Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]
Разобраться в принципе работы транзисторного преобразователя частоты тебе поможет его упрощенная схема, изображенная на рис. 234.
Рис. 234. Упрощенный преобразователь частоты
Сигнал радиостанции, на частоту которой настроен входной контур L1C1, через катушку связи L2 подается на базу транзистора, V1. Одновременно на базу транзистора через катушку связи L2 (или непосредственно на базу) подается и сигнал гетеродина, частота которого на 465 кГц выше несущей частоты радиостанции. В коллекторной цепи колебания частот принятого сигнала и гетеродина смешиваются, в результате чего в ней возникают колебания различных частот, в том числе и промежуточной. Контур же L3C2, включенный в коллекторную цепь, настроен на промежуточную частоту, поэтому он выделяет в основном только колебания этой частоты и отфильтровывает колебания всех других частот. Выделенные контуром колебания промежуточной частоты через катушку связи L4 поступают на вход усилителя ПЧ для усиления.
Сигнал гетеродина можно подавать и в эмиттерную цепь транзистора смесительного каскада. Результат будет таким же.
В преобразователе частоты супергетеродина могут работать два транзистора: в смесителе и гетеродине. Подобные каскады называют преобразователями с отдельным гетеродином. Преобразователи же частоты подавляющего большинства любительских супергетеродинов однотранзисторные. Их называют преобразователями с совмещенным гетеродином, так как один и тот же транзистор выполняет одновременно роль гетеродина и смесителя.
Принципиально так работают преобразователи частоты и ламповых супергетеродинов.
Преобразователи частоты многих транзисторных супергетеродинов, в том числе и массовых промышленных, рассчитаны на прием радиовещательных станций только двух диапазонов — средневолнового и длинноволнового. Коротковолновый диапазон у них часто отсутствует. Объясняется это тем, что введение коротковолнового диапазона связано со значительными усложнениями преобразователей частоты, которые не всегда оправдываются при их эксплуатации. Радиолюбители же чаще всего собирают еще более простые транзисторные супергетеродины — однодиапазонные с учетом местных условий радиоприема, но обязательно с усилителем ПЧ. Без усилителя ПЧ транзисторный супергетеродин работает плохо.
Это краткое отступление может навести тебя на грустные размышления: есть ли смысл собирать транзисторный супергетеродин? Есть, конечно! Потому что селективность супергетеродина лучше, чем у приемника прямого усиления, и чувствительность более равномерна по всему диапазону волн, перекрываемому приемником. В этом ты убедишься сам.
ТРАНЗИСТОРНЫЙ СУПЕРГЕТЕРОДИН
Принципиальная схема радиочастотной части и детектора такого супергетеродина с совмещенным гетеродином показана на рис. 235.
Рис. 235. Принципиальная схема радиочастотной части и детектора транзисторного супергетеродина
Усилитель 3Ч (на схеме не показан) ничем не отличается от усилителя 3Ч приемника прямого усиления. Им может быть любой из тех усилителей, которые ты уже конструировал. Но в принципе усилитель 3Ч необязателен — нагрузкой детектора могут быть головные телефоны, включенные в его цепь вместо резистора R6.
Входная цепь супергетеродина, состоящая из контура L1C1C2 магнитной антенны W1 и катушки связи L2, ничем не отличается от входной цепи радиочастотного каскада приемника прямого усиления. Катушка L4, включенная в коллекторную цепь транзистора, и контур L5C6C7C8, соединенный через конденсатор С5 с эмиттером транзистора V1, образуют гетеродинную часть преобразователя. Благодаря индуктивной связи между катушками L4 и L5 в контуре L5C6C7C8 возбуждаются электрические колебания, частота которых определяется данными контура и регулируется конденсатором переменной емкости С8.
Часть энергии колебаний радиочастоты, возникающих в гетеродинном контуре, через конденсатор С5 подается в цепь эмиттера транзистора V1, усиливается ими через катушку обратной связи L4 вновь попадает в гетеродинный контур, поддерживая в нем колебания той частоты, на которую он настроен. Таким образом, на ток транзистора воздействуют одновременно колебания сигнала принимаемой радиостанции и гетеродинного контура. Смешиваясь, они образуют колебания промежуточной частоты, которые выделяются коллекторной нагрузкой транзистора — контуром L6C4, настроенным на промежуточную частоту. Через катушку связи L7 они подаются к усилителю ПЧ.
