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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Receptor de ganancia directa de onda media. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Actualmente, los receptores de radiodifusión se construyen principalmente utilizando un circuito superheterodino. Hay muchas razones para esto: alta sensibilidad y selectividad, que cambian poco al ajustar y cambiar de rango, alta estabilidad y repetibilidad de los parámetros durante la producción en masa. Para la recepción en el rango de longitudes de onda cortas, es difícil para un receptor superheterodino encontrar un sustituto adecuado. Pero para el rango de onda media también son adecuados receptores de amplificación directa mucho más sencillos. Su principal inconveniente es la baja selectividad. Pero, por regla general, proporcionan una mejor calidad de recepción, hacen menos ruido, no crean silbidos de interferencia y no tienen canales de recepción laterales. El factor de calidad de los circuitos en el rango CB puede alcanzar 200 o más, mientras que el ancho de banda del circuito es incluso menor de lo necesario para la recepción normal de señales AM. En consecuencia, los circuitos se pueden conectar en filtros de paso de banda, formando una respuesta de frecuencia más o menos rectangular de la ruta de radio. Pero esto es difícil de hacer, ya que los circuitos deben ajustarse según el rango y un receptor multicircuito resulta difícil de fabricar y configurar. Existe otra forma de aumentar la selectividad de un receptor de amplificación directa, que rara vez se utiliza. Consiste en utilizar el llamado método de recepción pseudosincrónico, en el que el nivel de la señal en la frecuencia portadora de la estación deseada se eleva en la ruta de radio mediante un circuito de banda estrecha. El detector de amplitud del receptor tiene la propiedad de suprimir las señales débiles de las estaciones perturbadoras en presencia de una señal útil intensa, y la magnitud de esta supresión es proporcional al cuadrado de la relación entre las amplitudes de las señales perturbadoras y útiles (ver ; Chistyakov N.I., Sidorov V.M. Receptores de radio. - M.: Comunicación, 1974, §13.3). Amplificando la portadora varias veces se consigue una supresión de interferencias muy significativa. Elevar la portadora también reduce la distorsión al detectar una señal útil. Pero un circuito de banda estrecha que eleva la portadora debilitará inevitablemente los bordes de las bandas laterales de la señal recibida, correspondientes a las frecuencias superiores del espectro de audio. Este inconveniente puede eliminarse fácilmente asegurando un aumento correspondiente en las frecuencias superiores en el NA después del detector. Fue precisamente esta forma de aumentar la selectividad la que se eligió al desarrollar el receptor descrito. Este receptor está diseñado para recibir estaciones locales y potentes de larga distancia en el rango CB 530... 1600 kHz. En términos de sensibilidad, no es muy inferior a los superheterodinos de clase III-IV, pero proporciona una calidad de recepción notablemente mejor. Su selectividad, medida por el método habitual de señal única, es bastante baja (10...20 dB con una desafinación de 9 kHz), sin embargo, se suprime la señal perturbadora en el canal adyacente, igual en amplitud a la útil. debido al efecto descrito anteriormente en 26...46 dB. La potencia de salida del ULF incorporado no supera los 0,5 W, esto es suficiente para escuchar transmisiones de radio a través de auriculares o un altavoz en una sala de estar común (la atención principal durante el desarrollo no se prestó al volumen, sino a la calidad de reproducción de sonido). El receptor se alimenta de cualquier fuente con un voltaje de 9...12 V, el consumo de corriente en modo silencioso no supera los 10 mA. Analizaremos el funcionamiento del receptor con más detalle haciendo referencia a su diagrama de circuito mostrado en la Fig. 1.
