радиоприемники выпускаются только супергетеродинного типа.
РАДИОПРИЕМНИКИ И РАДИОЛЫ 4-ГО КЛАССА И МАЛОГАБАРИТНЫЕ (КАРМАННЫЕ) РАДИОПРИЕМНИКИ
4.1. Малогабаритные (карманные) супергетеродинные радиоприемники
Промышленные массовые малогабаритные (карманные) радиоприемники выпускаются только супергетеродинного типа. На эти радиоприемники, имеющие объем менее 0,3 дм3, действие ГОСТ 5651 — 76 «Приемники радиовещательные. Общие технические условия» не распространяется, хотя некоторые радиоприемники этой группы по своим основным электрическим и акустическим параметрам удовлетворяют требованиям, предъявляемым к малогабаритным переносным радиоприемникам 4-го класса.
Структурные схемы большинства малогабаритных (карманных) радиоприемников отличаются от типовой структурной схемы супергетеродинного радиоприемника, приведенной на рис. 3.1, отсутствием каскада УВЧ и построением каскада ПрЧ, т. е. схема содержит: входные цепи, преобразователь частоты на одном транзисторе, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель низкой частоты, громкоговоритель.
Радиоприемники прямого усиления из-за плохой селективности принимаемых станций и низкой чувствительности используются лишь в различного рода сувенирах, радиоприемниках для детей и т. п.
Схемы карманных супергетеродинных радиоприемников выпуска 70-х годов в большинстве своем построены на семи транзисторах. В приемниках более поздних выпусков иногда используется до 12 (обычно кремниевых) транзисторов или применяются интегральные микросхемы. По составу диапазонов эти радиоприемники могут быть либо однодиапазонные (ДВ, СВ, УКВ), либо двухдиапазонные (ДВ — СВ, СВ — KB).
Рис. 4.1. Принципиальная схема радиоприемника «Космос»
Принципиальная схема радиоприемника «Космос» — одного из группы однодиапазонных карманных радиоприемников, построенных на германиевых транзисторах, приведена на рис. 4.1. Катушки входных контуров в этих радиоприемниках размещены на ферритовом стержне магнитной антенны и имеют индуктивную связь с транзистором преобразователя частоты.
Такая связь позволяет достаточно просто обеспечить основные требования, предъявляемые к входным цепям: избирательность по зеркальному каналу и необходимую полосу пропускания. Преобразователь частоты выполнен на одном транзисторе VT1 по схеме с совмещенным гетеродином. Напряжение сигнала подается на базу этого транзистора через катушку связи L2. Нагрузкой транзистора преобразователя частоты является двухконтурный фильтр сосредоточенной селекции L5L6C10 L7C12, который обеспечивает селективность по соседнему каналу.
Необходимое усиление в тракте промежуточной частоты обеспечивается двумя каскадами на транзисторах VT2 и VT3. Первый (VT2) — апериодический и второй (VT3) — резонансный. В резонансном каскаде, нагруженном на контур L8C17, приняты меры повышения устойчивости. Для этого вход и выход каскада развязаны благодаря мостовой схеме. Средняя точка катушки контура по сигнальной составляющей находится на корпусе через суммарную емкость конденсаторов С23 и С24. В результате этого половинки контурной катушки образуют два плеча моста. В двух других плечах находятся емкость . конденсатора С26 и емкость перехода коллектор — база Ск. Таким образом, одна диагональ моста — вход каскада (база транзистора относительно корпуса), вторая — контурный конденсатор СП, с которого и снимается выходной сигнал.
При наладке схемы емкость конденсатора С26 подбирают такого значения, чтобы мост был сбалансирован. При этом, как известно из основ радиотехники, одна диагональ (выходная) не влияет на другую (входную), т. е. выходной сигнал не влияет на входной, и каскад работает устойчиво.
Рис. 4.2. Упрощенная мостовая схема резонансного каскада
Рис. 4.3. Схема оконечного каскада УНЧ радиоприемника «Сюрприз»
Упрощенная мостовая схема каскада приведена на рис. 4.2. Связь второго каскада УПЧ на транзисторе VT3 с диодным амплитудным детектером — трансформаторная. В качестве детектора используется полупроводниковый диод VD1. Величина связи выбирается такой, чтобы были согласованы выходное сопротивление транзистора VT3 и входное сопротивление детектора.
Это необходимо для передачи на детектор наибольшего возможного значения сигнала, чтобы обеспечить при небольшом усилении тракта УПЧ, выполненного всего на двух транзисторах, заданной чувствительности приемника.
Для АРУ используется постоянная составляющая тока детектора, которая влияет на напряжение смещения на базе регулируемого транзистора, т. е. протекая через резистор R10, она изменяет напряжение смещения на базе и управляет базовым током транзистора VT2, а следовательно и коэффициентом усиления тракта УПЧ.
Сигнал звуковой частоты снимается с нагрузки детектора — резистора R11, который является одновременно регулятором громкости и далее через фильтр R12 С22 подается на вход транзистора VT4 — первого каскада УНЧ.
Усилитель низкой частоты — трехкаскадный на транзисторах VT4...VT7. Первый каскад на транзисторе VT4 выполняет функцию предварительного УНЧ. В каскаде использована стабилизация рабочей точки за счет отрицательной обратной связи через резистор R13.
При использовании выходного двухтактного каскада после каскада предварительного усиления включается так называемый фазоинверсный каскад, который обеспечивает на своем выходе наличие двух составляющих сигнала, сдвинутых по фазе на 180° относительно друг друга. Напряжения этих составляющих сигнала подаются на базы транзисторов, работающих в разных плечах выходного каскада УНЧ. Функцию фазоинверсного каскада выполняет транзистор VT5. В нем также применена коллекторная стабилизация рабочей точки (за счет отрицательной обратной связи через резистор R15). Кроме того, каскад охвачен отрицательной обратной связью по переменной составляющей через конденсатор С21.
Оконечный двухтактный выходной каскад УНЧ выполнен на транзисторах VT6 и VT7 и имеет трансформаторное согласование с нагрузкой — звуковой катушкой громкоговорителя. Коллекторы транзисторов VT6 и VT7 подключены к концам первичной обмотки выходного трансформатора Т2, а к средней точке этой обмотки подключен источник питания.
В некоторых радиоприемниках двухтактные оконечные каскады не имеют выходного трансформатора. На рис. 4.3 приведена схема такого оконечного каскада (радиоприемник «Сюрприз»). Нагрузкой является высокоомная головка громкоговорителя с отводом от середины обмотки звуковой катушки. Режим работы транзисторов выходного каскада (смещение на базе) определяется сопротивлением резисторов R18 и R19.
Карманный радиоприемник «Этюд-603» (рис. 4.4) по построению схемы отличается от всех других приемников этого типа. Он выполнен на девяти транзисторах, из них пять используются в тракте усиления сигналов звуковой частоты.
В схеме радиоприемника наряду с германиевыми применяются кремниевые транзисторы типа КТ-315: в тракте УПЧ (VT2, VT3, VT4), в предварительных каскадах УНЧ (VT5, VT6).
Кроме того, схема радиоприемника «Этюд-603» имеет ряд следующих особенностей. В тракте усиления сигналов промежуточной частоты вместо колебательных контуров используется пьезокерамический фильтр Z ПФ1П-011, который обеспечивает избирательность по соседнему каналу не менее 20 дБ, т. е. такую же, как три колебательных контура. Контур L9C17, настроенный на промежуточную частоту 465 кГц, предназначен для согласования относительно низкого входного сопротивления ПКФ (около 1 кОм) с высокоомной коллекторной цепью транзистора преобразователя частоты (транзистор VT1).
Рис. 4.4. Принципиальная схема радиоприемника «Этюд-603»
Необходимое усиление сигнала промежуточной частоты обеспечивается тремя апериодическими каскадами на транзисторах VT2...VT4.
Детектор выполнен по схеме с удвоением напряжения на диодах VD4 и VD5. Нагрузкой детектора по постоянному току является цепь R28, R29, R30. Сигнал звуковой частоты снимается с потенциометра R30, предназначенного для регулировки громкости. Высокочастотная составляющая сигнала на выходе детектора ослабляется благодаря П-образному фильтру низкой частоты СЗЗ R28 С34.
Напряжение АРУ снимается с нагрузки детектора и через низкочастотный фильтр R20C25 подается на базу транзистора VT2 первого каскада УПЧ.
Для повышения устойчивости частоты гетеродина при изменении напряжения питания, а также при изменении коэффициента усиления транзистора по току при его замене в базовую цепь транзистора преобразователя частоты VT1 включен селеновый диод VD1 7ГЕ2А-С.
В усилителе низкой частоты использована непосредственная связь между всеми каскадами. Предоконечный каскад на германиевом транзисторе VT7 нагружен на цепь, состоящую из резистора R23 и последовательно включенных с ним диодов VD2 и VD3. Эти диоды предназначены для стабилизации напряжения смещения на базах транзисторов VT8 и VT9 оконечного каскада при изменении тока коллектора транзистора VT7, температуры окружающей среды, снижении напряжения питания при разряде батареи.
Выходной каскад — двухтактный, с бестрансформаторным согласованием. Благодаря использованию в плечах оконечного каскада комплементарных транзисторов, т. е. противоположной структуры VT8 МП37Б (n-р-n) и VT9 МП41 (р-n-р), на его вход можно подавать однофазное напряжение. В этом случае фазоинверсный каскад не требуется. Нагрузкой выходного каскада является головка громкоговорителя с сопротивлением звуковой катушки 60 Ом.
В радиоприемниках более поздних выпусков иногда используется и большое число транзисторов — до 12 («Свирель», «Волхова») или интегральные микросхемы («Олимпик», «Невский»).
В последних применена полупроводниковая микросхема К174ХА2 (рис. 4.5), которая вместе с подключенными элементами выполняет функции: УВЧ, гетеродина, смесителя, УПЧ, усилителя сигнала АРУ.
Принимаемый сигнал с катушки связи магнитной антенны (в диапазоне СВ) или с катушки связи входного контура (в диапазоне KB) подается на симметричный вход микросхемы (выводы 1, 2) — на базы транзисторов VT3 и VT5 (рис. 4.6), образующие дифференциальный каскад УВЧ. Далее усиленный ВЧ сигнал подается на вход балансного смесителя на транзисторах VT7...VT12 микросхемы.
Транзисторы VT13 и VT14 микросхемы выполняют функцию гетеродина.
Сигнал с контура гетеродина L2C7C10C6 (в диапазоне KB) и с контура L3C6C8C9C11 (в диапазоне СВ) подается на вывод 6 микросхемы (коллектор транзистора VT13), а с катушек связи этих контуров — на выводы 4 и 5 микросхемы (на базы транзисторов VT13 и VT14). Через эти же выводы микросхемы сигнал подается на балансный смеситель (на базы транзисторов VT8 и VT12). Нагрузкой смесителя является трехконтурный ФСС L4C19C20, L6C23, L7C25, который определяет избирательность приемника по соседнему каналу.
Рис. 4.5. Схема тракта ВЧ и ПЧ радиоприемника «Невский»
Сигнал с выхода смесителя (вывод 15 микросхемы) подается на первый контур ФСС L7C25, а с выхода ФСС — на вход УПЧ (вывод 12 микросхемы). Второй вход УПЧ (вывод 11 микросхемы) заземлен по переменному току. Нагрузкой УПЧ является широкополосный резонансный контур L5C22, подключенный к выводу 7 микросхемы, с которого сигнал подается на Диод VD1, выполняющий функцию детектора.
Рис. 4.6. Принципиальная схема интегральной микросхемы К174ХА2
Для АРУ используется постоянная составляющая тока диода детектора, с помощью которого после усиления регулируется ток каскада УВЧ. Управляющий сигнал АРУ снимается с выхода детектора и через фильтр R5C26 подается на вывод 9 микросхемы (на вход усилителя постоянного тока, выполненного на транзисторах VT32...VT34 микросхемы; см. рис. 4. 6). После усиления сигнал АРУ с вывода 10 микросхемы подается на делитель и фильтрующую цепочку Rl, R2, R3, СП, а затем на вход другого усилителя постоянного тока (вывод 3 микросхемы) и далее на каскад УВЧ.
4.2. Переносные радиоприемники 4-го класса
По своему конструктивному исполнению переносные радиоприемники 4-го класса можно разбить на две группы: модели группы «А» и модели группы «Б». Они отличаются друг от друга по габаритным размерам (радиоприемники группы «А» имеют большие размеры) и по некоторым электроакустическим параметрам (в частности, по выходной мощности, диапазону воспроизводимых частот, среднему звуковому давлению).
Большинство схем радиоприемников 4-го класса как крупногабаритных, так и малогабаритных построено на семи транзисторах. На рис. 4.7 приведена принципиальная схема радиоприемника «Кварц-407», одного из типовых радиоприемников 4-го класса, выполненного на семи германиевых транзисторах.
