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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Receptor de ganho direto de onda média. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio Os receptores de transmissão são atualmente construídos principalmente de acordo com o esquema super-heteródino. As razões para isso são muitas - são alta sensibilidade e seletividade, que mudam pouco durante o ajuste e ao alterar as faixas, alta estabilidade e repetibilidade dos parâmetros na produção em massa. Para a recepção de ondas curtas, é difícil para um receptor super-heteródino encontrar um substituto adequado. Mas para a faixa de ondas médias, receptores de amplificação direta muito mais simples também são adequados. Sua principal desvantagem é a baixa seletividade. Mas eles, via de regra, dão melhor qualidade de recepção, fazem menos ruído, não criam apitos de interferência e não possuem canais de recepção laterais. O fator de qualidade dos circuitos na faixa de MW pode chegar a 200 ou mais, enquanto a largura de banda do circuito é ainda menor do que a necessária para a recepção normal de sinais AM. Portanto, os circuitos podem ser combinados em filtros passa-banda, formando uma resposta de frequência mais ou menos retangular do caminho do rádio. Mas isso é difícil de fazer, já que os contornos devem ser sintonizados na faixa, e um receptor de circuitos múltiplos acaba sendo difícil de fabricar e ajustar. Existe outra maneira de aumentar a seletividade do receptor de amplificação direta, que raramente é usado. Consiste na aplicação do chamado método de recepção pseudossíncrono, no qual o nível do sinal na frequência portadora da estação desejada é elevado no caminho do rádio por um circuito de banda estreita. O detector de amplitude do receptor tende a suprimir sinais fracos de estações interferentes na presença de um forte sinal útil, e a magnitude dessa supressão é proporcional ao quadrado da razão das amplitudes dos sinais interferentes e úteis (ver; Chistyakov N. I., Sidorov V. M. Receptores de rádio .- M .: Comunicação, 1974, §13.3). Amplificando a portadora várias vezes, pode-se obter uma supressão de interferência muito significativa. Aumentar a portadora também reduz a distorção ao detectar um sinal útil. Mas um circuito de banda estreita que eleva a portadora inevitavelmente atenuará as bordas das bandas laterais do sinal recebido, correspondendo às frequências superiores do áudio (espectro. Essa desvantagem pode ser facilmente eliminada fornecendo um aumento apropriado nas frequências superiores em o CNY após o detector.Foi esta forma de aumentar a seletividade que foi escolhida ao desenvolver o receptor descrito. Este receptor é projetado para receber estações distantes locais e poderosas na faixa CB de 530 ... 1600 kHz. Em termos de sensibilidade, não é muito inferior aos super-heteródinos de classe III-IV, mas oferece uma qualidade de recepção visivelmente melhor. Sua seletividade, medida pelo método usual de sinal único, é bastante baixa (10 ... 20 dB com desafinação de 9 kHz), no entanto, o sinal interferente no canal adjacente, igual em amplitude ao útil, é suprimido em 26 ... 46 dB devido ao efeito descrito acima. A potência de saída do ULF embutido não excede 0,5 W, o que é suficiente para ouvir transmissões de rádio por meio de fones de ouvido ou alto-falante em uma sala comum (a principal atenção durante o desenvolvimento não foi dada ao volume, mas à qualidade da reprodução do som ). O receptor é alimentado por qualquer fonte com tensão de 9 ... 12 V, o consumo de corrente no modo silencioso não excede 10 mA. Analisaremos o funcionamento do receptor com mais detalhes, referindo-nos ao seu diagrama de circuito mostrado na Fig. 1.