El circuito de banda estrecha que enfatiza la portadora de la señal recibida es el circuito de la antena magnética L1C1C2 con un factor de calidad de al menos 200...250. Su ancho de banda en el nivel 0,7 es, cuando se puede sintonizar en todo el rango, de 2,5 a 6 kHz. La señal recibida aislada por el circuito se alimenta al amplificador de RF, realizado según un circuito cascodo utilizando transistores de efecto de campo VT1 y VT2. El amplificador en cascada tiene una alta impedancia de entrada y prácticamente no pasa por alto el circuito de la antena magnética, es decir, no reduce su factor de calidad. El primer transistor VT1 se selecciona con un voltaje de corte bajo (0,5... 3 V) y el segundo transistor VT2 se selecciona con un voltaje de corte mucho más alto (8 V). Esto hizo posible conectar la puerta del segundo transistor al cable común y utilizar un mínimo de piezas en el amplificador. La corriente de drenaje total del amplificador es igual a la corriente de drenaje inicial I desde el comienzo del primer transistor (0,5...2,5 mA), y su voltaje de drenaje es igual al voltaje de polarización del segundo transistor (2... 4V). La carga del amplificador cascodo es el segundo circuito resonante sintonizable L3C6C7, conectado a la salida del amplificador a través de la bobina de acoplamiento L2. Este circuito tiene un factor de calidad significativamente menor (no más de 100... 120) y transmite el espectro de la señal AM con sólo una ligera atenuación en los bordes de las bandas laterales. La introducción de otro circuito en el receptor es necesaria porque, como lo demuestra la práctica, la selectividad de un circuito de antena magnética no es suficiente para desconectar completamente las señales de estaciones locales potentes, incluso aquellas que están muy alejadas en frecuencia de la frecuencia de sintonización del receptor. Además, el segundo circuito limita drásticamente el ancho de banda y, por tanto, la potencia de ruido que llega del amplificador al detector. Estructuralmente, es fácil introducir un segundo circuito, ya que la gran mayoría de los KPI se producen en forma de bloques dobles. La segunda cascada de amplificadores, aperiódica, está montada sobre un transistor de efecto de campo VT3. Se carga en un detector de diodos VD1, VD2, realizado según un circuito de duplicación de voltaje. La señal AGC de polaridad negativa desde la carga del detector - resistencia R7, a través de la cadena de filtro R4C4, se suministra a la puerta del primer transistor URCH. VT1 y bloquea la EGR al recibir estaciones potentes. Esto reduce la corriente total del amplificador cascodo y su ganancia. La capacitancia del condensador de bloqueo C/0, que desvía la carga del detector, se elige pequeña. Esto es muy importante, ya que la supresión de interferencias en el detector se produce sólo bajo la condición de que en la carga del detector se asigne la diferencia de frecuencia de batido entre las portadoras de las estaciones útil y perturbadora. La señal de audio detectada se envía a través de la cadena de corrección R8R9C11 a la puerta del seguidor de fuente VT4. Al mover el control deslizante de la resistencia R8, puede cambiar la cantidad de aumento en las frecuencias superiores del espectro de audio, debilitadas por el circuito de la antena magnética. Esta resistencia variable también sirve con éxito como control de tono. El seguidor de fuente VT4 hace coincidir la salida del detector con el filtro de paso bajo L4C14C15C16. El filtro de paso bajo tiene un ancho de banda de aproximadamente 7 kHz y un polo de atenuación (es decir, máximo) a una frecuencia de 9 kHz, correspondiente a la frecuencia de batido entre las portadoras de estaciones que operan en canales de frecuencia adyacentes. El filtro de paso bajo filtra ésta y otras frecuencias de batido de la señal útil con ruido y aumenta así aún más la selectividad de dos señales del receptor. A la salida del filtro de paso bajo, el control de volumen R12 está conectado a través de la resistencia correspondiente R13. La resistencia R12 solo se necesita para garantizar que el regulador no cortocircuite la salida del filtro de paso bajo a niveles de volumen muy bajos. Puede conectar cualquier ULF o la entrada de un amplificador de grabación de una grabadora a la salida del receptor. En este caso, el control de volumen R13 no es necesario, la señal de salida se elimina del condensador de filtro de paso bajo C15 y la resistencia R12 se transfiere a la entrada del filtro de paso bajo y se conecta en serie con el condensador de separación C12. El propio ULF del receptor se realiza de acuerdo con un esquema simple que se muestra en la fig. 2.