Рис. 4.7. Принципиальная схема радиоприемника «Кварц-407»
Входные цепи радиоприемника, состоящие из колебательных контуров L1C3 и L3C4 ДВ и СВ диапазонов соответственно, имеют индуктивную связь с транзистором VT1 (ГТ309 В) преобразователя частоты. Контурные катушки LI, L3 и катушки связи L2 и L4 размещены на ферритовом стержне магнитной антенны. Каждая контурная катушка и соответствующая ей катушка связи используются только в своем диапазоне. При работе в диапазоне СВ контурная катушка ДВ диапазона закорачивается с помощью переключателя S1
— 2 во избежание паразитных резонан-сов. Одна из секций сдвоенного конденсатора переменной емкости С2 — 1 с помощью переключателя диапазонов S1 — 1 подключается поочередно либо к контуру L1C3 (в диапазоне ДВ), либо к контуру L3C4 (в диапазоне СВ).
Принятый сигнал со входных цепей через переходной конденсатор СП подается на базу транзистора VT1, выполняющего функцию гетеродинного преобразователя частоты, т. е. построенного по схеме с совмещенным гетеродином.
Гетеродинная часть преобразователя частоты выполнена по схеме с индуктивной обратной связью. Элементом связи являются катушки L 6 и L 8 соответственно для диапазонов ДВ и СВ, индуктивно связанные с соответствующим контуром гетеродина L5C6C9C5C2 — 2 (ДВ) и L7C8C10C7C2 — 2 (СВ). Гетеродинные контуры в диапазонах ДВ и СВ перестраиваются с помощью второй секции конденсатора переменной емкости С2 — 2.
Положительная обратная связь, необходимая для самовозбуждения гетеродина, через катушки связи L2, L6 или L4, L8 подается в эмиттерную цепь транзистора VT1 через конденсатор С14. Напряжение гетеродина с катушки связи контура гетеродина (L6 или L8) вводится в цепь базы транзистора VT1 последовательно с напряжением входного сигнала через катушки связи входных контуров L2 или L4 и конденсатор СП.
Нагрузкой преобразователя частоты является трехконтурный ФСС, с помощью которого обеспечиваются необходимая избирательность приемника по соседнему каналу (26...30 дБ) и необходимая полоса пропускания (7...8 кГц при ослаблении сигнала на краях — 6 дБ).
Напряжение смещения на базах транзисторов VT1 и VT7 стабилизировано с помощью опорного диода VD1 7ГЕ2АК, имеющего опорное напряжение 1,5 В. Этим достигается незначительное изменение усиления тракта промежуточной частоты и сохраняется работоспособность гетеродина при глубоком разряде батарей. Кроме того, применение опорного диода повышает температурную стабильность каскадов, так как с ростом температуры опорное напряжение диода несколько уменьшается, следовательно, уменьшается и смещение на базах транзисторов, препятствуя росту коллекторных токов.
Связь между контурами ФСС L10C19, L11C22, L12C24 — емкостная, через конденсаторы связи С18 и С21. Значения емкостей этих конденсаторов определяют заданную ширину полосы пропускания.
Связь первого контура ФСС с коллектором транзистора VT1 — индуктивная, с помощью катушки связи L9, а третьего контура с базой транзистора VT4 — первого каскада УПЧ — с помощью катушки связи L13.
Схема каскадов усиления сигнала промежуточной частоты аналогична схеме радиоприемника «Космос» (см. рис. 4.1).
Нагрузкой детектора по переменному току являются сопротивление фильтра C35R23C36, входное сопротивление УНЧ, а также цепь L12,C20 подачи напряжения АРУ.
Для уменьшения нелинейных искажений, вносимых детектором, на диод VD2 подается отрицательное напряжение смещения, образующееся за счет протекания тока эмиттера транзистора VT7 через резистор R24. Напряжение с части нагрузки детектора — резистора R4 — используется в качестве регулирующего напряжения АРУ.
Принцип действия АРУ в радиоприемниках 4-го класса основан на зависимости коэффициента усиления каскада УПЧ (VT4) от напряжения смещения на базе этого транзистора. Такая АРУ называется режимной.
При увеличении входного сигнала увеличи вается напряжение сигнала промежуточной частоты, подводимое к детектору, а следовательно, и выпрямленное напряжение положительной полярности на его нагрузке. Это увеличивающееся напряжение через фильтр НЧ R12C20 подается на базу транзистора VT4, уменьшая отрицательное смещение, а соответственно, и усиление каскада и всего тракта УПЧ. Чем больше входной сигнал, тем большее положительное напряжение снимается с нагрузки детектора и тем в большей степени уменьшается усиление тракта УПЧ. Таким образом, при действии АРУ значительные изменения сигнала на входе радиоприемника будут сведены лишь к очень незначительным изменениям напряжения на выходе громкоговорителя. Чтобы АРУ не реагировала на изменение амплитуды высокочастотного сигнала на входе приемника, происходящее в результате амплитудной модуляции, используется фильтр НЧ R12C20.
Усилитель низкой частоты радиоприемника — трехкаскадный, содержит два каскада предварительного усиления и выходной каскад мощности. Все три каскада УНЧ выполнены на транзисторах VT2, VT3, VT5, VT6, включенных по схеме с общим эмиттером. На входе УНЧ имеется регулятор громкости R4.
Первый каскад УПЧ (на транзисторе VT2) — резистивный. Нагрузкой его является резистор R10. Для повышения входного сопротивления УНЧ и обеспечения малого уровня собственных шумов первого каскада в нем используется комбинированная глубокая отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R6 и по току через резистор R9. За счет отрицательной обратной связи по постоянному току через те же цепи обеспечивается термостабилизация режима каскада.
Второй каскад УНЧ (на транзисторе VT3) является трансформаторным, фазоинверсным. Нагрузкой его является входное сопротивление оконечного каскада. Трансформатор Т1 служит для согласования и фазоинверсии. Смещение на базе транзистора предоконечного каскада стабилизировано с помощью опорного диода VD1.
Выходной каскад является усилителем мощности, выполнен по двухтактной трансформаторной схеме на транзисторах VT5 и VT6. Нагрузкой каскада является громкоговоритель.
Для согласования низкого сопротивления громкоговорителя с высоким сопро тивлением каскада служит выходной трансформатор Т2. Напряжение смещения на базы транзисторов VT5 и VT6 подается с резистора R19 и резистора R21. Температурная стабилизация режима выходного каскада по постоянному току осуществляется с помощью терморезистора R21. С ростом температуры сопротивление терморезистора уменьшается.
Для снижения нелинейных искажений, вносимых выходным каскадом, и получения частотной характеристики УНЧ нужной формы выходной и предоконечный каскады охвачены отрицательной обратной связью. Напряжение обратной связи снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора и подается через конденсатор С32 в эмиттерную цепь транзистора VT3.
Для коррекции частотной характеристики выходного каскада в области верхних звуковых частот в этом каскаде имеется отрицательная обратная связь через конденсаторы С28 и С29.
Принципиальные схемы некоторых радиоприемников 4-го класса имеют ряд особенностей в отличие от рассмотренной типовой схемы радиоприемника «Кварц-407». Так, в схеме радиоприемников «Космонавт», «Сигнал-402», «Сокол-404» применена комбинированная индуктивно-емкостная связь входных контуров с базой транзистора преобразователя (или УВЧ — в радиоприемнике «Космонавт»). Элементом связи являются конденсатор С6 (рис. 4.8) и катушка связи L3 (общая для обоих диапазонов). Достоинством такого способа связи являются равномерный коэффициент передачи по диапазону, лучшее ослабление приема зеркального канала и упрощение переключателя диапазонов (уменьшение числа групп коммутации переключателя).
Рис. 4.8. Схема УВЧ радиоприемника «Космонавт»
В схеме радиоприемника «Космонавт», выполненного на восьми транзисторах, первый каскад на транзисторе VT1 используется в качестве апериодического усилителя высокой частоты. Нагрузкой транзистора является резистор R3 (рис. 4.8). Такой УВЧ повышает устойчивость работы преобразователя частоты, а также улучшает эффективность действия АРУ.
Напряжение АРУ регули рует базовый ток транзистора VT1, а следовательно, и усиление каскада УВЧ.
В радиоприемниках 4-го класса, имеющих диапазоны СВ и KB («Кварц-402», «Сокол-2», «Сокол-405») для преобразования частоты в диапазоне KB используется гетеродин, выполненный на отдельном транзисторе. Такое схемное решение применяется в большинстве радиоприемников при наличии в нем диапазона KB (рис. 4.9). Применение отдельного гетеродина позволяет улучшить стабильность схемы. Упрощается настройка приемника при серийном производстве. Оба сигнала (принимаемый и сигнал гетеродина) подаются на базу транзистора смесителя VT1 через группу коммутации 16 — 17 — 18 переключателя диапазонов.
Рис. 4.9. Схема преобразователя частоты радиоприемника «Сокол-405» с отдельным гетеродином
В современных переносных радиоприемниках 4-го класса более распространены кремниевые транзисторы, которые обладают большей устойчивостью к температурным воздействиям. Построение схем этих радиоприемников аналогично построению рассмотренных схем на германиевых транзисторах.
Гибридные интегральные микросхемы серии К237 не нашли широкого распространения в переносных радиоприемниках 4-го класса. Они используются в основном в радиоприемниках и магнитолах 2-го и 3-го классов (см. гл. 5, 6).
Рис. 4.10. Схема УНЧ радиоприемника «Вега-404»
В переносных радиоприемниках 4-го класса более распространены полупроводниковые интегральные микросхемы серии К174, используемые в, тракте УНЧ. В радиоприемниках «Вега-404», «Вега-407», «Хазар-403» тракт УНЧ выполнен на микросхеме К174УН4Б (рис. 4.10). Ранее эта микросхема имела обозначение К1УС744Б. Микросхема, обеспечивает все усиление тракта УНЧ. Сигнал низкой частоты подается о каскада детектора на вывод 4 микросхемы. Конденсатор С22 является элементом фильтра. Устойчивость работы УНЧ обеспечивается цепочкой обратной связи R26, R27, С38, С39. С помощью подстроечного резистора R28 можно регулировать обратную связь, обеспечивая требуемое усиление микросхемы.
Резистор R25 уста навливает необходимый ток покоя оконечных каскадов микросхемы.
В современных переносных радиоприемниках 4-го класса наряду с автономным питанием от батарей начали использоваться встроенные блоки питания от сети переменного тока. Такая схема блока питания радиоприемника «Альпи-нист-417» приведена на рис. 4.11. Блок питания состоит из силового трансформатора, выпрямительного элемента КЦ405Б, стабили-. затора на транзисторе К.Т815А и стабилитроне D814B. Стабилитрон является источником опорного напряжения, а транзистор — регулирующим элементом.
Принцип работы стабилизатора следующий. В установившемся режиме напряжение между эмиттером и базой транзистора является управляющим. Оно равно разности напряжений на нагрузке (выходного напряжения) и опорном стабилитроне. При изменении выходного напряжения (в результате изменения тока потребления приемника или при изменении выпрямленного напряжения) изменяется управляющее напряжение, что приводит к изменению напряжения эмиттер — коллектор транзистора и этим компенсируется изменение выходного напряжения блока стабилизатора. Резистор R26 определяет ток в цепи стабилитрона. Конденсатор С39 1000 мкФ снижает уровень пульсаций выпрямленного напряжения.
Рис. 4.11. Схема блока питания радиоприемника «Альпинист-417»
4.3. Стационарные радиолы 4-го класса
Из стационарных моделей 4-го класса выпускаются только транзисторные радиолы серии «Серенада» — двухдиа-пазонные, имеющие возможность приема в диапазонах ДВ и СВ. По принципу построения схемы радиолы несколько отличаются от рассмотренных схем переносных и малогабаритных радио приемников 4-го класса. Отличия имеются в конструкции, наличии встроенного блока питания от сети переменного тока, в схемных решениях входных цепей, преобразователя частоты. УНЧ.
На рис. 4.12 приведена схема транзисторной радиолы 4-го класса «Серенада-404». Она построена на семи кремниевых транзисторах n-р-n структуры, работающих в следующих каскадах: VT1 — смеситель, VT2 и VT3 — первый и второй каскады УПЧ, VT4 — отдельный гетеродин, VT5 и Т6 — каскады предварительного УНЧ, VT7 — выходной каскад, работающий в режиме класса А.
В отличие от ранее рассмотренных схем переносных радиоприемников 4-го класса, во входных цепях обоих диапазонов применена индуктивно-емкостная связь с антенной и индуктивная со входом преобразователя частоты.
Преобразователь частоты выполнен с отдельным гетеродином. Напряжение гетеродина подается в цепь эмиттера смесителя .через катушки связи L10 или L12. В цепь базы смесителя включен последовательный заграждающий фильтр L7C10, ослабляющий прием сигнала с частотой, равной промежуточной. В качестве избирательного элемента для ослабления сигналов по соседнему каналу в тракте УПЧ используется ПКФ (ФП1П-026). Для согласования входного сопротивления ПКФ с выходным сопротивлением транзистора смесителя применен согласующий контур L8L9C11, настроенный на промежуточную частоту.
