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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA radio economica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio En la actualidad, la eficiencia de los receptores de radio adquiere cada vez más importancia: como saben, muchos receptores industriales no son económicos y, sin embargo, en muchas localidades del país los cortes de energía prolongados se han convertido en algo común. El coste de las baterías también resulta oneroso cuando se reemplazan con frecuencia. Y lejos de la "civilización", una radio económica es simplemente necesaria. El autor de esta publicación se propuso crear un receptor de radio económico con alta sensibilidad y capacidad de operar en las bandas HF y VHF. El resultado fue bastante satisfactorio: el receptor de radio es capaz de funcionar con una sola batería y en términos de corriente de reposo es sólo ligeramente inferior al diseño descrito en [1]. El receptor permanece operativo cuando la tensión de alimentación se reduce a 1 V. La sensibilidad del receptor es muy alta; no fue posible medirla con precisión debido a la falta del equipo de medición adecuado. Principales características técnicas
Durante las pruebas, el receptor funcionó diariamente durante 9 horas en lugar del altavoz del abonado. Cuando se utiliza una pila alcalina tipo LR6 "ALCALINA", el tiempo de funcionamiento aumenta varias veces. La vida útil de dichos elementos alcanza los 5 años, lo que los hace convenientes para un uso prolongado. Para aumentar la eficiencia, fue necesario optimizar el receptor, haciendo que cada uno de sus nodos fuera lo más económico posible. Estaba claro que la potencia principal de la fuente de alimentación la consumiría el amplificador de audio, y fue esta unidad la que recibió mayor atención. Las pruebas de la carcasa del receptor SOKOL-404 con un altavoz incorporado 0.5GD-37 mostraron que para una escucha individual cómoda, a veces es suficiente una potencia de salida de 1 ... 3 mW, y para reproducir dicha señal con aceptable calidad, la potencia máxima del amplificador no podrá exceder los 30 mW Para habitaciones pequeñas "tranquilas", este valor se puede reducir de 2 a 3 veces. Por supuesto, es importante contar con un altavoz de alta eficiencia. Las pruebas demuestran que los drivers con un diámetro de cono inferior a 5 cm suelen ser muy poco eficaces, por lo que no son adecuados para un receptor de radio económico. Al desarrollar el circuito, se determinaron algunas características del funcionamiento de los transistores que funcionan en modos de microcorriente. Según las fórmulas dadas en [2], un transistor con lK = 10 μA tiene una gran resistencia intrínseca del emisor de aproximadamente 2,5 kOhm. Con esta corriente, incluso en |h21E| =40, la resistencia de entrada de la cascada, ensamblada según un circuito con un emisor común, alcanza los 100 kOhm, lo que permite utilizar con éxito la inclusión completa de un circuito oscilatorio en el circuito base del transistor. Por otro lado, la pendiente de la característica del transistor a tal corriente no excede los 0,4 mA/V, por lo tanto, para obtener una buena amplificación, la resistencia de carga de la cascada debe ser de varias decenas de kiloohmios. Si la carga es un circuito oscilatorio, entonces para obtener una mayor resistencia resonante, debe elegir un valor de inductancia mayor y un valor de capacitancia menor. Esto es especialmente importante para las cascadas UHF. También debe tenerse en cuenta que las propiedades de frecuencia de los transistores a una corriente de 10 μA se deterioran varias veces debido a la influencia de las capacidades internas del transistor. Por lo tanto, para cascadas económicas, se deben seleccionar transistores con una capacitancia de colector baja y una frecuencia de corte alta. El receptor de radio que presentamos a la atención de los lectores consta de dos rutas independientes AM y FM, lo que permite simplificar al límite el cambio de banda. Puede parecer que el circuito receptor (Fig. 1) es demasiado complejo y contiene muchos transistores, pero los transistores en cajas de plástico ahora son más baratos que los condensadores.