Резистор R3 в этом однотранзисторном преобразователе можно рассматривал» как нагрузку контура гетеродина, на котором выделяется переменное напряжение радиочастоты, вводимое в эмиттерную цепь транзистора. Конденсатор С5 является переходным элементом, связывающим контур гетеродина с транзистором.
Обеспечение сравнительно постоянной разности между частотами настройки гетеродинного и входного контуров, равной 465 кГц, носит название сопряжения контуров. Сопряжение достигается соответствующим выбором индуктивности катушек для каждого диапазона и одновременным изменением емкости конденсаторов настройки этих контуров. А поскольку емкости конденсаторов настройки одинаковы, индуктивность гетеродинной катушки должна быть несколько меньше индуктивности катушки входного контура.
Обращаю твое внимание на конденсатор С6. Его называют сопрягающим. Будучи включенным последовательно с конденсатором настройки, он уменьшает общую емкость контура и тем самым сужает диапазон частот гетеродина. Благодаря сопрягающему конденсатору частота колебаний гетеродина по всему диапазону превышает частоту колебаний принимаемого сигнала на промежуточную частоту 465 кГц. Сопряжение настроек контуров достигается: на высокочастотном участке диапазона — подстроечными конденсаторами С2 и С7, подключенными параллельно конденсаторам настройки С1 и С8, а на низкочастотном — соответствующей подгонкой индуктивностей входной и гетеродинной катушек.
Запомни: сопряжение входного и гетеродинного контуров в соответствии с промежуточной частотой — непременное условие для работы супергетеродина.
Если сопряжение сделано недостаточно тщательно, приемник будет работать плохо.
Чтобы стабилизировать работу преобразовательного транзистора, смещение на его базу подается с делителя напряжения R1, R2. Наивыгоднейший режим работы транзистора устанавливают подбором резистора R1. Резистор R4 и конденсатор С10 образуют развязывающий фильтр.
Для повышения дальности действия приемника предусмотрена возможность подключения к нему комнатной антенны, штыря или отрезка проволоки длиной около 1,5 м. В этом случае связь внешней антенны, подключаемой к гнезду X1, с входным контуром преобразователя индуктивная, через катушку L3.
Однокаскадный усилитель ПЧ образуют транзистор V2, контур L8C11 и резистор R5, через который на базу транзистора подается начальное напряжение смещения. Работает он так же, как усилитель РЧ приемника прямого усиления, с той лишь разницей, что нагрузкой транзистора этого каскада служит резонансный контур L8C11, настроенный, как и контур L6C4, на промежуточную частоту. Входная цепь этого каскада посредством катушки L7 связана индуктивно с нагрузкой преобразователя, а выходная — с детектором.
Начиная с катушки связи L9, связывающей каскад усиления промежуточной частоты с детекторным каскадом, все идет, как в приемнике прямого усиления: выделенные диодом V3 колебания звуковой частоты с его нагрузочного резистора R6, блокированного конденсатором С12, через электрический конденсатор С13 подаются на вход двух-трех каскадного усилителя 3Ч.
Данные большинства деталей радиочастотной части супергетеродина указаны на принципиальной схеме. Не указаны лишь емкости конденсаторов С1 и С8 настройки контуров и сопрягающего конденсатора С6. Объясняется это тем, что неизвестно, каким блоком конденсаторов переменной емкости ты располагаешь, на какой диапазон волн намерен рассчитывать приемник и какой сердечник будешь использовать для гетеродинной катушки L5. Эти данные взаимосвязаны и определяют емкость сопрягающего конденсатора С6.
В приемнике можно использовать любой блок конденсаторов, в том числе типовой для ламповых приемников, с наибольшей емкостью 495 пФ. Желательно, однако, чтобы он был малогабаритным, таким, как в промышленных транзисторных супергетеродинах. Но и в промышленных приемниках стоят разные по конструкции и емкости блоки конденсаторов. В приемниках «Спутник» и «Сюрприз», например, блоки конденсаторов с наибольшей емкостью 170 пФ, в «Соколе» — 240 пФ, в «Атмосфере» — 250 пФ, в «Спидоле» — 365 пФ.
