Радиоприемник «ВЭФ-Спидола-10»

Радиоприемник «ВЭФ-Спидола-10» собран на 10 транзисторах и двух полупроводниковых диодах и предназначен дли приема радиовещательных станции в диапазонах длинных, средних и коротких волн. Коротковолновый диапазон разбит на пять поддиапазонов (четыре растянутых и один пол у растянутый). Переключение диапазонов производится с помощью барабанного переключателя. В диапазонах ДВ и СВ прием осуществляется на магнитную антенну, а в диапазоне КВ — на выдвижную телескопическую антенну.

Средняя реальная чувствительность приемника па всех диапазонах приведена в табл. 1. Для улучшения избирательности по соседнему каналу и увеличения стабильности параметров при изменении напряжения источника питания в приемнике применен четырехконтурный фильтр сосредоточенной селекции (ФСС), а для ослабления сигнала частоты, равной промежуточной,— фильтр ПЧ.

Максимальная выходная мощность приемника — 250 мвт. Питается приемник от шести элементов «Сатурн» («Марс») или двух батарей КБС-Л-0,5. Потребление тока зависит от уровня сигнала на выходном каскаде и при напряжении источника питания 9 в и выходной мощности 150 мвт составляет 50 ма. При ежедневной работе приемника в течение трех часов одного комплекта батарей «Сатурн» хватает более чем на 200 ч., батарей КБС-Л-0,5—примерно на 40 ч.

Приемник имеет эффективную систему автоматической регулировки усиления (АРУ), ручную регулировку громкости и гнезда для подключения пьезоэлектрического звукоснимателя, внешней акустической системы, внешней антенны и внешнего источника питания.

Габариты приемника 275X197X90 мм, вес без источников питания 2,2 кг.

Блок-схема приемника «ВЭФ-Спидола-10» и диаграмма уровней сигнала при 50 мвт, выходной мощности приведена на рис.1.

Входные цепи и преобразователь частоты

Входные цепи приемника — одноконтурные. Связь входных контуров с антенной — автотрансформаторная: антенна включается на отвод контура, сюда же подключается и конденсатор связи с внешней антенной (С1) (см. рис4).

Связь входных контуров с транзистором смесителя трансформаторная. Выбор коэффициента трансформации определился требованием согласования по мощности входа транзистора и цепи антенны при обеспечении заданной избирательности по зеркальному каналу. Между входными контурами и транзистором Т3 смесителя включен Г-образный фильтр, состоящий из резистора и «фильтра-дырки» (С48 L29), настроенного на промежуточную частоту 465 кгц. Включение этого фильтра уменьшает прямое пролезание помех по промежуточной частоте и улучшает устойчивость работы приемника.

Преобразователь частоты собран на двух транзисторах по схеме с отдельным гетеродином (Т1) и смесителем (Т3) на транзисторах типа П423. Гетеродин работает по схеме индуктивной трехточки; транзистор гетеродина включен по схеме с общей базой.

В рабочем диапазоне частот имеет место сдвиг фаз между входным и выходным токами транзистора (ток коллектора отстает от тока эмиттера на угол фтр, увеличивающийся с ростом частоты). В этом случае для выполнения одного из условий работы гетеродина — баланса фаз между входным и выходным напряжением (током), гетеродин начинает работать с расстроенным контуром; расстройка контура увеличивается с увеличением сдвига фаз в транзисторе. При этом падает генерируемое напряжение и резко уменьшается стабильность частоты гетеродина.

Для повышения стабильности работы гетеродина в приемнике «ВЭФ-Спидола-10» применены фазирующие цепочки, компенсирующие сдвиг фаз в транзисторе. Фазирующая цепочка составляется из входного сопротивления транзистора Т1, резистора R4, конденсатора C43 и, в зависимости от диапазона, конденсаторов С18, С21,С24, С27, и С30. На диапазонах СВ и ДВ транзистор практически не имеет сдвига фаз, п поэтому цепь связи контура гетеродина с эмиттером Т1 также не создает сдвига фаз. Резистор R3 служит для улучшения формы генерируемого напряжения, что увеличивает стабильность работы и уменьшает чувствительность приемника к приему добавочных каналов приема (прием на гармониках гетеродина).

