Двухдиапазонный приемник на 3,5 и 14 МГц «Mini-Test

«Mini-Test-2band».
Двухдиапазонный приемник на 3,5 и 14 МГц.
Двухдиапазонный приемник предназначен для прослушивания работы радиолюбительских
станций в режимах CW, SSB и АМ на двух, самых «ходовых» диапазонах 3,5 (ночном) и 14
(дневном) МГц. Приемник содержит не очень большое количество комплектующих, недефицитных
радиодеталей, весьма прост в настройке, поэтому и имеет в своём названии слово «Мини». Он
представляет собой супергетеродин с одним преобразованием частоты. Промежуточная частота
фиксированная – 5,25 МГц. Эта ПЧ позволяет принимать два участка частот (основной и
зеркальный) без переключающих элементов в ГПД. Смена диапазонов производится простым
переключением радиоэлементов во входном фильтре. В приемнике применены новый, недавно
разработанный усилитель ПЧ и улучшенная схема АРУ. Чувствительность приемника около 3 мкВ,
динамический диапазон по забитию около 90дБ. Питается приемник напряжением +12вольт.
Рис.1. Принципиальная электрическая схема радиоприёмника "Mini-Test-2band".
Принципиальная электрическая схема приемника показана на рисунке №1. Сигнал радиочастоты
из антенного гнезда XW1 через двухзвенный фильтр (L1, L2) поступает на парафазный каскад VT1.
На диапазоне 14 МГц часть катушек L1, L2 закорочены. На диапазоне 3,5 МГц реле К1
раскорачивает данные катушки и подключает к ним дополнительные конденсаторы С2, С6. Связь
между L1 и L2 комбинированная – индуктивноемкостная. Расстояние между центрами катушек 16
мм. Каскад на транзисторе VT1 (КП302Б) имеет высокое входное сопротивление, что мало
шунтирует входной контур. И хотя его коэффициент усиления несколько меньше единицы, он
хорошо согласовывает контур с низким сопротивлением кольцевого балансного диодного смесителя
VD1…VD4, в плечи которого и поступает сигнал радиочастоты в противофазе. Следует отметить,
что данный каскад на полевом транзисторе обеспечивает на выходах противофазные сигналы почти
полной симметрии.
На кольцевой балансный смеситель подается также и сигнал ГПД, выполненный на полевом
транзисторе VT7 по схеме индуктивной трёхточки. На транзисторе VT8 собран буферный усилитель
ГПД, который усиливает вырабатываемый ГПД сигнал до уровня 2 вольта (амплитудное значение),
обеспечивая тем самым нормальную работу кольцевого диодного смесителя, и играет роль буфера,
уменьшая влияние смесителя на частотную стабильность ГПД. ГПД вырабатывает сигнал частотой
8,75…9,1 МГц. Продукт преобразования с кольцевого балансного смесителя поступает на первый
каскад усилителя промежуточной частоты, выполненный на биполярном транзисторе VT2
включенном по схеме с общей базой, усиливается им и далее поступает через контур L3, С12 на
основной элемент селекции приемника - кварцевый фильтр ZQ1…ZQ4, выполненный на четырех
резонаторах по лестничной схеме. С кварцевого фильтра сигнал ПЧ частотой 5,25 МГц поступает на
вход каскодного усилителя, выполненного на трех биполярных транзисторах VT3, VT4, VT5. Первые
два транзистора включены по схеме с общим эмиттером, а третий – с общей базой. Усилитель
охвачен отрицательной обратной связью по постоянному току (R13). В результате такого включения
транзисторов данный усилитель обладает как большим усилением, так и большой устойчивостью к
возбуждению. С выхода усилителя (коллектор VT4) сигнал ПЧ поступает на АМ/SSB детектор –
транзистор VT6. Если на базу этого транзистора не подается сигнал с кварцевого генератора VT9, то
данный детектор детектирует АМ сигналы. Если же на КГ подано питающее напряжение и
вырабатываемый им сигнал частотой 5247,6 кГц (при ПЧ 5250 кГц) подается на базу VT6, то данный
детектор начинает детектировать CW и SSB сигналы. Этот детектор позволяет максимально просто
осуществлять переключение режимов детектирования.