Dependiendo de las necesidades, un radioaficionado puede elegir solo uno de los canales o reducir el número de bandas. Ambas rutas tienen una fuente de alimentación estabilizada de 0,93 V y funcionan con un UZCH común. La ruta AM se realiza mediante transistores VT1-VT12. El amplificador de RF se ensambla según un circuito emisor común utilizando el transistor VT1. El oscilador local se fabrica según un circuito capacitivo de tres puntos en el transistor VT2. Cuando los contactos del interruptor SA1 están cerrados, las bobinas de RF L1, L2 y el oscilador local l_3, L4 se encienden en cada par en paralelo, lo que corresponde al funcionamiento en la subbanda HF-2. El transistor VT3 realiza las funciones de un mezclador. El esquema para su inclusión no es convencional, pero ya ha sido utilizado en [1]. Para corriente CC, la base y el colector están conectados entre sí. En este caso, el voltaje en el emisor del transistor está determinado por la unión pn abierta base-mitter y es igual a aproximadamente 0,5 V. Este voltaje es la fuente de alimentación para el circuito colector. Dado que a corrientes bajas el voltaje de saturación del transistor suele ser de 0,1...0,2 V, el transistor crea un voltaje en la carga con una oscilación de hasta 0,3 V, que en este caso es bastante suficiente. Por tanto, la corriente consumida por la cascada está determinada únicamente por la resistencia de la resistencia en el emisor del transistor. La señal IF con una frecuencia de 465 kHz se alimenta a través de un filtro de doble circuito directamente a la base del transistor VT4, que, como ya se señaló, tiene una alta resistencia de entrada y el circuito casi no se deriva. Las primeras tres etapas del amplificador se alimentan a través del transistor VT10, que junto con el transistor VT11 operan en el amplificador AGC. A medida que aumenta el voltaje en la salida del detector, también aumenta el voltaje en el emisor del transistor VT11. Esto conduce al cierre parcial del transistor VT10 y se reduce la ganancia de las tres primeras etapas del amplificador. Para recibir señales de estaciones de radioaficionados en el rango de 14 MHz, el receptor está equipado con un oscilador local de telégrafo en un transistor VT8, que consume una corriente de aproximadamente 3 μA. Se apaga con el interruptor SA2. Sólo hay tres circuitos IF instalados en el camino, pero todos tienen una configuración bastante nítida, lo que proporciona la selectividad y sensibilidad requeridas. Sin embargo, la selectividad se puede aumentar fácilmente instalando otro circuito similar en lugar de la resistencia R9. En este caso, es mejor reducir la resistencia de la resistencia R8 a 22-24 kOhm. El transistor VT12 se utiliza para ensamblar una etapa de ultrasonido preliminar, que amplifica la señal al nivel de sensibilidad del dispositivo de ultrasonido principal. La ruta AM se probó con diferentes bobinas en frecuencias de 3 a 30 MHz. Para cambiar los límites de las subbandas KB, basta con cambiar el número de vueltas de las bobinas L1-L4. La ruta FM se ensambla mediante transistores VT13-VT24 con una frecuencia intermedia baja y un detector de conteo. Esta opción tiene un inconveniente: doble sintonización para cada estación de radio, pero este principio es bastante sencillo de implementar en modo económico. Al mismo tiempo, la selectividad de la ruta resultó ser suficiente para recibir de manera eficiente y sin interferencias señales de estaciones de radio que difieren en frecuencia en solo 300 kHz. El amplificador de RF de la ruta FM se realiza sobre un transistor VT13 según un circuito con una base común. Los circuitos del amplificador de RF y del oscilador local son completamente idénticos, ya que funcionan casi a la misma frecuencia. La carga del mezclador es la resistencia R26. El condensador C42 cierra efectivamente la carga a altas frecuencias y la señal de frecuencia intermedia filtrada con una banda de 50 ... 