経済的な直接増幅レシーバー。スキーム、説明

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経済的なダイレクトアンプ受信機。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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シンプルな直接増幅受信機の構築に対するアマチュア無線初心者の絶え間ない関心により、著者は、低インピーダンスのヘッドフォンで動作する別の経済的な中波受信機の開発に取り組むことになりました。当然のことながら、この設計には以前の開発、特に「Radio」、1994 年、第 7 号、p.10 に記載されている高感度振幅検出器も使用されています。 XNUMX. この検出器を使用すると、受信機の無線周波数増幅器 (URCH) に自動利得制御 (AGC) システムを非常に簡単に導入でき、十分に強い信号でのみ機能することがわかりました。 ARCは遅れてます。」

受信は磁気アンテナ WA1 (図参照) で行われ、入力回路はコイルと可変コンデンサ (KPI) C1 で構成されます。 URF受信機は入力回路に顕著な負荷を与えるバイポーラトランジスタを使用するため、コモンベース（OB）回路に従ってトランジスタVT1で行われる、初段の入力回路への直列接続にはめったに使用されない方式が使用されます。彼女は通信コイルを放棄することも許可した。

経済的なダイレクトゲインレシーバー

入力回路の動作を詳しく見てみましょう。ご存知のとおり、OB を備えたカスケードの入力抵抗は小さく、数十オーム、最大で数百オームに達し、トランジスタを流れる電流が減少するにつれて増加します。この抵抗 r を入力回路と直列に含めることにより、X / r にほぼ等しい品質係数が得られます。ここで、X はコイルまたは回路コンデンサのリアクタンスです (共振周波数では等しい)。高品質の製造では、コイル自体のアクティブ抵抗は r よりもはるかに小さいため、コイル自体のアクティブ抵抗は無視します。回路の周波数が調整されると、リアクタンスは直線的に増加し、品質係数 Q は周波数 f に比例して増加します。

同時に、ループ帯域幅は f/Q です。したがって、範囲調整中は一定に保つ必要があり、これにより、直接増幅受信機の主な欠点、つまり範囲の低周波数端での帯域幅が非常に狭く、高周波数端での帯域幅が不必要に広くなるという問題が解消されます。

見積もりをしてみましょう。 500 kHz の周波数では、KPI 静電容量は最大 (180 pF) で、そのリアクタンスは 1.7 kOhm です。ステージの入力インピーダンスと並列接続された抵抗器 R1 r - 50 オームを考慮すると、Q = 35、帯域幅 15 kHz が得られます。範囲の高周波端では、周波数は 1500 倍 (5 kHz)、リアクタンスは最大 100 kOhm、品質係数は最大 XNUMX になります。

この場合、帯域幅は同じままです（15kHz）。

これが現実に当てはまるためには、実際にはコイルの品質係数によって決定される回路の固有の (建設的な) 品質係数が少なくとも 250 と高くなければなりません。抵抗 R1 とコンデンサ、調整中に選択されます。。確かに、これは範囲の高周波数端での感度の損失が原因です。

受信機の URF は 1 段構成で、異なる構造のトランジスタ VT2、VT3 で構成されており、カスケード間は直流で直接接続されています。主な電圧増幅は第 1 段によって行われ、第 2 段はエミッタフォロワによってスイッチオンされ、信号電流のみを増幅します。 URF 出力から、信号は VTXNUMX トランジスタと VDXNUMX、VDXNUMX ダイオードで組み立てられた振幅検出器に供給されます。

信号がない場合、トランジスタ VT3 のコレクタ電圧は約 1 V、ベース電圧は - 0.5 V です。ダイオード VD1 は小さなベース電流によって開きます。つまり、動作点は次の特性のセクションにあります。最大曲率はシリコン半導体デバイスのしきい値電圧約0.5Vに相当します。

入力信号の負の半波は、ダイオード VD 1 を流れる電流の増加によって妨げられるため、トランジスタを閉じることができません。正の半波はトランジスタを開き、そのコレクタの電圧が低下します。ダイオードが閉じ、検出された信号の負の半波がトランジスタのコレクタから放出されます。ダイオード VD2 を介して、フィルタコンデンサ C5 がこれらの半波によって放電され、検出電圧が検出器の出力に現れます。

信号振幅に応じて、この電圧は 1.5 V (信号がない場合) から -0.5 V (最大信号) まで減少し、検出器の出力から VD3R4 回路を介して RF トランジスタにバイアス電圧が供給されます。 VD3 ダイオードは約 0.5 V を「消費」するため、最大信号ではバイアス電流がほぼ 0 まで減少し、RF トランジスタが閉じます。

これが AGC システムの仕組みであり、受信機のボリュームコントロールの使用を放棄することが可能になりました。コンデンサ C2 と C3 は AGC 電圧をフィルタリングし、オーディオ周波数を遮断し、DC 成分のみをベースに渡します。必要な静電容量は酸化物コンデンサ C3 によって提供されますが、高周波では顕著な抵抗を持つ可能性があるため、セラミックコンデンサ C2 も必要です。両方のコンデンサは、0,15 ... 0,68 マイクロファラッドの XNUMX つのセラミック静電容量で置き換えることができます。

ゲインの低下に加えて、このデバイスでは別の有利な現象が発生します。つまり、URF の初段が閉じてトランジスタ VT1 のエミッタ電流が減少するため、強い信号により URF の初段の入力インピーダンスが増加します。これにより、入力回路の品質係数が低下し、その帯域幅が拡大します。これは、ローカル局を受信するときに役立ちます。オーディオスペクトルのより高い周波数の再生が向上します。