С выхода детектора ЗЧ сигнал поступает на резистор R18, с помощью которого осуществляется
регулировка усиления по низкой частоте. С движка этого резистора сигнал поступает на вход (1 –
прямой вход) микросхемы DA1, на которой собран усилитель низкой частоты. Резистором R29
регулируется глубина отрицательной обратной связи. С выхода микросхемы 4 сигнал НЧ поступает
на громкоговоритель ВА1 и одновременно на выпрямитель системы АРУ VD8, VD9, выполненный
по схеме удвоения напряжения. Время удержания системы АРУ определяется величиной ёмкости
конденсатора С31. Сигнал с выхода выпрямителя АРУ через диод VD7 и гасящий резистор R24
поступает на S-метр, в качестве которого используется микроамперметр РА1 с величиной полного
отклонения стрелки 100 мкА. Диод VD7 предотвращает отклонение стрелки прибора в обратном
направлении из-за подачи на него положительного напряжения с базового делителя транзистора
VT2. Управляющий сигнал с детектора АРУ поступает также через переключатель SA1 и в базовую
цепь транзистора VT2 для осуществления автоматической регулировки усиления приемника.
Тумблер SA1 служит для отключения АРУ. Из-за наличия диода VD5 делитель базовой цепи
управляемого транзистора остаётся замкнутым на корпус при отключении этого тумблера. Кроме
того, этот диод понижает положительное напряжение на своем аноде до 0,3 вольта, что гораздо ниже
открывающего напряжения, чем у последовательной цепочки диодов VD8, VD9. В результате не
происходит их открывания положительным напряжением, поступающим из базовой цепи VT2, резко
уменьшается и подпирающий диоды эффект, что улучшает регулировку усиления каскада на
транзисторе VT2 подачей в его базу напряжения АРУ отрицательной полярности, а также до
минимума сводится негативное влияние наличия положительного напряжения в цепи S-метра РА1,
кроме того защищается от переполюсовки напряжения электролитический конденсатор С31.
Опорный кварцевый генератор собран на транзисторе VT9, включенном по схеме с общим
эмиттером. Кварц ZQ5 включен между коллектором и базой транзистора. Дроссель L6 служит для
понижения частоты генерации кварца на 2,4 кГц относительно паспортной, с целью обеспечения
возможности получения нормального приема в режиме SSB (нужной боковой полосы на обоих
диапазонах). Выключатель SA2 служит для отключения питания кварцевого генератора при
переходе в режим детектирования АМ сигналов.
С помощью выключателя SA3 и контактов реле К1 осуществляется переключение диапазонов
3,5/14 МГц.
В приемнике применены широко распространённые радиодетали. Резисторы типа МЛТ-0,125,
СП4-1, СП3-4ам, конденсаторы КТ, КМ, CE-SE, KEA-II, CD-11, конденсатор С28 «Бабочка».
Используется только одна половина бабочки, при этом ротор конденсатора посажен на корпус через
пружинящий латунный контакт. РА-1 измерительная головка с током полного отклонения 100 мкА.
Кварцы использованы малогабаритные в металлическом корпусе на частоту 5,25 МГц. Микросхему
К174УН14 можно заменить импортным аналогом TDA2003. Динамическая головка ВА1 типа 1ГД50
с сопротивлением катушки 8 Ом. Транзистор КТ608Б можно заменить КТ603Б, КТ660Б.
Транзисторы КП302Б заменимы на КП307 с любым буквенным индексом (при этом требуется
подбор R19 для VT7). Диоды КД503А можно заменить КД514, а Д2Е – Д9 (с любой буквой). Реле
типа РЭС60, паспорт РС4.569.438 (напряжением на 10-16 вольт, сопротивление обмотки 230-310 Ом,
маркировка реле согласно другому источнику: РС4.569.435-02 и РС4.569.435-07).