100 kHz se amplifica mediante un amplificador IF de cinco etapas fabricado con transistores VT16 - VT20. Debido a la influencia de las capacidades internas de los transistores, la ganancia de las cascadas disminuye rápidamente al aumentar la frecuencia, lo que naturalmente forma la respuesta de frecuencia necesaria. Para obtener suficiente ancho de banda, en el amplificador se utilizan transistores con una pequeña capacitancia de colector; de lo contrario, el ancho de banda puede ser demasiado estrecho, lo que provocará una distorsión no lineal de la señal moduladora. Para ampliar la banda, se puede aumentar la corriente a través de los transistores reduciendo proporcionalmente los valores de las resistencias R29, R30, R32, R34, R36 y R38. Los condensadores del amplificador influyen en la formación de la respuesta de frecuencia, por lo que sus valores no deben cambiarse mucho. El amplificador amplifica la señal a un nivel de al menos 0,2 V. Se ensambla un modelador de pulso en los transistores VT21 y VT22. En ausencia de señal, el transistor VT21 está abierto hasta la saturación, el voltaje en su colector es bajo y el transistor VT22 está bien cerrado. Los semiciclos negativos de la señal IF cierran ligeramente el transistor VT21, mientras que VT22 se abre. Como resultado, se forman pulsos rectangulares con gran amplitud en la resistencia R41. Estos impulsos se diferencian por la cadena C53, VD2. Así, en el diodo VD2 se forma una secuencia de impulsos cortos de igual duración, cuya frecuencia de repetición varía según la ley de modulación. Al abrir el transistor VT23 del detector de frecuencia, el filtro C54R43C55 suaviza los pulsos y los convierte en una señal de audiofrecuencia. Luego pasa a la etapa de preamplificación en el transistor VT24. Se eligió la capacitancia del condensador C56 para atenuar las frecuencias inferiores a 200 Hz, que el altavoz aún no reproduce, lo que sobrecarga innecesariamente la sirena ultrasónica, cuya potencia ya es limitada, y provoca un mayor consumo de corriente. A partir de estas consideraciones, también se eligieron las capacitancias de los condensadores C32 y C58. La sirena ultrasónica está montada sobre transistores VT25, VT29 - VT33. Su modo de funcionamiento determina el voltaje en el colector del transistor VT25. Este transistor se alimenta en parte desde el estabilizador de voltaje a través de la resistencia R48 y en parte desde la batería a través de la resistencia R53. Utilizando la relación de las resistencias de estas resistencias, fue posible mantener la simetría de la limitación de la señal sinusoidal cuando el voltaje de alimentación cambió de 1,6 a 1,0 V. El estabilizador de voltaje está montado sobre transistores VT26 - VT28 y mantiene un voltaje de salida de 0,93 V cuando la batería se descarga a 1 V. Los transistores VT1 y VT3 se pueden reemplazar con KT3127A, KT326A y, con resultados ligeramente peores, con KT326B. Los transistores VT4 - VT7 y VT9 deben tener una capacitancia de colector baja y h21E de al menos 50. Los transistores VT10 y VT11 tienen h21E de al menos 250. El transistor KT361V funciona bien en un oscilador local de telégrafo. En la ruta FM, los requisitos para los transistores IF son los mismos que en la ruta AM. En lugar de KT339G, los transistores KT368 o KT316 funcionan bien, así como cualquiera con una capacitancia del colector de no más de 2 pF. En casos extremos, es muy posible utilizar transistores con una capacidad de 6 pF, por ejemplo, KT3102B, pero en este caso la corriente del colector de cada una de estas etapas debe triplicarse, reduciendo la resistencia de carga. Entonces la eficiencia general disminuirá ligeramente. Los transistores del tipo KT13 funcionan mejor como VT15-VT363, pero KT3128A, KT3109A se pueden utilizar con resultados ligeramente