Транзисторни ретро радиоприемници
/kn34pc.com/конструкции/...

В статията "Радиоприемници - китайски комплекти за сглобяване" изказах разочарованието си, че един от тях не отговори на очакванията ми: ZX-921. След време отново се върнах към този проект и ми хрумна идеята, че комплектът осцилаторна бобина и три междинночестотни трансформатора могат да се използват в един следващ проект за моя конструкция на АМ радиоприемник.

Не след дълго идеята отново изникна пред очите ми и тогава реших да я осъществя, но с моя принципна схема. Е, може да се каже "моя", но всъщност подобни схеми много отдавна са се превърнали в основни за производителите. По-важно за мен беше да проуча причината за неуспеха на ZX-921, а това можеше да стане като подменя изцяло неговата принципна схема.

Блоковата структура на един суперхетеродин за средни вълни съдържа обикновено самоосцилиращ смесител и две междинночестотни усилвателни стъпала по междинна честота, която обикновено е 455 kHz или 465 kHz. Нискочестотният усилвател е реализиран с трансформаторно двутактно стъпало в по-старите модели или безтрансформаторно такова в последните.

В книгата си "Build your own Transistor radios", стр.105, Роналд Куан дава стандартната блокова схема по която са произвеждани повечето АМ радиоприемници през 50-те, 60-те и 70-те години:

Осцилаторната бобина е била означавана в червен цвят, МЧТ-1 в жълт, МЧТ-2 в бял и детекторният МЧТ-3 в чер цвят. Разбира се, често някои производители са избягвали от стандартното означение.

Позволих си да отстраня някои грешки при печатането в блоковата схема, като например на базата на самоосцилиращия смесител не се подава напрежение от системата за АРУ - Автоматично Регулиране на Усилването, а преднапрежение, в случая означено като "BIAS". Означено е също, че погледът върху МЧТ трансформаторите е отгоре, но е огледално, което не съм коригирал, тъй като, както и по-горе казах, някои производители не са следвали стандарта.

Малко след тази блок схема е даден друг пример на стандартна принципна схема на един работещ японски радиоприемник, в който основните звена, за които споменах, съответстват на нея. Радиото е реализирано с GE транзистори, които не са указани:

Не цитирам българската техническа литература, тъй като всеки е запознат с богатството на серийното производство на транзисторни преносими (джобни) радиоприемници, описани в два тома на "Български транзисторни радиоприемници". Българските радиоприемници имат също своя собствен облик, който най-добре е изявен в първия български радиоприемник джобен формат "ЕХО", от който родната радиопромишленост е произвела близо 800 хиляди броя! В архива към статията може да видите сравнение на принципната схема на българският "ЕХО" с някои японски радиоприемници от същата епоха.

Разпределение на усилването - това е ключовият момент в разработката на едно радио. Но ако разполагате с фабрични индуктивности, нямате свобода на избора. Трябва да се съобразявате с тяхното индуктивно съпротивление за да направите съответните изчисления на усилването. За моя радост, се оказа, че за стандартните МЧТ филтри има съответните стандартни стойности на кръговия капацитет, индуктивност, индуктивно съпротивление, Q-фактор, предавателно число. Следват таблици с тези стойности, които изключително облекчава задачата за разпределение на усилването между различните усилвателни стъпала:

А в следващата таблица са данните за МЧТ и осцилаторна бобина, произведени в Китай:

В случая, това са данни само от три производителя, но са стандартни, прилагани от повечето от тях. Тези данни обаче бяха необходимите за моята конструкция.

Ето така премина проучването, което направих преди да започна моя малък проект за преносим транзисторен радиоприемник. Естествено, аз не се ръководих от плановете за масово производство, нито съм търсил дизайн за подходяща кутия, а просто си начертах и направих печатни платки на които да изработя моите образци.

Реших да наименовам моите радиоприемници с абревиатурата TR-2x означаваща Транзисторно Радио година 20, а х-порядъка.

