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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Receptor económico de amplificación directa. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio El incansable interés de los radioaficionados novatos en la construcción de receptores simples de amplificación directa obligó al autor a emprender el desarrollo de otro receptor económico de onda media que funcione con auriculares de baja impedancia. Naturalmente, en el diseño también se utilizaron sus desarrollos anteriores, en particular el detector de amplitud sensible descrito en Radio, 1994, núm. 7, p. 10. Resultó que este detector permite simplemente introducir un sistema de control automático de ganancia (AGC) en el amplificador de radiofrecuencia (RFA) del receptor, y funciona sólo con señales suficientemente fuertes, es decir, resulta ser “AGC con retraso”. La recepción se realiza mediante la antena magnética WA1 (ver figura) El circuito de entrada está formado por una bobina y un condensador variable (VCA) C1. Dado que el receptor de RF utiliza transistores bipolares, que cargan significativamente el circuito de entrada, se utiliza un circuito de conexión secuencial rara vez utilizado al circuito de entrada de la primera etapa, fabricado en el transistor VT1 según un circuito de base común (CB). También nos permitió abandonar la bobina de comunicación.
Echemos un vistazo más de cerca al funcionamiento del circuito de entrada. Como se sabe, la resistencia de entrada de una cascada con un OB es pequeña y asciende a decenas, como máximo a cientos de ohmios, y aumenta al disminuir la corriente a través del transistor. Conectando esta resistencia r en serie con el circuito de entrada, obtenemos su factor de calidad aproximadamente igual a X/r, donde X es la reactancia de la bobina o condensador del circuito (a la frecuencia de resonancia son iguales). Despreciamos la propia resistencia activa de la bobina, ya que con una fabricación de alta calidad es mucho menor que r. Cuando el circuito se sintoniza en frecuencia, la reactancia aumenta linealmente y el factor de calidad Q aumenta en proporción a la frecuencia f. Al mismo tiempo, el ancho de banda del bucle es igual a f/Q. En consecuencia, debe permanecer constante al sintonizar todo el rango, lo que elimina la principal desventaja de los receptores de amplificación directa: un ancho de banda muy estrecho en el extremo de baja frecuencia del rango y excesivamente ancho en el extremo de alta frecuencia. Haremos un cálculo aproximado. A una frecuencia de 500 kHz, la capacitancia del KPI es máxima (180 pF) y su reactancia es de 1.7 kOhm. Tomando la resistencia de entrada de la cascada junto con una resistencia conectada en paralelo R1 r - 50 ohmios, obtenemos Q = 35 y un ancho de banda de 15 kHz. En el extremo del rango de alta frecuencia, la frecuencia se triplica (1500 kHz), la reactancia aumenta a 5 kOhm y el factor de calidad aumenta a 100. En este caso, el ancho de banda sigue siendo el mismo (15 kHz). Para que esto sea así en la realidad, el factor de calidad intrínseco (constructivo) del circuito, prácticamente determinado por el factor de calidad de la bobina, debe ser alto, al menos 250. Si el factor de calidad intrínseco del circuito es insuficiente, el Las dependencias indicadas se pueden preservar debilitando la conexión con el circuito a medida que aumenta la frecuencia, lo que se puede lograr derivando la resistencia R1 con un capacitor, que se selecciona durante la configuración. Es cierto que esto se debe a cierta pérdida de sensibilidad en el borde del rango de alta frecuencia. El amplificador de RF del receptor es de dos etapas, fabricado sobre transistores VT1, VT2 de diferentes estructuras, con acoplamiento directo entre las etapas mediante corriente continua. La amplificación del voltaje principal la proporciona la primera etapa, la segunda está conectada por un seguidor de emisor y solo amplifica la corriente de la señal. Desde la salida del control de frecuencia de RF, la señal se envía a un detector de amplitud montado en un transistor