О сайте

Всем доброго времени суток! Я, Вячеслав Юрьевич, или просто В.Ю. приглашаю Вас в свой блог. Почему блог так называется? Я дедушка и, как все деды, люблю поговорить о былом и поучить молодёжь. Читайте мои посты с советами обо всём, а особенно о здоровье.
До новых встреч!

пятница, 1 марта 2013 г.

От детекторного приёмника к супергетеродину. Самодельный радиоконструктор. Часть 2.


                                                                                                 Практикум для начинающих.
 1. Усилители низкой частоты для радиоприёмников.
 2. Улучшение динамического диапазона и чувствительности приёмника прямого усиления.
 3. Окончательная схема приёмника прямого усиления, его достоинства и недостатки.

                        1. Несколько слов об усилителе низкой частоты.                 

В предыдущей главе использовался уже готовый усилитель низкой частоты (УНЧ), самый простой, всего несколько деталей, причём он был со своим источником питания. Напомню, что он выполнен на микросхеме TDA 7050. Полная информация по сборке находится в статье «Высокоомный телефон для детекторного приёмника». Интервал напряжения питания этой микросхемы от 1,8 до 6 вольт, а выходная мощность  всего 70 мВт.
Радиоприёмник с УНЧ на
микросхеме TDA 2003.
УНЧ на TDA2003.
   Если   приёмник стационарный, с питанием от сети, то в качестве усилителя низкой частоты лучше использовать микросхему TDA 2003.
Раньше я использовал отечественную микросхему 174УН14, но она уже 10 лет как снята с производства. В настоящее время её аналогом является микросхема TDA2003.
 Лет 20 назад у моих родителей на даче сломался радиоприёмник «Меридиан», вышел из строя усилитель низкой частоты, плата со сгустком транзисторов, а починить надо было срочно. Даже если я и определил бы неисправный транзистор, его достать в то время было сложно. Вот тогда то мне посоветовали радиолюбители использовать эту микросхему, всего несколько деталей вокруг неё, очень простой монтаж. Я выбросил старую плату усилителя и поставил новую самодельную, для простоты исключил регуляторы тембра, чтобы не запутаться с проводами, всё равно на ДВ слушают в узкой полосе. Они даже не заметили, что тембр не работает, им важна была информация, в стране шла перестройка. А радиоприёмник и сейчас работает. Видел эти микросхемы в составе наборов радиодеталей для усилителя.
 При самостоятельном монтаже не допускайте длинных монтажных соединений, электролитические конденсаторы (особенно по цепи питания) должны быть распаяны как можно ближе к микросхеме, это защитит её от самовозбуждения. Резистор, помеченный звёздочкой, отвечает за коэффициент усиления, с ростом его величины, усиление падает. В совокупности с детектором необходимо выставить такой уровень усиления, чтобы при максимальной громкости динамик не захлёбывался.
УНЧ на TDA 34119.

УНЧ на МС 34119.
  Для малогабаритного приёмника вместо микросхемы TDA 7050 большем коэффициентом усиления и мощностью (250 мВт на сопротивление головного телефона 32 Ом), а следовательно большей громкостью обладает усилитель на микросхеме МС 34119, обычно я её использую с синфазным выходом на наушники как и микросхему TDA 7050.  Однако микросхема МС34119 может работать с малогабаритным громкоговорителем с сопротивлением 8 Ом.  Преимущество не только в большей мощности, но и в большем диапазоне питающего напряжения (от 2,2 до 12 вольт). На схеме я привёл самую простую её версию включения. В WWW.ALLDATASHEET.COM существуют более полные и подробные ёе схемы её включения, например с дополнительной коррекцией частотной характеристики, необходимой для прослушивания речевых программ (для применения в связных приёмниках).
УНЧ на микросхеме TDA7050.

 Если приёмник переносной годится микросхема TDA 7052А с 1 ватным выходом на громкоговоритель с сопротивлением 8 Ом или на головные телефоны. Интервал  питающего напряжения от 4,5 до 18 вольт.