Смеситель работает па транзисторе типа П423, включенном по схеме с общим эмиттером. Катушки связи входного и гетеродинного контуров (соответственно по диапазонам) включены последовательно, таким образом напряжения принимаемого сигнала и гетеродина подаются на базу транзистора смесителя. При таком включении смеситель меньше нагружает контур гетеродина, что повышает устойчивость его работы.

Режим работы по постоянному току смесителя и гетеродина приведены в диаграмме напряжений (рис. 2). Величина напряжения гетеродина подаваемого на смеситель, находится в пределах от 70 до 150 мв. При этом значении напряжения наилучшим образом выполняются требования минимального коэффициента шума смесителя и максимальной величины коэффициента преобразования, что позволило получить высокую реальную чувствительность приемника на КВ диапазонах.

Стабилизатор напряжения

Электрические параметры транзисторов и их усилительные свойства в сильной степени зависят от режима питания по постоянному току, поэтому в транзисторных радиоприемниках имеет место резкое ухудшение чувствительности с уменьшением напряжения батарей питания до 0,9— 1,0 в на элемент. Кроме того, нарушается стабильность работы гетеродина, частота которого меняется в такт с модуляцией сигнала (это явление в некоторой степени похоже на частый и глубокий фединг).

Для устранения этих недостатков для приемника был разработан специальный стабилизатор напряжения, схема которого показана на рис. 3,а, где R11 эквивалент смесителя и гетеродина по постоянному току. Стабилизатор собран на транзисторе Т2 типа П15 и кремниевом диоде Д1 типа Д101. Принцип действия схемы основан на свойстве выходных характеристик транзистора (1к=Ф(Uк) при U6=const) — малой зависимости тока коллектора от напряжения на нем при постоянном токе базы. Из рассмотрения схемы стабилизатора и выходной характеристики транзистора и диода, поясняющей ее работу при изменении напряжения питания  (рис.З,б) видно, что при постоянном напряжении на базе транзистора через сопротивление нагрузки в цепи коллектора (точки а,б) проходит мало меняющийся от напряжения источника питания ток, и следовательно, и падение напряжения на нем меняется мало. В схеме приемника к точкам а, 6 подключаются смеситель и гетеродин со всеми цепями питания. Таким образом сохраняются усилительные свойства и стабильность частоты при глубоком разряде батареи питания (от 9 до 5 в).

Поддержание постоянного напряжения на базе транзистора стабилизатора обеспечивается включением диода Д1. Здесь используется свойство прямой ветви вольт-амперной характеристики диода (рис. 3,5), т. е. относительно малые приращения напряжения на диоде при больших изменениях тока через него.

Стабильность напряжения между точками а, б будет тем лучше, чем больше внутреннее сопротивление транзистора (наклон характеристики) и чем круче характеристика диода. Минимальное напряжение источника питания, при котором еще работает стабилизатор, определяется из формулы.

Некоторые отклонения от приведенных величин имеют место в различных экземплярах приемников за счет разброса параметров элементов схемы.

Усилитель ПЧ

В транзисторных приемниках получили применение две схемы построения тракта усиления ПЧ и получения заданной избирательности: схема с рассредоточенной и схема с сосредоточенной избирательностью. В рассматриваемом приемнике применена вторая схема, позволяющая значительно уменьшить влияние дестабилизирующих факторов (изменения параметров транзисторов при их замене; температуры окружающей среды; напряжения источника питания) на избирательность, ширину и равномерность полосы пропуска нпя.

Как видно из принципиальной схемы приемника «ВЭФ-Спидола-10» (рис.4), между выходом смесителя и входом усилителя ПЧ включен четырехконтурный фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Полоса пропускания ФСС равна 8 кгц, избирательность — 34—38 дб. Устранение влияния выше перечисленных дестабилизирующих факторов достигается малой связью ФСС со смесителем и усилителем ПЧ (отношение числа витков катушек L33 к L34=18:1).

