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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Mittelwellen-Direktverstärkungsempfänger. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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Rundfunkempfänger werden derzeit hauptsächlich mit einer Superheterodyn-Schaltung gebaut. Dafür gibt es viele Gründe – hohe Empfindlichkeit und Selektivität, die sich beim Abstimmen und Ändern von Bereichen kaum ändern, hohe Stabilität und Wiederholbarkeit der Parameter bei der Massenproduktion. Für den Empfang im Kurzwellenbereich ist es schwierig, für einen Superheterodyn-Empfänger einen adäquaten Ersatz zu finden. Für den Mittelwellenbereich eignen sich aber auch deutlich einfachere Direktverstärkungsempfänger. Ihr Hauptnachteil ist die geringe Selektivität. Sie bieten aber in der Regel eine bessere Empfangsqualität, machen weniger Lärm, erzeugen keine Störpfeifen und verfügen über keine seitlichen Empfangskanäle.

Der Qualitätsfaktor von Schaltungen im CB-Bereich kann 200 oder mehr erreichen, während die Bandbreite der Schaltung sogar geringer ist als für den normalen Empfang von AM-Signalen erforderlich. Folglich können die Schaltkreise in Bandpassfilter geschaltet werden, wodurch ein mehr oder weniger rechteckiger Frequenzgang des Funkpfads entsteht. Dies ist jedoch schwierig umzusetzen, da die Schaltkreise je nach Reichweite angepasst werden müssen und sich ein Mehrkreisempfänger als schwierig in der Herstellung und Konfiguration erweist. Es gibt eine andere Möglichkeit, die Selektivität eines Empfängers mit Direktverstärkung zu erhöhen, die recht selten verwendet wird. Dabei kommt das sogenannte pseudosynchrone Empfangsverfahren zum Einsatz, bei dem der Signalpegel auf der Trägerfrequenz des gewünschten Senders im Funkweg durch eine schmalbandige Schaltung angehoben wird. Der Amplitudendetektor des Empfängers hat die Eigenschaft, schwache Signale störender Stationen bei Vorhandensein eines starken Nutzsignals zu unterdrücken, und die Größe dieser Unterdrückung ist proportional zum Quadrat des Verhältnisses der Amplituden von Stör- und Nutzsignal (vgl ; Chistyakov N.I., Sidorov V.M. Funkempfänger. - M.: Communication, 1974, §13.3).

Durch die mehrfache Verstärkung des Trägers lässt sich eine sehr starke Störunterdrückung erreichen. Durch die Anhebung des Trägers werden auch Verzerrungen bei der Erkennung eines Nutzsignals reduziert. Eine schmalbandige Schaltung, die den Träger anhebt, schwächt jedoch zwangsläufig die Kanten der Seitenbänder des empfangenen Signals, die den oberen Frequenzen des Audiospektrums entsprechen. Dieser Nachteil kann leicht behoben werden, indem eine entsprechende Erhöhung der oberen Frequenzen sichergestellt wird die NA nach dem Detektor. Genau dieser Weg zur Erhöhung der Selektivität wurde bei der Entwicklung des beschriebenen Empfängers gewählt.

Dieser Receiver ist für den Empfang lokaler und leistungsstarker Fernsender im CB-Bereich 530...1600 kHz konzipiert. In der Empfindlichkeit steht es Superheterodynen der Klasse III-IV nicht viel nach, bietet aber eine deutlich bessere Empfangsqualität. Seine Selektivität, gemessen mit der üblichen Einzelsignalmethode, ist recht gering (10...20 dB bei einer Verstimmung von 9 kHz), allerdings wird das Störsignal im Nachbarkanal, dessen Amplitude dem Nutzkanal entspricht, unterdrückt aufgrund des oben beschriebenen Effekts um 26...46 dB. Die Ausgangsleistung des eingebauten ULF überschreitet nicht 0,5 W, dies reicht aus, um Radiosendungen über Kopfhörer oder einen Lautsprecher in einem gewöhnlichen Wohnzimmer zu hören (das Hauptaugenmerk wurde bei der Entwicklung nicht auf die Lautstärke, sondern auf die Qualität gelegt). Tonwiedergabe). Der Empfänger wird von einer beliebigen Quelle mit einer Spannung von 9...12 V gespeist, der Stromverbrauch im Silent-Modus überschreitet 10 mA nicht. Wir werden die Funktionsweise des Empfängers detaillierter analysieren, indem wir uns auf seinen Schaltplan in Abb. beziehen. 1.

