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无线电电子与电气工程百科全书 业余无线电接收器，工作距离 160 米。 无线电电子电气工程百科全书
十多年前，《Radio》杂志发表了对短波长观测接收器的描述[1-4]，该接收器使用超外差电路和广泛使用的部件制成。 许多无线电爱好者从它的建造开始了他们的无线电之旅。 如今，当无线电运动员获得了新的范围 - 160 m，并且许多先进的无线电组件变得更容易使用时，作者为读者提供了专为在该特定范围内工作而设计的新开发的接收器。 接收器的框图没有改变——它也是一个具有一次变频和混合型检波器的超外差式接收器。 但由于在接收路径中使用了场效应晶体管和机电滤波器（EMF），它实际上并不逊色于现代业余无线电台更复杂的接收器。 灵敏度为几微伏，在 160 m 范围内足以接收很远的无线电台，选择性由 EMF 决定，在通带上方或下方失谐 60 kHz 时达到 70...3 dB。 由于在接收器中使用了具有线性特性的双栅极场效应晶体管，因此实际选择性（接收器抵抗强大无线电台干扰的能力，其频率可能与接收器的调谐频率不一致）混合器。 我们根据图1所示的电路图来分析接收器的装置和操作。 1. 接收器由晶体管 VT2 上的混频器、晶体管 VT3 上的第一本机振荡器、晶体管 VT1 上的中频放大器 (IFA) 和微电路 DA4、晶体管 VT5 上的混频型检波器、晶体管 VT2 上的第二本机振荡器组成。微电路DA6和晶体管VT7、VTXNUMX上有音频放大器(AF)。 业余频段160 m(频段1830...1930 kHz)的输入信号来自天线(其连接到插座XS1或XS2)到由电感器L2、L3和电容器C2形成的输入双路带通滤波器、C4、C1。 要以长度远小于四分之一波长的导线形式连接高阻抗天线，请使用插座 XS1，通过电容器 C3 连接到输入滤波器的第一个电路 (L1C40)。 低阻抗天线（约 2 m 长的四分之一波“梁”，偶极子或带有同轴电缆馈线的“三角形”）通过插座 XS1 连接到环形线圈 L3 的抽头。 天馈线的配重、地或编织线连接到与接收机公共线相连的XS1插座上。 每个天线的连接方法是根据最大体积和接收质量通过实验选择的。 更换天线时，可能需要对 L3CXNUMX 电路进行一些调整。
双环路输入滤波器提供良好的图像选择性，几乎消除了强大的中波广播设备的串扰。 滤波器选择的信号被馈送到场效应晶体管VT1的第一栅极。 本地振荡器电压通过电容器C5提供至其第二栅极。 分压器 R1R2 设置该栅极所需的偏置电压。 中频信号（500 kHz）是本地振荡器的频率与信号之间的差值，在混频器的漏极电路中通过由 EMF 绕组 Z1 的电感和电容器 C9 形成的电路进行隔离。 接收机的第一本振是根据晶体管VT2的电感三点电路制作的。 本振电路由电感器L3和电容器C7组成。 可以使用可变电容器 C2330 在 2430...6 kHz 范围内调谐本地振荡器频率。 电阻器R4和R5决定晶体管的直流工作模式。 隔离链 R3C10 和 R5C13 保护公共电源电路免受本地振荡器和中频信号进入其中的影响。 接收器中信号的主要选择由带宽为 1 kHz 的 EMF Z3 执行。 信号从其输出绕组（由 JV 电容器调谐至中频谐振）馈送到 IF 放大器。 它是在场效应晶体管VT3和微电路（共源共栅放大器）DA1上制成的。 整体增益相当大，为了选择其最佳值，晶体管VT3的源极电路中包含一个调节器——调谐电阻R8。 随着电阻的增加，通过晶体管的电流减少，瞬态特性的斜率也随之减少。 同时，负反馈增加，增益减小。 场效应晶体管上的 IF 晶体管第一级的高输入阻抗使其能够在主选择的 EMF 中获得尽可能最低的信号衰减。 为了避免强信号使放大器过载，使用了简单的自动增益控制 (AGC) 电路。 来自输出电路L4C17的IF电压通过耦合电容器C16提供给并联二极管检波器(二极管VD1)。 