И сега нека да започнем с:


1. Транзисторен радиоприемник TR-20:

Всъщност това е радиоприемникът - експеримент, в който вложих осцилаторна бобина и МЧТ от китайския комплект за сглобяване ZX-921. И тъй като той беше инспириран от лошото качество на оригинала, разработих друга принципна схема с доста повече елементи, определящи работната точка на Si транзистори. Може би не сте предполагали, но използвайки справочниците си, съм изчислил подходящите режими на работа на ВЧ стъпалата и въпреки това се наложи на едно-две места да поставя тример-потенциометри за определяне на по-подходящи стойности. Нооооо, ето това е радиолюбителската дейност - експериментиране. Схемата по-долу е окончателния резултат:

Транзисторен радиоприемник TR-20

Веднага искам да отбележа, че за да си облекча работата използвах за нискочестотния усилвател типичната китайска схема, която, между другото, се оказа че е взаимствена от моделите радиоприменици на SONY, какъвто е един ветеран - SONY GENDIS-72, произведен в началото на 50-те години!

Разбира се, аз не направих "copy-paste", а подбрах режимите на крайното стъпало съобразно наличните трансформатори, така че за избраното от мен напрежение на захранване от 6V токът на крайните транзистори да не надвишава 6-8 mА. Питате се защо? Е, нали би следвало радиоприемникът да бъде джобен и преносим, следователно, консумацията на ток би следвало да бъде възможно по-малка. Всъщност, идеята е максималния ток на консумация в режим на "покой" от батериите да не надвишав 8-10 mA.

Следващата стъпка беше разработването на печатната платка. Ееее, хора! Вече не е както беше преди - сядаш на маса, чертаеш с туш, снимаш, правиш шаблон, а после чертаеш с перо или четка и накрая разяждаш с киселина. Имаме вече софтуер, чертаеш с него, имаме и производители на платки. Е, тогава всичко това става професионално.

Ето и платката:

Бих искал да отбележа, че съм създал всички нестандартни елементи според моите проекти - например: променливи кондензатори няколко модела, междинночестотните трансформатори, също най-различни модели, няколко различни типове нискочестотните трансформатори, потенциометри и прочее. Означил съм стойностите на елементите и изобщо не ви е необходима принципна схема за да повторите това радио. Е, все пак, не забравяйте, че радиото е разработено с МЧТ от китайския комплект.

Но ето как изглежда самия радиоприемник:

2. Транзисторен радиоприемник TR-21:

Даааа, този радиоприемник беше труден проект. За него вече нямах стандартни индуктивности, а просто една кутия с двайсетина какви да са междинночестотни трансформатори, свалени и събрани от разглобени неработещи стари радиоприемници. Имах и друга кутия с осцилаторни бобини. Всъщност започнах с тях - една по една с импровизирано транзисторно осцилиращо стъпало изпробвах всички със съответните променливи кондензатори. Като казах "съответните" имах предвид променливи кондензатори с различни стойности като 140 pF, 220 pF, 270 pf и 330 pF. Сигурно се питате защо ли е това? Заради съответствието на началната и крайната честота на средновълновия диапазон, а именно 520-1620 kHz.

Обърнете внимание на следващата принципна схема, в която освен стандартните стъпала, избирателността по съседен канал се осъществява с керамичен филтър, чието място е нестандартно, а именно вместо като товар на първия МЧТ, той е разположен между второто и третото усилвателно стъпало по междинна честота. Признавам си, не съм срещал до сега подобно решение на избирателността и точно затова реших да направя този експеримент:

Транзисторен радиоприемник TR-21

За разлика от радиоприемника TR-20, в това радио самоосцилиращия смесител е със смесване в базата. Питате се защо? Е, както казах преди малко започнах експериментите със серия от осцилаторни бобини. Подходящата за този приемник се оказа показаната на схемата по-горе. Тя беше с индуктивност L = 150 µH, която съответстваше за променлив кондензатор 2 х 270 pF (2 х 330 pF). МЧТ-1 и МЧТ-2 са съответно с код "жълт" и "чер". Ако в процеса на работа се окаже, че във високочестотната част на обхвата се появят пропадания на генерациите на осцилатора, то тогава последователно на свързващия кондензатор С3 може да се добави резистор със стойност до 100 Ω.

Приемникът TR-21 е с висока чувствителност и чист звук дори при слаби сигнали. Последното се постига като студения край на детекторната намотка се откача от маса и към нея се подава чрез делител 8.2к/1.5к напрежение около 200-300 mV от стабилитроните D1, D2, D3.

При реализацията на този радиоприемник се наложи да засиля действието на АРУ, тъй като при силен сигнал се получаваше "гъгнене". За целта намалих стойността на обратната връзка от детектора към базата на Т2, резистор R8 от 6,8 kΩ на 4,7 kΩ. При подбора на МЧТ на АМ детектора срещнах затруднение, тъй като се получаваше претоварване и свистове. Но както казах, имах една кутийка с десетки МЧТ, като от тях с просто измерване на съпротивлението подбрах с най-малкото такова, което се оказа правилната стъпка. За стабилна работа на детектора и избягване на самовъзбуждане добавих слаба ООВ чрез резистора R11 в емитера на Т3.