В тракте низкой частоты (на его входе) включен регулятор тембра по верхним звуковым частотам. При проигрывании грампластинок транзистор VT3 тракта УПЧ используется в качестве дополнительного предварительного каскада УНЧ.
Рис. 4.12. Принципиальная схема радиолы «Серенада-404»
Контрольные вопросы
1. Объясните построение структурной схемы типового переносного радиоприемника 4-го класса.
2. Объясните построение принципиальной схемы радиоприемника «Космос».
3. Как осуществляется повышение устойчивости в резонансном каскаде тракта УПЧ?
4. Охарактеризуйте варианты построения схем оконечных каскадов тракта УНЧ.
5. Какие особенности имеет схема усилителя промежуточной частоты радиоприемника «Этюд-603»?
6. Какие функции выполняет интегральная микросхема К174ХА2 в схемах радиоприемников «Олимпик» и «Невский»?
7. Объясните построение принципиальной схемы радиоприемника «Кварц-407».
8. Как работает система АРУ в радиоприемнике «Кварц-407»?
9. Какие особенности имеются в схемах высокочастотных каскадов радиоприемников «Сокол-404», «Космонавт»?
10. Объясните особенности построения схем преобразователей частоты радиоприемников с диапазоном коротких волн.
11. Какие функции выполняет интегральная микросхема К174УН4Б в переносных радиоприемниках 4-го класса «Вега-404», «Хазар-403»?
12. Объясните построение схемы и работу блока питания от сети переменного тока радиоприемника «Альпинист-417».
13. Какие особенности имеет принципиальная схема сетевой радиолы 4-го класса «Серенада-404»?
Глава пятая
с емкостью меньше 10 пФ
Ю
|
Примечание. На конденсаторах с емкостью меньше 10 пФ допускаемое отклонение ±0,4 пФ кодируется буквой X.
Буква, обозначающая единицу измерения, ставится как бы вместо запятой десятичного числа, указывающего номинальное значение емкости.
Основные типы конденсаторов и область их применения. Рассмотрим основные типы конденсаторов, применяемые в радиоаппаратуре.
Электролитические конденсаторы предназначены для работы в цепях постоянного тока. Эти конденсаторы имеют полярность. Положительный полюс источника питания всегда должен подключаться к положительному выводу конденсатора. Если полярность не соблюдена, оксидный слой пропускает большой ток и разрушается. Конденсатор нагревается. и в результате выходит из строя. Существуют неполярные типы электролитических конденсаторов. Они в бытовой радиоаппаратуре используются очень редко.
Рис. 1.1. Электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы выпускают емкостью от десятых долей микрофарады до тысяч микрофарад и рабочим напряжением от 3 до 500 В.
В бытовой радиоаппаратуре используют электролитические конденсаторы типов К50-3, К50-7, К50-16 (рис. 1.1).
Конденсаторы К50-6 рассчитаны на номинальное напряжение постоянного тока от 6 до 160 В и имеют емкость от 1 до 1000 мкФ с допустимым отклонением от номинального значения от — 20 до +80 %. Конденсаторы имрют три конструктивных варианта: I и II варианты имеют проволочные выводы для печатного монтажа, III — лепестковые выводы. При монтаже последние крепятся с помощью хомута.
Электролитические конденсаторы К50-7 используют при напряжениях до 450 В, а их номинальные значения емкостей от 5 до 200 мкФ. Конструктивно эти конденсаторы отличаются от конденсаторов К50-6 возможностью крепления их на шасси аппаратуры с помощью гайки. Для предотвращения взрыва конденсатора при скоплении внутри него газа, в конденсаторе имеется клапан, представляющий собой резиновую пробку диаметром 4,3 мм, вставленную в отверстие в дне корпуса.
Электролитические конденсаторы К50-12 — модернизованный вариант ранее выпускавшихся конденсаторов К50-3, но с меньшими габаритными размерами. Номинальные емкости этих конденсаторов — от 1 до 5000 мкФ при номинальных напряжениях от 12 до 350 В. В зависимости от размеров и типономиналов выпускаются несколько их видов: с осевыми разнонаправленными и однонаправленными выводами.
Бумажные конденсаторы используются в цепях, где не требуется большой стабильности емкости. Они применяются в качестве блокировочных, развязывающих, разделительных и фильтрующих элементов в различных цепях с постоянным и переменным напряжениями. В качестве пластин конденсатора используется тонкая алюминиевая фольга, а диэлектриком служит специальная конденсаторная бумага.
По конструктивному исполнению (рис. 1.2) бумажные конденсаторы можно разделить на две основные группы. К первой относятся конденсаторы цилиндрической формы: БМ (бумажный малогабаритный), БМТ (бумажный малогабаритный теплостойкий), КБГМ, КБГИ (герметизированные), К40Л-2, К40П-3, К40У-9, К40-13 и Другие, ко второй — конденсаторы прямоугольной формы: КБГ-МП, КБГ-МН, К40У-5.
Рис. 1.2. Бумажные и металлобумажные конденсаторы
Конденсаторы БМ и БМТ заключены в алюминиевые цилиндрические корпуса, которые с торцов залиты эпоксидной смолой (БМ) или уплотнены резиновой шайбой (БМТ). Конденсаторы выпускаются в четырех модификациях: БМ-1, БМТ-1, БМ-2, БМТ-2. Первые две модификации имеют вкладные контактные узлы, рассчитанные на работу при напряжениях от 10 В и выше номинального напряжения, а две другие — паяные контактные узлы и предназначены для работы без ограничения нижнего предела рабочего напряжения. Номинальное напряжение постоянного тока для конденсаторов БМ и БМТ — от 150 до 600 В, а номинальная емкость — от 1000 пФ до 0,25 мкФ.
Конденсаторы КБГ выполнены с различными формами корпусов цилиндров: цилиндрическими (КБГ-И, КБГ-М) и прямоугольными (КБГ-МН, КБГ-МП). Последние два типа конденсаторов могут иметь в одном корпусе по две или три равные секции, соединенные между собой последовательно, с выводом, соединенным с корпусом, и выводом от каждой секции.
Выводы проходят через стеклянные или керамические изоляторы.
Конденсаторы КБГ предназначены для работы при напряжениях не ниже 10 В в цепях постоянного и переменного токов и в импульсном режиме и выпускаются трех классов точности с номинальными емкостями от 2 до 10 мкФ.
Конденсаторы К40П-1 и К40П-2 — малогабаритные бумажные, опрессованные пластмассой, цилиндрической формы с осевыми выводами. У конденсаторов К40П-2 номинальная емкость от 470 пФ до 0,02 мкФ с номинальным напряжением 600 В и от 0,002 мкФ до 0,22 мкФ с номинальным напряжением 400 В. У конденсаторов К40П-2 номинальная емкость от 1000 пФ до 0,047 мкФ при номинальном напряжении 400 В.
Бумажные конденсаторы К40-13 цилиндрической формы являются современными конденсаторами и могут заменить конденсаторы типов БМ, БМТ, К40П-1. Они выпускаются на номинальные напряжения 200, 400, 600 В и номинальные емкости от 0,01 до 1,0 мкФ трех классов точности.
Конденсаторы с бумажным диэлектриком К40У-9 также имеют цилиндрическую форму. Шкала их номинальных емкостей от 470 пФ до 1,0 мкФ. Конденсаторы имеют два класса точности: ±10 и ±20%.
Металлобумажные конденсаторы. В качестве пластин используется тонкий слой металла, нанесенный на бумагу методом испарения в вакууме.
Рис. 1.3. Пленочные и керамические конденсаторы
Эти конденсаторы применяются в тех же цепях, в которых применяются и бумажные, и выпускаются следующих видов: МБГ (металлобумажные герметизированные), МБГТ (металлобумажные герметизированные теплостойкие), МБГО (металлобумажные герметизированные с однослойным диэлектриком), К42У-2 (более совершенные малогабаритные герметизированные металлобумажные конденсаторы, предназначенные для замены Конденсаторов типа МБМ).
Пленочные конденсаторы имеют в качестве диэлектрика материал из синтетических пленок (полистирол) и выпускаются двух типов: ПМ, ПМ-1 и ПМ-2. Конденсаторы ПМ-1 открытого типа, неуплотненные, ПМ-2 с торцов уплотнены текстолитовыми шайбами, залиты компаундами на основе эпоксидной смолы и предназначены для работы в условиях повышенной влажности.
По внешнему виду (рис. 1.3) конденсаторы напоминают конденсаторы типа МБМ и рассчитаны на напряжение до 60 В. Диапазон номинальных емкостей от 100 пФ до 0,01 мкФ.
Пленочные конденсаторы К60-6 по конструкции аналогичны конденсаторам ПМ-1, но меньших габаритных размеров. Выпускаются на номинальные напряжения 35 и 50 В, имеют емкость от 22 пФ до 0,1 мкФ.
Керамические конденсаторы изготавливаются на основе тонких пленок (К10-7) или на полупроводниковой основе (К10У-5). Конденсаторы К10-7 в зависимости от номинального напряжения изготавливаются двух видов: К10-7А (до 250 В) и К10-7В (до 25 В). Последние широко распространены в аппаратуре на полупроводниковых элементах, их номинальные емкости могут быть от 22 пФ до 0,047 мкФ.
Стеклокерамические конденсаторы К22-5 являются малогабаритными, широко применяются в транзисторных схемах в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах, используются в резонансных контурах, для емкостной связи и как шунтирующие емкости по высокой частоте. Номинальное напряжение конденсаторов 25 В, номинальная емкость от 75 пФ до 0,047 мкФ.
Подстроечные конденсаторы применяются для точной установки емкостей колебательных контуров в цепях высокой частоты радиоприемных устройств и обычно подключаются параллельно основным контурным конденсаторам большой емкости.
Конструктивно подстроечные конденсаторы состоят из неподвижного элемента 1 — статора и подвижного 2 — ротора (рис. 1.4). На этих элементах методом вжига-ния нанесены тончайшие серебряные обкладки в виде секторов. В качестве диэлектрика между обкладками статора и ротора применена слюда или керамика. Ротор жестко закреплен на оси и может поворачиваться с помощью отвертки. При вращении ротора изменяется взаимное расположение обкладок статора и ротора, что приводит к изменению емкости конденсатора.
Рис. 1.4. Подстроечные конденсаторы
1 — статор; 2 — ротор
Рис. 1.5. Блоки конденсаторов переменной емкости:
1 - ротор; 2 — статор; 3 — ось; 4 — корпус; 5 — контактная пружина
Конденсаторы переменной емкости (КПЕ) применяются для плавной перестройки колебательных входных и гетеродинных контуров в радиоприемных устройствах. В них КПЕ используется в виде двух- или трехсекционных блоков. В стационарных и переносных моделях радиоприемных устройств высоких классов применяются блоки КПЕ с воздушным диэлектриком, в переносной малогабаритной аппаратуре — миниатюрные блоки КПЕ с твердым диэлектриком между пластинами.
Конструктивно блок КПЕ состоит из ротора 1, статора 2, оси 3, корпуса 4 и контактных пружин 5 (рис. 1.5). Ротор и статор представляют собой две системы параллельных пластин. Положение системы пластин ротора можно изменять поворотом оси. Емкость конденсатора при этом изменяется в зависимости от угла поворота. Когда пластины полностью введены в зазоры пластин статора, емкость конденсатора максимальна, при полностью выведенных пластинах ротора — минимальная.
В миниатюрных блоках КПЕ в качестве диэлектрика используется наклеенная непосредственно на пластины полиэтиленовая диэлектрическая пленка. Для подгонки емкостей секций блока КПЕ при регулировке в крайних пластинах секций имеется шесть — восемь прорезей. Подгибая незначительно надрезанные части пластин, можно изменять емкость каждой секции при данном положении ротора.
У некоторых типов блоков КПЕ (например, КПТМ-4) на верхней крышке имеется по четыре подстроечных конденсатора емкостью от 1 ... 3 до 8 ... 12 пФ, которые обычно используются во входных и гетеродинных контурах.
1.3. Резисторы
Общие сведения. По конструкции и материалу токопроводящего элемента резисторы подразделяются на проволочные и непроволочные. В бытовой радиоаппаратуре наиболее распространены непроволочные резисторы. Токопроводящий элемент в них создается нанесением слоя углерода или тончайшей металлической пленки, обладающей высоким удельным сопротивлением, на керамическую трубку или стержень. По назначению резисторы подразделяются на постоянные (нерегулируемые) и переменные (регулируемые).
Основные параметры резисторов: номи нальное значение сопротивления, допустимое отклонение от номинального значения, номинальная мощность.
Классификация резисторов. В зависимости от группы и свойств резисторов введена система сокращенных обозначений типов резисторов, состоящая из букв и цифр. Буквами обозначается группа резисторов: С — резисторы постоянные, СП — резисторы переменные. Цифры, стоящие после букв, обозначают конструктивную разновидность, например: 1 — непроволочные тонкослойные углеродистые; 2 — непроволочные тонкослойные металлопленочные и металлоокисные; 3__непроволочные композиционные пленочные; 4 — непроволочные композиционные объемные; 5 — проволочные.