检测到的负极性电压通过平滑链R7C12提供给晶体管VT3的栅极并使其截止，从而降低增益。 AGC系统的响应时间由时间常数R7C12决定，释放时间由时间常数R6C12决定，分别为10和50 ms。 来自 L4C17 电路的放大 IF 信号通过 L5 耦合线圈馈送到由 VT4 场效应晶体管制成的检波器。 频率约为 500 kHz 的第二本振信号通过 C18R12 电路馈送到该晶体管的栅极，由于晶体管栅极结检测到本振电压 p-n，从而产生必要的负偏置电压。 本振电压的正半波使晶体管打开，其沟道（源漏极间隙）的电阻变小。 负半波使晶体管关闭，沟道电阻急剧增加。 因此，晶体管在受控有源电阻模式下工作。 在其通道的电路中，形成拍频电流，其音频频率等于信号频率与本机振荡器频率之间的差值。 单边带信号的频谱从中频区域转移到音频区域。 AF 信号经过电容器 C21 平滑后，进入音量控制 R11，并从其滑块传送到 AF 放大器。 接收机的第二个本机振荡器由晶体管VT5构成，其方式与第一个本机振荡器相同。 通常，在此类接收器中，第二个本地振荡器使用 500 kHz 石英谐振器。 这很方便，但使接收器更昂贵。 同时，与石英振荡器相比，传统 LC 振荡器在此频率下的频率稳定性相当足够。 此外，可以使用宽范围的 EMF 并将第二本地振荡器调整为其中的任何一个。 AF放大器是在DA2微电路（两级电压放大器）和晶体管VT6、VT7（复合射极跟随器）上制成的。 超声波频率输入处的R13C23链用于抑制IF信号。 微电路的第二晶体管的集电极电流流过二极管VD2，它在输出晶体管的基极设置一些初始偏置。 这减少了交叉失真。 复合射极跟随器的低输出阻抗使您可以将高阻抗和低阻抗耳机甚至音圈电阻至少为 4 欧姆的动圈头连接到接收器。 使用动圈磁头时，耦合电容C27的电容必须增加到50...100 µF，以避免低频过度衰减。 任何提供 9...12 V 电压、电流高达 40...50 mA 的主电源都适合为接收器供电。 确实，接收器仅在连接到其输出的动圈头的最大音量时消耗这样的电流。 在休息模式或使用高阻抗耳机时，接收器消耗的电流不超过 10 mA。 因此，对于这样的负载，接收器可以由原电池或总电压约为 9 V 的电池组供电。在任何情况下，电源电压均按照图中所示的极性提供给插座 XS6、XS7 。 现在介绍接收器的详细信息及其可能的替代品。 晶体管VT1可以是KP306、KP350系列中的任何一个。 这些晶体管中的一些可能需要向第一栅极施加小的正偏置电压。 然后按照与第二门电路类似的电路，在其电路中安装一个容量为75 ... 200 pF的隔离电容器和两个阻值为100 kOhm ... 1 MΩ的电阻。 通过选择电阻器，可实现 1 ... 2 mA 的漏极电流。 对于本机振荡器，具有任何字母索引的晶体管 KT306、KT312、KT315、KT316 均适用。 放大器和第二混频器的场效应晶体管可以是 KP303 系列中的任何一个，但是，当在源电路中使用与电阻器 R8 串联的高截止电压晶体管（字母索引 G、D 和 E）时，包含一个电阻为 330...470 欧姆的恒定电阻器，并联容量为 0,01 ... 0,1 μF 的电容器是有用的。 KP305 系列绝缘栅晶体管也可用于这些级。 KN8UN2B微电路（旧型号K1US182B）可以用K1US222B代替，KI8UN1D（K1US181D）可以用K1US221D或这些系列的其他微电路代替。 任何具有适当结构的锗低频低功率晶体管都适合作为输出。 可以安装低功率锗二极管来代替 VD1 和 VD2，例如 D2、D9、D18、D20、D311 系列。 对于所描述的接收器，任何平均频率为 460 ... 500 kHz 且带宽为 2,1 ... 3,1 kHz 的 EMF 都是合适的。 例如，这可能是带有字母索引 V、N、S 的 EMF-11D-500-3,0 或 EMF-9D-500-3,0（例如，作者使用的 EMF-11D-500-3,0S）。 