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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Receptor econômico de amplificação direta. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio O interesse incansável de radioamadores novatos na construção de receptores simples de amplificação direta levou o autor a desenvolver outro receptor econômico de ondas médias que funciona em fones de ouvido de baixa impedância. Naturalmente, o projeto também utilizou seus desenvolvimentos anteriores, em particular, um detector de amplitude sensível descrito em "Radio", 1994, No. 7. Descobriu-se que este detector permite simplesmente introduzir um sistema de controle automático de ganho (AGC) no amplificador de radiofrequência (URCH) do receptor, e só funciona com sinais suficientemente fortes, ou seja, acabou sendo " ARC com atraso." A recepção é realizada em uma antena magnética WA1 (ver figura) O circuito de entrada é formado por uma bobina e um capacitor variável (KPI) C1. Como o receptor URF utiliza transistores bipolares que carregam visivelmente o circuito de entrada, é utilizado um esquema raramente utilizado para conexão serial ao circuito de entrada do primeiro estágio, feito em um transistor VT1 de acordo com um circuito de base comum (OB). Ela também permitiu abandonar a bobina de comunicação.
Vamos dar uma olhada mais de perto na operação do circuito de entrada. Como você sabe, a resistência de entrada da cascata com OB é pequena e chega a dezenas, no máximo centenas de ohms, aumentando com a diminuição da corrente através do transistor. Ao incluir esta resistência r em série com o circuito de entrada, obtemos seu fator de qualidade, aproximadamente igual a X/r, onde X é a reatância da bobina ou capacitor do circuito (são iguais na frequência de ressonância). Desprezamos a própria resistência ativa da bobina, pois com fabricação de alta qualidade ela é muito menor que r. Quando o circuito é sintonizado em frequência, a reatância aumenta linearmente e o fator de qualidade Q aumenta proporcionalmente à frequência f. Ao mesmo tempo, a largura de banda do loop é f/Q. Portanto, deve permanecer constante durante o ajuste de faixa, o que elimina a principal desvantagem dos receptores de amplificação direta - uma largura de banda muito estreita na extremidade de baixa frequência da faixa e uma largura desnecessariamente ampla na extremidade de alta frequência. Vamos fazer uma estimativa. Na frequência de 500 kHz, a capacitância KPI é máxima (180 pF) e sua reatância é de 1.7 kOhm. Tomando a impedância de entrada do estágio junto com o resistor R1 r - 50 Ohm conectado em paralelo, obtemos Q = 35 e uma largura de banda de 15 kHz. No final da faixa de alta frequência, a frequência triplica (1500 kHz), a reatância - até 5 kOhm e o fator de qualidade - até 100. Neste caso, a largura de banda permanece a mesma (15 kHz). Para que isso seja verdade, o fator de qualidade intrínseco (construtivo) do circuito, que é praticamente determinado pelo fator de qualidade da bobina, deve ser alto, pelo menos 250. resistor R1 com capacitor, que é selecionado durante o ajuste . É verdade que isso se deve a alguma perda de sensibilidade no limite de alta frequência da faixa. O URF do receptor é de dois estágios, feito em transistores VT1, VT2 de diferentes estruturas, com conexão direta entre as cascatas por corrente contínua. A amplificação da tensão principal é fornecida pelo primeiro estágio, o segundo é ligado por um seguidor de emissor e amplifica apenas a corrente do sinal. Da saída URF, o sinal é alimentado para um detector de amplitude montado em um transistor VT3 e diodos VD1, VD2. Na ausência de sinal, a tensão no coletor do transistor VT3 é de aproximadamente 1 V. na base - 0.5 V. O diodo VD1 é aberto por uma pequena corrente de base, ou seja, o ponto de operação está na seção da característica com curvatura máxima correspondente à tensão limite de dispositivos semicondutores de silício de cerca de 0.5 V. As meias ondas negativas do sinal de entrada não podem fechar o transistor porque isso é evitado pelo aumento da corrente através do diodo VD 1. As meias ondas positivas abrem o transistor e a tensão em seu coletor cai. O diodo fecha e meias ondas negativas do sinal detectado são emitidas no coletor do transistor. Através do diodo VD2, o capacitor do filtro C5 é descarregado por essas meias ondas, e a tensão detectada aparece na saída do detector. Dependendo da amplitude do sinal, esta tensão diminui de 1.5 V (na ausência de sinal) para -0.5 V (sinal máximo).A partir da saída do detector, a tensão de polarização é fornecida através do circuito VD3R4 aos transistores de RF. O diodo VD3 “consome” cerca de 0.5 V, portanto, no sinal máximo, a corrente de polarização diminui para quase 0 e os transistores de RF fecham. É assim que funciona o sistema AGC, que possibilitou abandonar o uso de controle de volume no receptor. Os capacitores C2 e C3 filtram a tensão do AGC, fechando as frequências de áudio e passando apenas a componente DC para a base. A capacitância necessária é fornecida por um capacitor de óxido C3, mas como pode ter uma resistência perceptível em altas frequências, também é necessário um capacitor cerâmico C2. Ambos os capacitores podem ser substituídos por uma capacitância cerâmica de 0,15...0,68 microfarads. Além de reduzir o ganho, outro fenômeno favorável ocorre neste dispositivo: a impedância de entrada do primeiro estágio do URF aumenta com sinais fortes, pois ele fecha e a corrente do emissor do transistor VT1 diminui. Isso reduz o fator de qualidade do circuito de entrada e expande sua largura de banda, o