Катушки L1 и L2 намотаны на пластмассовых каркасах диаметром 5 мм и содержат по 40 витков
провода ПЭЛ-0,16. Намотка выполнена виток к витку. Отводы у L1 от 24-го и 32-го витков, считая
снизу, у L2 от 24-го витка, считая снизу. Расстояние между центрами катушек 16 мм. Катушки
заключены в общий (без перегородки) алюминиевый экран. С каждой из сторон катушки ввинчены
резьбовые ферритовые сердечники (для каждого диапазона свой, итого - 4 штуки для двух катушек).
Катушка L3 намотана на трехсекционном пластмассовом каркасе (внавал) от карманных
радиоприемников с подстроечным ферритовым стержнем и содержит 32 витка провода ПЭЛ-0,16.
Катушка L4 намотана (внавал) поверх L3 и содержит 16 витков провода ПЭЛ-0,16. Катушка ГПД L5
намотана на ребристом керамическом каркасе посеребряным проводом диаметром 0,55 мм и
содержит 20 витков, с отводом от 6-го витка, считая снизу. Диаметр намотки 13 мм, длина намотки
30 мм (намотка выполнена с шагом 1,5 мм), длина каркаса 37 мм. Дроссель L6 намотан на
ферритовом кольце 50ВЧ К7х3х1,5 проводом ПЭЛ-0,21 и содержит 42 витка (намотка виток к витку).
Рис.2 и 3. Печатная и монтажная платы приемника "Mini-Test-2band".
Основная часть деталей приемника установлена на печатной плате, выполненной из
одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размером 154х45 мм (смотри
фото и рисунки 2 и 3). Размер и форма печатной платы соответствует размерам плат других
радиолюбительских конструкций, устанавливаемых в универсальный, специально разработанный
для этих целей, корпус. Выводы питания обмотки реле К1 на печатной плате выполнены открытыми,
что даёт возможность использовать реле, рассчитанные на другие напряжения питания, отличные от
12 вольт (при питании 12 вольт один из выводов следует соединить с корпусом).
Перед настройкой следует проверить схему на предмет отсутствия короткого замыкания по
цепям питания. При его отсутствии, а при наличии – после устранения, устанавливают движок
резистора R29 в крайнее левое по схеме положение (чтобы не допустить переполюсовки напряжения
на обкладках электролитического конденсатора С38 - если не соблюдать последнее, то придется
вместо С38 использовать неполярный конденсатор такой же ёмкости) и только затем подают
питание. Первым настраивают кварцевый гетеродин. На базе транзистора VT6 осциллографом
контролируют наличие и амплитуду вырабатываемого сигнала, а частотомером – его частоту. В этой
точке должен присутствовать сигнал синусоидальной формы, амплитудой 2,1 вольта и частотой на
2,4 кГц ниже паспортной частоты примененного кварца (частоты всех пяти примененных в
приемнике кварцев одинаковые – 5,25 МГц), то есть 5247,6 кГц. Если генерируемая частота
отличается от указанной выше, то путём подбора витков дросселя L6 добиваются нужного значения
частоты. Для этого число витков обмотки увеличивают (заведомо при намотке дросселя) на пять, и
затем, отматывая по одному витку, контролируют частоту (не отрезая провод). И только добившись
нужного значения частоты, удаляют ненужный отрезок обмоточного провода. Если в генераторе
применён кварц на частоту 5247,6 кГц, то дроссель L6 из схемы можно исключить.