字母索引指示该滤波器分配相对于载波的哪个边带 - 上边 (B) 或下边 (H)，或者 500 kHz 的频率落在滤波器通带的中间 (C)。 在我们的接收器中，这并不重要，因为在设置过程中，第二个本地振荡器的频率设置为低于滤波器通带 300 Hz，并且在任何情况下上边带都会突出显示。 读者可能会想：为什么接收机中的EMF需要发射上边带，而160 m频段的业余无线电台则需要发射下边带？ 事实是，当在该接收器中转换频率时，信号频谱被反转，因为本地振荡器频率被设置为高于信号频率，并且中频作为它们的差而形成。 对于电感器，使用了带有微调器的现成框架以及来自小型晶体管收音机（特别是来自 Alpinist 收音机）的 IF 电路的屏幕。 这种框架的草图如图所示。 2.将线圈分段绕制后，将圆柱形磁芯3放在框架2上，并将微调器1拧入框架中，然后将此结构封装在12x12x20毫米的铝屏中。
您可以使用具有不同磁芯和屏幕的框架。 这种情况下的线圈匝数是通过实验确定的。 例如，用SB-9铠装铁芯绕制线圈时，匝数应减少10%。 线圈用替代“利兹线”缠绕——四根轻微绞合的 PEL 0,07 导线。 使用用于缠绕来自逆变器电路的所用线圈的电线是很方便的。 仅第一本振（L3）的线圈可以用单芯PEL线0,17...0,25绕制。 缠绕时，线圈的匝数均匀分布在框架的各部分中。 通信线圈L5缠绕在环形线圈L4的顶部。 输入电路 L1 和 L2 的线圈各包含 62 匝，L1 处的抽头从第 15 匝开始，从输出电路的底部一匝开始计数。 线圈 L3 包含 43 匝，从第 9 匝开始抽头，也从输出电路中的底部一匝开始计数。 具有线圈L4和L5的逆变电路使用现成的，没有进行修改。 其线圈L4包含86匝LE 4X0,07导线，L5包含15匝单芯PELSHO 0,07...0,1导线。 第二个本地振荡器 L6 的线圈包含 86 匝 LE 4X0,07，从第 15 匝开始有一个抽头。 这里可以使用现成的逆变器电路线圈和通信线圈，按照图3所示的方式连接它们。 6（L6回路线圈，LXNUMXa-通信线圈）。 安装时必须严格遵守引线焊接的极性，否则本振不会被激磁。
如果输入线圈绕制有困难，可以用 IF 电路代替。 在这种情况下，输入滤波电容器的电容会减小：C1 - 高达 10 pF，C2 - 高达 1 ... 1.5 pF，C3 和 C4 - 高达 75 pF。 诚然，这种情况下的滤波器将不是很理想，因为电路将具有高特性阻抗，但接收器将工作得相当令人满意。 该版本中使用初级电路耦合线圈（Lla）来连接低电阻天线（图4），未使用次级电路耦合线圈。 固定电阻器 - 耗散功率为 0,125 或 0,25 瓦的任何类型。 音量控制R11是可变电阻SP-1，最好具有功能特性B，增益控制(调谐电阻R8)是SP5-16B或另一小尺寸电阻。 调谐电容器C6是空气电介质调谐电容器（KPV型），包含5个定子板和6个转子板。 通过实验选择板的数量以获得恰好 100 kHz 的调谐范围。 范围较大时，调谐到 SSB 电台会变得困难 - 因为接收器没有游标。 在没有这种电容器的情况下，可以通过串联一个容量为 40...50 pF 的“拉伸”电容器来使用晶体管广播接收器的小尺寸 KPI。 当然，为调谐电容器配备一个减速率为 1:3...1:10 的简单游标会很有用。 高频电路中使用的永久低容量电容器（C1 - C9、C11、C14、C16 - C20）为 KD、KT、KM、KLG、KLS、K10-7 或类似类型的陶瓷电容器。 云母压缩电容器 KSO 和薄膜 PO 或 PM 也适用。 电容器 C2 可以采用一根 PEL 0,8...1,0 电线（一个衬里）的形式制成，其上缠绕 10...15 匝 PELSHO 0,25 电线（另一个衬里）。 通过松开或重绕电线的匝数，可以轻松选择所得电容器的容量。 调整后，用胶水或清漆固定线圈。 在接收器的振荡电路中，尤其是外差式振荡电路中，需要安装具有低电容温度系数（TKE）的电容器——PZZ、M47或M75组。 