       2.  Улучшаю динамический диапазон приёмника.
 Если слушать мощную радиостанцию, то в паузах между музыкальными программами или речью, слышатся шумы, это как собственные шумы приёмника (флюктационный шум), его источником являются тепловые шумы транзисторов и микросхем, так и внешние наводящие шумы в виде помех, например от компьютера, телефонной зарядки и т. д. Так вот динамический диапазон это разница, выраженная в децибелах между максимальной громкостью приёма (музыка или речь)  и несущей частоты, той частоты, когда модуляция отсутствует, грубо говоря, паузой между словами в разговоре.
Отсутствует шум после
 ФНЧ, нижний сигнал.
ФНЧ на одном транзисторе и его
частотная характеристика.
Фото макета ФНЧ на транзисторе.
 Звучание можно сделать более комфортным, если повысить динамический диапазон, а, повышая динамический диапазон, улучшается чувствительность. Отдалённая радиостанция  теперь будет слышна лучше, если уменьшить уровень шума на выходе детектора. Достигается это с помощью фильтра нижних частот, он будет пропускать звуковые частоты только до 5 кГц. Приёмник самого высшего класса с амплитудной модуляцией имеет именно такую полосу воспроизводимых звуковых частот. Фильтр вырежет все шумы выше этой частоты. В простых приёмниках обходятся простым звеном  RC фильтра, задача которого заключается в устранении  частоты несущей, той частоты, на которой ведётся вещании, делается это еще, чтобы не перегружался усилитель низкой частоты, усиливая ненужные частоты. Наш фильтр скорректирует частотную характеристику, сделает ее ровной до 5 кГц, а затем усиление будет резко падать, но после 5 кГц, а за одно уменьшится уровень шумов, они так же будут падать вместе с усилением. Коэффициент передачи такого фильтра  К = 0,9.

    3. Полная схема приёмника прямого усиления.

Схема приёмника прямого усиления.
2 -V -1.  Диапазон СВ.
Полный макет приёмника
прямого усиления.
Сама схема получилась довольно простая. Принимает все местные станции, причём хорошо работает в черте города, где много помех. Данный приёмник вполне конкурентно способен с радиоприёмником «Юность». Он качественно отличается меньшими размерами и удобством настройки на станции. Использованная в «Юности» положительная обратная связь, якобы улучшающая чувствительность, могла подвести в любой момент своим рокотом.



Радиоприёмник "Юность".

                            А теперь о недостатках.
 Местные мощные вещательные радиостанции слышно хорошо и они вроде бы не мешают друг другу, и складывается впечатление, что у приёмника хорошая селективность или избирательность, способность принимать нужную радиостанцию, отсеивая остальные. Это ложное впечатление. Стоит развернуть приёмник на 90 градусов, и он уже принимает другую радиостанцию. Это происходит оттого, что радиовещательные станции средневолнового диапазона расположены за чертой города в разных  местах, а одна единственная магнитная антенна определяет селективность приёмника, вплоть до использования её диаграммы направленности, с помощью которой я ориентирую приёмник.
 Выделить среди мощных радиостанций отдалённую практически невозможно. Она одновременно  забивается более мощной.
 Попробую улучшить селективность путём использования резонансного усилителя высокой частоты. Для этого необходим сдвоенный конденсатор переменной ёмкости.

 На этом я заканчиваю дальнейшее усложнение приёмника прямого усиления, потому, что знаю, чем всё это закончится.
 Если я добавлю ещё один апериодический каскад усиления высокой частоты, то приёмник, имея достаточно широкую полосу пропускания, перегрузится как собственными усиленными шумами, так и индустриальными помехами, включая принимаемые радиостанции.
 Если я добавлю ещё один резонансный каскад, чтобы заузить полосу приёма…
 А впрочем, я уже добавлял, теперь ваша очередь, вдруг у вас получится!
Макет приёмника прямого усиления на средневолновый диапазон.
 Третья часть тура – факультатив.
 Из приёмника  прямого усиления собирается приёмник прямого усиления с частотным детектором для линейной радиосвязи.
 Далее приёмник линейной радиосвязи переделывается  в простой супергетеродинный приёмник диапазона УКВ (FM) путём добавления преобразователя частоты.
  