El transistor VT7 amplifica el voltaje de la señal de entrada. La etapa de salida, un amplificador de potencia, es un repetidor de señal push-pull ensamblado mediante transistores compuestos de varios tipos de conductividad. El diodo VD1, incluido en el circuito colector del preamplificador VT7, crea una pequeña polarización inicial en las bases de los transistores de cascada de salida, que es necesaria para reducir la distorsión "escalonada", de modo que los transistores de salida se abran más completamente durante la mitad positiva. -ciclos de señal, cuando la corriente del transistor VT1 disminuye, se utiliza un aumento de voltaje - retroalimentación positiva a través de la resistencia de carga del preamplificador R1, conectada al cable de alimentación a través del cabezal dinámico, al que se aplica el voltaje de salida del amplificador. El aumento de voltaje hace que ambas medias ondas de voltaje en la salida del amplificador sean simétricas, reduciendo así la distorsión no lineal. El circuito OOS también reduce la distorsión. a través de la resistencia R2, que simultáneamente estabiliza el modo CC del amplificador. A volúmenes bajos, el OOS aumenta debido a un circuito de conmutación algo inusual para el control de volumen (R13 en la Fig. 1), lo que reduce aún más la distorsión. De hecho, la profundidad de la retroalimentación negativa está determinada por la relación entre la resistencia entre el control deslizante y el terminal superior del control de volumen en el circuito y la resistencia de la resistencia R2 (ver Fig. 2). Al mover el control deslizante hacia abajo, la primera de las resistencias mencionadas aumenta, aumentando la profundidad de la retroalimentación. En el receptor, es aconsejable utilizar transistores exactamente del tipo indicado en el diagrama del circuito de la Fig. 1. Como último recurso, en lugar de KP303A puede utilizar KP303B, V, I, Zh. En lugar de KP303E puede intentar utilizar KP303G, D. Diodos VD1, VD2: cualquier germanio de alta frecuencia. La unidad KPI dual se puede tomar desde cualquier receptor de transmisión. Los bloques con vernier incorporado son muy convenientes, ya que facilitan la sintonización de estaciones de radio. Las resistencias y condensadores pueden ser de cualquier tipo, los condensadores de sintonización C1 y C6 son del tipo KPK-M. Para una antena magnética es adecuada una varilla de ferrita con una permeabilidad magnética de 400...1000, su longitud puede oscilar entre 140...180 mm y un diámetro de 8...10 mm. Para obtener el mayor factor de calidad posible, la bobina de la antena magnética L1 debe enrollarse con alambre Litz LESHO 21X0,07 o, en casos extremos, LESHO 7x0,07. Si no puede encontrar alambre Litz, debe trenzar entre 15 y 20 conductores del tipo PEL 0,1 y enrollar la bobina con el haz resultante. Al pelar y soldar cables Litz, se debe tener cuidado para garantizar que no queden cables rotos o sin soldar. La bobina se enrolla sobre un marco de cartón con un espesor de pared de 0,5... 1 mm. El marco debe moverse a lo largo de la varilla de ferrita con poca fricción. El devanado se realiza espira a espira, el número de espiras es 45...55 (un número menor corresponde a tamaños mayores y mayor permeabilidad magnética del núcleo). Para protegerlo de la humedad, el marco con la bobina se puede impregnar con parafina fundida. Para las bobinas L2 y L3, son adecuados los accesorios estándar: un núcleo blindado con una pantalla de los circuitos IF de receptores portátiles, por ejemplo, el receptor Sokol. La bobina de comunicación L2 contiene 30 y la bobina de bucle L3, 90 vueltas de cable PEL 0,1. La ubicación de las bobinas en el marco general no es particularmente importante. La bobina del filtro de paso bajo L4 con una inductancia de 0,1 H está enrollada en un anillo con un diámetro exterior de 16 mm y una altura de 5 mm (K16X8X5) hecho de ferrita de 2000NM. Contiene 260 vueltas de cualquier cable aislado con un diámetro de 0,1... 