и избирательность, сравнимые с аналогичными параметрами связных супергетеродинных приемников.

Дополнение

"Радио" №9/1975 с.63. Как переделать приемник прямого преобразования на другие диапазоны ?

"Радио" №7/1973 год