Простые супергетеродинные приемники на двухзатворных полевых транзисторах. Часть 2


На основе схемы, рассмотренной в первой части статьи (рис.2), изменяя параметры только входных и гетеродинных контуров можно создавать самые разные варианты любительских приемников на НЧ диапазоны.

Двухдиапазонный приемник на 80 и 160м

Фрагмент принципиальной схемы ВЧ блока двухдиапазонного варианта приемника на 80 и 160м приведена на рис.5. Не показанная часть схемы полностью соответствует базовому варианту (см. рис.2), для облечения чтения нумерация совпадающих элементов сохранена, вновь введенные ее продолжают.

Принципиальная схема ВЧ блока двухдиапазонного приемника на 80 и 160м US5MSQ

В показанном на схеме положении переключателя SA1 включен диапазон 160м.  Двухконтурный ПДФ L1C1C2C3L2C4C5С6 аналогичен по структуре  примененному в базовом варианте и имеет полосу пропускания не уже 1,8-2Мгц. Внешняя антенна  подключаются аналогично базовому варианту.  Для перехода на 80м диапазон замыкаются контакты переключателя SA1 и параллельно катушкам L1,L2 величиной 22мкГн подключаются  катушки L5,L6 величиной 8,2мкГн, в результате полоса пропускания ПДФ смещается точно на частоты диапазона 80м – 3,5-3,8МГц.  Контур ГПД на 160м диапазоне состоит из катушки L3, КПЕ С38 и растягивающих конденсаторов  С40,С8,С9, и С10, величина последних выбрана из расчета обеспечить  с достаточным запасом диапазон перестройки 2,28-2,52Мгц. При включении 80м диапазона параллельно L3 подключаются катушка L7 и конденсатор С41, в результате диапазон перестройки ГПД смещается к требуемому 3,98-4,32Мгц, с некоторым запасом. Немного расширенный диапазон перестройки ГПД  позволил отказаться от операции их точной укладки.

Для улучшения повторяемости было решено полностью отказаться от самодельных катушек и выполнить ВЧ  цепи на  малогабаритных аксиальных дросселях стандартных номиналов (типа ЕС24 и т.п.). Благодаря дополнительно проведенной  оптимизации значений контурных элементов под стандартный номинальный ряд удалось упростить не только схему, но и настройку. В результате при установке исправных деталей указанных на схеме номиналов ВЧ блок практически не требует настройки, достаточно только подстроить триммеры С39 и С42 по максимуму сигнала на середине 160м диапазона.

Разумеетмя, что при отсутствии готовых дросселей можно применить самодельные катушки, самостоятельно рассчитав требуемое кол-во витков, например по методике, приведенной в первой части статьи. При этом схему можно еще более упростить, отказавшись от триммеров, а настройку ВЧ блока провести по стандартной или упрощенной методике, приведенной ниже.

Трехдиапазонный приемник на 20,40 и 80м

Этот приемник  немного сложнее, но и совершеннее предыдущих.
Его принципиальная схема приведена на рис.6. Сигнал с антенного разъема подается на