O contorno de banda estreita, enfatizando a portadora do sinal recebido, é o circuito da antena magnética L1C1C2 com um fator de qualidade de pelo menos 200 ... 250. Sua largura de banda de nível 0,7 é, quando sintonizada na faixa, de 2,5 a 6 kHz. O sinal recebido selecionado pelo circuito é alimentado no URF, feito de acordo com o circuito cascode nos transistores de efeito de campo VT1 e VT2. O amplificador em cascata possui alta impedância de entrada e praticamente não desvia o circuito magnético, ou seja, não reduz seu fator de qualidade. O primeiro transistor VT1 é selecionado com uma tensão de corte baixa (0,5 ... 3 V), e o segundo VT2 - com uma muito maior (8 V). Isso possibilitou conectar a porta do segundo transistor a um fio comum e sobreviver com um mínimo de peças no amplificador. A corrente de dreno total do amplificador é igual à corrente de dreno inicial I s.nach do primeiro transistor (0,5 ... 2,5 mA) e sua tensão de dreno é igual à tensão de polarização do segundo transistor (2 ... 4 V). A carga do amplificador cascode é o segundo circuito ressonante sintonizável L3C6C7, conectado à saída do amplificador através da bobina de acoplamento L2. Este circuito tem um fator de qualidade muito menor (não mais que 100...120) e passa o espectro do sinal AM com apenas uma leve atenuação nas bordas das bandas laterais. A introdução de outro circuito no receptor é necessária porque, como a prática tem mostrado, a seletividade de um circuito de uma antena magnética não é suficiente para dessintonizar completamente os sinais de estações locais poderosas, mesmo aquelas distantes em frequência da sintonia do receptor frequência. Além disso, o segundo circuito limita drasticamente a largura de banda e, portanto, a potência do ruído proveniente do RF para o detector. Estruturalmente, é fácil introduzir um segundo circuito, já que a grande maioria dos KPIs são produzidos na forma de blocos duplos. A segunda cascata URF, aperiódica, é montada em um transistor de efeito de campo VT3. É carregado no detector de diodo VD1, VD2, feito de acordo com o esquema de duplicação de tensão. O sinal AGC de polaridade negativa da carga do detector - resistor R7 através do circuito de filtro R4C4 é alimentado na porta do primeiro transistor de RF. VT1 e bloqueia o egr ao receber estações poderosas. Isso reduz a corrente total do amplificador cascode e seu ganho. A capacitância do capacitor de bloqueio C/0, que desvia a carga do detector, é escolhida para ser pequena. Isso é muito significativo, pois a supressão de interferência no detector ocorre apenas sob a condição de que a diferença de frequência de batimentos entre as portadoras das estações útil e interferente seja alocada na carga do detector. O sinal de som detectado através da cadeia corretiva R8R9C11 é alimentado para a porta do seguidor de fonte VT4. Ao mover o controle deslizante do resistor R8, você pode alterar a quantidade de aumento nas frequências superiores do espectro sonoro, enfraquecido pelo circuito da antena magnética. Este resistor variável serve com sucesso como um controle de tom. O seguidor de fonte VT4 combina a saída do detector com o filtro passa-baixo L4C14C15C16. O LPF tem uma largura de banda de cerca de 7 kHz e uma atenuação de pólo (isto é, máxima) a uma frequência de 9 kHz, correspondendo à frequência de batida entre as portadoras de estações operando em canais de frequência adjacentes. O LPF filtra esta e outras frequências de batimento do sinal útil ruidoso e, assim, melhora ainda mais a seletividade de dois sinais do receptor. Na saída do filtro passa-baixo, um controle de volume R12 é conectado por meio de um resistor de terminação R13. O resistor R12 é necessário apenas para que a saída do filtro passa-baixo não seja fechada pelo regulador em níveis de volume muito baixos. Qualquer ULF ou entrada de um amplificador de gravação de gravador pode ser conectado à saída do receptor. Nesse caso, o controle de volume R13 não é necessário, o sinal de saída é retirado do capacitor do filtro passa-baixa C15 e o resistor R12 é transferido para a entrada do filtro passa-baixa e conectado em série com o capacitor de desacoplamento C12. O próprio ULF do receptor é feito de acordo com um esquema simples mostrado na fig. 2.