Der schmalbandige Schaltkreis, der den Träger des empfangenen Signals hervorhebt, ist der Schaltkreis der magnetischen Antenne L1C1C2 mit einem Qualitätsfaktor von mindestens 200...250. Seine Bandbreite beträgt bei Stufe 0,7, wenn über den gesamten Bereich abstimmbar, 2,5 bis 6 kHz. Das durch die Schaltung isolierte Empfangssignal wird dem HF-Verstärker zugeführt, der nach einer Kaskodenschaltung mit Feldeffekttransistoren VT1 und VT2 aufgebaut ist. Der Kaskadenverstärker hat eine hohe Eingangsimpedanz und umgeht den Stromkreis der magnetischen Antenne praktisch nicht, d. h. verringert seinen Qualitätsfaktor nicht. Der erste Transistor VT1 wird mit einer niedrigen Abschaltspannung (0,5...3 V) und der zweite Transistor VT2 mit einer viel höheren Abschaltspannung (8 V) ausgewählt. Dadurch war es möglich, das Gate des zweiten Transistors mit der gemeinsamen Leitung zu verbinden und ein Minimum an Teilen im Verstärker zu verwenden. Der gesamte Drain-Strom des Verstärkers ist gleich dem anfänglichen Drain-Strom I vom Anfang des ersten Transistors (0,5...2,5 mA) und seine Drain-Spannung ist gleich der Vorspannung des zweiten Transistors (2...4 mA). XNUMX V).

Die Last des Kaskodenverstärkers ist der zweite abstimmbare Resonanzkreis L3C6C7, der über die Koppelspule L2 mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Diese Schaltung hat einen deutlich geringeren Gütefaktor (höchstens 100...120) und überträgt das Spektrum des AM-Signals mit nur geringer Dämpfung an den Rändern der Seitenbänder. Die Einführung einer weiteren Schaltung in den Empfänger ist notwendig, da, wie die Praxis gezeigt hat, die Selektivität einer magnetischen Antennenschaltung nicht ausreicht, um leistungsstarke lokale Sender vollständig von Signalen abzustimmen, selbst solche, deren Frequenz weit von der Abstimmfrequenz des Empfängers entfernt ist. Darüber hinaus begrenzt der zweite Schaltkreis die Bandbreite und damit die Rauschleistung, die vom Verstärker zum Detektor gelangt, stark. Strukturell ist es einfach, einen zweiten Kreislauf einzuführen, da die überwiegende Mehrheit der KPIs in Form von Doppelblöcken erstellt wird.

Die zweite, aperiodische Verstärkerkaskade ist auf einem Feldeffekttransistor VT3 aufgebaut. Es wird auf einen Diodendetektor VD1, VD2 geladen, der nach einer Spannungsverdopplungsschaltung hergestellt ist. Das AGC-Signal negativer Polarität von der Last des Detektors – Widerstand R7 – wird über die Filterkette R4C4 dem Gate des ersten Transistors URCH zugeführt. VT1 und sperrt die AGR beim Empfang leistungsstarker Sender. Dadurch verringert sich der Gesamtstrom des Kaskodenverstärkers und seine Verstärkung. Die Kapazität des Blockkondensators C/0, der die Detektorlast überbrückt, wird klein gewählt. Dies ist von großer Bedeutung, da eine Störunterdrückung im Detektor nur unter der Voraussetzung erfolgt, dass die Differenzschwebungsfrequenz zwischen den Trägern der Nutz- und Störstationen der Detektorlast zugeordnet wird. Das erkannte Audiosignal wird über die Korrekturkette R8R9C11 an das Gate des Source Followers VT4 gesendet. Durch Bewegen des Schiebereglers des Widerstands R8 können Sie den Anstieg der oberen Frequenzen des Audiospektrums ändern, die durch den magnetischen Antennenkreis abgeschwächt werden. Dieser variable Widerstand dient auch erfolgreich als Klangregelung.