其余电容器，包括氧化物（电解）电容器，可以是任何类型。 应该注意的是，许多电容器的电容可以在很宽的范围内改变，而不会降低接收器的质量。 因此，电容器C14和C16可以具有500...3300 pF的容量，C21和C23可以具有-2700 pF的容量。 10000 pF、C10、C12、C13、C15、C24 - 0.01...0.6 µF。 氧化物电容器的电容可能与图中所示的电容值相差 2 ... 3 倍。 当用高内阻的严重放电电池以及对脉动整流电压滤波不充分的整流器为接收器供电时，相对较大容量的电容器C26是有用的。 在其他情况下，其容量可降至 50 μF。 在接收器中缺少必要部件的情况下，可能会有一些变化。 例如，您可以拒绝 AGC 系统，排除详细信息 C16、VD1、R6、R7、C12。 EMF 输出绕组的输出（根据图表较低）在这种情况下连接到公共电线。 中频增益调节器最好放置在前面板上没有 AGC 的接收器中，并且为了使调节器的长线不受干扰，接收器板上应安装隔直电容，连接中频增益调节器的源极。 VT3晶体管接公共线。 其电容可为0,01…0,5微法。 如果接收器仅适用于高阻抗电话，则可以省去输出级——晶体管VT6、VT7和二极管VD2。 此时，DA9微电路的10脚和2脚连接在一起，并接电容C27，电容C0,5的电容可以减小到XNUMXμF。 除插座、可变电阻器和可变电容器外，接收器的所有部件均安装在由单面箔玻璃纤维制成的板上（图 5）。 连接图是为K118系列微电路绘制的，但在使用K122系列微电路时不需要进行任何修改——它们的柔性引线根据微电路的引脚排列穿入现有的孔中。 为了提高接收器的稳定性和抗自激性，形成公共线的箔片的面积被保留到最大。
印刷安装可以使用任何技术来完成——蚀刻、用刀或切割机切割凹槽。 在后一种选择中，可以方便地使用由钢锯条制成的特别锋利的刀具（图 6）。 通过频繁地左右摇动工具并相对缓慢地向前移动，可以在箔片上切出绝缘凹槽。 通过一些技巧，可以很快地以这种方式“雕刻”木板。
安装场效应晶体管时，应采取措施防止静电和干扰电压击穿。 晶体管端子通过细柔性导体相互连接，在端子焊接到板上后将其移除。 烙铁的主体通过导体连接到电路板的公共电线。 建议使用低压烙铁，通过降压变压器由电源供电。 直接焊接晶体管VT1端子时，最好将烙铁电源插头从电源插座上拔掉。 印刷电路板安装在接收器底盘上（图 7），由 2 毫米厚的软硬铝制成。 前面板上（覆盖有装饰性覆盖层）有可变电容器C6、音量控制R11和插座XS4、XS5。 其余插座和 R8 增益控制位于机箱后壁。 U 形底盘盖由更薄的半刚性硬铝制成。
主板及部件在机箱上的位置如图所示。 8、成品接收器外观如图9所示。 XNUMX.
外壳（底盘）的设计可能有所不同，重要的是遵循以下规则：将调谐电容器尽可能靠近第一个本地振荡器的线圈，靠近输入电路的天线插座以及增益放置调节器靠近晶体管VT3。 音量控制和电话插孔可以位于任何地方，但如果连接导体的长度为几厘米，则应使用屏蔽线，其编织层连接到板的公共线和机箱上。 在安装接收器之前，需要仔细检查安装情况并排除错误。 然后，打开接收器，用万用表检查晶体管和微电路的工作模式。 输出晶体管（VT6 和 VT7）发射极的电压应约为 5,5 V（所有值均针对 9 V 电源电压给出）。 通过用镊子接触电阻器R13的右侧端子来检查AF放大器的性能；耳机中应听到交流背景声。 当移动微调电阻 R3 滑块时，晶体管 VT2 漏极的电压应在 5...8,5 V 至 8 V 之间变化。 晶体管 VT1 的电流通过测量电阻器 R3 两端的电压来确定 - 它应该为 0,3 ... 1 V，对应于 0,8 ... 2,5 mA 的电流。 如果电流不足，则必须向第一个栅极施加偏置，如上所述，如果电流太大，则增加电阻器 R1 的电阻。 通过将万用表的探头连接到电容器 C13 或 C24 的端子来检查本地振荡器的性能。 它们两端的电压应为 5...7 V。