Входни блокове за АМ радиоприемници
/kn34pc.com/конструкции/...

Ще опиша своите експерименти с входни блокове (наричани още "входни устройства") за АМ радиоприемници. Всъщност по-точно: начини на съгласуване и спрягане на входния кръг на феритната антена с осцилаторния кръг на хетеродина за СВ - средни вълни и ДВ - дълги вълни, с минимален брой превключвателни секции.

Започнах тези практически занимания не случайно, бяха отдавна планирани, а именно за да експериментирам с интегрални схеми АМ МЧУ, които съм споменавал няколкократно като К237ХА2, HA11251, LA1201, LA1210, AN7222N, AN7224 и т.н. Като се има предвид бързата радиотелевизионна цифровизация и закриване на АМ предаванията, както се казва "хващам последния влак".

В големите по обем преносими радиоприемници, естествено и от по-висок клас, мястото е достатъчно за да се използват по-големи и с повече превключващи секции вълнови превключватели, което позволява практически идеално съгласуване и спрягане на входните и осцилаторните кръгове на радиоприемника, но в по-малките и с по-нисък клас преносими, повечето джобни радиоприемници, мястото е ценно и тогава възникват поредица от решения за намаляване на обемните части, които се използват, а такава съществена част е диапазонния превключвател. Ето такива решения потърсих през изминалото лято.

През изтеклите години съм имал няколко мултибанд-приемници джобен вариант като SONY, TOSHIBA, GRUNDIG, UNIVERSUM и винаги съм се учудвал на причудливите и интересни технологични инженерни решения в тях. Много от тях е трудно да се претворят в домашни условия, тъй като са изградени със специфични фабрични елементи. Моята малка задачка през това лято беше "да си измисля" мои решения, изпълними в моята малка лаборатория, които всеки би могъл да повтори. Всъщност ето това беше първоначалния план по който работих и експериментирах няколко варианта.

Повярвайте ми, най-трудната част бяха изчисленията на индуктивностите и кондензаторите в трептящите кръгове, така че да се получи спрягането. Направо "потроших" клавиатурата на компютъра. А след всяко изчисление претворявах практически получения математически резултата, докато накрая достигнах до там, че просто изчислявах една бобина с точност +/-2 µH и поставена на феритната антена "радиото свирваше" без настройки.

Започнах с класическата схема на входно устройство, което вече съм публикувал в предишни мои радио експерименти за да имам база за сравнение. Естествено беше да подготвя предварително и няколко АМ междинночестотни усилвателя с определена геометрия така че само с две винтчета да се закрепват за платката на съответния входен блок.

В споменатата по-горе "класическа" схема добавих вълнов превключвател за два диапазона и съответните входни и осцилаторни бобини за тях и така си осигурих входно устройство с два обхвата - Средни и Дълги вълни и реших следващите ми експерименти да бъдат с тази схемна идея, независимо от тяхното изпълнение. Ето и тази схема по-долу, която стана основа за моите летни експерименти. Тя е с шест превключващи вериги.


сх.1

Горната схема не е нещо по-различно от повечето схемни решения на самоосцилиращ смесител. Използвал съм я и в моя разработка, описана в статия за радиоприемник с интегрална схема на HITACHI НА11251.

Тя ми беше необходима за сравнение. Е, аз обичам да сравнявам практически, с истинско радиоприемане, с истински радиостанции, които се намират достатъчно отдалечени, че да усетя разликата в качеството на приемане. И това е причината да добавя диапазона на Дълги вълни, където доста добре се приема Радио Брашов, доста по-слабо Радио Варшава, а при прохождение и станции от Франция, Германия и Алжир. Накрая ще дам сравнителна таблица за получените резултати.

За реализацията на този входен блок използвах елементи, превключвател, феритна антена и осцилаторни бобини от руски радиоприемници - т.е. готови фабрични елементи, така че сравнението да е пълно.

За да свирне към входния блок включих междинночестотен усилвател с ИС на ГДР RFT A281D. Но както казах в началото, печатните платки разработих с универсална геометрия за да може да се куплират различните входни блокове с различни МЧУ, като в случая първоначално той беше включен към МЧУ с HA11251. Тази принципна схема е с шест превключващи вериги на диапазонния превключвател ISOSTAT и успява изцяло и напълно да съгласува входния и осцилаторния кръгове както за Средни, така и за Дълги вълни. Не я търсете в различната литература, тъй като е претърпяла доста изменения, най-малките от които са поддържането на работната точка на транзистора чрез опорно напрежение от три броя Si диоди, както и захранващо напрежение 6V, което не е типично нито за българските, нито за руските радиоприемници от онези времена.