Маркировка резисторов. Кодированная маркировка номинальных значений сопротивлений резисторов и допустимых отклонений значений сопротивления от номинальных состоит из двузначного числа, указывающего номинальное значение сопротивления, и двух букв. Одна буква обозначает единицу измерения сопротивления, другая — допустимое отклонение его значения от номинального. Буква, обозначающая единицу измерения сопротивления, может стоять после числа, указывающего номинальное значение сопротивления перед ним или между цифрами, как бы вместо запятой десятичного числа (табл. 1.3).
Таблица 1.3
Маркировка номинальных значений сопротивления резисторов
Единица измерения
|
Пределы номинальных сопротивлений
|
Пример полной записи
|
Пример кодированного обозначения
|
Ом
|
До 100
|
0,47 Ом
|
Е47
|
4,7 Ом
|
4Е7
|
47 Ом
|
47Е
|
КилоОм
|
От 0,1 до 100
|
100 Ом
|
кю
|
470 Ом
|
К47
|
4,7 кОм
|
4К7
|
47 кОм
|
47К
|
470 кОм
|
М47
|
МегаОм
|
От 0,1 до 100
|
1 МОм
|
1МО
|
4,7 МОм
|
4М7
|
47 МОм
|
47М
|
Допустимое отклонение от номинального значения сопротивления обозначается буквами, приведенными в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Кодированные обозначения значений допускаемых отклонений сопротивлений резисторов
Допускаемое отклонение от номинального значения, %
|
±1
|
±2
|
±5
|
±10
|
±20
|
±30
|
кодированное обозначение
|
Р
|
Л
|
И
|
С
|
В
|
Ф
|
Для сокращения длинных записей в принципиальных схемах приняты сокращенные обозначения сопротивлений. Резисторы с сопротивлением от 1 до 1000 Ом обозначают в омах целыми числами без указания единицы измерения. Например, R8 510 указывает, что резистор R8 имеет сопротивление 510 Ом. Резисторы от 1 до 910 кОм обозначают числом килоом с прибавлением буквы к (например, 510 к). Резисторы сопротивления от 1 МОм и выше обозначают в мегаомах без указания единицы измерения. Если при этом сопротивление равно целому числу мегом, то после значения величины сопротивления ставят запятую и ноль (например, сопротивление 1 МОм обозначается 1,0).
Если сопротивление составляет долю или число с долями ома, оно обозначается в омах с указанием единицы измерения (например, 0,47 Ом или 4,7 Ом).
Важнейшим параметром резисторов является номинальная мощность, указывающая максимально допустимую мощность, которую резистор может рассеивать при непрерывной электрической нагрузке, нормальном атмосферном давлении и температуре, изменяя свои параметры в пределах норм технических условий. Наиболее распространены непроволочные резисторы на номинальную мощность 0,125; 0,25; 0,5; 1 и 2 Вт.
Коэффициент нагрузки резистора не должен превышать 0,7... 0,8, т. е. номинальная мощность должна быть на 20... 30% больше рабочей рассеиваемой мощности. При расчете рассеиваемой мощности резистора необходимо учитывать температуру окружающей среды, так как с ее ростом снижается допустимая электрическая нагрузка.
При выборе непроволочных резисторов необходимо принимать во внимание значение номинального сопротивления и рассеиваемой мощности, а также предельно допустимое для резистора рабочее напряжение.
В бытовой радиоаппаратуре наиболее распространены постоянные непроволочные резисторы МЛТ и С2-22.
Переменные непроволочные резисторы СП широко используются в бытовой радиоаппаратуре и конструктивно состоят из пластмассового основания, проводящего элемента, скользящего контакта, подвижной системы с осью и крышки.
В зависимости от назначения переменные резисторы подразделяются на под-строечные и регулировочные. По характеру зависимости сопротивления резистора от перемещения его подвижной системы переменные резисторы разделяются на резисторы с линейной (А) и нелинейными функциональными характеристиками (логарифмической — Б, обратнологарифмической — В, характеристиками типов Е и И и другими; см. рис. 1.6). Резисторы с линейной функциональной характеристикой применяются в различных схемах для установления требуемого режима.
Резисторы с логарифмической и обратнологарифмической функциональными харак теристиками используются в основном для регулировки громкости и тембра.
Рис. 1.6. Функциональные характеристики переменных резисторов
Рис. 1.7. Переменные непроволочные резисторы
Полное условное обозначение переменных резисторов состоит из сокращенного обозначения, обозначения варианта конструктивного исполнения (при необходимости), обозначения величин основных параметров, характеристик резисторов, климатического исполнения и обозначения документа на поставку. Параметры и характеристики, входящие в полное обозначение переменных резисторов, указываются в следующей последовательности: номинальная мощность рассеяния и единица измерения мощности (Вт); номинальное сопротивление и единица измерения сопротивления (Ом, кОм, МОм), допускаемое отклонение сопротивления в процентах, функциональная характеристика (для непроволочных резисторов), обозначение конца вала и длины его выступающей части (размер от монтажной плоскости до конца вала) по ГОСТ 4907 — 73 (ВС-1 — сплошной гладкий, ВС-3 — сплошной с лыской и т. д.). Для многоэлементных резисторов в полном условном обозначении параметры и характеристики записываются в виде дроби в порядке набора секций от выхода вала.
В бытовой радиоаппаратуре используют переменные непроволочные резисторы СП следующих типов.
Резисторы СПЗ-12 и их модернизированный вариант СПЗ-30 (рис. 1.7) изготавливают следующих видов: одинарные, одинарные с выключателем, сдвоенные с одной осью, сдвоенные с концентрическими валами, одинарные и сдвоенные с дополнительными отводами (с одним или с двумя).
По характеру зависимости сопротивления резистора от угла поворота вала подвижной системы резисторы изготавливаются с функциональными характеристиками А, Б, В, Е, И. Резисторы СПЗ-0,4 и СПЗ-0,5 (рис. 1.7) — регулировочные и подстроенные, однооборотные, изготавливаются с функциональной характеристикой А, т. е. с линейной зависимостью.
Резисторы СПЗ-33 (рис. 1.7) в зависимости от конструкцией способа монтажа изготавливаются следующих видов: одинарные с выключателем, сдвоенные (с фиксатором и без фиксатора), счетверенные (без фиксатора, с выключателем, с концентрическими валами и выключателем). Резисторы могут,иметь один или два дополнительных отвода. Изготавливаются с функциональными характеристиками А, Б, В.
Резисторы СПЗ-23 (рис. 1.7) регулировочные, движковые, изготавливаются следующих видов: без дополнительных отводов, с одним или с двумя дополнительными отводами. Длина перемещения подвижной системы резисторов может быть 28, 45 и 60 мм. Резисторы изготавливаются с функциональной характеристикой А, Б, В, Е, И.
Резисторы СПЗ-40 (рис. 1.7) подстроечные, многооборотные, с прямолинейным перемещением подвижного контакта, имеют коэффициент замедления 1:20, т. е. перемещение подвижного контакта от упора до упора осуществляется за 20 оборотов оси. По характеру зависимости сопротивления от перемещения подвижного контакта резисторы изготавливаются с функциональными характеристиками В и Д и используются для электронной и фиксированных настроек в радиоприемниках.
Резисторы СПЗ-1 являются подстроечными, предназначены для печатного монтажа. В зависимости от способа установки на плату резисторы изготавливаются следующих видов: СПЗ-1 а (для установки параллельно плате) и СПЗ-1 б (для установки перпендикулярно плате).
1.4. Переключатели
Общие сведения. В радиоприемных устройствах, электрофонах, усилителях для переключений электрических цепей постоянного и переменного токов и выбора рода работ используются различные типы переключателей.
По конструктивному исполнению переключатели подразделяют на кнопочные, галетные, барабанные и продольно-ножевого типа. Каждый переключатель, независимо от его типа, состоит из механической части и контактной системы.
Переключатели характеризуют следующими основными параметрами: рабочим напряжением и током, электрической прочностью, сопротивлением изоляции, усилием переключения, износоустойчивостью, надежностью электрического контакта при малом переходном сопротивлении. К переключателям, работающим в высокочастотных цепях, дополнительно предъявляется требование обеспечения минимальной междуконтактной емкости и потерь в материале диэлектрика. Переходное сопротивление контактов переключателей должно быть не более 0,01 Ом.
Кнопочные переключатели. В бытовой радиоаппаратуре наиболее распространены модульные переключатели П2К (рис. 1.8, а, б). Они обеспечивают возможность одновременного и раздельного включений различных электрических цепей.
Переключатель П2К (рис. 1.8, а) конструктивно выполнен в виде отдельных модулей, установленных на металлическом основании. Каждый модуль состоит из пластмассового корпуса 1 и подвижного штока 4 (рис. 1.8, б). На пластмассовом корпусе располагаются неподвижные контакты 3, число которых всегда кратно трем. Каждые три контакта составляют контактную группу. На штоке также имеются контакты по числу групп, находящихся в переключателе. Для защиты от окисления контакты Покрыты слоем серебра. Внутри корпуса на подвижном штоке имеются фигурные выступы 2, благодаря которым с помощью передвижной фиксаторной планки осуществляется фиксация штока. Такая конструкция обеспечивает контакт всех групп модуля при его нажатой кнопке. Одновременно ранее включенная кнопка другого модуля выключается. Имеются переключатели, в которых для выключения необходимо нажать кнопку повторно, а также переключатели без фиксации.
Переключатели барабанного типа (см. рис. 1.8, в) используют для переключения диапазонов частот в переносных радиоприемниках, а также диапазонов KB в некоторых моделях стационарных радиол.
На барабанном переключателе укрепляется звездочка, обеспечивающая надежную фиксацию положения барабана. На барабане устанавливаются диапазонные планки 8 со смонтированными на них элементами входных и гетеродинных контуров. Неподвижные контактные пружины, с помощью которых входные и гетеродинные контуры подключаются к остальной части схемы, установлены на специальной рейке, укрепленной на шасси радиоприемника.
В некоторых моделях переносных радиоприемников («Соната», «Меридиан», «Сокол», «Россия-303») для переключения диапазонов используется галетный переключатель П2Г (см. рис. 1.8, а) на четыре или шесть положений. В этих переключателях контактные группы полностью закрыты.
Рис. 1.8. Переключатели диапазонов и рода работ:
а — внешний вид переключателей; б — схема коммутации переключателей П2К; в — устройство переключателей барабанного типа
Переключатели диапазонов продольно-ножевого типа ПД-2 (см. рис. 1.8, а) применяются в основном в двухдиапазонных малогабаритных радиоприемниках. Иногда они используются в радиоприемниках с большим числом диапазонов (например, в радиоприемнике «Банга» с тремя диапазонами и в радиоприемнике «Сувенир» — с четырьмя). Переключатели продольно-ножевого типа состоят из капроновой колодки 5 с контактами 6 и подвижной планки с ножевыми контактами 7. В переключателях на три или четыре положения подвижной ножевой контакт имеет Г-образную форму и один удлиненный общий контакт. Такая конструкция позволяет замыкать последовательно с общим контактом один из трех-четырех других контактов.
1.5. Громкоговорители
Громкоговорители преобразуют электрические сигналы звуковой частоты, создаваемые на выходе радиоприемного устройства, электрофона или магнитофона, в звуковые колебания. В современных моделях бытовой радиоаппаратуры используются только электродинамические громкоговорители.
Рис. 1.9. Устройство электродинамического громкоговорителя
Электродинамический громкоговоритель (рис. 1.9) состоит из магнитной и подвижной систем.
Подвижная система включает в себя бумажный диффузор 5, а также звуковую катушку 3, центрирующую шайбу 4 и защитный колпачок 7, которые приклеиваются к вершине конуса диффузора. Широкая часть конуса диффузора приклеивается к диффузородержателю 6.
Звуковая катушка представляет собой медный или алюминиевый провод, намотанный на поверхность цилиндра из изоляционного материала. Катушка фиксируется в центре магнитного зазора с помощью центрирующей шайбы, выполненной в виде фигурной или гофрированной пластинки. Наружным диаметром центрирующая шайба крепится к диффузородержателю. Защитный колпачок предотвращает попадание пыли в магнитный зазор. С помощью подвижной системы и создаются звуковые колебания воздуха при прохождении через звуковую катушку токов звуковой частоты.
Магнитная система громкоговорителя состоит из постоянного магнита 1 и полюсных наконечников 2, предназначенных для создания магнитного поля в зазоре, в котором помещена звуковая катушка. Магнит обычно выполняется в виде кольца или керна. Керновые магниты изготавливаются из магнитных сплавов, содержащих кобальт, никель, алюминий, медь, железо (например, ЮНДК-24), а кольцевые — из феррит-бария марок 2БА или 2.8БА.
Основными параметрами громкоговорителей, характеризующими их качество, являются номинальная мощность, номинальный диапазон воспроизводимых звуковых частот, частота основного резонанса подвижной системы, неравномерность частотной характеристики, сопротивление звуковой катушки, среднее стандартное звуковое давление.
