Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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Die in der Amateurfunkliteratur beschriebenen preiswerten Empfänger, die Lautsprecher antreiben, haben Leistung. im stillen Modus verbraucht, von einigen bis zu mehreren zehn Milliwatt. Die maximale Ausgangsleistung preisgünstiger Empfänger liegt in der Regel nicht unter 50 mW. Es ist jedoch möglich, Empfänger zu entwerfen, die eine Leistung in der Größenordnung von 100 μW verbrauchen. Diese Empfänger können kleine Räume (<20 m²) mit geringem Geräuschpegel beschallen. Obwohl das Design ultrawirtschaftlicher Empfänger noch nicht entwickelt wurde, gibt es Beispiele für solche Empfänger. Hierbei handelt es sich in erster Linie um Lautsprecherempfänger, die durch die Feldenergie eines nahegelegenen Radiosenders betrieben werden. Ein gutes Beispiel für einen hocheffizienten Empfänger, der durch eine Telefonkapsel betrieben wird, ist der in (2) beschriebene kleine Empfänger.

Wie viel Strom wird benötigt, um in einem kleinen Raum Radiosendungen zu hören? Es wurde experimentell festgestellt, dass in einem Raum mit einer Fläche von etwa 16 m2 je nach Hörbedingungen Funkübertragungen mit einer dem Lautsprecher zugeführten Mindestleistung in der Größenordnung von 10 ... 1000 μW gehört werden können . Im Lautsprecher wurden zwei Köpfe vom Typ 1 GD-40 verbaut. Der Signalpegel wurde visuell mit einem parallel zum Lautsprecher angeschlossenen Oszilloskop ausgewertet. Die zum Hören benötigte Leistung hängt hauptsächlich vom Vorhandensein von Lärm und Luftströmungen sowie vom Abstand zwischen Zuhörer und Lautsprecher ab. Natürlich sind diese Schätzungen subjektiv, aber sie geben eine Vorstellung davon, mit welcher Leistung wir es zu tun haben, wenn wir Programme in einem kleinen Raum leise hören.

Bei der Entwicklung des beschriebenen Empfängers bestand das Ziel darin, einen Empfänger mit Direktverstärkung und minimalem Stromverbrauch herzustellen. Es wurden zwei Optionen entwickelt. Die erste ist mit einer Ferritantenne und einem resonanten UHF (3 Transistoren) ausgestattet. Der Nachteil dieser Option ist die schmale UHF-Bandbreite bei großen Wellenlängen. Die zweite Option ist ein Empfänger ohne UHF. aber mit einer Rahmenantenne mit einer Fläche von ca. 1 m hat sich in diesem Fall die Empfangsqualität verbessert.

Das Diagramm der zweiten Version des Empfängers ist in Abb. 1 dargestellt. XNUMX.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Der Ruhestrom des Empfängers beträgt 20 µA, bei einer durchschnittlichen Lautstärke liegt der aufgenommene Strom im Bereich von 35 ... 60 µA. Bei einer durchschnittlichen Stromaufnahme von 50 μA erreicht die Spitzenleistung am Lautsprecher 100 ... 120 μW. Die Versorgungsspannung beträgt 2.5 ... 3 V. Während der Tests ermöglichte der Empfänger den Empfang von drei Sendern im LW-Bereich, von denen der nächste 120 km entfernt war.

Der aus den Elementen WA1, C1, C2, L1, C3 gebildete Bandpassfilter bietet dem Empfänger eine gute Selektivität und ausreichende Bandbreite. Am Eingang des Transistordetektors erreicht der HF-Signalpegel 10...15 mV, der AM-Detektor basierend auf dem Transistor VT1 nach dem Schema von V. Polyakov [2] funktioniert bei Strömen von mehreren Mikroampere recht gut.

Die Vorverstärkung des Niederfrequenzsignals erfolgt in einer Kaskade an den Transistoren VT2, VT3, VT4, VT5. Die verwendete Schaltung mit einer gegendynamischen Last ermöglicht die Anpassung der Stromaufnahme mit nur einem Widerstand R7. Die Kondensatoren C9 und C11 sollen die oberen Frequenzen des Niederfrequenzsignals verstärken. Die Ausgangsstufe der Transistoren VT6, VT7, VT8, VT9 arbeitet im Klasse-AB-Modus. Bei richtiger Einstellung des Ruhestroms VT8, VT9 liefert eine solche Kaskade eine recht gute Klangqualität. Die Spannungsverstärkung der Kaskade beträgt 4...6. Zur Anpassung an die Ausgangsstufe des Ultraschallfrequenzwandlers und die Lautsprecherköpfe BA1, BA1 ist der Transformator T2 erforderlich. Der Lastwiderstand des hocheffizienten Ultraschallempfängers kann im Bereich von Hunderten von Ohm bis zu mehreren zehn Kiloohm liegen. Die maximale Ausgangsleistung des UZCH beträgt etwa 120 μW.