За четырехконтурным ФСС следует трехкаскадный усилитель ПЧ на транзисторах Т4— Т6 типа П41А (П15). Нагрузкой каждого каскада служит одиночный контур с трансформаторной связью со следующим каскадом (или с диодным детектором у третьего каскада УПЧ). Усилитель ПЧ имеет широкую полосу пропускания (в 2,5—3 раза шире полосы ФСС), чем достигается малое влияние усилителя на избирательные свойства приемника, определяемые ФСС. Широкая полоса получена за счет сильной нагрузки контуров со стороны диодного детектора (L39, L40) и входных цепей третьего и второго каскадов усилителя ПЧ и шунтирования контура первого каскада (R42). Второй каскад усилителя при за,чанной нагрузке в коллекторной цепи имеет свою границу устойчивой работы, которая определяется величиной индуктивности п цени базы (L36); при превышении этой величины каскад превращается в генератор с самовозбуждением но схеме индуктивной трехточки. Поэтому связь базовой цепи с контуром первого каскада усилителя ПЧ оказывается недостаточной для получения требуемой ширины полосы пропускания. Включение в контур шунта дает возможность получения нужной полосы при устойчивой работе второго каскада УПЧ. Для компенсации внутренней обратной связи, имеющей .место в транзисторах, в первом и втором каскадах усилителя ПЧ применена нейтрализация (С60 и С67). Конденсаторы нейтрализации рассчитаны на среднее значение внутренней обратной связи транзистора: небольшая недонейтрализация или перенейтрализация, имеющая место из-за разброса параметров транзисторов, практического влияния на работу усилителя не оказывает.

Среднее значение коэффициента усиления по ПЧ равно 10 000, а с учетом смесителя — 50 000 раз, соответственно по каскадам (начиная с последнего): 50, 20,10, 5 раз.

Автоматическая регулировка усиления

В приемнике применена обычная схема АРУ, однако несмотря на это, она имеет хорошую эффективность (при изменении входного сигнала на 40 дб, выходной сигнал изменяется на 6—8 дб). Объясняется это хорошей регулировочной характеристикой примененного в регулируемом каскаде транзистора Т4 типа П41А (ПI5А). (Применяемые в настоящее время в схемах других приемников высокочастотные транзисторы типов П401-П403; П422-П423, ГТ309, имеют значительно худшую регулировочную характеристику, что снижает эффективность работы АРУ).

Глубина АРУ зависит от величины обратного тока коллектора 1ко регулируемого транзистора (чем меньше 1ко, тем больше глубина регулировки). При 1ко=2 мка уровень выходного сигнала будет изменяться на 6—8 дб при изменении уровня входного сигнала на 50 дб.

Усилитель НЧ

Как видно из блок-схемы приемника «ВЭФ-Спидола-10», усилитель НЧ собран по обычной схеме и имеет каскад предварительного усиления напряжения, трансформаторный усилитель — фазоинвертор и двухтактный оконечный каскад усиления мощности с выходным трансформатором, нагруженным на динамический громкоговоритель. Однако построение схемы имеет целый ряд особенностей, улучшающих электрические и эксплуатационные параметры усилителя. Каждый его каскад охвачен отрицательной обратной связью. В выходном каскаде конденсаторы С82 и С83 создают отрицательную обратную связь на высоких частотах и одновременно выравнивают нагрузку усилителя по всему диапазону частот (функция обычно применяемой цепочки RС, включаемой параллельно первичной обмотке выходного трансформатора); во втором каскаде элементом обратной связи является резистор R37 в первом — конденсатор С78. Кроме того, последние два каскада усилителя охвачены частотнозависимой обратной связью. Глубокие отрицательные обратные связи выравнивают частотную характеристику усилителя и резко снижают коэффициент нелинейных искажений.

Частотная характеристика усилителя имеет диапазон от 100 до 5000 гц с завалом крайних частот не более 2 дб. Коэффициент нелинейных искажений усилителя не более 2—3%.