Принципиальная схема трехдиапазонного приемника с ЭМФ на 20,40 и 80м US5MSQ

регулируемый аттенюатор, выполненный на сдвоенном потенциометре R25 и далее через катушку связи L1 поступает на двухконтурный полосовой диапазонный  фильтр (ПДФ) L2C5С11, L3C17С21 с емкостной связью через конденсатор С10. Переключение диапазонов производится трехпозиционным переключателем. В положении контактов, показанном на схеме включен диапазон 14МГц.  При переключении на 7МГц к контурам подключаются дополнительные контурные конденсаторы С4,С9 и С16,С20, смещающие  резонансные частоты контуров на середину рабочего диапазона и дополнительный конденсатор связи С15. При переключении на диапазон 3,5МГц  к контурам ПДФ подключаются соответственно конденсаторы С8,С14 и С13. Для расширения полосы на 80м диапазоне введены резисторы R1,R2. Этот трехдиапазонный ПДФ рассчитан на применение большой, полноразмерной антенны и сделан по упрощенной схеме всего на двух катушках, что оказалось возможным благодаря нескольким особенностям — верхние диапазоны, где требуется бОльшие чувствительность и селективность — узкие (меньше 3%), нижний 80м, где очень высок уровень помех и вполне достаточно чувствительности порядка 3-5мкВ — широкий (9%). Примененная схема имеет самый большой коэф.передачи по напряжению на 14Мгц с почти пропорциональным частоте снижением в сторону 3,5Мгц, причем  избирательность по зеркальному каналу при ПЧ 500кГц даже на 14Мгц будет порядка 30дБ — вполне приличное значение, учитывая, что в полосе 13-13,35Мгц нет мощных вещательных станций.

Приемник работает очень чисто, даже без аттенюатора без заметных на слух перегрузок держит сигнал – уровнем как минимум до S9+40дБ. Чувствительность при с/шум=10дБ не хуже 3мкВ (80м) и 1мкв (40 и 20м). Ток потребления в покое — порядка 20мА и не более 50мА при максимальной громкости на динамик 8 Ом.
Гетеродин выполнен по схеме индуктивной трехточки ( схема Хартли) на полевом транзисторе VT3. Контур гетеродина содержит катушку L5 и конденсаторы С18,С19. Конденсатором переменной емкости (КПЕ) С51 частота генерации перестраивается в пределах 13,48-13,87МГц. При переключении на 7МГц к контуру параллельно С18 и С19 подключаются дополнительные растягивающие конденсаторы С6 и С7,С12, смещающие  диапазон перестройки частоты до 7,48-7,72МГц. При переключении на диапазон 3,5МГц  подключаются соответственно конденсаторы С1  и С2С3, а диапазон перестройки ГПД равен 3,98-4,32МГц. Связь контура с цепью затвора  VT3 осуществляется посредством конденсатора С22, на котором, благодаря  выпрямляющему действию p-n перехода диода VD1, образуется отрицательное напряжение автосмещения, достаточно жестко стабилизирующее амплитуду колебаний в широком диапазоне частот. Так, например, при возрастании амплитуды колебаний  запирающее выпрямленное напряжение также увеличивается и усиление транзистора падает, уменьшая коэффициент положительной обратной связи (ПОС). Собственно, ПОС получается при протекании тока  транзистора по части витков катушки L5. Отвод к истоку сделан от 1/3 части общего числа витков.

Сигнал ГПД подается на второй затвор смесителя VT2 через  буферный истоковый повтотитель VT1. Это вызвано тем, что на верхнем 20м диапазоне при ПЧ 500кГц частоты настройки контуров ДПФ и ГПД очень близки, поэтому реактивное сопротивление контура ГПД для частоты сигнала велико и сильные эфирные сигналы (уровнем S9+40дБ и более) через межзатворную емкость смесителя VT2 попадают  непосредственно в контур ГПД, что приводит пусть к небольшой, но заметной на слух, паразитной модуляции — в принимаемом сигнале появляется неприятный  призвук. Применение  истокового повторителя VT1 полностью устраняет этот эффект, но при этом ток потребления приемника в покое увеличился до 20мА.

Остальная часть схемы полностью  соответствует базовому варианту.

Все детали приемника, кроме разъемов, переменных резисторов и КПЕ, смонтированы на плате  из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 67,5х95мм. Авторский чертеж платы со стороны печатных проводников приведен на рис. 7,

Чертеж платы трёхдиапазонного приёмника US5MSQ со стороны печатных проводников

расположение деталей – на рис.8,

Чертеж платы трёхдиапазонного приёмника US5MSQ со стороны деталей

а фото собранной платы на рис.9.