Нискочестотният усилвател е един от описаните в моята статия "Трансформаторни нискочестотни усилвател за транзисторни радиоприемници". Подбрах именно тази схема, която беше с най-малък ток на консумация при покой. Предимствата на радиоприемника TR-21 са във високата стабилност на режима на транзисторите, както във високочестотната, така и в нискочестотната част, което му позволява добра работа в широк диапазон на захранващото напрежение: 4-9V, но аз избрах напрежение 6V, за което са подбрани режимите на Т2 и Т3.

В радиоприемника TR-21 избирателността се определя от комбинацията междинничестотен трансформатор и керамичен филтър. В случая керамичния филтър е двузвенен и осигурява избирателност по-добра от >17 dB, или общо над 22-23 dB. Данни за този тип керамични филтри може да намерите в следващата таблица:

Постигането На по-висока селективност става като се използват многозвенни керамични филтри, за което платката, която разработих е предвидена.

За този проект разработих печатната платка, която ще видите по-долу. Както в повечето случаи в моите печатни платки са предвидени места и опроводяване за повече елементи с цел експериментиране на няколко принципни схеми. Тук, например, е предвидено изграждането не само на самоосцилиращ смесител, но и на честотен преобразувател с отделени смесител и хетеродин, както и в случай на самоосцилиращ смесител, той може да бъде изграден както със смесване в емитера, така и в базата на транзистора.

На нея не са отразени подобренията в детектора и стабилитрона в осцилаторното стъпало, които извърших след сглобяването на приемника.

На същата платка са предвидени допълнителни елементи към смесителя, така че преобразувателя на честотата да се изпълни с отделни хетеродин и смесител, до осъществяването на което не стигнах и на снимките по-долу ще видите приемника във вида от принципната схема:

Вероятно забелязвате и красивата феритна антена, която също е "остатък" от китайското АМ-радио ZX-921. Оказа се, че китайския асемблер не е поставил в комплекта правилната феритна антена, така че индуктивността да съответства на променливия кондензатор от комплектацията. А именно: променлив кондензатор с капацитет на секциите 142/70 pF следва да бъде с феритна антена с индуктивност 680 µH и осцилаторна бобина с индуктивност 288 µH +/-10%. Наличната входна бобина в комплекта се оказа с индуктивност 300 µH съответстваща на променлив кондензатор със стойност 270-330 pF. Примерен разчет на тези индуктивности спрямо честотата и капацитета на променливия кондензатор може да намерите в приложения в архива файл на руски език: "Сопряжение настроек контуров в супергетеродине" [1], който съм използвал многократно в моята дейност.


3. Транзисторен радиоприемник TR-22:

Този транзисторен радиоприемник е изработен по класическата схема на суперхетеродин , в който избирателността се постига с керамичен филтър, поставен като товар на първия междинночестотен трансформатор в колектора на самоосцилиращия смесител:

Транзисторен радиоприемник TR-22

На тази платка също беше предвидена верига за подаване на преднапрежение от около 200-300 mV на детекторния диод, но поради щателния избор на детекторен междинночестотен трансформатор включването й не се наложи. Следват снимки от радиоприемника TR-22. Ако забелязвате използвания променлив кондензатор е от българския радиоприемник "ЕХО-1" с капацитет 220 pF и съответно данни за осцилаторната бобина може да намерите в серията статии за "ЕХО".

Всъщност, избрах захранващо напрежение 4,5 V с тайната идея ако приемането ми хареса да преобразувам платката с размери и форма на оригинала на "ЕХО" и да монтирам в една от останалите ми кутии тази конструкция:

Нискочестотният усилвател е реализиран без терморезистор , който е заместен с постоянен резистор със стойност 100 Ω и така делителят се образува от този резистор и още един към маса със стойност 2,7-3,3 kΩ. според желания ток на консумация 4-6 mA в режим на "покой" на крайното стъпало. Общата консумация на целия радиоприемник без звук е 7,5 mA.