peores. En un detector de frecuencia, puede utilizar GT309, GT310 con un valor Iko bajo. Cuando se desconecta el condensador C53, la corriente de fuga del transistor debe crear una caída de voltaje a través de la resistencia R42 de no más de 50 mV. En la unidad ultrasónica, en lugar de VT30-VT33, se pueden utilizar transistores de baja frecuencia de germanio de la conductividad requerida con h21E de al menos 50, es recomendable seleccionarlos en pares. Los transistores VT25-VT29 tienen 21E de al menos 200. Esto es especialmente cierto para el transistor VT26. En su lugar, puede utilizar KT3107I, KT350A. Los condensadores de óxido deben tener una corriente de fuga mínima, especialmente C64 y C65. Los condensadores como el K52-16 funcionan bien. Los condensadores de óxido deben tener una potencia nominal de 16-25 V y, antes de su instalación, deben mantenerse al voltaje máximo hasta que la corriente de fuga se reduzca a unos pocos microamperios. La unidad KPE se utiliza desde la radio de un automóvil chino. Los circuitos IF en la ruta AM están listos para usar en el receptor de radio Souvenir. También son bastante aplicables otros circuitos con condensadores de 510 pf. El uso de circuitos con mayor capacitancia reducirá la ganancia de las etapas cargadas en estos circuitos. Para restaurar la ganancia, tendrás que aumentar el consumo actual de estas etapas. Las bobinas L1 -L4 se enrollan en marcos de bobinas KB del receptor Ocean o similar. L1 y L3 tienen 20 vueltas cada uno, y L2 y L4 tienen 25 vueltas de cable PEV-2 de 0,2 mm. La bobina L4 tiene derivación a partir de la 7ª vuelta, contando desde el terminal de tierra. La bobina L7 está enrollada en un marco de cuatro secciones y tiene 400 vueltas de alambre PEV-2 de 0,1 mm. No tiene pantalla En el camino FM, las bobinas L9-L12 se enrollan en marcos con un diámetro de 4,5 mm con trimmers de latón. L9 y L11 tienen 14 vueltas cada uno, y L10 y L12 tienen 15 vueltas de cable PEV-2 de 0,3 mm. Conmutador SA1 tipo PD-2 2P4N del receptor OLYMPIC. Para configurar el receptor, necesitará un osciloscopio, un voltímetro con una resistencia de entrada de al menos 1 MOhm y un generador de señal sinusoidal 3H. Para simplificar el procedimiento de configuración, es mejor ensamblar primero el receptor en una placa, soldando las piezas en pines largos entre los buses de alimentación, y solo después de la configuración transferir las piezas ya seleccionadas a la placa de circuito impreso. El dispositivo no es "caprichoso" y funciona de manera estable en el prototipo. El estabilizador de voltaje requiere seleccionar la resistencia R52 de acuerdo con el voltaje de salida de 0,93...0,94 V. En este caso, en lugar de la carga, se debe conectar una resistencia con una resistencia de 3,3 kOhm. El condensador C59 debe conectarse a la salida del estabilizador. Cabe recordar que después de soldar es necesario esperar 5 minutos para que las piezas se enfríen y se establezca el voltaje de salida. Luego instalaron la sonda ultrasónica. Al principio es mejor no soldar las resistencias R59 y R60. En este caso, la corriente de reposo del amplificador puede alcanzar 1...1.5 mA. Al seleccionar la resistencia R47, es necesario lograr simetría en la limitación de la señal sinusoidal en la salida de la sirena ultrasónica. Después de esto, se seleccionan las resistencias R59 y R60, comenzando con un valor nominal de 30 kOhm. La resistencia de las resistencias se reduce gradualmente, monitoreando el aumento de la distorsión del paso y la disminución de la corriente de reposo. Debe elegir una calidad de sonido aceptable con una corriente de reposo mínima. La corriente de reposo del autor fue de 110 μA. Luego, al variar el voltaje de suministro de 1,6 a 1 V, debe asegurarse de que el recorte de la onda sinusoidal permanezca simétrico; de lo contrario, deberá seleccionar las resistencias R48 y