По назначению громкоговорители для бытовой радиоаппаратуры можно разбить на следующие группы: широкополосные, низкочастотные, высокочастотные и среднечастотные.
Широкополосные громкоговорители используют для перекрытия всего диапазона частот, усиливаемых низкочастотным трактом. В зависимости от типа громкоговорителя диапазон воспроизводимых частот может быть от 450... 3150 Гц (например, громкоговоритель 0,1ГД-6 для карманных радиоприемников) до 63... 12500 Гц (например, громкоговоритель 4ГД-35 для стационарных моделей).
Низкочастотные громкоговорители используют в двух- и трехзвенных акустических системах в качестве низкочастотного звена. Они воспроизводят низкочастотную часть спектра звукового сигнала. В зависимости от типа громкоговорителя диапазон воспроизводимых частот низкочастотных громкоговорителей может быть от 30... 1000 Гц (например, громкоговоритель ЗО-ГД-1) до 63... 5000 Гц (например, громкоговоритель 6ГД-6).
Среднечастотные громкоговорители воспроизводят диапазон частот от 200 до 5000 Гц (4ГД-6), а высокочастотные — от 3000 до 18 000... 20 000 Гц (1ГД-3, 2ГД-36).
Маркировка громкоговорителей состоит из цифр, указывающих номинальную мощность, букв «ГД» (громкоговоритель динамического типа) и цифр, указывающих порядковый номер разработки. Некоторые типы громкоговорителей одного конструктивного исполнения имеют разные резонансные частоты. В наименования таких громкоговорителей в конце добавляется цифра, указывающая частоту ос- . новного резонанса. Например, громкоговоритель динамического типа мощностью 1 Вт с порядковым номером разработки 40 и частотой основного резонанса 100 Гц имеет обозначение 1ГД-40-100.
В обозначениях некоторых типов громкоговорителей после последней цифры добавляется буква, обозначающая либо разновидность данного типа громкоговорителей с использованием магнита другой марки, либо завод-изготовитель. Конкретное назначение этой буквы указывают в технических условиях на каждый тип громкоговорителей.
1.6. Трансформаторы
В транзисторных моделях радиоприемных устройств используют следующие типы трансформаторов в зависимости от их назначения: трансформаторы питания, выходные и согласующие (переходные) трансформаторы.
Трансформаторы питания (их иногда называют силовыми трансформаторами) преобразуют переменное напряжение электросети в напряжения, необходимые для пит.ания различных каскадов устройства после их выпрямления. Они состоят из нескольких обмоток, расположенных на сердечнике (магнитопроводе). Сердечники изготавливаются из листовой электротехнической стали толщиной 0,35... 0.5 мм.
Конструктивно они выполнены либо в виде набора из штампованных Ш-об-разных пластин, либо витыми (ленточными или кольцевыми).
Обмотки располагают на сердечнике и выполняют из медного изолированного провода различного сечения и наматывают на один общий каркас, изготовленный из прессшпана или гетинакса. Намотка обычно многослойная, рядовая. Между слоями прокладываются изоляционные прокладки из конденсаторной или кабельной бумаги. Иногда используются и бескаркасные виды намоток.
Первичная (сетевая) обмотка, ранее выпускаемых моделей разбита на несколько секций, определенным образом соединяющихся между собой в зависимости от используемого напряжения сети 127 или 220 В.
Вторичные обмотки предназначены для повышения или понижения напряжения. В зависимости от назначения их может быть несколько.
Для ослабления уровня помех, проникающих из сети переменного тока, между первичной и вторичными обмотками помещают электростатический экран, обычно выполненный из одного слоя изолированного провода диаметром 0,15... 0,25 мм, один конец которого заземляется при установке трансформатора в изделие.
Основными параметрами трансформаторов питания являются: напряжение повышающих и понижающих обмоток на холостом ходу и при номинальной нагрузке.
Выходные трансформаторы согласуют низкое сопротивление звуковой катушки громкоговорителя (4; 8 Ом) с относительно большим выходным сопротивлением транзисторов, работающих в оконечном каскаде тракта УНЧ. Такое согласование необходимо для получения наибольшей выходной мощности и обеспечивается соответствующим коэффициентом трансформации, определяемым отношением числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки.
Согласующие трансформаторы предназначены для связи между предоконеч-ным и выходным каскадом тракта УНЧ и выполняются с коэффициентом трансформации не более чем 1:4.
Выходные и согласующие трансформаторы имеют значительно меньшие габаритные размеры, так как выполняются на пермаллоевых и ферритовых сердечниках различных конфигураций.
В транзисторных радиоприемниках выходной каскад выполняется обычно по двухтактной схеме, поэтому для обеспечения симметрии плеч вторичную обмотку согласующего трансформатора и первичную обмотку выходного трансформатора наматывают двойным проводом. Средний вывод такой обмотки получают, соединяя конец обмотки одного провода с началом обмотки другого.
Для уменьшения индуктивности расссеяния с целью обеспечения малых нелинейных искажений в некоторых радиоприемниках вторичную обмотку выходного трансформатора разделяют на две части. При этом сначала на каркас наматывается одна часть вторичной обмотки, затем вся первичная обмотка и после чего — вторая часть вторичной обмотки. Затем обе части вторичной обмотки соединяются последовательно.
1.7. Электрохимические источники постоянного тока
Основными техническими характеристиками гальванических элементов и батарей являются: номинальное напряжение, электрическая емкость, допустимый разрядный ток. Эти параметры зависят от режима работы и окружающей температуры. Чем больше разрядный ток, тем значительнее уменьшается емкость и напряжение элементов и батарей, используемых в бытовых радиоприемниках, предназначенных для эксплуатации в режиме температур от +60 до — 20°С.
Для аккумуляторов и аккумуляторных батарей наряду с вышеуказанными для гальванических элементов параметрами важны еще: конечное напряжение, при достижении которого требуется заряд аккумулятора, зарядный ток, длительность заряда.
В бытовых радиоприемниках, магнитолах, магнитофонах используются несколько отдельных элементов с одинаковой емкостью и напряжением, соединенных последовательно в отсеке питания. Напряжение питания (ЭДС батареи) при этом равно напряжению одного элемента, умноженному на число используемых элементов. Напряжение батареи следует проверять вольтметром при подключенной нагрузке.
Батарея разряжается тем быстрее, чем больший ток потребляется радиоприемником, т. е. чем при большей громкости он работает.
Причем эта зависимость нелинейна. Например, срок службы элементов «316» при разрядном токе 3,5... 5 мА составляет 170... 180 ч, при разрядном же токе 20 мА срок службы сокращается до 15 ч.
Электрическая емкость элемента или батареи показывает, какой ток может отдать источник за определенный отрезок времени. Емкость выражается в ампер-часах и вычисляется как произведение потребляемого тока в амперах на время в часах до полного разряда элемента или батареи. Таким образом, по значению емкости можно судить о времени работоспособности источника питания.
Батареи имеют ограниченный срок хранения, к концу которого они постепенно теряют способность отдавать электрическую энергию, т. е. теряют электрическую емкость. Так, например, через полгода хранения батареи «Крона-ВЦ» ее емкость практически не снижается, по истечении же 9 месяцев хранения батарея отдает 80% начальной емкости, а через 12 месяцев — 50%.
Уменьшение емкости батареи при длительном хранении происходит из-за саморазряда, т. е. разряда батареи не через полезную нагрузку, а через сопротивление изоляции между выводами электродов. Кроме этого, в элементах батареи происходят необратимые изменения — высыхает электролит, окисляются электроды и т. п. Поэтому срок хранения различных типов гальванических элементов, батарей составляет от шести месяцев до одного года.
Химические процессы, протекающие в гальванических элементах, при которых выделяется электрическая энергия, необратимы. Гальванический элемент при израсходованной активной массе одного или обоих электродов выходит из строя и восстановлению не подлежит.
Имеются разные способы продолжения срока службы израсходованных сухих гальванических элементов и батарей. Иногда используется способ подзарядки элементов постоянным электрическим током. При этом, конечно, не происходит обратного процесса восстановления активной массы электродов, а используется следующее явление. В не полностью разряженном элементе активная масса израсходована не вся, а при прохождении через элемент электрического тока облегчается процесс химической реакции, которая была затруднена из-за появления побочных продуктов реакции.
Гальванический элемент не выдерживает больше двух-трех таких циклов «заряд — разряд». Активная масса его электродов при этом полностью расходуется и элемент выходит из строя.
Аккумулятор отличается от гальванических элементов тем, что химические процессы, происходящие в нем при работе, обратимы. Аккумулятор может использоваться длительное время при его своевременной подзарядке. Во время зарядки аккумулятора происходит выделение кислорода на положительном электроде. Режим зарядки выбирается таким, чтобы выделившийся кислород достигал отрицательного электрода, не переходя в газообразное состояние. Если правильно соблю дать режим заряда и разряда, аккумуляторы можно заряжать и разряжать 100... 150 раз.
Наиболее широко в малогабариртных и карманных радиоприемниках используется аккумуляторная батарея 7Д-0,1, состоящая из семи последовательно соединенных аккумуляторных элементов Д-0,1, заключенных в общий пластмассовый корпус. Номинальный ток разряда батареи 12 мА, т. е. радиоприемник при использовании в нем этой батареи лучше эксплуатировать при средней громкости. Наибольший допустимый разрядный ток 50 мА. При понижении температуры емкость аккумуляторной батареи снижается. Номинальный ток заряда 12 мА. При таком токе батарея должна заряжаться в течение 15 ч. Для увеличения срока службы аккумуляторной батареи не следует допускать ее глубокого разряда. Заряд следует производить периодически с помощью специальных зарядных устройств или от любого другого источника постоянного тока с соблюдением требуемой величины зарядного тока. Аккумуляторную батарею необходимо ставить на подзарядку, когда ее напряжение под нагрузкой уменьшится до 7 В. Заряжать аккумуляторную батарею током, большим чем номинальный, не рекомендуется, посколь-. ку при этом выделяющиеся газы не успевают поглощаться электродом. Под давлением скопившегося газа элементы батареи могут вспучиваться, и герметичность аккумулятора нарушится.
Контрольные вопросы
1.Объясните систему классификации конденсаторов.
2. Какими параметрами определяется назначение конденсаторов?
3. Какие типы конденсаторов используются в бытовой радиоаппаратуре?
4. Объясните систему классификации резисторов.
5. Какими параметрами определяется назначение резисторов?
6. Какие требования предъявляются к переключателям диапазонов и рода работ? Охарактеризуйте переключатели, используемые в бытовой радиоаппаратуре.
7. Объясните устройство электродинамического громкоговорителя.
8. Какие существуют типы громкоговорителей в зависимости от назначения?
9. Какие существуют типы трансформаторов в зависимости от назначения?
10. Охарактеризуйте основные параметры гальванических элементов и аккумуляторов, используемых в бытовой радиоаппаратуре.
Каждая модель радиоприемника, электрофона, магнитофона
ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В БЫТОВОЙ РАДИОАППАРАТУРЕ
1.1. Общие сведения
Каждая модель радиоприемника, электрофона, магнитофона состоит из большого числа различных электрорадиоэлементов. Все они по функциональному назначению могут быть разделены на три группы:
1) электрорадиоэлементы, определяющие электроакустические параметры радиоаппаратуры (резисторы, конденсаторы, транзисторы, полупроводниковые диоды, интегральные микросхемы и т. д.);
2) электрорадиоэлементы, предназначенные для механических коммутаций и соединений (переключатели диапазонов и рода работ, выключатели, межблочные разъемные контактные соединения и т. д.);
3) крепежные детали, используемые для механического закрепления деталей и узлов относительно больших габаритных размеров и монтажных проводов (винты, стойки, гайки, скобы, заклепки и т. д.).
Большинство применяемых электрорадиоэлементов стандартизовано. Изготавливаются они централизованно. Централизованно по государственным стандартам специализированные заводы изготавливают: резисторы, конденсаторы, транзисторы, громкоговорители, переключатели, разъемные контактные соединения, конденсаторы переменной емкости и другие электрорадиоэлементы.
Другая часть электрорадиоэлементов и узлов относится к группе унифицированных. Они могут изготавливаться либо централизованно, либо каждым предприятием для своих изделий, но по единым требованиям, оговоренным отраслевыми стандартами и нормалями. К ним относят различные типы трансформаторов и дросселей, катушки индуктивности, штыревые антенны для переносных радиоприемников, электропроигрывающие устройства, блоки УКВ и т. п.
1.2. Конденсаторы
Общие сведения. В зависимости от назначения и конструктивною исполнения выпускают конденсаторы: постоянной емкости, полупеременные (подстроечные), переменной емкости.
Важнейшие характеристики, конструкция и область применения конденсаторов в основном определяются диэлектриком, разделяющим его обкладки.
Эта особенность учитывается при классификации конденсаторов.