Далее приступают к настройке ГПД. Путем подбора сопротивления резистора R19 добиваются
протекания тока через стабилитрон VD6 в пределах 3…5 мА (следует заметить, что при настройке, в
любом случае он не должен превышать максимального паспортного значения 55 мА). Путем подбора
емкости конденсатора С27 производят укладку частот ГПД. Контроль выходного сигнала ведут в
точке соединения С30, R3, R4 осциллографом и частотомером. Здесь должен наблюдаться сигнал
синусоидальной формы амплитудой 2 вольта и частотами в пределах 8,75…9,1 МГц. Уменьшить
перекрытие по частоте можно, включив последовательно с С28 дополнительный конденсатор
постоянной емкости. Термокомпенсацию ГПД производят путем замены конденсатора С27
конденсатором такой же емкости, но с другим ТКЕ (критерий – наименьший уход частоты после
включения, либо при изменении температуры). Подбором номинала резистора R21 добиваются
максимальной амплитуды сигнала на выходе правильной синусоидальной формы.
Настройка УНЧ сводится к регулировке резистора R29 (регулировка глубины отрицательной
обратной связи) по отсутствию искажений сигнала ЗЧ (поданного на вход 1 от ГЗЧ) на выходе 4 при
максимально возможно достижимом усилении при этом. Движок резистора после настройки должен
находиться ближе к крайнему левому по схеме концу резистора. При настройке R29 его движок не
следует заводить вправо более чем на половину дорожки (кратковременный завод движка в крайнее
правое положение к негативным последствиям не приводил, однако при долговременном –
отмечалось некоторое повышение температуры корпуса микросхемы).
Далее проверяют работу УПЧ VT3…VT5 (настройку ведут в режиме SSB-сигнала), подав на базу
VT3 сигнал с ГСС частотой 5,25 МГц. Подбором номинала резистора R10 добиваются максимума
сигнала на выходе правильной синусоидальной формы. Далее, отсоединив конденсатор С11, подают
от ГСС (через конденсатор емкостью 10…20 пФ) сигнал частотой 5,25 МГц на эмиттер VT2 и
подстраивая сердечник катушки L3 добиваются максимума сигнала на выходе (при этом, по мере
увеличения сигнала на выходе, амплитуду подаваемого с ГСС сигнала следует постепенно
уменьшать). Подбором номинала резистора R7 добиваются того же самого (неискаженная синусоида
на выходе).
После этого восстанавливают соединение конденсатора С11, переключателем SA3 устанавливают
приемник на диапазон приема диапазона 14 МГц (SA3 выключен), подают на антенный вход
приемника XW1 частоту с ГСС диапазона 14 МГц, желательно в районе его середины (ферритовые
сердечники катушек L1 и L2 со стороны диапазона 3,5 МГц желательно вывернуть почти
полностью), и, подстраивая сердечники катушек диапазона 14 МГц, добиваются максимума сигнала
на выходе. Затем, переведя приемник в режим приема диапазона 3,5 МГц (SA3 включен) и подав на
вход приемника частоты этого диапазона (тоже желательно середины диапазона) подстройкой
соответствующих ферритовых сердечников (с других сторон катушек) так же добиваются максимума
сигнала. При этом может потребоваться подборка емкости конденсаторов С2 и С6. Подбором
величины емкости конденсатора С1 добиваются наилучшей чувствительности приёмника на
диапазоне 14 МГц (при этом достигается наилучшая согласовка сопротивления антенны с входным
контуром).
Далее приступают к настройке кварцевого фильтра. Её ведут по методу просмотра АЧХ
приемника с помощью осциллографа, описанного в [1] или на персональном сайте UN7BV
http://un7bv.narod.ru/achxtrx.htm , путем подбора емкости конденсаторов С15…С17. Вид АЧХ
показан на рисунке №4. Следует отметить, что на вид АЧХ также влияет и настройка сердечника
катушки L3, поэтому, после настройки фильтра конденсаторами следует уточнить и настройку
сердечника катушки.
S-метр настраивают путем подбора номинала резистора R24 по отсутствию зашкаливания
стрелки прибора РА1 на максимумах сигнала.