que é útil ao receber estações locais - a reprodução de frequências mais altas do espectro de áudio é melhorada. Agora considere a questão dos níveis de sinal em vários locais do caminho de radiofrequência do receptor. Uma estação de rádio de ondas médias não muito potente cria uma intensidade de campo de cerca de 10 mV/m a uma distância de várias centenas de quilômetros. A altura efetiva da antena magnética é de cerca de 0.01 M. Como resultado, uma tensão de sinal de aproximadamente 100 μV atua no circuito de entrada. É ele que será aplicado ao emissor do primeiro transistor URF (a tensão na bobina L1 ou no capacitor C1 é Q vezes maior, mas este fato não é utilizado neste desenvolvimento). O ganho de tensão do primeiro transistor é de cerca de 100 e o segundo está próximo da unidade. Isso significa que o detector receberá uma tensão de sinal de cerca de 10 mV, o que é suficiente para seu funcionamento normal. A amplitude do sinal AF detectado, neste caso, atinge décimos de volt. Para a operação de telefones de baixa resistência, essa tensão é suficiente, mas a corrente de saída do detector deve ser aumentada significativamente. Por esta razão, o amplificador AF é feito de acordo com o esquema de um seguidor de emissor composto em transistores VT3, VT4 de diferentes estruturas. A corrente de polarização necessária é obtida não da fonte de alimentação, mas da saída do detector, onde existe uma tensão estável de 1.5 V que não depende muito do grau de descarga da bateria, que diminui ligeiramente com o aumento do nível do sinal. Este propósito é atendido pelo circuito R7C6.O resistor R7 afeta a corrente inicial dos transistores amplificadores AF, e o capacitor C6 garante a passagem desimpedida dos sinais AF. Para que o receptor não se deteriore ao usar células galvânicas altamente descarregadas e com resistência interna aumentada, a fonte de alimentação é desviada pelos capacitores C7 e C8. O primeiro fornece baixa impedância em radiofrequências e o segundo em frequências de áudio. Os fones de ouvido estão conectados ao conector X1. Um pouco sobre os detalhes. É melhor enrolar a antena magnética em um circuito magnético de núcleo grande, por exemplo, com diâmetro de 10 e comprimento de 200 mm, feito de ferrite 400NN ou 600NN. A bobina L1, neste caso, contém 75 voltas de fio LESHO (fio Litz) 21x0,07. O fio é enrolado bobina a bobina, em uma camada sobre uma moldura de papel encerado. Você pode usar uma antena magnética de onda média pronta de receptores transistorizados desatualizados. Normalmente também possui uma bobina de acoplamento, que é melhor removida ou conectada em série ao circuito para que não crie ressonâncias parasitas em altas frequências, abrindo assim caminho para interferências. KPE C1 com um dielétrico sólido é usado em um aparelho de rádio amador infantil. Com igual sucesso, qualquer KPI de receptores transistorizados servirá. Se houver um bloco KPI, é aconselhável conectar ambas as seções em paralelo para expandir a faixa de ajuste do KPI com um dielétrico de ar, não pior, mas é muito maior. Os transistores da série indicada no diagrama podem ter qualquer índice de letras. Diodos VD1-VD3 - qualquer silício, baixa potência, alta frequência ou pulso, por exemplo, a série KD520 - KD522. Resistores e capacitores - qualquer tipo. Os capacitores cerâmicos C2, C4, C6, C7 e C9 podem ter capacitância de 0,01 a 0,15 microfarads, capacitor de óxido C3 - de 0,15 a 2 microfarads, C8 - de 20 microfarads e superior. Fones de ouvido de baixa resistência - TM-2, TM-4 ou reprodutores importados. Nesta última versão, um par de fones estéreo pode ser conectado em paralelo conectando os contatos correspondentes no conector, ou melhor, em série para aumentar sua resistência, o que permite “economizar” a corrente UZCH em igual volume. Neste caso, porém, você terá que trocar as saídas de um dos telefones desta forma. para que trabalhem em conjunto. O receptor é montado sobre uma placa de circuito impresso, sobre uma placa getinax perfurada ou sobre um papelão grosso com furos para os fios das peças. É aconselhável não colocar as peças do detector próximas à antena magnética e ao KPI, a fim de evitar acoplamentos parasitas e autoexcitação do URF. O tabuleiro será colocado em qualquer caixa de tamanho adequado. A configuração do receptor começa definindo a corrente quiescente do UZCH (2 2 5 mA) com os telefones conectados selecionando o resistor R7. A corrente é medida com um miliamperímetro conectado em paralelo aos contatos abertos da chave SA1. No momento da medição do URF, é aconselhável “desenergizar” ligando o fio jumper entre a base do transistor VT1 e o fio comum. Em seguida, o jumper é desconectado e a corrente do URC é determinada aumentando a corrente consumida (aproximadamente 0,7 mA). Mais precisamente, o modo URC é definido selecionando o resistor R4, medindo a tensão no emissor do transistor VT2 - deve ser cerca de metade da tensão de alimentação. A última operação é definir os limites do alcance recebido selecionando o número de voltas e a posição da bobina L1 na haste da antena magnética. É conveniente navegar pela poderosa estação de rádio Mayak na frequência de 549 kHz - ela deve ser recebida com uma capacidade de KPI próxima do máximo. Um receptor devidamente montado e sintonizado é bastante econômico, consumindo cerca de 3 mA de corrente de uma bateria de duas células “dedo” (tipo 316 ou AA) conectadas em série. Na região de Moscou, forneceu recepção confiável de quase todas as estações centrais de rádio que transmitem na faixa MW. Autor: V.Polyakov, Moscou
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