Фото собранной платы трёхдиапазонного приёмника US5MSQ

Чертёж печатной платы в формате lay можно скачать здесь

на чертеже предусмотрено посадочное место под три наиболее распространенных конструктива ЭМФ (круглых и прямоугольных). С целью уменьшения размеров, плата рассчитана на установку в основном SMD компонентов — резисторы и дроссель L6 типоразмера 1206, а конденсаторы 0805, электролитические импортные малогабаритные. Триммеры CVN6 фирмы BARONS или аналогичные малогабаритные. В качестве SA1,SA2  применены переключатели  П2К с независимой фиксацией и четырьмя переключающими группами. Технологические перемычки J1,J2, подобные применяемым на компьютерных материнских платах и адаптерах.
В качестве VT1,VT3  можно применить практически любые  современные полевые транзисторы с p-n переходом, с начальным током стока не менее 5-6мА  – BF245В,С, J(U)309 -310, КП307Б, Г, КП303Г, Д, Е, КП302 А,Б. В качестве VT4 применимы любые кремниевые с коэффициентом передачи тока на менее 100, BC847- ВС850, MMBT3904, MMBT2222 и т.п.

Катушки приемника L1-L4 выполнены на  малогабаритных каркасах от малогабаритных катушек ПЧ 455 кГц  размерами 8х8х11 мм, от широко распространенных  недорогих импортных радиоприемников и магнитол, подстроечником которых служит ферритовый горшок, имеющий резьбу на наружной поверхности и шлиц под отвертку. Катушки L2-L3 содержат по 9 витков провода ПЭЛ, ПЭВ  диаметром 0,13-0,23мм. Катушка связи L1 наматывается поверх нижней части катушки L2 и содержит 1 виток, а катушка связи L4 наматывается поверх нижней части катушки L3 и содержит 5 витков такого же провода. Гетеродинная катушка L3 намотана на импортном малогабаритном многосекционном каркасе контура ПЧ 10,7 МГц. Она содержит 19 витков провода ПЭЛ (ПЭВ) диаметром 0,13-0,17мм, отвод от 7 витка. Намотку следует проводить с максимальным натяжением провода, равномерно размещая витки во всех секциях каркаса, после чего катушка плотно фиксируется штатной капроновой гильзой. Весь контур заключен в штатный латунный экран.

При необходимости все катушки можно выполнить на любых других, доступных радиолюбителю каркасах, разумеется изменив число витков для получения требуемой индуктивности и, соответственно, подкорректировав чертеж печатной платы под новый конструктив.

Внешний вид приемника приведен на рис.10,

Внешний вид трёхдиапазонного приёмника US5MSQ

а вид на внутренний монтаж – на рис.11. Конструкция шкального механизма видна на фото.

Вид на монтаж трёхдиапазонного приёмника US5MSQ

В верхней части передней панели вырезано прямоугольное окно шкалы, сзади которого на расстоянии 1мм закреплен винтами М1,5 длиной 15мм подшкальник.  На эти же винты насажены промежуточные капроновые ролики диаметром 4мм, обеспечивающие необходимый ход тросика. Шкала линейная, с отображением всех трех диапазонов. Ось, на котором закреплена ручка настройки, использована от переменного резистора типа . От этого же резистора использованы элементы крепления оси на передней панели. На оси следует сделать небольшую выточку (полукруглым надфилем, зажав в патрон электродрели ось), в которую укладывают тросик (два витка вокруг оси).  Стрелка шкалы – отрезок провода ПЭВ диаметром 0,55мм. Настройка трактов НЧ и ПЧ аналогична базовому варианту. Далее, подключив высокоомный вольтметр (например, китайский цифровой мультиметр) через развязывающий резистор 51-100кОм к затвору VT3, убеждаемся, что на всех диапазонах отрицательное напряжение автосмещение не менее 1В. Затем по падению напряжения на R4 проверяем ток стока VT1 и если он более 7-8мА, увеличиваем R4 до получения требуемого, допустимо порядка 5-8мА.

