Настройка ВЧ тракта супергетеродина

А. Соболевский

Схема ВЧ части любительского супергетеродина, на примере которого будет рассказано о настройке радиоприемника этого типа, показана на рис.1. Детектор проверяют так же, как аналогичный каскад приемника прямого усиления, только частота генератора ВЧ должна быть 465 кГц. Затем приступают к проверке и настройке усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Для этого транзисторный милливольметр переменного тока подключают параллельно звуковой катушке громкоговорителя (на схеме - V ~) и используют его как индикатор настройки. Индикатором может также служить вольтметр авометра, включенный на предел измерения переменных напряжений до 1 В.

Рис. 1. ВЧ часть супергетеродина

Транзистор Т2 гетеродина преобразователя частоты обесточивают. Если усилитель ПЧ не самовозбуждается, то при поднесении металлической отвертки к его деталям и соединительным проводам стрелка милливольтметра не должна заметно колебаться. Допустим, что усилитель не самовозбуждается. Тогда на базу транзистора Т3, предварительно отключив от нее конденсатор С20, через конденсатор емкостью 500-1000 пФ подают от генератора сигнал промежуточной частоты 465 кГц, модулированный колебаниями частотой 1 кГц. Если этот каскад усилителя ПЧ исправен, то в громкоговорителе достаточно громко будет слышен тон модуляции сигнала ВЧ.

Этого, однако, может не случиться, если собственная частота контура L14C21 значительно отличается от промежуточной. Если звука нет вообще или громкость его очень мала, то, медленно изменяя частоту сигнала генератора ВЧ, добиваются максимальной громкости звучания тона модуляции. Этот "пик" громкости будет соответствовать частоте резонанса контура L14C21. Тем самым определяют, что надо сделать - увеличить или уменьшить индуктивность катушки L14. Точность настройки определяют по максимальному отклонению стрелки индикатора на выходе приемника.

Настройку контура L14С21 на промежуточную частоту обычно производят только регулировкой индуктивности контурной катушки подстроечным сердечником или изменением числа ее витков. Далее переходят к настройке фильтра сосредоточенной селекции в коллекторной цепи транзистора Т1. А чтобы уже настроенный контур L14C21 не влиял на характеристику фильтра сосредоточенной селекции, его следует шунтировать резистором сопротивлением 2-5 кОм.

Контуры L11C8 и L12C10 фильтра сосредоточенной селекции влияют друг на друга, поэтому настраивать их следует поочередно. Сначала настраивают контур L12C10. А чтобы контур L11C8 не искажал результаты, его шунтируют резистором сопротивлением 2-5 кОм. Модулированный сигнал генератора ВЧ через конденсатор емкостью 500-1000 пФ подают на базу транзистора Т1, предварительно отсоединив от нее конденсатор С7. Контур L12C10 настраивают на частоту 465 кГц по максимальному отклонению стрелки индикатора. Если этого не удается добиться подстроечным сердечником катушки L12, то с помощью генератора ВЧ определяют резонансную частоту контура и соответствующим изменением числа витков катушки подгоняют ее индуктивность.

Затем, отключив шунтирующий резистор, настраивают контур L11C8. Предварительно правый (по схеме) вывод конденсатора С9 отключают от контура L12C10 и подключают его непосредственно к база транзистора Т3. Контур L11C8 также настраивают на частоту 465 кГц по максимальному отклонению стрелки индикатора. Затем восстановливают соединение конденсатора C9 с контуром L12C10, отключают резистор, временно шунтировавший контур L12C21, и еще раз подстраивают все контуры ПЧ точно на частоту 465 кГц.

Неприятность, с которой можно столкнуться в процессе налаживания тракта ПЧ, - это возникновение самовозбуждения. Чем точнее контуры настроены на одну и ту же частоту, тем выше усиление всего тракта ПЧ, а чем больше усиление, тем вероятнее возникновение самовозбуждения. По этой же причине при повторной настройке контуров приходится устанавливать значительно меньший уровень сигнала ВЧ, чем при предварительной настройке.

Усилитель ПЧ должен пропускать полосу частот примерно 8-12 кГц. При более узкой полосе ухудшается воспроизведение высших звуковых частот, при более широкой - снижается избирательность приемника. Если приемник "бубнит" - признак очень узкой полосы пропускания, то можно попытаться чуть расстроить контуры ПЧ. При этом показания индикатора должны немного уменьшиться. Вместо расстройки контуры можно шунтировать резисторами сопротивлением по 2-20 кОм. Подбирают их для каждого конкретного контура, исходя из принципа: приемник не должен "бубнить", но не снижать избирательности.