Классификация конденсаторов. Система классификации и обозначения конден саторов состоит из четырех элементов. Первым элементом является одна или две буквы (К — конденсатор постоянной емкости, КП — конденсатор переменной емкости, КТ — конденсатор подстроечный); вторым — последующие цифры, указывающие на тип диэлектрика в конденсаторе и группу по рабочему напряжению. Например, число 10 обозначает, что конденсатор керамический, предназначен для работы при напряжениях до 1600 В; 22 — стеклокерамический, 23 — стеклоэмале-вый, 40 — бумажный, на напряжение до 1600 В с фольговыми обкладками. Третьим элементом является буква, указывающая назначение конденсатора в каждой данной группе: Ч — для работы в цепях переменного тока (для конденсаторов бумажных); У — для работы в цепях постоянного и переменного тока в импульсных режимах (для бумажных конденсаторов с металлизированными обкладками) и т. д. В качестве четвертого элемента используют цифры, обозначающие разновидность конденсаторов каждого типа. Иногда третий или четвертый элемент опускается в обозначении конденсатора. Пример обозначения: К22У-1 — конденсатор постоянной емкости со стеклокерамичёским диэлектриком, может быть использован в цепях постоянного и переменного тока, импульсных режимах, первый вариант исполнения.
Параметры конденсаторов. Основными параметрами конденсаторов являются: номинальная емкость, допустимое отклонение от номинальной емкости, номинальное напряжение, температурный коэффициент емкости (ТКЕ), тангенс угла потерь, сопротивление изоляции между выводами или ток утечки.
Емкость конденсатора измеряют в фарадах. Поскольку для практического применения эта величина очень большая, пользуются дольными единицами измерения — микрофарадой (мкФ), нанофарадой (нф) или пикофарадой (пф): 1 мкФ=10~е Ф; 1 нФ=10-9
Ф = 10-3 мкФ = 1000 пФ; 1 пФ=10-12 Ф = 10~ё
мкФ.
Емкость конденсатора зависит от ряда факторов: температуры окружающей среды, времени хранения и др.
Номинальная емкость конденсатора указывается при его маркировке и может отличаться от фактически измеренной. Допустимое отклонение от значения номинальной емкости выражается в процентах. Конденсаторы с небольшим допускаемым отклонением емкости от номинального значения применяются в каскадах высокой частоты, где требуется повышенная точность настройки контуров и межконтурных и межкаскадных связей. Конденсаторы с большим допускаемым отклонением применяются в блокировочных и развязывающих цепях.
Номинальное напряжение конденсатора — это напряжение, при котором он может надежно работать длительное время, сохраняя основные параметры. Рабочее напряжение конденсатора должно быть ниже номинального.
Сопротивлением изоляции конденсатора называют сопротивление, оказываемое конденсатором постоянному току. Его определяют, поделив величину постоянного напряжения, приложенного к конденсатору, на величину установившегося тока утечки. Для электролитических конденсаторов иногда нормируется и проверяется вместо сопротивления изоляции ток утечки.
Температурным коэффициентом емкости конденсатора оценивается относительное изменение емкости конденсатора при изменении его температуры на 1°С. В зависимости от типа конденсатора ТКЕ может быть положительным или отрицательным, т. е. емкость конденсатора при изменении температуры увеличивается или уменьшается.
Тангенс угла потерь характеризует диэлектрические потери в конденсаторе при прохождении через него переменного тока.
Маркировка конденсаторов. На конденсаторах достаточно больших габаритных размеров указывают тип, номинальное напряжение, номинальную емкость, допустимое отклонение в процентах от номинального значения емкости и температурный коэффициент емкости. На некоторых конденсаторах указывается ТКЕ путем окраски конденсатора в определенный цвет или цветными метками.
На малогабаритных конденсаторах обычно тип не указывают, а номинальные обозначения емкости и допустимые отклонения от них отмечают специальным кодом.
Такое кодовое обозначение состоит из числа, определяющего номинальное значение емкости и двух букв, одна из которых обозначает единицу измерения емкости (табл. 1.1), а другая — допустимое отклонение ее от номинального значения (табл. 1.2).
Таблица 1.1
Маркировка номинальных значений емкостей конденсаторов
Единица измерения
|
Сокращенное обозначение единиц измерения
|
Пределы номинальных емкостей
|
Пример полного обеспечения
|
Пример сокращенного обозначения
|
Пикофарада
|
пФ
|
До 100
|
1,5 пФ
|
1П5
|
15 пФ
|
15П
|
Нанофарада
|
НФ
|
От 0,1 до 100
|
100 пФ
|
Н10
|
150 пФ
|
Н15
|
1500 пФ
|
1Н5
|
0,015 мкФ
|
15Н
|
Микрофарада
|
мкФ
|
От 0,1 и выше
|
0,1 мкФ
|
М10
|
0,15 мкФ
|
М15
|
1,5 мкФ
|
1М5
|
15 мкФ
|
15М
|
150 мкФ
|
150М
|
Таблица 1.2 Кодированные обозначения допускаемых отклонений емкостей конденсаторов
Допускаемое отклонение от номинального значения, %
|
±1
|
±2
|
±5
|
±10
|
±20
|
±30
|
±50 — 10
|
+ 50 — 20
|
+ 80 -20
|
±100
|
+ 100
|
Кодированное обозначение
|
Р
|
Л
|
И
|
С
|
В
|
Ф
|
Э
|
Б
|
А
|
го класса существуют следующие: радиоприемники
РАДИОПРИЕМНИКИ, МАГНИТОЛЫ,
РАДИОЛЫ, МАГНИТОРАДИОЛЫ И
ТЮНЕРЫ 1-ГО КЛАССА
7.1. Переносные радиоприемники и магнитолы 1-го класса
Среди переносных моделей 1- го класса существуют следующие: радиоприемники «Рига-103» и «Рига-104», магнитолы «Рига-110» и «Аэлита-101». Построение радиоприемного тракта в этих моделях отличается между собой, поскольку они разрабатывались и выпускались в различные периоды времени.
Модели 1-го класса более сложны по сравнению с радиоприемниками 2-го класса и имеют ряд новых схемных решений.
Блоки УКВ. В отличие от рассмотренных в гл. 5 и 6 схемах блоков УКВ радиоприемников 3-го и 2-го классов схема блока УКВ радиоприемника «Рига-103» (рис. 7.1) имеет два принципиально новых решения.
В преобразователе частоты используется вторая гармоника гетеродина, частота которой находится в пределах 72,6...79,8 МГц. При этом первая, большая по величине гармоника с частотой в пределах 36,3...39,9 МГц находится за пределами диапазона рабочих частот телевизионного вещания и не создает помех.
Рис. 7.1. Схема блока УКВ радиоприемника «Рига-103»
Номинальное значение промежуточной частоты принято равным 6,8 МГц. При таком значении уменьшается вероятность возникновения помех за счет нелинейных эффектов (перекрестная модуляция, интермодуляция, дополнительные каналы приема) под воздействием сильных мешающих сигналов, захватывающих нелинейные участки характеристики транзисторов.
Другой особенностью блока УКВ радиоприемника «Рига-103» является перестройка контуров гетеродина (L4C12C13C15) и УВЧ (L3C7) в диапазоне принимаемых частот изменением индуктивности контурных катушек. Это осуществляется перемещением латунных сердечников катушек контуров гетеродина и УВЧ. Конструкция механизма настройки обеспечивает также осевое перемещение сердечников относительно друг друга, что необходимо при установлении крайних частот диапазона и при сопряжении настроек контуров УВЧ и гетеродина. Такое решение позволяет не использовать в высокочастотных контурах блока УКВ подстроечные конденсаторы.
Формы латунных сердечников в контурах УВЧ и гетеродина отличаются друг от друга и подобраны таким образом, чтобы при сопряжении на средней частоте диапазона коэффициент усиления блока был равномерным по всему диапазону.
Стабильность частоты гетеродина при изменении температуры окружающей среды обеспечивается применением в контуре гетеродина конденсаторов с различными температурными коэффициентами емкости (С12 — ПЗЗ, CJ3 — М700, C15 — M47J.
В остальном схема блока аналогична уже рассмотренным схемам блоков УКВ других переносных радиоприемников.
Рис. 7.2. Схема блока УКВ радиоприемника «Рига-104»
В радиоприемнике «Рига-104» и магнитолах «Рига-110» и «Аэлита-101» применена электронная настройка в диапазоне УКВ с помощью варикапных матриц К.ВС-111 (рис. 7.2).
Принцип электронной настройки заключается в перестройке в заданном диапазоне частот входного контура, контура УВЧ и сопряженного с ними контура гетеродина с помощью специальных диодов, называемых варикапами, емкость которых изменяется в зависимости от величины приложенного к ним напряжения. Такой метод настройки дает значительные преимущества по сравнению с любым методом механической настройки: малые габариты элемента настройки; возможность просто осуществлять увеличение количества одновременно перестраиваемых колебательных контуров при необходимости увеличения селективности входных каскадов радиоприемника; отсутствие механической оси, связывающей перестраиваемые избирательные системы, позволяет располагать варикапы непосредственно около контурных катушек индуктивности, что уменьшает число неконтролируемых емкостных связей между контурами настройки, т. е. позволяет уменьшить паразитные конструктивные связи между каскадами; достаточно легко снижается паразитное излучение гетеродина за счет экранировки каждого каскада вместе с элементом настройки; ликвидируется жесткая связь между элементами перестройки контуров и ручкой настройки приемника, что позволяет при конструировании приемника устанавливать блок УКВ в любом месте на шасси; легко сочетается плавная настройка с фиксированными настройками на выбранные радиостанции путем подачи на варикапы заранее установленных управляющих напряжений; АПЧГ возможна без введения в его контур дополнительного управляющего элемента.
Рис. 7.3. Схема тракта УПЧ АМ-ЧМ сигналов радиоприемника «Рига-104»
Перестройка контуров входного L2C2C3VD1, УВЧ L3C9C11VD2 и гетеродинного L4C13C14C16VD3 в диапазоне УКВ обеспечивается изменением управляющего напряжения от 1,6 до 22 В. Наименьшему значению управляющего напряжения соответствует настройка на нижнюю границу диапазона УКВ с некоторым производственным запасом (от 65,0 до 65,8 МГц). При наибольшем значении управляющего напряжения настройка соответствует верхней границе диапазона (от 74 до 73 МГц).
Емкость каждого варикапа в матрице КВС111Б при управляющем напряжении — 4 В равна 33 пФ, а общая емкость матрицы — 17 пФ.
Перестройка колебательных контуров входного, УВЧ и гетеродинного с помощью варикапов должна быть сопряженной, т. е. разность настроек должна быть равна.промежуточной частоте с допустимым отклонением.
Сопряжение настроек контуров осуществляется в двух точках диапазона: изменением индуктивности катушек с помощью сердечников на нижней частоте диапазона и изменением емкости под-строечных конденсаторов С2, С9, С13 на верхней частоте диапазона.
Автоматическая подстройка частоты гетеродина осуществляется варикапной матрицей VD3. Для этого на нее подается с выхода частотного детектора напряжение подстройки. Таким образом, к варикапной матрице VD3 одновременно прикладываются два управляющих напряжения: от потенциометра для настройки на принимаемую станцию и напряжение автоматической подстройки с частотного детектора при включении клавиши «АПЧ». В остальном принцип построения схемы блока УКВ аналогичен схеме блока УКВ с отдельным гетеродином.
Схема блока УКВ магнитол «Рига-110» и «Аэлита-101» отличается от рассмотренной схемы блока УКВ радиоприемника «Рига-104» только типом используемых транзисторов. В каскаде УВЧ и гетеродине применены кремниевые транзисторы (КТ368А и КТ339А соответственно), а в смесителе — полевой (КП307Е).
Тракт промежуточной частоты ЧМ сигналов в переносных радиоприемниках и магнитолах 1-го класса выполняется либо совмещенным (в моделях ранних выпусков), либо раздельным (в выпускаемых в настоящее время моделях).
Схема совмещенного тракта УПЧ АМ-ЧМ радиоприемника «Рига-104» приведена на рис. 7.3. Требуемая избирательность по соседнему каналу обеспечивается в тракте ЧМ четырехконтурным фильтром сосредоточенной селекции L1 С6, L2 С10, L3 С13, L5 С16 и последующими резонансными каскадами на транзисторах VTS и .VT7. Транзистор VT4, нагрузкой которого является ФСС сигналов ЧМ, используется только в УПЧ ЧМ, а остальные транзисторы (VT6, VT7, VT10) используются как в тракте ЧМ, так и в тракте AM. Для уменьшения влияния входных и выходных сопротивлений транзисторов во всех каскадах УПЧ ЧМ используется слабая автотрансформаторная связь контуров с коллекторами транзисторов и трансформаторная связь с базами, транзисторов. В коллекторные цепи всех каскадов последовательно с контурами включены резисторы R7, Rll, R19, R28 с небольшим сопротивлением (220 Ом). Это позволяет повысить устойчивость работы тракта УПЧ ЧМ.