0,25 mm. También puede seleccionar una bobina ya preparada, por ejemplo, uno de los devanados de un transformador de transición o de salida de receptores portátiles ULF. Al conectar un condensador con una capacidad de 5000 pF y un osciloscopio en paralelo con la bobina, se suministra una señal de un generador de audio al circuito resultante a través de una resistencia con una resistencia de 100 kOhm...1 MOhm. Al determinar la frecuencia de resonancia del circuito basándose en el voltaje máximo indicado en el nombre, se debe seleccionar dicha bobina (o su número de vueltas) de modo que se observe resonancia a una frecuencia de 6,5...7 kHz. Esta frecuencia será la frecuencia de corte del filtro de paso bajo. Si no se dispone de una bobina adecuada, se puede sustituir (con peores resultados, claro está) por una resistencia de 2,2 kOhm. En este caso, el condensador C16 se puede ensamblar a partir de un circuito receptor ULF utilizando una variedad de transistores. Como VT1, KT315, KT301, KT201 con cualquier índice de letras o cualquier otro transistor npn de silicio de baja potencia es adecuado. Es deseable que su coeficiente de transmisión sea al menos 100. Cualquier transistor de germanio de baja frecuencia y baja potencia del tipo de conductividad adecuado es adecuado para la etapa de salida, por ejemplo MP10, MP11, MP37, MP14-16, MP39-42. Para reducir la distorsión, es útil seleccionar coeficientes de transferencia de corriente aproximadamente iguales para los pares de transistores VT2 y VT3, así como para VT4 y VT5. Diodo VD1: cualquier germanio de baja potencia. El resto de piezas pueden ser de cualquier tipo. Cabezal dinámico B1: cualquier tipo con una resistencia de 4...16 ohmios. Sin embargo, para lograr una buena calidad de recepción, es mejor utilizar un cabezal de banda ancha bastante potente en una carcasa grande o un sistema de altavoces industrial ya preparado. El receptor (sin ULF) está montado en una placa de circuito impreso, cuyo esquema se muestra en la Fig. 3.
No hay pistas conductoras reales en la placa: la lámina, que sirve como cable común, ocupa toda su superficie (la placa se muestra desde el lado de la lámina). Los conductores de las piezas se pasan, como es habitual, por los orificios del tablero. A la lámina se sueldan aquellos terminales que, según el diagrama, deben conectarse al cable común. Los puntos de soldadura se muestran en el boceto como círculos ennegrecidos. Los otros terminales están conectados, según el diagrama, con un cable unipolar en tubos aislantes colocados directamente a lo largo de la superficie de la lámina. Para evitar cortocircuitos, los orificios para estos terminales deben estar avellanados; en el dibujo se muestran con círculos claros. Este tipo de montaje en pared impresa es fácil de realizar; Además, gracias a la gran superficie de la lámina "puesta a tierra", se reducen las conexiones parásitas entre las distintas etapas y, en consecuencia, el peligro de autoexcitación del receptor. El ULF del receptor se monta en una placa separada (Fig. 4) utilizando la placa de circuito impreso más común. El patrón de las huellas es simple y el tablero se puede hacer fácilmente con un cuchillo afilado, sin recurrir al grabado químico.
