Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2011 № 05
Паразитный контур, образованный катушкой связи и входной емкостью транзистора, может служить источником шума и помех, поскольку он настроен на частоты КВ-диапазона и широкополосен из-за низкой добротности.
Избавиться от катушки связи и связанных с ней хлопот позволяет последовательная схема включения входа УРЧ в контур (рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная схема приемника
Входное сопротивление использованного каскада УРЧ с общей базой (ОБ) на транзисторе VT1 очень невелико, менее 100 Ом, и такое сопротивление вполне можно включить в контур последовательно.
Недостаток такого способа согласования — малый уровень сигнала, снимаемого с магнитной антенны. Его приходится компенсировать усилением УРЧ, благо оно в схеме с ОБ довольно высокое.
Второй транзистор в УРЧ является эмиттерным повторителем и согласует высокое выходное сопротивление первого каскада с низким входным сопротивлением детектора. Последний также выполнен по оригинальной схеме, разработанной автором еще в 90-е годы. Транзистор VT3 включен по схеме обычного усилительного резистивного каскада по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Но в цепи смещения базы вместо резистора установлен кремниевый диод VD1. В отсутствие сигнала напряжение на коллекторе транзистора автоматически устанавливается на уровне 1–1,1 В: оно равно сумме напряжений открывания диода и перехода эмиттер-база транзистора.
Ток транзистора определяется напряжением питания за вычетом указанных 1–1,1 В и сопротивлением нагрузки. При номинале резистора нагрузки 3,9 кОм он не превосходит 0,5 мА. Ток базы при этом не более нескольких микроампер, он протекает через диод в прямом направлении, устанавливая его на пороге открывания, на участке с максимальной кривизной вольт-амперной характеристики (ВАХ), что и требуется для хорошего детектирования. Динамическое сопротивление диода в этой точке достигает десятков килоом и незначительно снижает усиление транзисторного каскада.
При поступлении на вход детектора АМ-сигнала положительные полуволны, выделяющиеся на нагрузке R5, выпрямляются диодом и увеличивают потенциал базы, открывая транзистор. Емкость разделительного конденсатора С3 должна быть значительно больше емкости обычных разделительных конденсаторов радиочастотных каскадов, чтобы он не успевал разряжаться током базы за период РЧ-колебаний. Коллекторный ток открывающегося транзистора возрастает, а его коллекторное напряжение уменьшается. Максимумы положительных полуволн коллекторного напряжения оказываются как бы «привязанными» к уровню +1 В, в то время как огибающая отрицательных полуволн промодулирована удвоенной амплитудой напряжения ЗЧ. Осциллограмма коллекторного напряжения показана на рисунке 2.
Рис. 2. Осциллограмма напряжения на коллекторе транзистора VT3.
Коэффициент передачи детектора и его выходное напряжение ЗЧ повышается вдвое благодаря установке еще одного диода VD2, как показано на рисунке 1. Резистор нагрузки детектора R6 присоединен к проводу питания, обеспечивая небольшой начальный ток через дополнительный диод VD2, чтобы вывести его на участок с максимальной кривизной характеристики. Этот диод выпрямляет отрицательные полуволны коллекторного напряжения, и потенциал верхней по схеме обкладки фильтрующего конденсатора С4 повторяет их огибающую.
Этот детектор хоть и вносит небольшие нелинейные искажения, но развивает напряжение ЗЧ 180 мВ при входном сигнале 1,5 мВ, а начинает детектировать при входных сигналах всего в сотни микровольт. Для сравнения была измерена чувствительность апериодического УРЧ (на том же транзисторе с тем же сопротивлением нагрузки 3,9 кОм), нагруженного на диодный детектор по схеме удвоения напряжения — она получилась втрое хуже, хотя схема обычного детектора сложнее.
Смещение на базу первого транзистора УРЧ подается с выхода детектора через цепочку VD3, R4. При поступлении сигнала напряжение на выходе детектора снижается, уменьшая и ток транзисторов VT1, а вслед за ним и VT2.
Так осуществляется автоматическая регулировка усиления (АРУ). Поскольку она достаточно эффективна, регулятора громкости в приемнике нет.