Ето принципната схема на следващия входен блок, в който са избегнати две превключващи вериги и превключвателя ISOSTAT вече е с четири такива.


сх.2

Както виждате това е една интересна схема, в която освен че броя на превключващите вериги е намален, съгласуването на входните кръгове е в комбинация с една свързваща намотка, а осцилаторната бобина и за двата обхвата ДВ и СВ е само една. Захранването е 6V и работните точки на смесителя и осцилатора се стабилизират с четири Si диоди или ако междинночестотния усилвател е изпълнен с A281D получава стабилизирано напрежение 2,8-2,9V от интегралната схема. Резисторите чрез които се получават преднапреженията на базите са съответно Rx1 за смесителя със стойност 12 kΩ и Rx2 за осцилатора със стойност 10 kΩ. На схемата и на платката са посочени напреженията на работните точки, които трябва да се достигнат.

Ето как изглежда практическата реализация с два различни междинночестотни усилвателя, вляво реализиран със силициеви транзистори, а вдясно - с руска хибридна ИС К237ХА2:

На горните снимки двата входни блока се различават само по различните осцилаторни бобини, в ляво съм използвал българско тяло, а в дясно - китайско. Естествено е, че индуктивностите трябва да се запазят, но броя на навивките и диаметъра на проводника са различни. Например: за БГ тяло първичната намотка е 115 + 3 навивки, а вторичната 17 навивки от меден емайлиран проводник с Ф = 0,12 mm, а за чашковиднито китайско тяло първичната намотка е 87 + 3 навивки, вторичната е 13 навивки от меден емаилиран проводник с Ф = 0,08 mm. Измереното осцилаторно напрежение на емитера на транзистора Т2 трябва да бъде около 150 ± 50 mV. Феритната антена и в двата случая е еднаква. Феритната пръчка е с дължина 200 mm. Бобината за Средни вълни е с индуктивност 400 µH, а бобината за ДВ - 3600 µH, като за СВ съм използвал някаква готова бобина с подходяща индуктивност, докато за ДВ навих такава от меден емайлиран проводник с Ф = 0,15 mm с 245 нав. Връзката се осъществява с третата бобина, поместена между другите две и е със 7 навивки от същия проводник.

Променливият кондензатор е КПЕ2 с капацитет 285 pF за всяка секция. Тук искам да отбележа, че чувствителността на радиоприемника с междинночестотен усилвател изпълнен с К237ХА2 е около два пъти по-добра поради по-голямото усилване на интегралната схема отколкото транзисторния МЧУ.

Сега ще ви покажа една доста интересна и олекотена откъм елементи схема на входно устройство, като в него съм запазил активната част (смесител и осцилатор). Тук превключващите вериги са три.


сх.3

За реализацията на този входен блок използвах същата печатна платка, като при монтажа разместих няколко елемента във входната верига. Обърнете внимание на входния кръг - състои се само от двете кръгови бобини за Средни и Дълги вълн, а съгласуването се осъществява чрез последователни и паралелните кондензатори С1 и С8. С1 и С8 са съответно последователно на двете входни бобини, но С8 се явява в паралел на С1 при превключване на ДВ. Неудобството на такова свързване е, че с промяната капацитета на променливия кондензатор се променя еквиваленти капацитет на веригата и съответно и съгласуването. Но като се има предвид, че става въпрос за една промяна в рамките на около 20 % на практика на слух не се забелязва. На схемата са отбелязани индуктивностите на входните бобини за Средни и Дълги вълни. Феритната пръчка е с дължина 160 mm и първо използвах някакви бобини от кашона със стари части, а след като уточних индуктивностите се наложи сам да си ги навия за да постигна необходимата стойност. Така за бобината за Средни вълни навих 93 навивки от литцендрат 5 х 0,05, а за Дълги вълни 242 навивки от същия проводник. Това може да видите на двете снимки по-долу, като вляво е снимката с "някакви" бобини, а вдясно с моя изработка, което е видно и от точността на настройката и разположението им в пълна симетрия в двата края на феритната пръчка.

И в двата случая, както и по-горе съм използвал два различни междинночестотни усилвателя, вляво с хибридната интегрална схема К237ХА3, а вдясно с транзисторен МЧУ и трансформаторен НЧ усилвател с германиеви транзистори. Както виждате, различни са променливите кондензатори, като във втория случай използвах италиански Ducati с почти същия капацитет както руския - 290 pF. Различни са и керамичните филтри които ми осигуряват избирателността по съседен канал, като вляво е китайски с 36dB избирателност, а вдясно български, производство на завод ЗЕПЕ, който се намираше в Горубляне, с избирателност над 50 dB. Но като се има предвид, че броя на радиостанциите е вече толкова малък, то тази висока избирателност на практика е безсмислена в нашите времена.

