Ретро радиоприемници с транзистори и интегрални схеми
/kn34pc.com/конструкции/...

Тези екперименти бяха замислени като естествено продължение на транзисторните радиоприемници, публикувани в статията "Транзисторни ретро радиоприемници". Искаше ми се да се доближа до периода на еволюция на транзисторните радиа към интегралните.

В българската радиопромишлениост няма плавно преминаване към използването на интегрални схеми, наблюдава се скок, но в западните в продължение на години се произвеждат такива, в които смесителната част (честотен преобразувател или
самоосцилиращ смесител) са били реализирани по традиционния начин с използването на германиеви, по-късно силициеви трaнзистори, а междинночестотната част и АМ детектора с интегрални схеми.

Такива ИС са например SANYО LA1201, LA1210 и др или HITACHI HA11251 и др. В полската радиопромишленост също има такъв преход с UL1211N, който е доста бърз, а в руската директно се преминава към използването на хибридни интехрални схеми от сериите К157ххх и К237ххх.

Така започнаха тези няколко експеримента.


Транзисторен радиоприемник TR-24-xx

Този експеримент е твърде различен както от радиоприемници с транзистори, така и от употребата на интегрални схеми в тях. Нито в нашата родна радиопромишленост, нито в руската, във високочестотната част e използван микс от транзистори и интегрални схеми, но в някои справочни данни на западни интегрални схеми, като например за ИС LA1201, LA1210, HA11211, HA11251 или в радиоприемника Roksana R-601, произвеждан от полската UNITRA самоосцилиращото входно стъпало е изпълнено с транзистор, а междинничестотния усилвател с интегрална схема.

Ето този микс ме накара да реализирам радиоприемник с транзисторен честотен преобразувател (смесител с отделен хетеродин) и руските интегрални схени от сериите К157 и К237, първите тънкослойни, а вторите хибридни. Всъщност за мен интерес представляваха резултатите и с двете, като по-голямо внимание обърнах на руската хибридна серия К237, именно защото тя беше свързващото звено между транзисторната и интегралната технология. Втората част от експеримента беше свързан с резултатите от използването на тризвенен ФСС - филтър със съсредоточена селективност или още известен като ФСИ - филтър със съсредоточена избирателност, както и заместването му с керамичен филтър с подобни параметри като руския ПФ1П2, според чиито параметри избирателността би следвало да бъде по-добра от 40 dB.

Ето защо тази част от статията наименовах TR-24-xx, като първият експеримент ще отбележа като радиоприемник TR-24-01 и ще бъде реализиран с транзисторен честотен преобразувател, ФСС-филтър със съсредоточена избирателност, а основното усилване ще нъде осигурено от тънкослойнната интегрална схема К157ХА2. Вторият радиоприемник ще бъде TR-24-02, също реализиран с честотен преобразувател, но избирателността ще бъде осигурена с керамичен филтър, а усилването с хибридната интегрална схема К237ХА2.

И двете интегрални схеми представляват усилватели за АМ сигнали с вграден АМ детектор и верига за АРУ - автоматично регулиране на усилването, което ги прави много удобни за екперименти в АМ обхвата. По незнайна причина тънкослойните интегрални схеми от серията К157 не намират широко приложение в руската радиопромишленост, както хибридните ИС от серията К237, които са ни добре познати от радиоприемниците "ГЕОЛОГ-2/3", "МЕРИДИАН-210/211", "ОРИОН" и др.

Интерено е развитието на серията ХИС К157. В началото на производството, съответно АМ балансният смесител и междинночестотния усилвател, са обозначени съответно като К157УС2 и К157УС3, а на по-късен етап са доразвити в интегрално изпълнение и вече носят обозначението К157ХА1 и К157ХА2, което е почти аналог съобразно тяхното предназначение в комплекта балансен смесител и МЧУ от хибридни интегрални схеми К237ХА1 и К237ХА2 (известни преди това като К2ЖА371 и К2ЖА372).

В този експеримент реших да използвам честотен преобразувател с отделни смесител и хетеродин, както и интегрален нискочестотен усилвател AN7117, предвид на избраното захранващо напрежение 4,5V. След това, така организирах шината на захранването на схемата за да мога да използвам различно захранващо напрежение - 4,5 волта или 6 волта. Забележете - само с промяната на стойността на един резистор!