VT3 y diodos VD1, VD2. En ausencia de señal, el voltaje en el colector del transistor VT3 es de aproximadamente 1 V. en la base - 0.5 V. El diodo VD1 se abre con una pequeña corriente de base, es decir, el punto de operación está en la sección característica con máxima curvatura, correspondiente al voltaje umbral de los dispositivos semiconductores de silicio de aproximadamente 0.5 V. Las medias ondas negativas de la señal de entrada no pueden cerrar el transistor porque esto lo impide el aumento de corriente a través del diodo VD 1. Las medias ondas positivas abren el transistor y el voltaje en su colector cae. El diodo se cierra y las medias ondas negativas de la señal detectada se liberan en el colector del transistor. A través del diodo VD2, estas medias ondas descargan el condensador de filtro C5 y la tensión detectada aparece en la salida del detector. Dependiendo de la amplitud de la señal, este voltaje disminuye de 1.5 V (en ausencia de señal) a -0.5 V (señal máxima) Desde la salida del detector, el voltaje de polarización se suministra a través del circuito VD3R4 al RF. transistores. El diodo VD3 "consume" alrededor de 0.5 V, por lo tanto, con la señal máxima, la corriente de polarización disminuye a casi 0 y los transistores de RF se cierran. Así funciona el sistema AGC, que permitió abandonar el uso de un control de volumen en el receptor. Los condensadores C2 y C3 filtran el voltaje AGC, cortocircuitan las frecuencias de audio y pasan solo el componente de CC a la base. La capacitancia requerida la proporciona el capacitor de óxido C3, pero como puede tener una resistencia notable a altas frecuencias, también se requiere un capacitor cerámico C2. Ambos condensadores se pueden sustituir por una capacitancia cerámica de 0,15...0,68 µF. Además de la reducción de la ganancia, en este dispositivo se produce otro fenómeno favorable: la resistencia de entrada de la primera etapa del amplificador aumenta con señales fuertes, ya que se cierra y la corriente del emisor del transistor VT1 disminuye. Esto reduce el factor de calidad del circuito de entrada y amplía su ancho de banda, lo cual es útil al recibir estaciones locales: se mejora la reproducción de frecuencias más altas del espectro de audio. Consideremos ahora la cuestión de los niveles de señal en varios lugares del recorrido de radiofrecuencia del receptor. Una estación de radio de onda media no muy potente crea una intensidad de campo de aproximadamente 10 mV/m a una distancia de varios cientos de kilómetros. La altura efectiva de la antena magnética es de aproximadamente 0.01 m, por lo que el voltaje de la señal que opera en el circuito de entrada es aproximadamente igual a 100 μV. Es esto lo que se aplicará al emisor del primer transistor de RF (el voltaje en la bobina L1 o en el condensador C1 es Q veces mayor, pero este hecho no se utiliza en este desarrollo). La ganancia de voltaje del primer transistor es de aproximadamente 100 y la del segundo está cerca de la unidad. Esto significa que el detector recibirá un voltaje de señal de aproximadamente 10 mV, suficiente para su funcionamiento normal. La amplitud de la señal AF detectada alcanza décimas de voltio. Este voltaje es suficiente para operar teléfonos de baja impedancia, pero es necesario aumentar significativamente la corriente de salida del detector. Por esta razón, el amplificador AF se fabrica según un circuito seguidor de emisor compuesto utilizando transistores VT3, VT4 de diferentes estructuras. La corriente de polarización requerida no se obtiene de la fuente de alimentación, sino de la salida del detector, donde hay un voltaje estable de 1.5 V, que depende ligeramente del grado de descarga de la batería, que disminuye ligeramente al aumentar el nivel de la señal. Para ello sirve la cadena R7C6: la resistencia R7 influye en la corriente inicial de los transistores del amplificador AF y el condensador C6 garantiza el paso libre de las señales AF. Para que el funcionamiento del receptor no se deteriore cuando se utilizan elementos galvánicos altamente descargados con mayor resistencia