Затем снимаем технологическую перемычку (джампер) J1  и вместо нее к этому разъему подключаем частотомер и приступаем к укладке диапазонов ГПД, которую начинаем с диапазона 20 м (переключатели SA1,SA2 отжаты). Подбором растягивающих конденсаторов С18,С19 добиваемся требуемой ширины перестройки (с небольшим запасом – порядка 15-20 кГц по краям), а сердечником катушки L5 совмещаем начало диапазона и больше катушку не трогаем. Далее, нажав переключатель SA2, переходим к укладке  диапазона 40м, для чего  сначала устанавливаем триммер С12 в среднее положение (это легко определить по изменению частоты при его регулировке), подбором  растягивающих конденсаторов С6,С7 добиваемся как требуемой ширины перестройки, так и примерного совпадения начала диапазонов, после чего подстройкой С12 совмещаем их более точно. Затем переходим на диапазон 80м (отжав SA2 и нажав SA1) и аналогично, подбором растягивающих конденсаторов С6,С7,  укладываем его границы и триммером С3 совмещаем начало диапазона с предыдущими.

При указанной выше конструкции катушки и использовании термостабильных конденсаторов группы МПО (а по сведениям автора к ним относятся практически все импортные SMD конденсаторы емкостью менее 910пФ) стабильность частоты получилась вполне приличной — после 15мин прогрева приемник держит SSB станции не менее получаса на 20м диапазоне и не менее часа — на нижних и это без всяких дополнительных усилий по термокомпенсации.

Настройку контуров ДПФ можно сделать по упрощенной методике и  следует начинать с диапазона 80м. Подключив к выходу приемника индикатор уровня выходного сигнала (миливольтметр переменного тока, осциллограф, а то и просто мультиметр в режиме измерения напряжения постоянного тока к выводам конденсатора С42) устанавливаем частоту ГСС на середину диапазона, т.е. 3,65МГц. Расчетная АЧХ ПДФ на этом диапазоне широкая «двугорбая», с провалом в середине диапазона примерно на 1дБ.

АЧХ ПДФ диапазона 80м (полоса 380 кГц) приемника US5MSQ

Чтобы правильно настроить этот ПДФ без ГКЧ, воспользуемся следующим приемом. Временно зашунтируем катушку L3 резистором150-220 Ом и настроившись приемником на сигнал ГСС  вращением сердечника катушки L2 добьемся максимального уровня сигнала (максимальной громкости приема). По мере роста громкости следует при помощи плавного аттенюатора R1 поддерживать уровень  сигнала на выходе УНЧ примерно 0,3-0,5В. Если при вращении сердечника после достижения максимума наблюдается снижение шумов, это свидетельствует что входной контур у нас настроен правильно, возвращаем сердечник в положение максимума и можем приступать к следующему диапазону.  Если вращением сердечника (в обе стороны) не получается зафиксировать четкий максимум, т.е. сигнал продолжает расти, то наш контур неправильно настроен и понадобится подбор конденсатора. Так если сигнал продолжает увеличиваться при полном выкручивании сердечника, емкость конденсатора  контура С5(или С11) надо немного уменьшить, как правило (если катушка выполнена правильно) достаточно поставить следующий ближайший номинал. И опять проверяем возможность настройки входного контура в резонанс. И наоборот, если сигнал продолжает уменьшаться при полном вкручивании сердечника, емкость конденсатора  контура С5(или С11)  надо увеличить.  После этого перенесем шунтирующий резистор на катушку L2 и вращением сердечника катушки L3 добьемся максимального уровня сигнала. Вот теперь ПДФ диапазона 80м настроен правильно. Больше катушки не трогаем и переходим на диапазон 20м и 40м. АЧХ ПДФ этих диапазонов узкие, одногорбые, поэтому они