Най-трудната задача при реализацията на честотния преобразувател бяха определянето на режима на транзисторите, импедансния товар на смесителя и нивото на осцилаторното напрежение. Може би затова ппромених първичния замисъл за реализация с германиеви транзистор SFT308 и се наложи да използвам SFT319, SFT308 или руския ГТ309. В процеса на работа дори използвах японски германиеви транзистори 2SA15 и 2SA12.

Една от сериозните трудности беше навиването на осцилаторната бобина, но най-вече определяне на съотношението на отводите спрямо общата й индуктивност. Признавам си, наложи се да навия няколко докато достигна оптимално ниво на осцилаторното напрежение около 100-120 mV, което да се подава към смесителя.
 
Друга трудност срещнах с подбора на импеданса на товара на смесителя, но тъй като разполагах с богат набор от междинночестотни трансформатори, чрез проста замяна на два или свързване на колектора към средния или крайния извод, се справих със задачата.

Признавам си и нещо друго - изчисленията, които извърших, се оказаха ориентировъчни и не дотам точни.

Може би най-лесно се сп рвих с намирането на точната индуктивност и брой навивки на осцилаторната бобина като първо просто навих 100 навивки на тялото от някакъв неизвестен български радиоприемник, след което по известната формула за изчисление на трептящ кръг, преизчислих необходимия брой навивки.

И ето, накрая след всички подготвителни дейности, конструирах следната принципна схема:


Радиоприемник TR-24-01

В случая захранващото напрежение е 4,5V, но ако се увеличи стойността на резистора R9 на 470 Ω може да се увеличи захранващото напрежение на 6V без никакви други промени. В случая радиоприемникът запазва работоспособността си до спадне на напрежението до 3,6V, каквото е най-ниското работно напрежение на интегралната схема К157ХА2. С малки разлики в изводи 5, 6, 7 и 8 серията К157ххх може да се замени с ХИС от серията К237ххх.

Имам навика всяка моя конструкция да монтирам и развивам върху печатна платка, защото има прегледен външен вид. И този път останах верен на навиците си: начертах платката, която виждате по-долу. На нея е предивидено съответното разместване на споменатите изводи, така че да могат да се използват интегралните схеми от двете серии. По-скоро, ХИС К237ХА2 е с повече елементи към тези изводи и при употребата на К157ХА2 просто ненужните елементи се премахват или дават "на късо":

И отново тази платка е с по-универсален характер и позволява монтирането на още един радиоприемник, в който филтъра със съсредоточена избирателност е заменен с керамичен филтър за 468 kHz. Но за това ще стане дума по-късно. Вдясно съм предвидил отвор за монтаж на високоговорител.

А ето окончателния монтаж на радиоприемника върху печатната платка:

Ето някои данни за използваните детайли:

- променлив кондензатор 2 х 270 pF

- феритна антена с индуктивност 300 µH, 75 навивки с извод от 7-мата от литцендрат 5 х 0,07 mm

- осцилаторна бобина с индуктивност 180 µH при напълно затворена феритна сърцевина, 105 навивки с изводи от долу нагоре на 4-тата за емитера и 20-тата за връзка с колектора от проводник ПЕЛ 0,01 mm

- МЧТ-I е от руски радиоприемник "Россия", съдържа 70 нав., извод в средата от проводник ПЕЛ 0,01 mm

- МЧТ-II, МЧТ-III и МЧТ в ИС К157ХА2 са първи или втори МЧТ от радиоприемник "ЕХО" с индуктивност 240 µH и 90 нав. от пров. 0,01 mm.


Тримерът служи за постигане на преднапрежение на извод 9 на ИС със стойност 300mV (+/-50). Платката позволява използването на ХИС К2ЖА272/К237ХА2, върху която фабрично е дадена стойността на съпротивлението в извод 5 със същата цел.