interna, la fuente de alimentación se desvía mediante los condensadores C7 y C8. El primero proporciona baja impedancia en frecuencias de radio y el segundo en frecuencias de audio. Los auriculares están conectados al conector X1. Un poco sobre los detalles. Es mejor enrollar la antena magnética en un núcleo magnético grande, por ejemplo con un diámetro de 10 y una longitud de 200 mm, hecho de ferrita 400NN o 600NN. La bobina L1 en este caso contiene 75 vueltas de cable LESHO (cable Litz) 21x0,07. El alambre se enrolla vuelta a vuelta, en una sola capa, sobre un marco de papel encerado. Puede utilizar una antena magnética de onda media ya preparada a partir de receptores de transistores obsoletos. Por lo general, también tiene una bobina de acoplamiento, que es mejor quitar o conectar en serie con la bobina del bucle para que no cree resonancias parásitas a altas frecuencias, abriendo así el camino a la interferencia. KPE C1 con un dieléctrico sólido se utiliza en un aparato de radioaficionado para niños. Cualquier KPI de receptores de transistores funcionará con igual éxito. Si hay una unidad KPI, entonces es recomendable conectar ambas secciones en paralelo para ampliar el rango de ajuste del KPI con un dieléctrico de aire que no es peor, pero es de tamaño mucho mayor. Los transistores de la serie indicada en el diagrama pueden tener cualquier índice de letras. Diodos VD1-VD3: cualquier silicio, alta frecuencia de baja potencia o pulsados, por ejemplo, las series KD520 - KD522. Resistencias y condensadores de cualquier tipo. Los condensadores cerámicos C2, C4, C6, C7 y C9 pueden tener una capacitancia de 0,01 a 0,15 μF, el condensador de óxido C3, de 0,15 a 2 μF, C8, de 20 μF y superiores. Auriculares de baja impedancia: TM-2, TM-4 o de reproductores importados. En la última versión, se pueden conectar un par de teléfonos estéreo en paralelo puenteando los contactos correspondientes en el conector, o mejor aún, en serie para aumentar su resistencia, lo que permite "ahorrar" corriente ultrasónica al mismo volumen. En este caso, sin embargo, tendrás que cambiar los cables de uno de los teléfonos de esta manera. para que trabajen en fase. El receptor se monta sobre una placa de circuito impreso, sobre una placa getinaks perforada o sobre cartón grueso con agujeros para los cables de las piezas. Es aconsejable no colocar las piezas del detector muy cerca de la antena magnética y de la unidad de control para evitar conexiones parásitas y la autoexcitación del control de frecuencia de RF. El tablero se colocará en todo caso de dimensiones adecuadas. La configuración del receptor comienza configurando la corriente de reposo de la sonda ultrasónica (2 2 5 mA) con los teléfonos conectados seleccionando la resistencia R7. La corriente se mide con un miliamperímetro conectado en paralelo a los contactos abiertos del interruptor SA1. Durante las mediciones, es aconsejable "desenergizar" el URF conectando un puente de cable entre la base del transistor VT1 y el cable común. Luego se desconecta el puente y la corriente de RF se determina aumentando el consumo de corriente (aproximadamente 0,7 mA). Más precisamente, el modo RF se establece seleccionando la resistencia R4 y midiendo el voltaje en el emisor del transistor VT2; debe ser aproximadamente la mitad del voltaje de suministro. La última operación consiste en establecer los límites del alcance recibido seleccionando el número de vueltas y la posición de la bobina L1 en la varilla de la antena magnética. Es conveniente navegar utilizando la potente estación de radio "Mayak" en una frecuencia de 549 kHz; debe recibirse con la capacidad de KPI cerca del máximo. Un receptor correctamente ensamblado y ajustado es bastante económico y consume una corriente de aproximadamente 3 mA de una batería de dos elementos "dedos" (tipo 316 o AA) conectados en serie. Dentro de la región de Moscú, proporcionó una recepción confiable de casi todas las estaciones de radio centrales que transmiten en el rango CB. Autor: V.Polyakov, Moscú
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