При повышении температуры окружающего воздуха у транзисторов резко увеличивается ток 1ко, что приводит к увеличению коллекторного тока, что, в свою очередь, вызывает дополнительный разогрев транзистора. У предварительных каскадов усиления напряжения это явление изменяет режим и усилительные свойства транзисторов, у выходного каскада — повышается расход тока от источника питания и увеличивается мощность, рассеиваемая на коллекторе, что приводит к выходу транзисторов из строя.

В усилителе НЧ приемника смещение на транзисторы выходного каскада подается с резистора R40 через который протекает ток эмиттера транзистора второго каскада (Т8).

Первый и второй каскады усилителя собраны по схеме с непосредственной связью по постоянному

току и, кроме того, охвачены отрицательной обратной связью по постоянному току (R32 и R33). В такой схеме включения транзисторов ток второго каскада с ростом температуры падает, уменьшается падение напряжения на резисторе R40, что приводит к уменьшению тока выходного каскада. Резистор R41 также стабилизирует каскад по постоянному току и уменьшает чувствительность усилителя к разбросу параметров транзисторов выходного каскада.

Описанное построение схемы усилителя НЧ сохраняет практически неизменным потребление тока от источника питания .при возрастании окружающей температуры до 4-55° С и предохраняет транзисторы выходного каскада от выхода из строя при перегреве.

Конструкция и детали

В отличие от ранее выпускавшихся приемников типа «Спидола», «ВЭФ-Спидола-10» выпускается в новом внешнем оформлении. Вместо отдельных шкал настройки на каждый диапазон, которые устанавливались непосредственно па барабанном переключателе, в новой модели устанавливается одна общая шкала, проградуированная отдельно для каждого диапазона.

Особенностью конструкции приемника является то, что все его блоки и узлы монтируются на специальном пластмассовом шасси, которое затем вставляется в корпус приемника. Другой особенностью является переключатель диапазонов барабанного типа, в котором установлены отдельные пластмассовые сегменты с входными и гетеродинными катушками, подстроенными конденсаторами и контактными штырями. Такой переключатель позволяет при относительно небольших размерах приемника получить большое число диапазонов (в данном варианте — семь).

Гетеродинные катушки диапазонов ДВ и СВ намотаны на каркасах из полистирола, имеющих секционированную и гладкую части. В секционированной части размещены контурные катушки, а в гладкой — катушки связи. Входные и гетеродинные катушки диапазонов КВ намотаны на гладких полистироловых каркасах. Конструкция первых показана на рис.1, а, вторых — на рис. 1,6 на третьей странице вкладки.

Входные катушки ДВ и СВ диапазонов размещены на круглом стержне из феррита Ф-600 диаметром 8 и длиной 160 мм. Намоточные данные входных и гетеродинных катушек всех диапазонов приведены в табл.2.

Катушки ФСС и ФПЧ намотаны на каркасах, установленных в броневых сердечниках из феррита Ф-600 диаметром 11,5 и высотой 5 мм. Сердечники заключены в алю-мипиевые экраны сечением 14 X 14 мм и высотой 26 мм. Конструкция катушек без экранов показана на рис.2 вкладки, а их намоточные данные приведены в табл.3.

Монтажная плата приемника изготовлена из фольгированного гетинакса, монтаж выполнен печатным способом. Размещение транзисторов, контуров и трансформаторов на плате показано на рис.5.

Для установки элементов питания в шасси приемника имеются специальные отсеки, конструкция которых позволяет использовать или шесть элементов тина «Сатурн» («Марс») или две батареи КБС-Л-0,5. Специальная колодка, установленная на шасси, дает возможность подключать к приемнику внешнюю антенну, внешний громкоговоритель (или телефон), внешний источник питания и звукосниматель (см. рис.3).

В последних моделях приемника изменено расположение магнитной антенны, что позволило увеличить чувствительность на ДВ и СВ диапазонах.

На рис. 4 вкладки показан вид приемника со снятой задней крышкой, а на рис.5 приведена его монтажная схема.