Борис Семенов - Путеводитель в мир электроники. Книга 2
Перечисленные недостатки не позволяют использовать детекторные приемники для серьезных задач, но на его примере можно проследить процессы, протекающие в более сложных радиоприемных устройствах, совершить первое практическое путешествие в мир радиоволн. Детекторный приемник радовал слушателей в течение примерно двух десятилетий с начала XX в. Его усовершенствовали и улучшали, украшали и дорабатывали.
Придумать что-то новое в детекторном приемнике довольно сложно — все уже придумано, изучено, изготовлено и опробовано. Поэтому мы изготовим классический вариант однодиапазонного детекторного приемника, который при желании может стать двухдиапазонным. Для сборки нам понадобятся: ферритовый стержень марки 400НН или 600НН длиной не менее 100 мм и диаметром 8… 10 мм, три конденсатора с номиналами, указанными на схеме рис. 11.1, полупроводниковый германиевый диод Д9 с любым буквенным индексом, телефонный капсюль с сопротивлением обмотки 1…2 кОм, антенна и заземление.
Если удастся найти воздушный переменный конденсатор типа КПЕ-1 емкостью 9…495 пФ, использовавшийся в промышленных ламповых радиоприемниках, то для настройки на станцию удобнее будет использовать его. Если же такого «старичка» не нашлось — не беда! Настраиваться приемник, правда несколько хуже, будет перемещением ферритового сердечника внутри катушки.
Рис. 11.1. Электрическая схема детекторного приемника
Другой вариант — параллельное включение двух секций малогабаритного конденсатора КПП-2 2х4-270 (4…270 пФ). Подойдут и аналогичные конденсаторы переменной емкости — важно лишь, чтобы их емкость более-менее соответствовала указанной.
Принцип работы приемника очень прост: колебания радиочастоты входят в резонанс с колебательным контуром L1C2, в результате чего их амплитуда возрастает. Нижняя половина колебания «отрезается» диодом VD1. Конденсатор СЗ «сглаживает» высокочастотные пульсации и выделяет огибающую сигнала.
Впрочем, исключение СЗ из схемы, как правило, не приводит к какой бы то ни было потере и без того низкого качества приема.
Вначале изготавливаем катушку индуктивности L1. Для этого на ферритовый сердечник нужно намотать несколько слоев не слишком тонкой бумаги, проклеив ее клеем ПВА, «Момент» или другим аналогичным. Склеивать слои нужно аккуратно, чтобы бумага не приклеилась к сердечнику. После высыхания мы получим каркасов котором ферритовый стержень должен перемещаться свободно. На каркас нужно намотать провод типа ПЭВ, ПЭЛ или ПЭТВ диаметром 0,2…0,3 мм (такие провода в специальной эмалевой изоляции используются для намотки трансформаторов). Наматывать провод на каркас нужно виток к витку (для диапазона СВ, рис. 11.3, а) или «внавал» пятью-шестью секциями с небольшими промежутками (для диапазона ДВ, рис. 11.3, б), не допуская обрывов, скруток (секционированный способ намотки позволяет уменьшить межвитковую емкость внутри самой катушки, что улучшает ее параметры). Обмотка должна «лечь» посередине каркаса. Выводы лучше всего закрепить швейными нитками, после чего обмотку надо пропитать парафином, зафиксировав ее на каркасе. Число витков катушки: 70…80 для приема средневолнового диапазона (СВ) и 300…320 — для длинноволнового диапазона (ДВ). Остальные детали используются в готовом виде.
Рис. 11.3. Конструкция катушки L1:
а — для приемника СВ диапазона; б — для приема ДВ диапазона
После сборки приемника, например на кусочке картона (рис. 11.4), можно подключить антенну, заземление и капсюль от головных телефонов (капсюль обязательно нужен высокоомный, с сопротивлением обмотки порядка 1–2 кОм, например типа ТОН-1, ТОН-2, ТГ-1, ТА-4).
Рис. 11.4. Монтаж детекторного приемника
Теперь внимание; вокруг должно быть тихо! Прижмите капсюль к уху и прислушайтесь. Если в вашей местности вещает хотя бы одна радиостанция ДВ или СВ, ее звуки должны прослушиваться. Громкость звучания не будет большой, но и человеческую речь, и музыку различить удастся. Перемещением ферритового сердечника нужно «поймать» максимальную громкость станции. Что мы делаем? Мы меняем резонансную частоту контура с помощью изменения индуктивности катушки L1. Конденсатор С1 ослабляет влияние антенны на колебательный контур. В другом варианте ферритовый сердечник можно оставить на месте, но тогда конденсатор С2 должен стать переменным, как показано на рис. 11.2.