O transistor VT7 amplifica a tensão do sinal de entrada. O estágio de saída - um amplificador de potência - é um repetidor de sinal push-pull montado em transistores compostos de vários tipos de condutividade. O diodo VD1, incluído no circuito coletor do pré-amplificador VT7, cria nas bases dos transistores da caixa de saída, e um pequeno offset inicial, que é necessário para reduzir a distorção do tipo "step", para que a saída os transistores abrem mais completamente com meio ciclos positivos do sinal, quando a corrente do transistor VT1 diminui, um aumento de tensão foi usado - feedback positivo através do resistor de carga do pré-amplificador R1, conectado ao fio de alimentação através da cabeça dinâmica , ao qual é aplicada a tensão de saída do amplificador. O aumento de tensão torna ambas as meias ondas de tensão na saída do amplificador simétricas, reduzindo assim as distorções não lineares. A distorção também é reduzida pela cadeia OOS. através do resistor R2, que simultaneamente estabiliza o modo amplificador DC. Em volumes baixos, o OOS aumenta devido a um esquema um tanto incomum para ligar o controle de volume (R13 na Fig. 1), reduzindo ainda mais a distorção. De fato, a profundidade do OOS é determinada pela relação entre a resistência entre o motor e a saída superior do controle de volume de acordo com o circuito para a resistência do resistor R2 (ver Fig. 2). Ao mover o controle deslizante para baixo, a primeira das resistências mencionadas aumenta, aumentando a profundidade do FOS. No receptor, é desejável usar transistores exatamente dos tipos indicados no diagrama esquemático da Fig. 1. Em casos extremos, em vez de KP303A, você pode usar KP303B, V, I, Zh. Em vez de KP303E, você pode tentar usar KP303G, D. Diodos VD1, VD2 - qualquer germânio de alta frequência. A unidade KPI dupla pode ser obtida de qualquer receptor de transmissão. Unidades muito convenientes com vernier embutido, o que facilita a sintonização de estações de rádio... Os resistores e capacitores podem ser de qualquer tipo, os capacitores trimmer C1 e C6 são do tipo KPK-M. Para uma antena magnética, é adequada uma haste de ferrite com uma permeabilidade magnética de 400 ... 1000. Seu comprimento pode estar dentro de 140..180mm, diâmetro 8...10 mm. Para obter o maior fator de qualidade possível, a bobina da antena magnética L1 deve ser enrolada com fio LESHO 21X0,07 litz ou, em casos extremos, LESHO 7x0,07. Se você não conseguir encontrar um fio litz, deve torcer 15 ... 20 condutores do tipo PEL 0,1 e enrolar a bobina com o feixe resultante. Ao descascar e soldar o fio litz, deve-se tomar cuidado para garantir que não haja veias quebradas ou não soldadas. A bobina é enrolada em uma moldura de papelão com espessura de parede de 0,5 ... 1 mm. A estrutura deve se mover ao longo da haste de ferrite com pouco atrito. O enrolamento é feito volta a volta, o número de voltas é 45 ... 