Оценить избирательность приемника можно путем проверки, насколько резко падают показания индикатора при малейшем изменении настройки генератора ВЧ в ту или иную сторону от промежуточной частоты. Если приемник не "бубнит" и показания индикатора резко падают до нуля, достаточно лишь тронуть ручку настройки генератора, то значит полоса пропускания контуров узкая и, следовательно, они хорошо подавляют сигналы помех. Если же показания индикатора спадают постепенно при изменении настройки генератора ВЧ, это укажет на то, что полоса пропускания контуров велика. В таком случае контуры следует подстроить более точно, увеличить сопротивления шунтирующих резисторов или вообще их исключить. Надо поэкспериментировать.

После тракта ПЧ переходят к входным и гетеродинным контурам приемника. Частоты входных контуров L1C1-C4 и L3C5C6C4, настраиваемые конденсатором переменной емкости C4, должны быть "уложены" в соответствующие диапазоны: первый из них (по описанию приемника) - в участок коротковолнового диапазона 9,7-12 МГц, второй - в участок средневолнового диапазона 545-1430 кГц. Частоты же соответствующих им контуров гетеродина должны быть больше на 465 кГц. Только в этом случае на выходе смесителя образуется сигнал промежуточной частоты fпр, равный 465 кГц (fпр = fг - fвх, где - частота настройки контуров гетеродина, fвх - частота настройки входных контуров), который будет усилен каскадами ПЧ.

Но входной и гетеродинный контуры настраивают одним блоком конденсаторов C4 и C12. А чем выше частота контура, тем он чувствительнее к изменению емкости. Поэтому гетеродинный контур, частота которого почти на 0,5 МГц должна быть выше частоты входного, при одинаковом изменении емкости конденсаторов блока перестраивается по частоте интенсивнее входного контура.

Следовательно, если в начале диапазона при максимальной емкости конденсаторов блока контуры настроить на частоты с разностью в 465 кГц, то при уменьшении емкости конденсаторов гетеродинный контур будет перестраиваться по частоте быстрее входного и в конце диапазона разность между частотами их настроек будет уже значительно отличаться от промежуточной. В результате чувствительность приемника значительно снизится. Этот нежелательный эффект устраняют сопряжением настроек входного и гетеродинного контуров. В приемнике по схеме на рис.1 такое сопряжение достигается включением в гетеродинный контур СВ диапазона сопрягающего конденсатора C15, в контур КВ диапазона - конденсатор C14.

Настройку начинают с "укладки" частот входных контуров в заданные диапазоны. На это время в коллекторную цепь транзистора T1 вместо фильтра сосредоточенной селекции включают резистор сопротивлением 4-5 кОм и коллектор этого транзистора через конденсатор емкостью 100-200 пФ соединяют непосредственно с детектором, предварительно отключив от него катушку связи L15. Супергетеродин в таком случае превращается в приемник прямого усиления с каскадом усиления ВЧ на транзисторе T1. Питание на транзистор гетеродина не подают.

Входные контуры настраивают на заданные частоты также, как в приемнике прямого усиления. Затем восстанавливают тракт ПЧ, включают гетеродин и проверяют его генерацию. Сигнал подают на вход приемника через катушку связи (в диапазоне СВ) или через конденсатор небольшой емкости (в диапазоне КВ). По шкале генератора ВЧ устанавливают минимальную частоту диапазона, например, 545 кГц в диапазоне СВ. Приемник настраивают на эту частоту при наибольшей емкости конденсаторов С4 и С12, изменяя подстроечным сердечником индуктивность катушки L8 гетеродинного контура. Надо добиться наибольшего уровня тона модуляции в громкоговорителе при максимальном показании индикатора на выходе приемника.

Если, однако, тон модуляции в громкоговорителе не слышен, это укажет на то, что настройка гетеродинного контура отличается от частоты входного сигнала не на 465 кГц, а значительно больше или, наоборот, меньше. В таком случае следует определить собственную частоту гетеродинного контура и сделать соответствующий вывод. Для этого входной контур шунтируют резистором сопротивлением 1-2 кОм (чтобы "притупить" его настройку и расширить полосу пропускания) и медленно изменяют настройку генератора ВЧ в обе стороны от частоты 545 кГц, пока в громкоговорителе не появится тон модуляции входного сигнала. По шкале генератора определяют частоту fвх, а частоту контура гетеродина вычисляют по формуле:

fг = fвх + 465 кГц

После этого решают, надо ли уменьшить или, наоборот, увеличить индуктивность катушки гетеродинного контура. Уменьшать индуктивность путем сматывания части витков надо в том случае, если частота гетеродинного контура меньше:

fг = fвх + 465 = 545 + 465 = 1010 кГц

Надо иметь ввиду, что при таком определении частоты контура гетеродина может быть ошибка. Дело в том, что разность между частотами гетеродина и входного сигнала, равная 465 кГц, может быть в двух случаях:

fпр = fг - fвх

fпр = fвх - fг

Это означает, что изменяя частоту генератора ВЧ, можно получить две настройки, при которых в громкоговорителе появляется тон модуляции. Для нашего примера - на частоте 545 кГц (или близкой к ней, что зависит от частоты гетеродина) и на частоте 1475 кГц, так как и в этом случае разность частот между входным сигналом и частотой гетеродина составит 465 кГц (рис.2):