Уникальная особенность детекторного приемника заключается в сохранении его свойств в течение многих лет. Включив свой первый приемник лет через 20 или 30, вы все равно застанете его в работоспособном состоянии. Сломаться в нем нечему! Но, как мы уже говорили, детекторный приемник обладает низкой селективностью, то есть очень плохо выделяет полезный сигнал на фоне мешающих. Чтобы понять, почему у этого приемника столь низкий показатель селективности, обратим внимание на рис. 11.5.
Рис. 11.5. Спектры, излучаемые радиостанциями, и кривые селективности
Оказывается, любая радиостанция, излучая сигнал в эфир, занимает определенную полосу частот, или, другими словами, спектр частот. Для принятия сигнала без искажений необходимо, чтобы приемник пропускал все частоты спектра, излучаемого полезной радиостанцией, и задерживал частоты спектров мешающих станций. На приведенном рисунке пунктирной линией показана кривая селективности хорошего приемника и селективная кривая приемника детекторного (штрихпунктирная линия), представляющая собой знакомую нам частотную характеристику одиночного колебательного контура. Скаты селективной кривой пересекают спектры мешающих радиостанций, и из-за низкой избирательности одиночного колебательного контура в телефоне детекторного приемника могут прослушиваться звуки нескольких станций одновременно.
Вообще, если быть совсем строгими, селективность детекторного приемника определяется еще и потерями, вносимыми в колебательный контур детектором. Детектор имеет низкое входное сопротивление, поэтому он понижает добротность контура. Чтобы немного повысить селективность, детектор иногда включают в контур не полностью, а делают отвод в процессе намотки катушки и уже к нему подводят вход этого устройства.
Довольно забавный вариант приемника, являющегося переходным вариантом между детекторными и приемниками прямого усиления, с простейшим усилителем, придуманного Ю. Георгиевым, можно испытать на своем садовом участке. Схема приемника приведена на рис. 11.6.
Рис. 11.6. Приемник для дачного участка
В качестве VT1 подойдет любой германиевый р-n-р транзистор. Еще нужно запастись медной трубкой длиной около полуметра и алюминиевым листом размером примерно с тетрадный лист. Электроды этого гальванического элемента надо закопать во влажный грунт на расстоянии 0,3…0,5 м, на глубине 1 м. Алюминиевый лист нужно предварительно завернуть в синтетическую (например, капроновую) сетку. Намоточные данные катушки L1 — такие же, как и в предыдущем случае.
Несмотря на свою простоту, исключающую какие бы то ни было значительные улучшения качества радиоприема, детекторные приемники все еще увлекают некоторых радиолюбителей. Например, известный радиолюбитель-популяризатор В. Т. Поляков посвятил детекторным радиоприемникам даже отдельную книгу [6], в которой привел разнообразные схемы, отличающиеся повышенной селективностью, повышенной громкостью приема. Желающие смогут эту книгу найти и прочитать. А мы закончим разговор о детекторных приемниках и перейдем к более совершенным практическим конструкциям.
Приемник прямого усиления
Превратить детекторный приемник в приемник прямого усиления очень просто — достаточно отключить от него телефон и подать продетектированный сигнал на простейший усилитель низкой частоты (УНЧ), например, изготовленный на одном транзисторе. Громкость сигнала повысится, правда, для этого придется ввести еще источник питания. Селективность такого приемника не станет лучше, но ее можно повысить, во-первых, введя отвод в колебательном контуре, и, во-вторых, включить между детектором и контуром буферный каскад на транзисторе, называемый усилителем радиочастоты (УРЧ). Идеальным вариантом может считаться полевой транзистор, у которого имеется высокое входное сопротивление, и он не будет шунтировать контур, вносить в него дополнительные потери. Однако часто обходились и биполярным транзистором с гораздо более низким входным сопротивлением, частично включая УРЧ в контур или используя катушку связи (что, в принципе, является вариантом неполного включения). По крайней мере, практически все простые транзисторные приемники прямого усиления, серийно выпускавшиеся 50—60-х гг. прошлого века, были построены только на биполярных транзисторах.