Der Source Follower VT4 passt den Detektorausgang mit dem Tiefpassfilter L4C14C15C16 an. Der Tiefpassfilter hat eine Bandbreite von etwa 7 kHz und einen Dämpfungspol (d. h. ein Maximum) bei einer Frequenz von 9 kHz, entsprechend der Schwebungsfrequenz zwischen den Trägern von Sendern, die in benachbarten Frequenzkanälen arbeiten. Der Tiefpassfilter filtert diese und andere Schwebungsfrequenzen des Nutzsignals mit Rauschen und erhöht dadurch die Zweisignalselektivität des Empfängers weiter. Am Ausgang des Tiefpassfilters ist über den Anpassungswiderstand R12 der Lautstärkeregler R13 angeschlossen. Der Widerstand R12 wird nur benötigt, um sicherzustellen, dass der Ausgang des Tiefpassfilters bei sehr niedrigen Lautstärkepegeln nicht durch den Regler kurzgeschlossen wird. An den Receiver-Ausgang können Sie einen beliebigen ULF oder den Eingang eines Tonbandgerät-Aufnahmeverstärkers anschließen. In diesem Fall wird der Lautstärkeregler R13 nicht benötigt, das Ausgangssignal wird dem Tiefpasskondensator C15 entnommen und der Widerstand R12 auf den Tiefpasseingang übertragen und mit dem Trennkondensator C12 in Reihe geschaltet.

Die eigene ULF des Empfängers wird gemäß einem einfachen Schema hergestellt, das in Fig. 2 gezeigt ist. XNUMX.

Der Transistor VT7 verstärkt die Eingangssignalspannung. Die Ausgangsstufe – ein Leistungsverstärker – ist ein Push-Pull-Signalverstärker, der aus Verbundtransistoren verschiedener Leitfähigkeitstypen besteht. Die im Kollektorkreis des Vorverstärkers VT1 enthaltene Diode VD7 erzeugt eine kleine Anfangsvorspannung an den Basen der Ausgangskaskadentransistoren, die notwendig ist, um die „Stufen“-Verzerrung zu reduzieren, damit die Ausgangstransistoren während der positiven Halbzeit vollständiger öffnen -Zyklen des Signals: Wenn der Strom des Transistors VT1 abnimmt, wird eine Spannungserhöhung verwendet - positive Rückkopplung über den Lastwiderstand R1 des Vorverstärkers, der über den dynamischen Kopf mit dem Stromkabel verbunden ist, an den die Ausgangsspannung des Verstärkers angelegt wird. Durch die Spannungsanhebung werden beide Halbwellen der Spannung am Verstärkerausgang symmetrisch, wodurch nichtlineare Verzerrungen reduziert werden. Auch Verzerrungen werden durch die OOS-Schaltung reduziert. über den Widerstand R2, der gleichzeitig den DC-Modus des Verstärkers stabilisiert.

Bei niedrigen Lautstärken erhöht sich der OOS durch einen etwas ungewöhnlichen Schaltkreis für den Lautstärkeregler (R13 in Abb. 1), wodurch die Verzerrung weiter reduziert wird. Tatsächlich wird die Tiefe der Gegenkopplung durch das Verhältnis des Widerstands zwischen dem Schieberegler und dem oberen Anschluss des Lautstärkereglers im Schaltkreis zum Widerstand des Widerstands R2 bestimmt (siehe Abb. 2). Beim Verschieben des Schiebereglers nach unten erhöht sich der erste der genannten Widerstände, wodurch die Tiefe der Rückmeldung zunimmt.