13 комментариев:

  1. Подскажите в фильтре 5 кгц номинал емкости что идет на эмитер bc 850 от резисторов 10 ком -----0.01 мкФ ? Плохо видно

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. 0,01 мкФ или 10 Н, что одно и то же.

      Удалить
  2. Спасибо за ответ кстати не нашел bc850, взял bc847 если в смд и bc547c чтоб с смд не связываться, заменяют ли эти транзисторы?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Можно использовать перечисленные типы транзисторов. Транзистор ВС847 двухкомпонентный, для его привязки к схеме используется n-p-n структура, выводы 1, 2, 6.

      Удалить
  3. Вячеслав Юрьевич, доброго времени суток!
    Наткнулся пару дней назад на Ваш блог, сижу, погружаюсь). Огромное спасибо за статьи, многие вещи стали гораздо понятнее, особенное спасибо за разъяснение простого детектирования ЧМ на скате АЧХ -). Меня всегда поражало большинство статей "для начинающих" с объяснениями деталей схемы типа "фазовое детектирование происходит на р-n переходах транзистора, эквивалентных переходам диодов", после которых все запутывалось еще больше. Думаю, это одна из причин, по которой я даже не пытался собирать аналоговые схемы сложнее мультивибратора и усилителя на паре транзисторов и довольствовался цифровыми.

    Можно я задам несколько вопросов по схеме ФНЧ, приведенном на схеме (листок в клеточку)
    1. Я правильно понимаю, что основа фильтра - это два резистора 10k и конденсатор 1н5? Только так я насчитал 5кГц резонансной частоты )))
    2. Транзистор - это просто усилитель по току? Или он как-то улучшает характеристики фильрации?
    3. До сих пор не понимаю зачем ставят конденсаторы 0,1 мкф в разрыв на входе и на выходе. Просто дополнительная фильтрация высоких частот?
    4. Про ОС спрашивать не буду) попробую сначала сам разобраться зачем она здесь)))

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Здравствуйте.
      1. Фильтр – два резистора по 10 кОм и два конденсатора 10 н и 1н5. Частота резонанса в этом случае - частота среза.
      2. Да, можно так сказать. Такое включение транзистора обеспечивает большое входное сопротивление каскада, что обеспечивает добротность самого фильтра и способствует его большей крутизне ската.
      3. Порою ставят одинаковый номинал разделительных конденсаторов из соображения унификации схемы, и его величина выбирается с запасом. Сам конденсатор, приложенный к эквивалентному сопротивлению этого или последующего каскада, образует RC – фильтр верхних частот (С – разделительный конденсатор, R – эквивалентное сопротивление входного каскада). Такой фильтр пропускает верхние частоты без потерь. В области нижних частот, чем меньше ёмкость конденсатора (емкостное сопротивление разделительного конденсатора Хс, которое зависит от частоты, увеличивается), тем сильнее завал частотной характеристики.

      Удалить
    2. Вячеслав Юрьевич, спасибо большое за разъяснение!
      Извините, в прошлый раз не представился, думал имя из Google-аккаунта подтянется. Меня зовут Андрей.
      3. Есть дополнительный вопрос по п.3 - предположу, что входное сопротивление на транзисторе - это сотни кОм (зависит от Кус транзистора, вероятно), тогда получится что мы фильтруем все, что ниже 10-20 Гц, я правильно понял?
      4. И новый вопрос - я живу в Москве, вчера безуспешно пытался найти хоть какую-то радиостанцию на AM в диапазоне ДВ и СВ. Ни с помощью мелкого переносного приемника, ни с помощью стационарной магнитолы не смог ничего нащупать. В новостях нахожу, что и "Маяк", и "Радио России" сравнительно недавно ушли с AM. Я так понимаю, что Вы из Питера, но все-таки наверняка знаете больше моего) - сейчас вообще имеет смысл собирать AM? Или плюнуть и сразу переключаться на УКВ (в моем случае проблема в контроле диапазона 100 МГц - мне нечем проконтролировать правильность работы контура, осциллограф не позволит). Посоветуйте, пожалуйста, что-то из своего опыта - что лучше собрать в качестве первого приемника (не на микросхеме), может быть КВ-диапазон на AM попробовать?