次に、受信機の無線周波数パスのさまざまな場所での信号レベルの問題を考えてみましょう。それほど強力ではない中波ラジオ局は、数百キロメートルの距離で約 10 mV / m の電界強度を生成します。磁性体アンテナの実効高さは約0.01mであるため、入力回路には約100μVの信号電圧が作用します。最初の URF トランジスタのエミッタに印加されるのはそれです (コイル L1 またはコンデンサ C1 の電圧は Q 倍ですが、この事実はこの開発では使用されません)。最初のトランジスタの電圧ゲインは約 100 で、10 番目のトランジスタは XNUMX に近くなります。これは、検出器が約 XNUMX mV の信号電圧を受信することを意味します。これは、通常の動作には十分です。この場合、検出される AF 信号の振幅は XNUMX 分の XNUMX ボルトに達します。

低抵抗電話機の動作には、この電圧で十分ですが、検出器の出力電流を大幅に増加する必要があります。このため、AF アンプは、異なる構造のトランジスタ VT3、VT4 上の複合エミッタフォロワの方式に従って作成されます。必要なバイアス電流は電源からではなく、検出器の出力から得られます。ここでは、バッテリーの放電の程度にあまり依存しない 1.5 V の安定した電圧があり、信号レベルが増加するとわずかに減少します。この目的は R7C6 チェーンによって実現され、抵抗 R7 は AF アンプトランジスタの初期電流に影響を与え、コンデンサ C6 は AF 信号の妨げられない通過を保証します。

内部抵抗が増加し、高放電のガルバニ電池を使用するときに受信機が劣化しないようにするために、電源はコンデンサ C7 と C8 によって分流されます。 1 つ目は無線周波数で低インピーダンスを提供し、XNUMX つ目は可聴周波数で低インピーダンスを提供します。ヘッドフォンはコネクタ XXNUMX に接続されます。

詳細について少し。磁気アンテナは、たとえば、10NN または 200NN フェライトでできた直径 400、長さ 600 mm の大きなコア磁気回路に巻くのが良いでしょう。この場合のコイル L1 には、LESHO 線 (リッツ線) 75x21 が 0,07 回巻かれています。ワイヤーは、ワックスペーパーのフレーム上に XNUMX つの層でコイルからコイルへと巻かれます。時代遅れのトランジスタ受信機から既製の中波磁気アンテナを使用できます。通常、結合コイルも付いていますが、高周波で寄生共振が発生して干渉の道が開かれないように、結合コイルを取り除くか、回路と直列に接続するのが最善です。

固体誘電体を備えた KPE C1 は、子供用アマチュア無線機から使用されています。同様に成功する場合は、トランジスタ受信機からの KPI を使用できます。 KPI ブロックがある場合は、その両方のセクションを並列に接続して、空気誘電体を使用して KPI の調整範囲を拡張することをお勧めします。悪くはありませんが、はるかに大きくなります。

図に示されているシリーズのトランジスタには、任意の文字のインデックスを付けることができます。ダイオード VD1 ～ VD3 - 任意のシリコン、低電力高周波またはパルス (KD520 ～ KD522 シリーズなど)。抵抗とコンデンサ - あらゆるタイプ。セラミックコンデンサ C2、C4、C6、C7、C9 の静電容量は 0,01 ～ 0,15 マイクロファラッド、酸化物コンデンサ C3 - 0,15 ～ 2 マイクロファラッド、C8 - 20 マイクロファラッド以上です。

低抵抗ヘッドフォン - TM-2、TM-4、または輸入プレーヤーのヘッドフォン。後者のバージョンでは、コネクタ上の対応する接点を直列に接続することで、一対のステレオ電話を並列接続することができ、より良く言えば、抵抗を増やすことで、等しいボリュームで UZCH 電流を「節約」することができます。ただし、この場合は、次のように電話機の XNUMX 台の出力を切り替える必要があります。連携して動作するようにします。

受信機は、プリント基板、穴あきゲティナックスプレート、または部品のリード線用の穴のある厚いボール紙に取り付けられます。寄生結合や URF の自己励起を避けるために、検出器部分を磁気アンテナや KPI の近くに配置しないことをお勧めします。ボードはサイズが適切なケースに入れられます。

受信機のセットアップは、抵抗 R2 を選択して、接続された電話機での UZCH の静止電流 (2 5 7 mA) を設定することから始まります。電流は、スイッチ SA1 の開いた接点に並列に接続されたミリ電流計で測定されます。 URF の測定時には、トランジスタ VT1 のベースと共通ワイヤの間のワイヤジャンパをオンにして「電源を切る」ことをお勧めします。次に、ジャンパが切断され、消費電流 (約 0,7 mA) を増加させることによって URC の電流が決定されます。より正確には、URC モードは抵抗 R4 を選択し、トランジスタ VT2 のエミッタの電圧を測定することによって設定されます。電圧は電源電圧の約半分である必要があります。

最後の操作は、磁気アンテナロッド上の L1 コイルの巻き数と位置を選択して、受信範囲の境界を設定することです。周波数 549 kHz の強力な Mayak ラジオ局でナビゲートすると便利です。最大に近い KPI 容量で受信する必要があります。

適切に組み立てられ、調整された受信機は非常に経済的であり、直列に接続された 3 つの「フィンガー」セル (タイプ 316 または AA) のバッテリーから約 XNUMX mA の電流を消費します。モスクワ地域内では、MW 範囲で放送しているほぼすべての中央ラジオ局を確実に受信できました。

著者: V.Polyakov、モスクワ

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