55 (um número menor corresponde a dimensões maiores e maior permeabilidade magnética do núcleo). Para proteger contra a umidade, o quadro com a bobina pode ser impregnado com parafina derretida. Para as bobinas L2 e L3, os acessórios padrão são adequados - um núcleo blindado com uma blindagem dos circuitos IF de receptores portáteis, como o receptor Sokol. A bobina de comunicação L2 contém 30 e a bobina de loop L3 - 90 voltas de fio PEL 0,1. A localização das bobinas em um quadro comum realmente não importa. A bobina do filtro passa-baixa L4 com indutância de 0,1 H é enrolada em um anel com diâmetro externo de 16 mm e altura de 5 mm (K16X8X5) feito de ferrita de 2000NM. Ele contém 260 voltas de qualquer fio isolado com um diâmetro de 0,1 mm. Você também pode pegar uma bobina pronta, por exemplo, um dos enrolamentos de uma transição ou transformador de saída de receptores portáteis ULF. Ao conectar um capacitor com capacidade de 0,25 pF e um osciloscópio em paralelo com a bobina, o sinal do gerador de som é alimentado ao circuito resultante através de um resistor com resistência de 5000 kOhm ... 100 MΩ. Determinando a frequência de ressonância do circuito pela tensão máxima no nome, é necessário selecionar tal bobina (ou seu número de voltas) para que a ressonância seja observada na frequência de 1 ... 6,5 kHz. Esta frequência será a frequência de corte do filtro passa-baixo. Na ausência de uma bobina adequada, ela pode ser substituída (com resultados piores, é claro) por um resistor de 7 kΩ. O capacitor C2,2, neste caso, pode ser montado a partir de um circuito receptor ULF em uma variedade de transistores. Como VT1, KT315, KT301, KT201 com qualquer índice de letras ou qualquer outro transistor npn de baixa potência de silício é adequado. É desejável que seu coeficiente de transferência seja de pelo menos 100. Quaisquer transistores de baixa frequência e baixa potência de germânio do tipo correspondente de condutividade são adequados para o estágio de saída, por exemplo, MP10, MP11, MP37, MP14-16, MP39 -42 . Para reduzir a distorção, é útil escolher coeficientes de transferência de corrente aproximadamente iguais para pares de transistores VT2 e VT3, bem como VT4 e VT5. Diodo VD1 - qualquer germânio de baixa potência. O restante das peças pode ser de qualquer tipo. Cabeça dinâmica B1 - qualquer tipo com resistência de 4 ... 16 ohms. No entanto, para obter uma boa qualidade de recepção, é melhor usar um cabeçote de banda larga suficientemente potente em um gabinete grande ou um sistema de alto-falante industrial pronto. O receptor (sem ULF) é montado em uma placa de circuito impresso, cujo esboço é mostrado na fig. 3.
Não há faixas condutoras reais na placa - a folha que serve como um fio comum ocupa toda a sua superfície (a placa é mostrada do lado da folha). As conclusões das peças são passadas, como sempre, para os buracos do quadro. As conclusões que, de acordo com o esquema, devem ser conectadas a um fio comum, são soldadas à folha. Os pontos de solda são mostrados no esboço com círculos pretos. Outras conclusões são conectadas, de acordo com o diagrama, com um fio de núcleo único em tubos isolantes, colocados diretamente na superfície da folha. Para evitar curtos-circuitos, os orifícios para essas conclusões devem ser rebaixados - eles são mostrados no esboço com círculos claros. Essa montagem impressa na placa é fácil de executar; além disso, devido à grande área da folha "aterrada", os acoplamentos parasitas entre estágios individuais são reduzidos e, consequentemente, o risco de autoexcitação do receptor. O receptor ULF é montado em uma placa separada (Fig. 4) usando a fiação impressa mais comum. O padrão do traço é simples e a placa é fácil de fabricar com uma faca afiada sem a necessidade de corrosão química.