УЗЧ выполнен по схеме составного эмиттерного повторителя на транзисторах VT4 и VT5. Он усиливает только ток, поскольку напряжение ЗЧ на выходе детектора вполне достаточно для работы низкоомных телефонов. Сигнал ЗЧ и необходимое смещение подаются с выхода детектора через резистор R7. Конденсаторы С4 и С5 сглаживают радиочастотные пульсации сигнала ЗЧ. АРУ «вперед» действует и в этих каскадах, несколько снижая ток и усиление по току при возрастании РЧ-сигнала. Нагрузкой УЗЧ служат любые телефоны с сопротивлением постоянному току 30 — 200 Ом, например ТМ-2 или импортные. Стереотелефоны лучше подключать выводами левого и правого каналов, оставив общий вывод свободным. Тогда телефоны оказываются включенными последовательно, их сопротивление возрастает, а потребляемый приемником ток уменьшается при той же громкости.
В приемнике можно использовать любые маломощные высокочастотные кремниевые транзисторы соответствующего типа проводимости и любые маломощные кремниевые диоды. Антенна СВ-диапазона содержит 80 витков литцендрата ЛЭШО 7x0,07 на ферритовом стержне 600НН длиной 160 и диаметром 8 мм. Для ДВ-диапазона нужно намотать 250 витков провода ПЭЛ 0,1–0,15. Намотка ведется в один слой. Можно также намотать две обмотки и сделать переключатель диапазонов.
Монтаж выполняется любым способом, но желательно не размещать детали детектора вплотную к магнитной антенне. Ориентировочное расположение деталей приемника показано на рисунке 3, главное — подобрать подходящую по размерам пластмассовую коробочку. Автор не изготавливал специальной печатной платы, а применил навесной монтаж на фольгированном стеклотекстолите, лишь в нижней части платы была прорезана горизонтальная канавка, отделяющая «плюсовую» шину от остальной, «земляной» металлизации платы.
Рис. 3. Расположение деталей.
Налаживание приемника сводится к подбору резистора R4 такого номинала, чтобы напряжение на эмиттере транзистора VT2 составило 1,5 В. Полезно проконтролировать потребляемый ток, он не должен превышать 3 мА. Если ток транзисторов УЗЧ слишком велик (а это случается при малом сопротивлении телефонов и большом коэффициенте передачи тока транзисторов), последовательно с телефонами надо включить цепочку из резистора 100–300 Ом, зашунтированного конденсатором емкостью 50 мкФ: это стабилизирует режим.
Работоспособность приемника сохраняется при изменении напряжения питания примерно от 1,7 до 6 В.
Испытания приемника в пределах Москвы и области показали, что днем он принимает все центральные радиостанции, а вечером — многие дальние станции Европы и Ближнего Востока. Селективность и чувствительность приемника удается повысить, используя вторую ферритовую антенну, намотанную на стержне большей длины и диаметра. Выводы ее катушки соединяют с дополнительным КПЕ и располагают на расстоянии 5 — 20 см от антенны приемника. С приемником ее соединять не нужно, достаточно магнитной связи. Еще лучше использовать рамочную антенну, описанную в предыдущем номере журнала. Она обеспечит хорошую селективность и отстройку от мощных местных станций.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Говорят, ученые научились измерять, насколько велика любовь того или иного человека к другому. В каких же единицах измеряется сила любви?!
Елена Королева,
г. Дубна
Да, исследователи и в самом деле научились диагностировать любовь! Специалисты из университетского колледжа Лондона, обследовав на магнитно-резонансном томографе (МРТ) мозг людей в момент, когда они рассматривали изображения фото своих возлюбленных, обнаружили, что при этом активизируются некоторые участки головного мозга.
При этом больше всего активизировалась область среднего мозга, которую еще называют «черным телом». Она производила наибольшее количество дофамина, окситоцина и серотонина — гормонов, отвечающих в нашем организме за выработку чувства нежности, счастья, даже некоего «удара молнии», в том случае, если данный человек и в самом деле увлечен своим партнером. Многие при этом даже начинают словно светиться от радости.
Однако сами ученые относятся к своеобразному «детектору счастья» с некоторой долей иронии.
Что вы знаете о кругосветной экспедиции «Огненное кольцо Земли», в которой принимают участие представители России? Каковы ее цели?