А ето последващия монтаж в кутия от радиоприемника "ЕХО":

4. Транзисторен радиоприемник TR-23:

Макар и принципната схема на този радиоприемник да прилича много на разгледаната вече схема на TR-22, ако се вгледате внимателно ще видите доста разлики, както в осъществяване на работната точка на транзисторите и нейната стабилизация с ценеров диод с напрежение 1.5 волта, така и във веригата на автоматичното регулиране на усилването - АРУ. Такава верига може да се види във фабричните джобни приемници на SANYO от серията 6С.

Транзисторен радиоприемник TR-23

Друга особеност е изпълнението на ФСС с керамичен филтър, което рядко се среща в онези години, освен в някои руски радиоприемници (серията СОКОЛ, Россия...)и схеми на SONY. Реализирах нискочестотния усилвател с интегрална схема на SANYO - AN7117, която е с работен диапазон на захранващото напрежение 2V-9V. Така, като цяло, радиоприемникът TR-23 работи в доста широки граници на захранването (3..6)V, а в случая съм избрал 4,5V като според предварителните ми планове по този проект трябваше да вградя платка с подходящата конфигурация в кутия от българския радиоприемник "ЕХО". Платката, която разработих е по-универсална. Освен, че на нея могат да се построят няколко схеми на ВЧ частта, позволява реализацията на три нискочестотни усилвателя, единия за който споменах. Другите са вече известната стара схема на НЧУ от радиоприемник "ЕХО", а третата е НЧУ с ИС на TOSHIBA - TA7368P. Всички филтри и транзистори, които съм използвал са остатъци от китайските комплекти за сглобяване, чиито описания вече публикувах в едноименната статия. Входната и осцилаторната бобина за за променлив кондензатор 2х150 pF, както и филтрите L2 и L4 са от комплекта за сглобяване на радиоприемника HX-108. Бобината L2 е с жълта феритна капачка, а бобината L4 с черна и са съответно първи и трети МЧТ от китайския радиоприемник. Осцилатора и феритната антена също могат да се използват, а на моята експериментална платка са самоделни и съм ги навивал саморъчно, но с променлив кондензатор 2х270pF. Технически данни за тях можете да намерите в статиите ми за българския радиоприемник "ЕХО".

Подходих към китайските транзистори от серията STC901x с доста съмнения, но с тях се получиха учудващо добри резултати. Входната чувствителност на реализирания радиоприемник TR-23 се оказа по-добра от някои други вече реализирани схеми в други проекти.

Но ето на следващите снимки реализацията на радиоприемника TR-23:

Емоцията да имаш или сам да си направиш ретро транзисторно джобно радио и да почувстваш духа на епохата е огромна.

А на снимката по-долу вече е в кутия:

5. Транзисторен радиоприемник TR-25:

Доста по-късно след като конструирах радиоприемника TR-20, попаднах на японски германиеви транзистори 2SA12 и 2SA15 и тогава ми хрумна, че след като вече имам останали части от реставрацията на българския джобен радиоприемник "ЕХО", както и от китайските комплекти за сглобяване, мога да синтезирам подобна принципна схема, но с германиеви транзистори. Ето така се появи радиоприемникът TR-25, който е естествена еволюция от описания по-горе. TR-25 е микс от български, японски, италиански и китайски електронни компоненти и детайли. Например: високочестотната част е реализирана с японски германиеви транзистори, нискочестотната с български/френски германиеви транзистори, осцилаторната бобина е от "ЕХО", междинно-честотните трансформатори са китайски, драйверния и изходния трансформатори са японски.

При конструирането на радиоприемника си поставих задачата да използвам кутия от българския "ЕХО", но захранването освен с 3 броя батерии размер "АА"/R6, съобразих и с една Li-Ion батерия размер 14500, тъй като вече бях установил, че съвременните елементи "ААА" не позволяват плътно затваряне на задния капак на кутията от "ЕХО". Това постигнах с щателен подбор на режимите на транзисторите. Ето принципната схема, която е много близка до схемата на TR-20 (която беше реализирана със SI транзистори):

Транзисторен радиоприемник TR-25

Когато разработвах печатната платка се съобразих с два вида променливи кондензатори - единият италианският DUCATTI, а вторият - стандартен японски, които доста се различават по геометрични размери и изводи. На следващата платка, която предлагам може да забележите двата променливи кондензатора. Това ми даваше свободата да реализирам хетеродина с различни осцилаторни бобини, от фабричната на "ЕХО" до самоделните, които си навивах самостоятелно съобразно необходимата индуктивност:

Естествено, след като получих изработената платка се оказа, че съм допуснал малка грешка, което ме разочарова и се наложи да я преправя, така че вие виждате по-горе поправената. На поправената платка поставих допълнително (не е показано на схемата) резистори в паралел на втори и трети МЧТ което ми позволяваше да подбера необходимия импедансен товар, както и кондензатори с малки стойност в ООВ от МЧТ към базите на двата транзистора в междинночестотния усилвател. Нека да наречем двете добавки "застраховане". След реализацията на радиоприемника се оказа, че презастраховането не е било необходимо. Получи се един красив и качествен джобен радиоприемник, реализиран с германиеви транзистори. На снимките виждате приемника с променлив кондензатор DUCATTI и осцилаторна бобина от "ЕХО":

Предлагам на вашето внимание същият радиоприемник, реализиран изцяло с френски/български германиеви транзистори, чиято принципна схема е същата, но постояннотоковите режими на ВЧ транзисторите SFT319 са напълно различни. Ето платката, върху която стойностите на елементите са отпечатани:

При настройките в обхвата на средни вълни обикновено използвам начална честота 500-515 kHz и за крайна честота 1630-1650 kHz, като по този начин гарантирам обхват на радиоприемане 520-1620 kHz.

С помощта на следващата номограма съм изчислил необходимите капацитети за спрягане на входни и осцилаторния кръг:

Въпреки приложената Номограма за изчисление на спрягането на входния с хетеродинния кръг при настройка в три точки, ще дам някои практически стойности за индуктивностите и свързващия кондензатор за да се осъществи спрягането за определени фабрични променливи кондензатори. Тези стойности с доста голяма точност +/-10%:

За променлив кондензатор с капацитет 140 / 70 pF - няма последователен кондензатор, индуктивност на входната бобина е около 650 µH, индуктивност на осцилаторната бобина 330 µH;

За променлив кондензатор с капацитет 2 х 140 pF - последователен кондензатор със стойност 150 pF, индуктивност на входната бобина е около 650 µH, индуктивност на осцилаторната бобина 330 µH;

За променлив кондензатор с капацитет 2 х 200 pF (от "ЕХО") - последователен кондензатор със стойност 220 pF, индуктивност на входната бобина е около 450 µH, индуктивност на осцилаторната бобина 240 µH;

За променлив кондензатор с капацитет 2 х 270 pF (или 330 pF) - последователен кондензатор със стойност 300 pF (съответно 360 pF), индуктивност на входната бобина е около 300 µH, индуктивност на осцилаторната бобина 150 µH;

За променлив кондензатор с капацитет 2 х 285 pF (от руски радиоприемници) - последователен кондензатор със стойност 300-330 pF, индуктивност на входната бобина е около 280 uH, индуктивност на осцилаторната бобина 140 µH;

За някои от тези примерни стойности, както и за технически данни за самостоятелно навиване на тези индуктивности съм дал доста подробности в моята поредица статия на тема "ЕХО", РДТ-63.


И в други мои статии, аз съм изказал удивлението си от факта, че само с три транзистора във високочестотната част на ретро приемниците са се постигали отлични технически параметри. При достатъчно миниатюрни части те са се вмествали в размера на една цигарена кутия! Разбира се има редица причини производителите да преминат към използването на интегрални схеми, една от които е премахването на средния извод на осцилаторната бобина, което значително улеснява производството на многодиапазонни радиоприемници. Други предимства са стабилната работна точка при голям диапазон на изменение на захранването, както и включването на допълнителни възможности в само един чип като измерване на силата на сигнала, нулев индикатор за точна настройка на УКВ, интегриране на АМ и ФМ в един чип, лесно и точно съгласуване както по вход, така и по осцилатор и след това междинна честота, използването на керамични филтри, с което почти изцяло се премахват индуктивните междинночестотни трансформатори и т.н.

Тези експерименти с едни, "по-особени", бих казал, схеми на радиоприемници, задоволиха моето любопитство. От друга страна, крайният резултат беше неочаквано добър. Радиоприемниците приемаха станции на АМ от Италия, Унгария, Словения, Румъния, Молдова, Украйна, Русия и още много други.


Пожелавам на всички приятни занимания!

Архив с графични оригинали на печатни платки: pcb.zip [zip,pcb][88kb]


Препратки:
1. Радиоприемные устройства, 9. Сопряжение настроек контуров в супергетеродине [jpg][2,2mb]
2. Japan AM Radio Scematics [zip,jpg][16,7mb]

Валери Терзиев
3 февруари 2019 година