      Удалить
    3. 3. Здравствуйте, Андрей. Да, вы правильно поняли.
      4. Вижу, вы еще не сильно погрузились в этот блог, где все события происходят в Москве и в ближайшем Подмосковье.
      Вот уже несколько лет в этом регионе нет вещания на ДВ и СВ. Само это явление мне непонятно, потому, что в случае техногенной катастрофы можно просто остаться без связи. Но, возможно, причина кроется в наличии индустриальных помех, при которых невозможно обеспечить высококачественную радиосвязь на ДВ и СВ диапазоне.
      Самодельный сетевой фильтр из доступных деталей. Этот пост про помехи радиоприёму.
      Не опустели ещё радиолюбительские диапазоны на КВ. По крайне мере, за городом хорошо живёт диапазон 41 м.
      Попробуйте дойти до 5-го тура «Радиолюбительского конструктора» и зайти на этот пост.
      Детекторные и прямого усиления приёмники УКВ(FM) диапазона.
      Советовать трудно, так как чем проще радиоприёмник, тем хуже его параметры, но, тем не менее, проще идти шаг за шагом, начиная с простого, чтобы сразу не споткнуться на сложном. Когда я в детстве делал детекторные приёмники, то справлялся без осциллографа.
      Кстати в моде сейчас ретро конструкции на лампах.

      Удалить
    4. И снова спасибо за ответ). Уже не вспомню, почему решил что Вы из Питера, перепутал или не так понял, наверное, прошу прощения.

      Вашу статью про сетевые фильтры читал, боюсь, только что мало от него толку будет, если помеха живет где-нибудь у соседей... сам же пробовал отвязаться от проводки и ловить волну переносным приемником с батарейным питанием, помехи слышны. Что-нибудь придумаю.

      Я и хотел попробовать дойти до 5-го тура, но большинство (или все?) из приведенных начальных схем рассчитаны на ДВ и СВ. Не собственный же мне передатчик в квартире ставить)? Попробую транспонировать их для КВ, вернее, найти похожие простые схемы но для 3-30 МГц.
      С лампами пока особого дела не имел (только как пользователь - был полностью ламповый усилитель), но подумаю, спасибо...

      Удалить
  4. Вячеслав Юрьевич,здравствуйте. Можете вы дать полное описание работы принципиальной схемы приемника прямого усиления(последняя схема)? Очень нужно. Спасибо.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Здравствуйте. Вы пропустили первый тур радиолюбительского конструктора.
      От детекторного приёмника до супергетеродина. Часть первая.
      Зайдите по этой ссылке. Там найдёте описание этой схемы. Чем оно не устраивает? В разрыв рисунка 4 вставлен рисунок 6, а эскиз печатной платы на рисунке 7.
      В последней схеме второго тура на транзисторе Т1, Т2 собран апериодический усилитель высокой частоты. Т3 – эмиттерный детектор. В этом посту добавлен транзистор Т4 – фильтр нижних частот (его описание и назначение в этом втором туре). Схема дополняется усилителем низкой частоты на микросхеме МС34119.
      На всякий случай напомню, что радиовещание центральных радиостанций на этих частотах вот уже как 2 года прекращено, по крайней мере, в Москве и области.

      Удалить
    2. Да, действительно пропустил.Теперь все понятно,спасибо большое.

      Удалить