O design do receptor pode ser muito diferente, por exemplo, no caso de um alto-falante de transmissão de assinante, usando a cabeça dinâmica disponível nele. Também é possível executar o receptor como uma estrutura separada conectada a um alto-falante ou sistema acústico. A localização recomendada de placas, antena magnética e controles é mostrada na fig. 5 (vista superior, lateral dos detalhes). O design da escala do receptor também pode ser qualquer um, de acordo com os gostos e capacidades do radioamador. Para montar a antena magnética, é preferível usar encaixes de plástico para não introduzir perdas adicionais que reduzam o fator de qualidade do circuito de entrada. Se uma unidade de rede for usada para alimentar o receptor, ela deve estar localizada à esquerda da placa ULF (consulte a Fig. 5), longe da antena magnética. Se o transformador de rede criar um grande campo parasita, é possível induzir uma corrente alternada de fundo na bobina do filtro passa-baixo do receptor L4. Eles podem ser enfraquecidos escolhendo a orientação mútua da bobina e do transformador, aumentando a distância entre eles e, finalmente, blindando a bobina com um escudo magnético. A indução do transformador de rede diminui drasticamente se for rebobinada, aumentando o número de voltas de todos os enrolamentos em 15 ... 20%. O receptor está configurado com ULF. Aplicando uma tensão de alimentação de 9 ... 12 V, a resistência do resistor R2 é selecionada de forma que a tensão nos coletores dos transistores VT4 e VT5 seja igual à metade da tensão de alimentação. Incluindo um miliamperímetro na quebra do fio de alimentação, selecione o tipo e a instância do diodo (VD1 na Fig. 2) até obter uma corrente quiescente não superior a 4 ... 5 mA. Se a corrente quiescente for excessivamente grande e não puder ser reduzida dessa maneira, você pode conectar vários diodos em paralelo ou desviar o diodo com um resistor com resistência de 150 ... 300 Ohms. Você não deve soldar o diodo quando o ULF estiver ligado, pois o consumo de corrente aumenta drasticamente e os transistores terminais podem falhar. Depois de conectar o receptor, eles verificam a tensão no istom do transistor VT4 (2 ... 4 V) (ver Fig. 1), o dreno do transistor VT3 (3 ... 5 V) e o ponto de conexão de o dreno do transistor VT1 com a fonte do transistor VT2 (1,5 ...3 V). Se as tensões estiverem dentro dos limites especificados, o receptor está operacional e você pode tentar receber os sinais das estações. O limite inferior do alcance (530 kHz) é definido movendo a bobina L1 ao longo da haste da antena magnética. A melhor maneira de fazer isso é receber uma poderosa estação de rádio do segundo programa All-Union Mayak na frequência de 549 kHz - ela deve ser ouvida com as placas do rotor KPE quase completamente inseridas. Na frequência desta estação, as configurações dos circuitos receptores são combinadas, ajustando a indutância da bobina L3 com um núcleo de sintonia de acordo com o volume máximo de recepção. Então, tendo recebido alguma estação na porção de onda curta do alcance (as placas do rotor - KPI são removidas), a operação de emparelhamento é repetida ajustando a capacitância dos capacitores de sintonia C1 e C6. Para ajustar os contornos, repita a operação de emparelhamento 2-3 vezes alternadamente nas bordas de baixa e alta frequência do intervalo. Com a autoexcitação do URF, que se manifesta na forma de assobios e distorções ao receber as estações, é necessário reduzir a resistência do resistor R2 e tentar organizar racionalmente os condutores que levam às placas do estator KPI (devem ser o mais curto possível, localizados afastados uns dos outros e mais próximos das taxas de superfície "aterradas"). Em casos extremos, esses fios terão que ser blindados. Para uma sintonia mais precisa da frequência da estação de rádio, o receptor pode ser equipado com um indicador de sintonia - um instrumento apontador incluído na interrupção do fio de alimentação do cascode URC em série com o resistor R3. Qualquer dispositivo com uma corrente de desvio não superior a 1 ... 2 mA serve. O dispositivo deve ser desviado com um resistor, cuja resistência é selecionada de forma que a seta se desvie para o fundo de escala na ausência de um sinal recebido. Quando um sinal de estação de rádio é recebido, o sistema AGC bloqueia o URCH e o desvio da seta diminui, indicando a intensidade do sinal. Os testes do receptor em Moscou deram resultados muito bons. Durante o dia, quase todas as estações locais ouvidas em qualquer receptor de transistor do tipo super-heteródino foram recebidas. À tarde e à noite, quando a passagem de longo alcance é aberta no NE, muitas estações foram recebidas a vários milhares de quilômetros de distância. Devido à baixa seletividade de sinal único, várias estações podem ser ouvidas ao mesmo tempo, mas quando sintonizadas com precisão para um sinal suficientemente forte, o efeito de "supressão" é perceptível e o programa é ouvido de forma limpa ou com apenas uma leve interferência.
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