Im Empfänger empfiehlt es sich, Transistoren genau der im Schaltplan in Abb. angegebenen Typen zu verwenden. 1. Als letzten Ausweg können Sie anstelle von KP303A KP303B, V, I, Zh verwenden. Anstelle von KP303E können Sie versuchen, KP303G, D zu verwenden. Dioden VD1, VD2 – jedes Hochfrequenz-Germanium. Die Dual-KPI-Einheit kann von jedem Rundfunkempfänger übernommen werden. Blöcke mit eingebautem Nonius sind sehr praktisch und erleichtern das Abstimmen von Radiosendern. Widerstände und Kondensatoren können beliebiger Art sein, die Abstimmkondensatoren C1 und C6 sind vom Typ KPK-M. Für eine magnetische Antenne eignet sich ein Ferritstab mit einer magnetischen Permeabilität von 400...1000. Seine Länge kann im Bereich von 140...180 mm liegen, Durchmesser 8...10 mm. Um den höchstmöglichen Qualitätsfaktor zu erreichen, sollte die magnetische Antennenspule L1 mit LESHO 21X0,07 Litze oder im Extremfall mit LESHO 7x0,07 gewickelt werden. Wenn Sie keine Litzen finden, verdrillen Sie 15...20 Leiter vom Typ PEL 0,1 und wickeln Sie die Spule mit dem resultierenden Bündel auf.

Beim Abisolieren und Löten von Litze sollte darauf geachtet werden, dass keine gebrochenen oder ungelöteten Drähte zurückbleiben. Die Spule ist auf einen Kartonrahmen mit einer Wandstärke von 0,5...1 mm gewickelt. Der Rahmen sollte sich mit geringer Reibung entlang des Ferritstabs bewegen. Die Wicklung erfolgt Windung für Windung, die Windungszahl beträgt 45...55 (eine kleinere Zahl entspricht größeren Abmessungen und einer größeren magnetischen Permeabilität des Kerns). Zum Schutz vor Feuchtigkeit kann der Rahmen mit der Spule mit geschmolzenem Paraffin imprägniert werden. Für die Spulen L2 und L3 eignen sich Standardbeschläge – ein gepanzerter Kern mit einer Abschirmung aus den ZF-Kreisen tragbarer Empfänger, beispielsweise des Sokol-Empfängers. Die Kommunikationsspule L2 enthält 30 und die Schleifenspule L3 90 Windungen PEL 0,1-Draht. Die Position der Spulen am Gesamtrahmen ist nicht besonders wichtig.

Die L4-Tiefpassfilterspule mit einer Induktivität von 0,1 H ist auf einen Ring mit einem Außendurchmesser von 16 mm und einer Höhe von 5 mm (K16X8X5) aus 2000NM-Ferrit gewickelt. Es enthält 260 Windungen eines beliebigen isolierten Drahtes mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm. Sie können auch eine vorgefertigte Spule auswählen, beispielsweise eine der Wicklungen eines Übergangs- oder Ausgangstransformators von tragbaren ULF-Empfängern. Durch die Parallelschaltung eines Kondensators mit einer Kapazität von 5000 pF und eines Oszilloskops zur Spule wird dem resultierenden Schaltkreis über einen Widerstand mit einem Widerstandswert von 100 kOhm...1 MOhm ein Signal von einem Audiogenerator zugeführt. Wenn Sie die Resonanzfrequenz des Stromkreises anhand der im Namen angegebenen Maximalspannung bestimmen, sollten Sie eine solche Spule (bzw. deren Windungszahl) so auswählen, dass die Resonanz bei einer Frequenz von 6,5...7 kHz beobachtet wird. Diese Frequenz ist die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters. Wenn keine passende Spule verfügbar ist, kann diese (natürlich mit schlechteren Ergebnissen) durch einen 2,2-kOhm-Widerstand ersetzt werden. In diesem Fall kann der Kondensator C16 aus einer ULF-Empfängerschaltung unter Verwendung verschiedener Transistoren zusammengesetzt werden.

B. VT1, KT315, KT301, KT201 mit beliebigem Buchstabenindex oder jeder andere Silizium-NPN-Transistor mit geringer Leistung. Es ist wünschenswert, dass sein Transmissionskoeffizient mindestens 100 beträgt. Für die Ausgangsstufe sind alle Germanium-Niederfrequenz-Niederleistungstransistoren des entsprechenden Leitfähigkeitstyps geeignet, zum Beispiel MP10, MP11, MP37, MP14-16, MP39-42. Um Verzerrungen zu reduzieren, ist es sinnvoll, für die Transistorpaare VT2 und VT3 sowie VT4 und VT5 ungefähr gleiche Stromübertragungskoeffizienten zu wählen. Diode VD1 – jedes Germanium mit geringer Leistung. Die übrigen Teile können beliebiger Art sein. Dynamischer Kopf B1 – jeder Typ mit einem Widerstand von 4...16 Ohm. Um jedoch eine gute Empfangsqualität zu erreichen, ist es besser, einen recht leistungsstarken Breitbandkopf in einem großen Gehäuse oder eine fertige Industrie-Akustikanlage zu verwenden.