R53. Después de ensamblar la ruta AM, debe medir el voltaje AGC en el capacitor C16. No debe ser inferior a 0,8 V. Para aumentarlo, es necesario reducir la resistencia de la resistencia R17 en un 10...20% o seleccionar el transistor VT10 con un valor h21E grande. Después de que el amplificador comience a funcionar, el oscilador local debe ser equilibrado. Para que funcione inmediatamente, primero debes aumentar su consumo actual. Para hacer esto, la resistencia de la resistencia R4 se reduce a 3,3 kOhm y el receptor se sintoniza con la señal GSS o con las estaciones de radio recibidas. Es conveniente configurar los circuitos utilizando el voltaje mínimo AGC en el capacitor C16. Después de completar la configuración de la ruta, debe aumentar la resistencia de la resistencia R4 a un valor en el que el oscilador local se excite de manera confiable en todo el rango de frecuencia. El oscilador local de telégrafo se configura de la misma manera. Configurar la ruta FM no es difícil. Al tocar la base del transistor VT16, puede verificar la funcionalidad del amplificador IF. El oscilador local se configura de la misma manera que en la ruta AM. Una vez lograda la recepción de estaciones de radio, es necesario reducir la capacidad de comunicación con la antena para que la recepción se deteriore. Esto permitirá sintonizar las bobinas L10 y L9 en resonancia. Debe recordarse que primero es necesario ajustar el rango VHF-1 cuando los contactos SA1 están abiertos y las bobinas L10 y L12 están sujetas a ajuste. Después de esto, cerrando los contactos SA1, ajuste el rango VHF-2 con las bobinas L9 y L11. Como carcasa para el receptor se puede utilizar cualquier altavoz industrial con un altavoz suficientemente grande que tenga una resistencia de bobina móvil de al menos 8 ohmios. El autor utilizó una carcasa con un altavoz del receptor Sokol-404. Si sigue los principios básicos del cableado de un circuito impreso, puede estar seguro del buen funcionamiento del receptor. En ausencia de experiencia en la colocación de piezas en el tablero, se puede repetir su colocación según el diagrama esquemático. En la Fig. 2 se muestra un ejemplo de instalación para la carcasa seleccionada. XNUMX.
Algunos radioaficionados fabrican placas de circuito impreso con fibra de vidrio de doble cara, dejando una capa de cobre sólida en un lado y conectándola a un cable común para mejor blindaje... En relación con el receptor descrito, el autor recomienda encarecidamente no hacer esto. En este caso, la capacidad de instalación será tan grande que incluso la funcionalidad de la estructura será muy dudosa. También se deben tomar precauciones contra el efecto "micrófono", que a menudo se observa en receptores de radio con rangos de alta frecuencia. Si es necesario, puede introducir bandas de onda media o larga en el receptor proporcionando el circuito de conmutación necesario y un convertidor de frecuencia adicional. El colector del transistor mezclador se puede conectar simplemente al colector VT3. El diseño del circuito, ligeramente modificado, así como los datos de la bobina se pueden utilizar de la publicación [1]. En este caso, la tensión de alimentación debe suministrarse únicamente a uno de los mezcladores. Las pruebas del receptor han demostrado que la calidad de su trabajo no es inferior a los diseños industriales. En la gama VHF el receptor tiene buen sonido, en HF cabe destacar que tiene poco ruido intrínseco. En el rango de 14 MHz, la antena telescópica puede recibir muchas estaciones de radioaficionado. Literatura
Autor: S.Martynov, Togliatti, región de Samara
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Comentarios sobre el artículo: Serguéi Martínov, sergej_52@inbox.ru El autor del receptor puede dar consejos sobre el montaje y ajuste del receptor, responder preguntas.
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