Интересно е включването на входните кръгове за ДВ и СВ в някои радиоприемници на SONY, което също тествах. И тук превключващите вериги са три. Това ще видим на следващата схема:


сх.4

Горната схема на включване много наподобява разгледаната по-горе сх.2, но не съвсем. Например в обхвата на Средни вълни се използва частично индуктивно включване на входния кръг, а в обхвата на Дълги вълни включването и съгласуването се осъществяват чрез последователно свързания на кръга кондензатор С4. Феритната антена е фабрична, свалена от стар радиоприемник SONY, а променливият кондензатор подмених с подобен, но с капацитет 2 х 330 pF. Основната част от схемата, хетеродинния преобразовател, реализиран с транзисторите Т1 и Т2, във всички експерименти на входни блокове е един и същ, което ми позволяваше да правя съответните промени само в индуктивната част на веригите и съответните превключващи вериги на диапазонния превключвател. На снимката вляво виждате експерименталния входен блок с междинночестотен усилвател с руската хибридна интегрална схема К237ХА2, а вдясно от нея е същия входен блок с МЧУ с интегрална схема на ГДР - RFT A281D, която поне тук у нас не беше много популярна, независимо, че Института по микроелектроника към ИРЕ бе създал българския аналог - 1УС03А, който от своя страна не намери приложение в нашата радиопромишленост.

И накрая ще завърша само с представянето на, може би, най-елементарната схема на превключване на двата обхвата дълги - средни вълни, в която превключвателят има само две секции. Тя опростява изключително много монтажа на елементите в най-малките джобни радиоприемници поради малкия им размер, какъвто беше UNITRA / RESPROM Roxana R-601 (последният от производството на завода в Монтана). За това представяне ще използвам схемата на същия честотен преобразувател, както по-горе, но все пак сх.5 се различава съществено по контактните групи, които са само две, както и от оригиналната схема:


сх.5

За посочената стойност на променливия кондензатор, осцилаторната бобина от схемите по-горе не може да се използва и трябва да се навие нова с индуктивност 160 µH, която може да се настройва: 140-180 µH. Ако се запази същата осцилаторна бобина, може да се използва предишния променлив кондензатор, но трябва да се подбере подходяща феритна антена с намотки за ДВ и СВ със съответната индуктивност. Данни за такива осцилаторни бобини има в други мои статии. Схемата на ROXANA R-601 всъщност е със самоосцилиращ смесител, каквато е и схемата, която експериментирах, но изпълнена с p-n-p транзистор и минус на маса.

Избирателността по съседен канал се определя от тризвенен LC филтър L5,L6 и L7. За улеснение реших да използвам филтри от българския радиоприемник "ЕХО", като в моя случай междинната честота е 465 kHz. Съгласуването на изходния импеданс на смесителя с филтъра се осъществява чрез частичното им свързване. Тъй като всички филтри, които използвах са от II МЧТ, то към бобината L5 донавих допълнителната намотка от 23 нав./ПЕЛ 0,1 mm. Вместо капацитивен делител на изхода на на L7, може да се направи индуктивен като на нея се навие допълнителна намотка с 8-10 нав. / ПЕЛ 0,1 mm.

Тук е мястото да припомня, че в "ЕХО" първият МЧТ е със средна точка на свързване с колектора на смесителя, но и транзистора е германиев. Колекторния ток на транзистора е подбран около 0,9-0,95 mA. При тези данни получих най-голямо усилване от транзистора 2N3906. Вдясно от схемата горе съм дал копие на графичния оригинал на тестовата платка. Използвах феритна антена, свалена от старо радио, чиято индуктивност съм дал на самата схема и тя пасваше на използвания променлив кондензатор. Припомням, че всички платки предназначени за един и същи тип експерименти разработвам с еднакви геометрични размери и форма за да се куплират лесно с междинночестотните усилватели, с които извършвам експериментите.

В случая, този експеримент е интересен и с това, че използвания междиночестотен усилвател е изграден с руската АМ ХИС - К237ХА2, която съм използвал и в други мои разработки, което ми даде възможност за сравнение с предишни конструкции. От друга страна, изборът е и чисто конструктивен, а именно захранване с батерии с напрежение 6V. Нискочестотния усилвател е реализиран с ИС AN7212, работеща с напрежение 4-12V. Данни и схема с нея също съм публикувал в предишни статии. Този радиоприемник приема всички известни в момента радиостанции на СВ и ДВ.


Пожелавам на всички приятни занимания!

Валери Терзиев
1 април 2024 година