Рис. 2

fпр = fвх - fг = 1475 - 1010 = 465 кГц

Вторую из этих настроек называют зеркальной. Чтобы убедиться, что частота гетеродина выше входного сигнала, а не наоборот, настройку генератора ВЧ изменяют от найденного значения выше на двойную промежуточную частоту, то есть на 930 кГц. В громкоговорителе при этом тоже должен прослушиваться тон модуляции.

Еще одно замечание: промежуточная частота образуется в результате смешения не только колебаний гетеродина и входного сигнала, но и их гармоник. Поэтому можно обнаружить несколько близких настроек генератора ВЧ, при которых в громкоговорителе появляется тон модуляции. В таком случае надо уменьшить выходное напряжение генератора ВЧ и проследить за показаниями индикатора. При различных настройках генератора ВЧ показания индикатора будут неодинаковыми, так как амплитуда их гармоник много меньше амплитуды сигнала основной частоты. основной надо считать ту частоту генератора ВЧ, при которой отклонение стрелки индикатора максимальное.

Далее производят сопряжение настроек контуров на высокочастотном конце средневолнового диапазона. Для этого генератор ВЧ настраивают на частоту 1430 кГц, конденсаторы блока устанавливают в положение минимальной емкости и изменением емкости подстроечного конденсатора С16, входящего в гетеродинный контур этого диапазона, добиваются максимального отклонения стрелки индикатора.

Надо иметь ввиду, что любое изменение емкости подстроечного конденсатора влияет и на настройку низкочастотного конца диапазона гетеродинного контура. Поэтому после подбора емкости этого конденсатора надо повторить сопряжение настроек контуров на низкочастотном конце, затем снова подстроить контуры на высокочастотном конце диапазона. И так несколько раз, добиваясь четко выраженного максимума настройки на обоих концах диапазона.


Рис. 3

Затем приемник настраивают на среднюю частоту диапазона fср и, пользуясь генератором ВЧ, снимают резонансную характеристику входного контура. Далее восстанавливают усилитель ПЧ, отключенный при снятии резонансной характеристики входного контура, и, не трогая ручек настройки, только изменением частоты генератора ВЧ добиваются максимальных показаний индикатора выхода.

Допустим, максимум соответствует частоте fср. Значение этой частоты отмечают на резонансной характеристике входного контура. Если она окажется в полосе пропускания входного контура (рис.3), значит сопряжение настроек контуров хорошее.

В том же случае, если она окажется ниже уровня 0,7 или даже выйдет за пределы резонансной характеристики, это будет означать, что частота гетеродина в середине диапазона слишком отличается от необходимого значения fг = fвх + fпр.

В таком случае придется вернуться к гетеродинному контуру и произвести его настройку не на крайних частотах диапазона 545 и 1430 кГц, а несколько отступив от краев - примерно на частотах 580 и 1400 кГц. Делают это так. Коллектор транзистора Т1 смесительного каскада через конденсатор емкостью 500-1000 пФ соединяют непосредственно со входом детектора (чтобы исключить усилитель ПЧ).

На генераторе ВЧ устанавливают частоту, близкую к низкочастотному краю диапазона, например 580 кГц, и на эту частоту настраивают входной контур конденсатором переменной емкости (по максимальным показаниям индикатора на выходе), а затем, восстановив усилитель ПЧ, - гетеродинный контур подстроечным сердечником его катушки. И снова проверяют качество сопряжения настройки контуров.

Если частота входного сигнала вошла в полосу пропускания входного контура на частоте fср, то настройку контуров супергетеродина на этом диапазоне можно считать законченной. В противном случае придется сдвинуть частоту настройки гетеродинного контура и на высокочастотном конце диапазона, то есть выбрать частоту точного сопряжения контуров, равную 1400 кГц. Точно также производят настройку и сопряжение контуров супергетеродина и на других диапазонах.

Рис. 4

В любительских супергетеродинах преобразовательный каскад часто делают однотранзисторным, выполняющим одновременно функции смесителя и гетеродина, например, по схеме, показанной на рис.4. Настройку и сопряжение контуров такого преобразователя производят по описанной здесь методике. На низкочастотном конце диапазона гетеродинный контур настраивают сердечником катушки L4, а на высокочастотном - подстроечным конденсатором С5 и подбором емкости сопрягающего конденсатора С6.

"Радио" №10/1974 год