Der Empfänger (ohne ULF) ist auf einer Leiterplatte montiert, eine Skizze davon ist in Abb. 3.

Es gibt keine eigentlichen Leiterbahnen auf der Platine – die Folie, die als gemeinsamer Draht dient, nimmt ihre gesamte Oberfläche ein (die Platine ist von der Folienseite dargestellt). Die Anschlüsse der Teile werden wie üblich durch die Löcher der Platine geführt. Die Anschlüsse, die laut Schema mit dem gemeinsamen Draht verbunden werden sollen, werden mit der Folie verlötet. Lötpunkte sind in der Skizze als geschwärzte Kreise dargestellt. Die anderen Anschlüsse werden gemäß Schema mit einem einadrigen Kabel in Isolierrohren verbunden, die direkt entlang der Folienoberfläche verlegt werden. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, müssen die Löcher für diese Anschlüsse angesenkt werden – sie sind in der Skizze mit hellen Kreisen dargestellt. Diese Art der gedruckten Wandmontage ist einfach durchzuführen; Darüber hinaus werden durch die große Fläche der „geerdeten“ Folie parasitäre Verbindungen zwischen einzelnen Stufen und damit die Gefahr einer Selbsterregung des Empfängers reduziert. Der ULF des Empfängers wird auf einer separaten Platine (Abb. 4) unter Verwendung der gängigsten Leiterplatte montiert. Das Muster der Spuren ist einfach und die Platine lässt sich leicht mit einem scharfen Messer herstellen, ohne auf chemisches Ätzen zurückgreifen zu müssen.


Ris.4

Der Aufbau des Empfängers kann sehr unterschiedlich sein, beispielsweise im Gehäuse eines Teilnehmer-Broadcast-Lautsprechers, der den darin vorhandenen dynamischen Kopf nutzt. Es ist auch möglich, den Empfänger in Form einer separaten Struktur auszuführen, die an einen Lautsprecher oder ein akustisches System angeschlossen ist. Die empfohlene Anordnung der Platinen, Magnetantenne und Bedienelemente ist in Abb. dargestellt. 5 (Draufsicht, von der Teileseite). Auch das Design der Empfängerwaage kann je nach Geschmack und Fähigkeiten des Funkamateurs beliebig sein. Für die Montage der magnetischen Antenne werden vorzugsweise Kunststoffbeschläge verwendet, um keine zusätzlichen Verluste zu verursachen, die die Qualität des Eingangskreises beeinträchtigen.

Wenn eine Netzwerkeinheit zur Stromversorgung des Empfängers verwendet wird, sollte diese links von der ULF-Platine (siehe Abb. 5) und von der Magnetantenne entfernt platziert werden. Wenn der Netztransformator ein großes Streufeld erzeugt, kann es zu Wechselstrom-Hintergrundstörungen an der Tiefpassspule des Empfängers L4 kommen. Sie können geschwächt werden, indem die relative Ausrichtung der Spule und des Transformators gewählt, der Abstand zwischen ihnen vergrößert und schließlich die Spule mit einer magnetischen Abschirmung abgeschirmt wird. Die Störungen durch den Netztransformator nehmen beim Umwickeln stark ab und erhöhen die Windungszahl aller Wicklungen um 15...20 %.

Das Einrichten des Empfängers beginnt mit ULF. Wählen Sie durch Anlegen einer Versorgungsspannung von 9...12 V den Widerstandswert des Widerstands R2 so, dass die Spannung an den Kollektoren der Transistoren VT4 und VT5 gleich der halben Versorgungsspannung ist. Wählen Sie durch Anschließen des Milliamperemeters an den Stromdrahtbruch den Typ und die Art der Diode (VD1 in Abb. 2) aus, bis ein Ruhestrom von nicht mehr als 4 ... 5 mA erreicht wird. Ist der Ruhestrom zu hoch und lässt er sich auf diese Weise nicht reduzieren, können Sie mehrere Dioden parallel schalten oder die Diode mit einem Widerstand mit einem Widerstandswert von 150...300 Ohm überbrücken. Sie sollten die Diode nicht bei eingeschaltetem ULF ablöten, da dies die Stromaufnahme stark erhöht und die Endtransistoren ausfallen können.