В процеса на разработката преминах през дълъг път от реализирането на няколко варианта. На следващата снимка е вариантът, в който вместо ФСС съм използвал керамичен филтър, а интегралната схема е К2ЖА372:

А ето как започнах експеримента, използвайки една от по-старите, вече ненужни платки:

Както виждате от снимките, не съм се ограничвал в използването на някои готови фабрични индуктивности, като например междинночестотни трансформатори от радиоприемник "ЕХО" или "жълт" МЧТ като товар на смесителя при съгласуване с керамичен филтър, като такъв съм използвал ПФ1П-2 от руски радиоприемници "Россия-30х" или "Сокол-308", които са с избирателност 40 dB. Високата избирателност се усеща дори на слух. Например, на средни вълни се приемат няколко станции в началото на обхвата на 531, 539, 540, 558, 567, 576 kHz, които напълно се отделят от керамичния филтър, докато с тризвенния ФСС има взаимно леко влияние.

Направих доста експерименти, с които определих какъв тип хетеродин трябваше да използвам в честотния преобразувател.

На горната примерна схема съм показал трите варианта на осцилатора при тези практически занимания. Стойностите на режимите на транзисторите са ориентировчъни, но все пак не се различават повече от 10% от посочените на схемичката, въпреки че, както казах по-горе, изпитах като смесител няколко високочестотни германиеви транзистори.

По това време един познат ми подари руско радио "Селга-404/405", с което някакъв човечец се беше "изгаврил", като се беше опитал през клемите за батериите да го захрани с мрежово напрежение ~220V. За моя радост трансформаторите, превключвателя, феритната антена и високоговорителя бяха оцелели, но пораженията бяха значителни - освен транзисторите, които, както обичаме да се изразяваме, бяха "цъфнали като майски рози", се е стигнало до там, че ключът на потенциометъра беше стопен. Но най-важната част, която ми беше необходима - кутията, беше непокътната. Тогава реших, че това е удобен случай следващата разработка на радиоприемник да бъде поместена в кутията от злополучната "Селга".

Разбира се, за целта трябваше да разработя печатна платка с необходимите геометрични размери, която има следния вид:

Следва принципната схема, по която разработих този радиоприемник, като за простота не съм дал превключващите вериги. Тях може да видите на платката по-горе.


Радиоприемник TR-24-02

Използвах само фабричната осцилаторна бобина за дълги вълни, но за съжаление тази за средни вълни беше изгоряла от токовия удар и се наложи да я навивам наново на 4-секционно тяло, като разпределих броя на навивките по секции отдолу-нагоре, както следва: 20+32+32+32, като използвах проводник ПЕЛ 0,1 mm. Бобината за обратната връзка навих също отдолу-нагоре в секции 2 и 3, съответно 4+7 навивки от същия проводник.

Индуктивността на осцилаторната бобина е 150 µH.

Най-интересното при реализацията беше, че предвид на големия набор от фабрични части, с които разполагах, използвах цял арсенал такива с най-различно производство, основно руски и български. Но точно тук искам да отбележа - не произволно, а съблюдавайки импеданси, режими, токове и т.н.

След практическото изпълнение се получи красив и изящен монтаж:

А ето радиоприемника вече в кутията:

Някои данни, които са впечатляващи:

- на Дълги вълни се приемат няколко радиостанции като Брашов - Румъния, Варшава - Полша, Тунис - Тунис

- на Средни вълни се приемат през деня София, Скопие - Македония, няколко румънски станции, а вечер повече от 40 радиостанции от Италия, Гърция, Словакия, Унгария, Румъния, Молдова, Украйна и Русия

- нискочестотният усилвател, който реализирах по схемата на българския радиоприемник "ЕХО", но за напрежение на батерията 9 волта и с руски трансформатори, достига мощност 250 mW

- консумацията на ток от батериите в режим на "покой" е само 10 mA, а на пълна мощност до 60 mA.
 

Архив с графични оригинали на печатни платки: arh_tr_24_k237xa2_2.zip [zip,pcb,spl7][50kb]


Литература:
1. Радиоприемные устройства, Справочник, 1977 год.
2. Краткий радиотехнический справочник, 1976 год.
3. Валери Терзиев - "Многообхватен радиоприемник", сп. "Радио, телевизия и електроника", кн.3, 1987 год.
4. Массовая радиобиблиотека
5. Справочник ИС

 

Валери Терзиев
25 април 2021 година