El diseño del receptor puede ser muy diferente, por ejemplo, en la carcasa de un altavoz de radiodifusión de abonado, utilizando el cabezal dinámico presente en él. También es posible realizar el receptor en forma de una estructura separada conectada a un altavoz o sistema acústico. La disposición recomendada de las placas, antena magnética y controles se muestra en la Fig. 5 (vista superior, desde el lado de las piezas). El diseño de la escala del receptor también puede ser cualquiera, de acuerdo con los gustos y capacidades del radioaficionado. Para montar la antena magnética es preferible utilizar accesorios de plástico para no introducir pérdidas adicionales que reduzcan el factor de calidad del circuito de entrada. Si se utilizará una unidad de red para alimentar el receptor, debe ubicarse a la izquierda de la placa ULF (ver Fig. 5), lejos de la antena magnética. Si el transformador de red crea un gran campo parásito, pueden producirse interferencias de fondo de corriente alterna en la bobina del filtro de paso bajo del receptor L4. Se pueden debilitar eligiendo la orientación relativa de la bobina y el transformador, aumentando la distancia entre ellos y, finalmente, protegiendo la bobina con un escudo magnético. La interferencia del transformador de red disminuye drásticamente si se rebobina, aumentando el número de vueltas de todos los devanados en un 15...20%. La configuración del receptor comienza con ULF. Aplicando una tensión de alimentación de 9...12 V, seleccione la resistencia de la resistencia R2 de modo que la tensión en los colectores de los transistores VT4 y VT5 sea igual a la mitad de la tensión de alimentación. Conectando el miliamperímetro al cable de alimentación, seleccione el tipo y tipo de diodo (VD1 en la Fig. 2) hasta obtener una corriente de reposo de no más de 4... 5 mA. Si la corriente de reposo es excesivamente alta y no es posible reducirla de esta manera, se pueden conectar varios diodos en paralelo o puentear el diodo con una resistencia de 150...300 ohmios. No es necesario desoldar el diodo cuando el ULF está encendido, ya que esto aumenta drásticamente el consumo de corriente y los transistores finales pueden fallar. Una vez conectado el receptor, comprobar la tensión en la fuente del transistor VT4 (2...4 V) (ver Fig. 1), el drenaje del transistor VT3 (3...5 V) y el punto de conexión entre el drenaje de transistor VT1 y la fuente del transistor VT2 (1,5 ... 3 V). Si los voltajes están dentro de los límites especificados, el receptor está operativo y puede intentar recibir señales de la estación. El límite inferior del rango (530 kHz) se establece moviendo la bobina L1 a lo largo de la varilla de la antena magnética. La mejor manera de hacerlo es recibir la potente emisora de radio del segundo programa de toda la Unión, "Mayak", en una frecuencia de 549 kHz; debe escucharse con las placas del rotor KPI casi completamente insertadas. A la frecuencia de esta estación se ajustan los ajustes de los circuitos receptores, ajustando la inductancia de la bobina L3 con núcleo de sintonización de acuerdo con el volumen máximo de recepción. Luego, habiendo recibido cualquier estación en la sección de onda corta del rango (se quitan las placas del rotor - KPI), repiten la operación de emparejamiento, ajustando la capacitancia de los condensadores de sintonización C1 y C6. Para ajustar los contornos con mayor precisión, debe repetir la operación de emparejamiento 2 o 3 veces alternativamente en los bordes de baja y alta frecuencia del rango. Cuando la autoexcitación del convertidor de frecuencia RF se manifiesta en forma de silbidos y distorsiones al recibir estaciones, es necesario reducir la resistencia de la resistencia R2 e intentar posicionar de manera más racional los conductores que conducen a las placas del estator del KPI (ellos deben ser lo más cortos posible, ubicados más lejos entre sí y más cerca de las placas de superficie "puestas a tierra"). En casos extremos, estos cables deberán estar blindados. Para una sintonización más precisa de la frecuencia de una estación de radio, el receptor puede equiparse con un indicador de sintonización, un dispositivo puntero conectado al cable de alimentación del control de frecuencia de RF cascode en serie con la resistencia R3. Es adecuado cualquier dispositivo con una desviación de corriente de no más de 1...2 mA. El dispositivo debe derivarse con una resistencia, cuya resistencia se selecciona de modo que la aguja se desvíe a la escala completa en ausencia de una señal recibida. Cuando se recibe la señal de una estación de radio, el sistema AGC bloquea el amplificador de RF y la desviación de la aguja disminuye, lo que indica la intensidad de la señal. Las pruebas del receptor en las condiciones de Moscú dieron resultados bastante buenos. Durante el día se recibían casi todas las emisoras locales escuchadas en cualquier receptor de transistores superheterodinos. Por la tarde y por la noche, cuando se abre el paso de larga distancia por el NE, se reciben muchas estaciones que se encuentran a varios miles de kilómetros de distancia. Gracias a la baja selectividad de una señal única, se pueden escuchar varias emisoras al mismo tiempo, pero al sintonizar con precisión una señal suficientemente fuerte se nota un efecto de "supresión" y el programa se escucha claramente o con sólo una ligera interferencia.
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