Überprüfen Sie nach dem Anschließen des Empfängers die Spannung an der Source des Transistors VT4 (2...4 V) (siehe Abb. 1), dem Drain des Transistors VT3 (3...5 V) und dem Verbindungspunkt zwischen dem Drain von Transistor VT1 und die Source von Transistor VT2 (1,5 ...3 V). Liegen die Spannungen innerhalb der angegebenen Grenzen, ist der Empfänger betriebsbereit und Sie können versuchen, Sendersignale zu empfangen. Die untere Grenze des Bereichs (530 kHz) wird durch Bewegen der L1-Spule entlang des magnetischen Antennenstabs eingestellt. Dies gelingt am besten durch den Empfang des leistungsstarken Radiosenders des zweiten All-Union-Programms „Mayak“ auf einer Frequenz von 549 kHz – es sollte mit fast vollständig eingeschobenen KPI-Rotorplatten angehört werden. An die Frequenz dieses Senders werden die Einstellungen der Empfängerschaltungen angepasst, wobei die Induktivität der L3-Spule mit einem Abstimmkern entsprechend der maximalen Empfangslautstärke angepasst wird. Nachdem sie dann einen beliebigen Sender im Kurzwellenbereich des Bereichs empfangen haben (die Rotorplatten – KPIs werden entfernt), wiederholen sie den Pairing-Vorgang und passen die Kapazität der Abstimmkondensatoren C1 und C6 an.

Um die Konturen genauer anzupassen, sollten Sie den Pairing-Vorgang abwechselnd 2-3 Mal an den Niederfrequenz- und Hochfrequenzrändern des Bereichs wiederholen. Wenn sich die Selbsterregung des HF-Frequenzumrichters in Form von Pfeifen und Verzerrungen bei Empfangsstationen äußert, ist es notwendig, den Widerstand des Widerstands R2 zu verringern und zu versuchen, die zu den Statorplatten des KPI führenden Leiter (sie) rationeller zu positionieren sollten so kurz wie möglich sein, weiter voneinander entfernt und näher an den „geerdeten“ Oberflächenbrettern liegen. Im Extremfall müssen diese Leitungen abgeschirmt werden.

Zur genaueren Abstimmung auf die Frequenz eines Radiosenders kann der Empfänger mit einer Abstimmanzeige ausgestattet werden – einem Zeigergerät, das in Reihe mit dem Widerstand R3 an das Stromversorgungskabel der Kaskoden-HF-Frequenzsteuerung angeschlossen ist. Geeignet ist jedes Gerät mit einem Abweichungsstrom von maximal 1...2 mA. Das Gerät muss mit einem Widerstand überbrückt werden, dessen Widerstandswert so gewählt ist, dass die Nadel bei fehlendem Empfangssignal auf den Vollausschlag abweicht. Wenn ein Radiosendersignal empfangen wird, sperrt das AGC-System den HF-Verstärker und der Nadelausschlag nimmt ab, was die Stärke des Signals anzeigt.

Tests des Empfängers unter Moskauer Bedingungen ergaben recht gute Ergebnisse. Tagsüber wurden fast alle lokalen Sender empfangen, die über einen beliebigen Superheterodyn-Transistorempfänger gehört wurden. Abends und nachts, wenn die Fernpassage im Nordosten eröffnet, wurden viele Stationen empfangen, die mehrere tausend Kilometer entfernt waren. Aufgrund der geringen Einzelsignalselektivität können zwar mehrere Sender gleichzeitig gehört werden, bei Feinabstimmung auf ein ausreichend starkes Signal ist jedoch ein „Unterdrückungseffekt“ spürbar und das Programm ist deutlich bzw. mit nur geringen Störungen zu hören.

Siehe andere Artikel Abschnitt Radioempfang.

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