Рис. 7.4. Схема демодулятора ДЧМ-П-5
Тракт УПЧ ЧМ в переносных магнитолах «Рига-110» и «Аэлита-101» является раздельным и выполняется в виде функционально законченного блока. Этот блок унифицирован и имеет название ДЧМ-П-5. Принципиальная схема блока ДЧМ-П-5 приведена на рис. 7.4. Блок обеспечивает необходимое усиление ЧМ сигнала на промежуточной частоте 10,7 МГц, требуемую избирательность по соседнему каналу, выполняет функцию детектора (демодулятора) ЧМ сигнала.
В блоке ДЧМ-П-5 предусмотрено также устройство, выполняющее функции подавления боковых настроек и бесшумной настройки, а также усилитель сигнала автоматической подстройки частоты.
Сигнал ПЧ с выхода блока УКВ поступает на двухкаскадный апериодический усилитель, выполненный на транзисторах VI и V2. Нагрузкой усилителя является пьезокерамический фильтр Z (ФПШ-049) с резонансной частотой 10,7 МГц, обеспечивающий необходимую избирательность по соседнему каналу. С ПКФ сигнал ПЧ поступает на вход микросхемы К174УРЗ (на вывод 13), выполняющей функцию демодулятора ЧМ сигналов.
Структурная схема интегральной микросхемы К174УРЗ приведена на рис. 7.5, а электрическая принципиальная схема — на рис. 7.6. Микросхема содержит восьмикаскадный дифференциальный усилитель-органичитель (на транзисторах VI... V24), заканчивающийся каскадами эмиттерных повторителей (на транзисторах V25 и V26). На транзисторах V31, V41, V29, V42 выполнена схема совпадений, которая вместе с подключенным к выводам 2 и 6 микросхемы колебательным контуром L1C9 образует частотный детектор, основанный на принципе фазового детектирования.
Рис. 7.5. Структурная схема интегральной микросхемы К174УРЗ
С выхода усилителя-ограничителя на один вход схемы совпадений (на базы транзисторов V31 и V41) импульсы поступают непосредственно, а на другой (на базы транзисторов V29 и V42) — через линию задержки. Роль линии задержки выполняет колебательный контур L1.C9. На резонансной частоте он создает сдвиг фаз 90°. При изменении частоты сдвиг фаз также изменяется в ту или иную сторону, что изменяет время совпадения импульсов и соответственно напряжение на выходе частотного детектора. Резистор R10 предназначен для снижения добротности контура с целью уменьшения нелинейных искажений.
Схема совпадений представляет собой разновидность перемножителя. Напряжение на выходе появляется только в моменты, когда на обоих входах имеются импульсы одного знака. Если время задержки кратно целому числу периодов промежуточной частоты, то ток на выходе схемы совпадений максимален. Если оно кратно нечетному числу полупериодов, то ток равен нулю.
Сигнал низкой частоты после детектора усиливается и через эмиттерный повторитель подается на выход микросхемы (на вывод 8). Сигнал со второго выхода микросхемы (с вывода 10) подается на усилитель напряжения сигнала АПЧ, выполненный на транзисторах V6 и V7 (рис. 7.4). Этот усиленный сигнал далее подается на варикап в контуре гетеродина блока УКВ.
Схема АПЧ работает следующим образом. Сигнал с вывода 70 микросхемы поступает на эмиттер транзистора V6. В результате изменения напряжения эмиттер — база транзистора V6 изменяется потенциал коллектора транзистора и, следовательно, потенциал базы транзистора V7. Таким образом, на выход схемы поступает напряжение, изменяющееся относительно опррного напряжения, равного 3 В.
С помощью резистора R17 осуществляется начальная балансировка системы АПЧ, т. е. устанавливается нулевая разность напряжений между выходным напряжением схемы АПЧ и опорным напряжением 3 В при отсутствии сигнала.
Схема системы бесшумной настройки выполнена на транзисторах V3...V5 (см. рис. 7.4). Управляющий сигнал (напряжение шума) с- вывода 8 микросхемы через конденсатор С12 подается на базу транзистора V4. При точной настройке приемника на частоту принимаемого сигнала напряжение шума отсутствует, а на базу транзистора V4 поступает сигнал с большим уровнем. Транзистор V4 открыт, а транзисторы V5 и V3 закрыты. Сопротивление перехода коллектор — эмиттер транзистора V3 при этом максимально и оно не влияет на прохождение сигнала низкой частоты с вывода 8 микросхемы через цепочку R8, С10 на вход УНЧ. При неточной настройке на станцию (при малом сигнале на выходе микросхемы) транзистор V4 закрыт. Напряжение на его коллекторе увеличивается, и транзистор V5 открывается. Транзистор V3 при этом также открыт, а сопротивление его перехода коллектор — эмиттер уменьшается и шунтирует выход микросхемы. Низкочастотный сигнал при этом не проходит на вход УНЧ. С помощью резистора R12 устанавливается порог срабатывания v схемы БШН.
Тракт высокой и промежуточной частоты сигналов AM. Радиоприемники 1-го класса имеют переменную (переключаемую) полосу пропускания в тракте УПЧ сигналов AM, клавишу «Местный прием» и другие усложнения схемы.
При приеме сильных сигналов местных радиостанций в диапазонах ДВ и СВ при нажатой клавише «Местный прием» принимаемый сигнал искусственно ослабляется во входных цепях, и в результате предотвращается перегрузка входных каскадов.
Входные цепи диапазонов ДВ и СВ радиоприемника «Рига-103» представляют собой двухконтурные полосовые фильтры. Связь между контурами — индуктивная, посредством катушки связи. Применение полосовых фильтров на входе радиоприемника позволяет обеспечить достаточно высокое подавление зеркального и других побочных каналов приема и широкую полосу пропускания входных цепей.
УПЧ сигналов тракта AM имеет две переключаемые полосы пропускания: «узкую» — У и «широкую» — Ш. Широкая полоса пропускания полосовых фильтров Т2 и Т4 формируется за счет дополнительных обмоток связи L34 и L41 (рис. 7.7), с помощью которых при нажатии клавиши «полоса» увеличивается связь между коллекторными и базовыми контурами в полосовых фильтрах Т2 и Т4.
Полосовые фильтры ПЧ AM включены в коллекторную цепь транзисторов последовательно с полосовыми фильтрами ПЧ ЧМ. Контуры ЧМ не влияют на качественные показатели тракта AM сигнала, поскольку их настройка значительно выше. Кроме того, для исключения влияния контурных катушек, коллекторных контуров полосовых фильтров ПЧ AM при работе ЧМ тракта в контуры включены дополнительные конденсаторы С61 и С69. При работе же AM тракта коллекторный контур полосового фильтра Т2 тракта ЧМ замыкается накоротко. Это позволяет избежать выделения в коллекторной цепи смесителя высших паразитных гармоник AM тракта.
В тракте УПЧ AM радиоприемника «Рига-104», так же как и в тракте УПЧ ЧМ, применен фильтр сосредоточенной селекции (см. рис. 7.3). Он состоит из контуров L4C14C17, L7C19, L9C21, L11C23C24. Связь между контурами — комбинированная. Она осуществляется с помощью конденсатора С20 и катушек индуктивности L8 и L10. Конденсатор С20 образует внешнеемкостную связь между вторым и третьим контурами фильтра. С помощью катушек L8 и L10 осуществляется связь между всеми четырьмя контурами фильтра. Эти катушки имеют отводы, которые соединены с переключателями «Широкая полоса», «Узкая полоса» и «Местный прием», с помощью которых изменяется величина индуктивной связи между контурами фильтра. Когда катушки связи отключены, связь между контурами фильтра меньше критической, а ширина полосы пропускания тракта AM в этом случае будет около 5 кГц.
Рис. 7.6. Принципиальная схема интегральной микросхемы К174УРЗ
Рис. 7.7. Схема каскадов УПЧ радиоприемника «Рига-103» с регулируемой полосой пропускания
При включении переключателя «Широкая полоса» связь между контурами ФСС увеличивается до критической за счет подключения части катушек связи L8 и L10 к первому и четвертому контурам.
Ширина полосы пропускания тракта промежуточной частоты при этом будет около 10 кГц. При включении переключателя «Местный прием» катушки L8 и L10 окажутся полностью включенными и связь между контурами фильтра будет больше критической. Ширина полосы пропускания тракта промежуточной частоты при этом будет около 15 кГц.
Особенностью схемы тракта УПЧ, кроме того, является питание транзисторов усилительных каскадов тракта постоянными напряжениями разной величины (см. рис. 7.3). Так, базовые и эмиттерные цепи транзисторов VT4, VT6 и VT7 питаются от стабилизированного напряжения 5,2 В, эмиттерная цепь транзистора VT10 — напряжением 9 В при питании радиоприемника от внутренней батареи и напряжением 12 В при питании от сети переменного тока. Питание базовой цепи транзистора VT10 осуществляется этим же напряжением, но стабилизированным. Питание транзистора последнего каскада тракта УПЧ повышенным напряжением вызвано необходимостью устранения ограничения больших сигналов в последнем каскаде при работе в режиме усиления сигналов промежуточной частоты тракта AM.
Рис. 7.8. Схема тракта высокой и промежуточной частот сигналов AM магнитол «Рига-110» и «Аэлита-101»
Раздельный тракт ВЧ-ПЧ AM используется в переносных магнитолах 1-го класса «Рига-110» и «Аэлита-101» (рис. 7.8). Он содержит: входные цепи диапазонов СВ и KB, апериодический УВЧ, преобразователь частоты, контура гетеродинов СВ и KB, усилитель сигналов ПЧ, системы АРУ и АПЧ, детектор.
Усилитель высокой частоты, преобразователь частоты и УПЧ выполнены на интегральной микросхеме К174ХА2. Принципиальная схема микросхемы приведена на рис. 4.6 в § 5.1, где рассматривалось ее использование в карманных радиоприемниках.
Особенностью высокочастотных каскадов магнитол является использование для перестройки входных контуров диапазона СВ L11C3 и диапазона KB L21C4C6C7 и соответственно контуров гетеродина этих диапазонов L31C10C11 и L41C9CI2 вари-капной матрицы VD1 (КВС12ОА).
Матрица содержит три варикапа, заключенные в один корпус. Два из них включены параллельно и используются для перестройки входных контуров, а третий — для перестройки контуров гетеродина. Перестройка варикапов осуществляется изменением управляющего напряжения от 1,6 до 29 В, которое вырабатывается каскадом преобразователя напряжения.
Микросхема включает в себя (см. рис. 4.6): регулируемый апериодический УВЧ на дифференциальной паре транзисторов (VT3 и VT5), смеситель, выполненный по балансной схеме и состоящий из трех дифференциальных каскадов (VT7... VT12); гетеродин на дифференциальной паре транзисторов (VT13 и VT14); трехкаскадный регулируемый апериодический УПЧ (VT17... VT28); оконечный каскад УПЧ на дифференциальной паре транзисторов (VT29 и VT30); усилитель постоянного тока, используемый для автоматической регулировки усиления каскадов УПЧ; усилитель постоянного тока, используемый для АРУ каскада УВЧ; усилитель постоянного тока, используемый для питания индикатора настройки; стабилизаторы напряжения питания каскадов УВЧ и УПЧ. Принимаемый сигнал с катушек связи входных контуров СВ и KB подается на выводы 1 и 2 микросхемы (на базы транзисторов дифференциального апериодического УВЧ). Усиленный сигнал снимается с нагрузок, включенных в коллекторные цепи каскада, и подается симметрично к входу смесителя.
Гетеродинные контура диапазонов СВ и KB подключены к выводу 6 микросхемы (в коллекторную цепь транзистора VT13). Напряжение обратной связи с катушек связи контуров гетеродина подается на вывод 5 микросхемы (на базу транзистора VT14). Это же напряжение гетеродина подается на вход одного из дифференциальных каскадов смесителя (на базу транзистора VT8), являющегося источником тока гетеродина.
Нагрузкой смесителя является каскад на транзисторе VT2 (см. рис. 7.8), подключенный к выводам 15 и 16 микросхемы и предназначенный для согласования входного сопротивления ПК.Ф с микросхемой для обеспечения требуемой селективности по соседнему каналу.
Согласование выходного сопротивления ПКФ с микросхемой осуществляется с помощью контура L5.1L5.2C23C25 и подстроечного резистора R12. Сигнал с контура поступает на вход первого каскада УПЧ (на вывод 12 микросхемы), представляющего собой дифференциальный усилитель (см. рис. 4.6), один из входов которого по высокой частоте заземлен (вывод 11 микросхемы).
Нагрузкой оконечного каскада УПЧ является контур L6C22, который подключен к выводу 7 микросхемы. Детектор выполнен на диоде VD3. Нагрузкой его является цепь R15C24. Постоянная составляющая продетектированного сигнала поступает на вход усилителя сигнала АРУ (вывод 9 микросхемы) через фильтр R14C21.
Рис. 7.9. Схема АРУ тракта УКВ радиоприемника «Рига-103»
Для индикации точной настройки на станцию используется напряжение, снимаемое с вывода 10 микросхемы.