闭合线圈 L3 和 L6 的端子应导致电压下降 0,5...1,5 V，这将表明存在发电。 如果没有产生，则应查找有故障的部件（通常是电感器或晶体管）。 在将单板安装到接收器机箱上之前，可以方便地执行以上所有操作。 调谐电容C6和音量控制不需要连接。 进一步的调整归结为将接收器电路调谐到所需的频率。 在这种情况下，建议至少使用最简单的标准信号发生器（SSG）。 将电路板安装到底盘上并完成缺失的连接后，频率为 20 kHz 的未调制信号（通过容量为 1000...3 pF 的电容器）从 GSS 提供到晶体管 VT500 的栅极。 L4C17逆变器电路被调整到最大AGC电压，该电压是用万用表在电容器C12上测量的。 应保持 GSS 输出信号的幅度，使 AGC 电压不超过 0,5...1 V。增益调节器 R8 设置为使晶体管 VT3 漏极电压为 5...6 V 的位置。 第二。 调节本地振荡器直到获得节拍——在连接到放大器34的输出的电话中发出响亮的哨声。L4C17电路也可以根据节拍的最大音量进行调节。 通过同一耦合电容将GSS信号施加到晶体管VT1的第一栅极后（输入电路不需要关闭），将GSS调谐到EMF通带的平均频率并选择电容C9的电容值C11根据最大AGC电压或根据接收器输出处的节拍音的最大音量。 同时，L6线圈的微调器应将第二本地振荡器的频率设置在EMF通带的下截止频率附近。 如果使用 EMF-9D-500-3.0V 滤波器，并且振荡器从 500 kHz 及更高频率调谐，则低频拍音应出现在频率 500,3 kHz 处，然后音调应在频率 503 处上升并消失千赫。 如果使用另一个频率滤波器，GSS 设置将相应改变，但现象的图像将保持不变。 设置的最后阶段是设置第一个本地振荡器和输入滤波器的电路。 从 GSS 向 XS1880 插座提供频率为 2 kHz 的信号后，接收器通过旋转 L3 线圈微调器调谐到该频率。 调谐电容C6的转子应处于中间位置。 线圈L1和L2的微调器设置最大接收音量。 最后，测量接收机的调谐范围（应覆盖 160 m 的整个业余范围），并检查范围边缘的灵敏度下降情况。 如果不超过1,4倍，输入滤波器带宽就足够了。 另外，为了扩大其容量，可以稍微增大耦合电容C2的电容值。 最终调整接收机的输入电路，建立接收业余电台信号时的最佳中频增益。 在没有 GSS 的情况下，IF 路径被调谐到接收器输出处的最大噪声，并且第二本地振荡器的频率根据该噪声的音调来设置。 当第二本地振荡器调谐到 EMF 通带的中心时，噪声具有最低音调。 在此设置阶段，您应确保大部分噪声来自晶体管 VT1 上的第一级。 为此，将 EMF 输入绕组的端子短路（将电容器 C9 焊接到端子上）——噪声量应显着降低。 选择电容器 C9 和 SP 以获得最大噪声，将电阻器 R8 的滑块设置到最大增益位置。 本地振荡器电路和输入电路在接收业余电台时进行调谐。 为了检测它们，天线可以通过容量为 20 ... 40 pF 的电容器连接到晶体管 VT1 的第一个栅极。 用L3线圈的微调器设置接收范围后，将L2C4电路调整到最大接收音量，然后通过将天线切换到XS2插座，最终调整两个输入滤波器电路。 您可以通过找到空中未调制的载波并使用电容器 C9 重建接收器来澄清第二个本地振荡器的频率设置。 随着其电容的减小，接收器的频率调谐，拍音应出现在约 300 Hz 的频率处，并在约 3 kHz 的频率处消失。 中频增益通过调谐电阻 R8 设置，以便在没有天线的情况下安静地听到接收器自身的噪声，并且当连接长度至少 10 m 的外部天线时，它会明显增加 - 这将是足够的标志接收器灵敏度。 在测试过程中，该无线电接收器在晚上使用室内天线接收了来自苏联欧洲和亚洲部分的许多业余无线电台的信号，包括卡累利阿、波罗的海国家、外高加索、伏尔加河地区和西西伯利亚。 文学
作者：V.Polyakov
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