АЧХ ПДФ диапазона 40м (полоса 190 кГц) приемника US5MSQ

АЧХ ПДФ диапазона 20м (полоса 470 кГц) приемника US5MSQ

настравиаются просто по максимуму сигнала в средней части диапазона – частоты соответственно 14,175 и 7,1МГц. С начала настраиваем ПДФ диапазона 20м регулировкой триммеров С5,С21, а затем – 40м, соответственно  регулировкой триммеров С4,С20. При достаточно большой антенне настройку ПДФ по приведенной выше методике можно сделать  непосредственно по шумам (сигналам) эфира, памятуя, что лучшее прохождение, а значит, более сильные сигналы,  на диапазонах 80 и 40м будут в темное время суток, а на 20м – в светлое.

Сергей Беленецкий (US5MSQ)                                                   г.Луганск, Украина

Набор радиодеталей для сборки этого трёхдиапазонного приемника в разной комплектации можно приобрести здесь

Обсудить конструкцию приемника, высказать свое мнение и предложения можно на форуме

Многие коллеги уже изготовили трёхдиапазонный вариант, некоторые из них даже выложили своеобразные видеоотчеты о работе приемника на youtube:

 

Tags: , , , ,

9 комментариев to “Простые супергетеродинные приемники на двухзатворных полевых транзисторах. Часть 2”

  1. Геннадий Февраль 28, 2016 at 17:45 Постоянная ссылка

    Здравствуйте Сергей Эдуардович. Собрал трех-диапазонный приемник по вашей схеме.Работой приемника очень
    доволен,спасибо вам за проделанную вами работу.
    С уважением Геннадий.

  2. Boykoa Апрель 30, 2016 at 19:43 Постоянная ссылка

    Здравствуйте!
    К какой точке в схеме можно подключить цифровую шкалу-частотомер для ухода от механической шкалы?
    Спасибо.

  3. US7ILY Октябрь 13, 2016 at 10:15 Постоянная ссылка

    Сергей Эдуардович, спасибо Вам за прекрасную повторяемость схемы! Собирал из б/у компонентов, после первого включения без каких либо настроек услышал работающие любительские станции на 20м и 80м! Здорово!

  4. Вячеслав Ноябрь 5, 2016 at 23:35 Постоянная ссылка

    Здраствуйте. Сергей Эдуардович, подскажите пожалуйсто, какие отечественные транзисторы можно применить вместо bf 998?
    Есть кп350, кп306. И ещё, насколько сложно переделать данный приемник на 20м,15м,10м. Заранее спасибо за ответ.

    • US5MSQ Ноябрь 6, 2016 at 09:44 Постоянная ссылка

      Здравствуйте.
      Аналогов в SMD исполнении нет, в обычном конструктиве — это КП327, никаких изменений в схеме не требует. КП350, КП306 применять не рекомендую, т.к. они потребуют введения ( и вероятно его подстройки) смещения по обоим затворам — включение аналогично смесителям в Базовом приемнике UA1FA и очень чувствительны к статике.
      Введение верхних КВ диапазонов при низкой ПЧ чревато 2 проблемами — крайне низким подавлением зеркалки и трудность достижения приемлемой стабильности частоты ГПД, которая, как известно, возрастает практически пропорционально квадрату частоты.

  5. Илья UB1CDO Январь 18, 2017 at 23:16 Постоянная ссылка

    Здраствуйте Сергей Эдуардович! Подскажите пожалуйста, что бы принимать CW комфортно, достаточно только узкий фильтр поставить?

    • US5MSQ Январь 19, 2017 at 09:22 Постоянная ссылка

      Да, достаточно.
      Коллеги, пожалуйста, соблюдайте правила сайта. Здесь место только для отзывов и комментариев.
      Для обсуждения статьи, как и самой конструкции, есть специально созданный форум, ссылка на него указана в конце статьи.

Добавить комментарий

Optimization WordPress Plugins & Solutions by W3 EDGE