Die Transistoren VT2..VT5, VT8, VT9 werden mit einem Stromübertragungsverhältnis von 120..200 ausgewählt. Die Rahmenantenne hat 15 Windungen mit einer Fläche von etwa 1 m. Der Draht hat einen PEV 0,35. Die Spule L1 ist auf einen 160 mm langen Standard-Ferritstab gewickelt. Enthält 200 Runden mit einem Tipp ab der 60. Runde. Als Transformator T1 wurde ein umspulter Transformator TV31-9 (von Röhrenfernsehern) verwendet. In der Primärwicklung - 2200 + 600 Windungen, in der Sekundärwicklung - 130 Windungen (PEV 0,4). Die 1GD-40R Lautsprecherköpfe werden in einer kleinen Box ohne Rückwand verbaut. Diffusoren sind geöffnet.

Es empfiehlt sich, mit der Einrichtung des Receivers zu beginnen, indem man die Schaltkreise WA1, C2 und L1, C3 auf die Frequenz des Radiosenders abstimmt. Dies kann mit einem Oszilloskop oder Millivoltmeter erfolgen. Die Signalspannung am Ausgang der Spule L1 sollte 5..20 mV betragen. Bei hohen Werten sind Verzerrungen im Detektor möglich. Durch angepasste Widerstände R1, R7 wird die optimale Stromaufnahme des Detektors und der Vorstufe des Ultraschallfrequenzwandlers eingestellt. Nach der Abstimmung können sie durch Festwiderstände ersetzt werden. Die Einstellung der Ausgangsstufe beschränkt sich auf die Einstellung des Ruhestroms der Transistoren VT8, VT9 mit einem Trimmwiderstand R10. Um die niedrigsten Werte des aufgenommenen Stroms zu erreichen, wird der Ruhestrom auf 5..10 μA eingestellt. Wenn sich die Versorgungsspannung ändert, muss der Ruhestrom angepasst werden, allerdings sehr selten, vielleicht alle paar Monate. Sollte die Anpassung unerwünscht sein, können wir empfehlen, den Ruhestrom im Bereich von 100 ... 150 μA einzustellen.

Experimente mit dem beschriebenen Empfänger zeigten, dass als Stromquelle eine Batterie aus alten, gebrauchten galvanischen Zellen verwendet werden kann. Eine Batterie bestand aus vier alten Zellen vom Typ 316 mit einer Gesamtspannung von 3 V. Der Empfänger wurde mit einer solchen Quelle betrieben etwa zwei Monate lang, ohne den Strom auszuschalten: etwa 8 Stunden am Tag – bei mittlerer Lautstärke und die restliche Zeit – im Ruhemodus. Mit einem auf 3 V geladenen Ionistor mit einer Kapazität von 1 F arbeitete der Empfänger mehr als 6 Stunden. Berechnungen zufolge sollte der Empfänger mit zwei frischen Zellen vom Typ 316 etwa 10000 Stunden lang arbeiten, d. h. die Batterien können alle gewechselt werden ein paar Jahre.

Es muss noch einmal daran erinnert werden, dass der beschriebene Empfänger für den Betrieb in einem kleinen Raum ohne Lärm vorgesehen ist. Es ist nicht notwendig zu glauben, dass der Empfänger Töne an der Hörschwelle erzeugt. Die Lautstärke ist so bemessen, dass eine gute Verständlichkeit der Übertragungen in einem Abstand von 5 m zum Lautsprecher gewährleistet ist. Bei Bedarf kann die Ausgangsleistung erhöht werden. Als Übertrager T6 wurde der Ausgangsübertrager des Alpinist 1 Empfängers getestet.

Der Anschlussplan ist in Abb. 2 dargestellt. In diesem Fall musste der Ruhestrom der Ausgangstransistoren auf 80..100 µA erhöht werden. Der durchschnittliche Stromverbrauch des Empfängers lag je nach Lautstärke im Bereich von 300..600 μA. Die Ausgangsleistung stieg auf 1,8..2 mW.

Fig. 2

Bei dem beschriebenen Empfänger ist die Spargrenze noch nicht erreicht. Was ist diese Grenze? Wer übernimmt die Entwicklung eines Receivers mit Rekordeffizienz?

Literatur

1. Malshievsky I. Kleiner Rundfunkempfänger. - Radio, 1989. Nr. 1.
2. Polyakov V. Empfindlicher Amplitudendetektor - Radio, 1994, Nr. 7.

Autor: I. Gilmanov, Sterlitamak, Baschkortostan

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