Схемы АРУ в радиоприемниках 1-го класса классические (режимные) . Автоматической регулировкой усиления охвачены каскад УВЧ и один из каскадов УПЧ (как в тракте ЧМ, так и в тракте AM). Принцип режимной АРУ заключается в том, что при увеличении сигнала на входе радиоприемника увеличивается положительное напряжение, выпрямленное детектором АРУ, которое подается на базы транзисторов регулируемых каскадов и уменьшает их отрицательный потенциал относительно эмиттера. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока эмиттера транзистора и, следовательно, к уменьшению усиления регулируемого каскада. Такая регулировка усиления является наиболее экономичной с точки зрения величины мощности управляющего сигнала, так как большой ток эмиттера управляется малым током базы транзистора регулируемого каскада.
На рис. 7.9 приведена часть схемы АРУ, используемой в тракте ЧМ радиоприемника «Рига-103». Напряжение сигнала ПЧ снимается с коллекторного контура третьего каскада УПЧ, выпрямляется диодом VD и подается на базу транзистора VT1 каскада УВЧ, уменьшая потенциал базы. Это приводит к уменьшению тока эмиттера транзистора и соответственно к уменьшению сигнала усиления каскада УВЧ.
Для АРУ в трактах AM и ЧМ в радиоприемнике «Рига-103» используются отдельные детекторы.
В радиоприемнике «Рига-104» применена усиленная АРУ с задержкой (см. рис. 7.3). Ею охвачены усилитель высокой частоты
(при работе в тракте AM) и два каскада УПЧ на транзисторах VT6 и VT7 (при работе в трактах AM и ЧМ). В тракте УПЧ АРУ действует за счет изменения постоянного напряжения на базе регулируемых транзисторов. Схема АРУ (рис. 7.10) состоит из детектора и усилителя. Детектор АРУ выполнен на отдельном диоде VD5, а усилитель АРУ — на транзисторах VT12 и VT15, выполняющих функции двухкаскадного усилителя постоянного тока. Сигнал на схему АРУ поступает с контура последнего каскада УПЧ. Нагрузкой детектора АРУ являются резисторы R32 и R33. Схема работает следующим образом.
При малом сигнале на входе или при его отсутствии первый транзистор усилителя АРУ (VT12) закрыт, а второй (VT15) открыт. Напряжение на резисторе R53 определяет режимы, необходимые для работы транзистора VT7 тракта УПЧ (см. рис. 7.3) и диодов VD1 и VD2 в тракте усиления сигналов высокой частоты в диапазонах ДВ, СВ и KB (см. рис. 7.10). При изменении уровня . сигнала на последнем контуре тракта УПЧ от нуля до 600 мВ напряжение на резисторе R53 в усилителе АРУ не изменяется, что определяет задержку действия АРУ. Когда сигнал на последнем контуре тракта УПЧ превысит 600 мВ, выпрямленное напряжение на выходе детектора АРУ отпирает транзистор VT12. Это приводит к уменьшению тока коллектора транзистора VT15 и уменьшению напряжения на резисторе R53, что уменьшает напряжение смещения на базе транзистора VT7. Его коллекторный ток и усиление каскада уменьшается.
Напряжение на коллекторе транзистора VT15 при этом возрастает, что приводит к соответствующему изменению напряжения смещения на диодах VD1 и VD2 в каскаде усиления сигналов высокой частоты тракта AM. Таким образом, наряду с уменьшением усиления в тракте УПЧ уменьшается усиление каскада УВЧ при работе в диапазонах ДВ, СВ и КВ.
Конденсаторы С43 и С47 предотвращают проникновение напряжения промежуточной частоты и напряжения низкой частоты, а также их гармоник с выхода усилителя АРУ в регулируемые каскады УВЧ и УПЧ. Развязывающие фильтры R15C27 и R16C25 в тракте УПЧ (см. рис. 7.3) предназначены для устранения нежелательной связи между регулируемыми каскадами и определяют скорость срабатывания АРУ.
Индикатор настройки. В транзисторных радиоприемниках 1-го класса для точной настройки на принимаемые станции используются стрелочные индикаторы. Они включаются в цепь питания транзистора каскада УПЧ, управляемого напряжением АРУ. В радиоприемнике «Рига-104» используется стрелочный индикатор типа М476, который включен в цепь питания транзистора VT7 каскада УПЧ AM и ЧМ, охваченного АРУ (см. рис. 7.3). Отклонение стрелки индикатора зависит от значения постоянной составляющей тока эмиттера транзистора VT7.
Рис. 7.10. Схема усиленной АРУ с задержкой радиоприемника «Рига-104»
При отсутствии сигнала на входе приемника напряжение на резисторе R18 в цепи эмиттера транзистора VT7 определяет максимальный ток через индикатор. Однако конструктивно прибор выполнен таким образом, что его стрелка при этом будет отклоняться максимально влево. Это будет соответствовать нулю показаний индикатора настройки.
При настройке на сигнал принимаемой станции режим работы транзистора У77 под действием АРУ будет изменяться и его ток эмиттера будет уменьшаться. При этом будет уменьшаться и напряжение на резисторе R18, а следовательно, будет уменьшаться и ток через индикатор настройки. Точная настройка на принимаемую станцию будет соответствовать наименьшему току через индикатор и наибольшему отклонению стрелки индикатора вправо. Величина максимального тока через индикатор при, отсутствии сигнала на входе радиоприемника определяется величиной резистора R54, включенного последовательно в цепь индикатора (см. рис. 7.10).
Схемы бесшумной настройки (БШН) используются для исключения прослушивания шумов и помех в процессе настройки приемника с одной станции на другую.
В радиоприемнике «Рига-104» бесшумная настройка обеспечивается за счет отключения напряжения коллекторного питания предварительного каскада УПЧ, если на входе приемника сигнал оказывается меньше заданного уровня.
Схема бесшумной настройки (рис. 7.11) состоит из апериодического усилителя на транзисторе VT11, выпрямителя и двухкас-кадного усилителя постоянного тока. Сигнал на схему БШН подается с последнего каскада УПЧ.
Апериодический усилитель усиливает подводимые сигналы, повышая тем самым чувствительность БШН.
При отключенной системе БШН напряжение питания на каскад предварительного УНЧ подается со стабилизатора напряжения (5,2 В) блока УПЧ.
Рис. 7.11. Схема бесшумной настройки радиоприемника «Рига-104»
При включенной БШН напряжение питания на каскад УНЧ подается с коллектора транзистора VT14. Если сигнал на входе радиоприемника отсутствует или мал, транзистор VT13 заперт, а транзистор VT14 открыт. Постоянное напряжение на коллекторе этого транзистора мало (около 300 мВ). Такого напряжения недостаточно для того, чтобы открыть каскад предварительного УНЧ, и сигнал не пройдет на выход приемника. При появлении на входе радиоприемника достаточно большого сигнала транзистор VT13 откроется, а транзистор VT14 закроется, и напряжение на его коллекторе, а следовательно, и на коллекторе транзистора каскада УНЧ, увеличится до 5,2 В. Каскад предварительного УНЧ откроется, и сигнал пройдет на выход приемника.
С помощью конденсаторов С44, С49, С55 устраняется возможность проникновения в тракт НЧ по его цепи питания переменных составляющих выпрямленного напряжения сигналов промежуточной частоты.
Схема БШН, используемая в демодуляторе ДЧМ-П-5, рассмотрена ранее (см. рис. 7.4).
Тракт усиления сигналов низкой частоты в переносных радиоприемниках 1-го класса выполняется на транзисторах, а в переносных магнитолах 1-го класса — на полупроводниковой интегральной микросхеме К174УН7.
Рис. 7.12. Схема оконечных каскадов УНЧ радиоприемника «Рига-104»
Тракт низкой частоты радиоприемника «Рига-104» выполнен на девяти транзисторах и конструктивно состоит из двух блоков: предварительного усилителя и оконечных каскадов. В предварительном усилителе осуществляются все ручные регулировки сигнала:, регулировка громкости, регулировка тембра. Отличительные особенности схемы тракта УНЧ заключены в построении оконечных каскадов (рис. 7.12).
Блок состоит из усилителя напряжения на транзисторах VT1... ...VT3, предоконечного фазоинверсного каскада на транзисторах VT4 и VT5 и оконечного усилителя мощности — двухтактного каскада на транзисторах VT6 и VT7.
Формирование на входе двухтактного каскада двух сигналов, одинаковых по амплитуде, но противоположных по фазе, обеспечивается за счет использования в предоконечном каскаде транзисторов с различным типом проводимости — VT4
— n-р-n, VT5 — р-n-р.
Диод VD1 служит для термостабилизации тока покоя предоконечного и оконечного каскадов. Для уменьшения нелинейных искажений и термостабилизации режима работы транзисторов предоконечного и оконечного усилителей между базами транзисторов VT4 и VT5 включен терморезистор R11 с отрицательным коэффициентом сопротивления. С помощью цепочки С4, R9 создается положительная обратная .связь в предоконечном усилителе, чем достигается обеспечение требуемой мощности на выходе. Под-строечный резистор R10 служит для установки оптимальной величины тока покоя оконечного усилителя при регулировке схемы.
Оконечный усилитель мощности выполнен по двухтактной бестрансформаторной схеме с параллельным включением нагрузки. Симметрирование схемы оконечных каскадов осуществляется подстроечным резистором R1. С его помощью устанавливают напряжение на эмиттере транзистора VT7 равным половине напряжения на эмиттере транзистора VT6.
Оконечные каскады охвачены глубокой отрицательной обратной связью по переменному току. С выхода оконечного усилителя напряжение через резистор R6 подается на эмиттер транзистора VT1.
Громкоговоритель радиоприемника подключается к выходу оконечного усилителя через конденсатор большой емкости С5 — 1000 мкФ. Выходная мощность радиоприемника зависит от источника питания. При работе от батарей напряжение питания составляет 9 В, а максимальная выходная мощность 1,5 Вт. При питании же радиоприемника от сети переменного тока на оконечные каскады подается напряжение 12 В. При этом выходная мощность радиоприемника увеличивается до 2 Вт.
Тракт низкой частоты переносных магнитол 1-го класса «Ри-га-110» и «Аэлита-101» содержит два унифицированных функциональных блока: блок тембров и блок оконечных каскадов УНЧ (блок НЧО-15).
Рис. 7.13. Схема блока тембров магнитол «Рига-110» и «Аэлита-101».
Блок тембров (рис. 7.13) предназначен для регулировки громкости и регулировки тембра по высоким и низким звуковым частотам. Первым каскадом блока тембров является эмиттерный повторитель на транзисторе VI, служащий для согласования входа тракта УНЧ с выходом детектора.
На транзисторе V2 выполнен «активный» регулятор тембра с элементами регулировки тембра низких звуковых частот R6, R7, R8, R11, С4, С5 и регулировки тембра высоких звуковых частот R9, R10, СЗ, С7. Эти RС-элементы включены в цепь обратной связи между коллектором и базой транзистора V2.
На транзисторе V3 выполнен активный фильтр нижних частот. Элементами фильтра являются R17, CIO, R18, СИ. Обратная связь подается с эмиттера транзистора V3 через конденсатор С10 на точку соединения резисторов R17 и R18 и отсюда к базе транзистора V3. С эмиттера транзистора V3 сигнал поступает на регулятор громкости R22.
Цепочки R20, С13 и R21, С14, С15 служат для тонкомпенса-ции при регулировке громкости. Введение тонкомпенсации вызвано тем, что ухо человека неодинаково чувствительно ко всем звуковым частотам. Чувствительность приближается к максимальной на частоте около 3 кГц, а наибольшая чувствительность из всего звукового диапазона — на частотах 500 Гц... 5 кГц. При низких уровнях громкости уменьшение чувствительности на низких частотах больше, чем на более высоких уровнях.
Уменьшается чувствительность уха также и на высоких частотах.
Сопротивления резисторов и емкости конденсаторов цепочек тонкомпенсации выбраны таким образом, чтобы при уменьшении регулятором громкости уровня входного сигнала уровень сигнала на средних частотах ослаблялся в большей степени, чем на низких и на высоких. Таким образом, с помощью цепочек тонкомпенсации компенсируется уменьшение чувствительности уха на низких и высоких частотах.
Для лучшего прохождения высоких частот к оконечным каскадам УНЧ между выводами регулятора громкости включен конденсатор С16.
Рис. 7.14. Схема блока НЧО-15
Блок оконечных каскадов УНЧ (НЧО-15, рис. 7.14) выполнен на интегральной микросхеме К174УН7 (рис. 7.15). Сигнал с выхода блока тембров подается на вход блока НЧО-15 (на вывод 8 микросхемы и далее на базу транзистора VT1 микросхемы). Каскад на транзисторе VT1 представляет собой эмиттерный повторитель, имеющий большое входное сопротивление. С транзистором VT1 гальванически связан транзистор VT2, а нагрузкой последнего служит транзистор VT3, представляющий собой динамическую нагрузку.
Рис. 7.15. Принципиальная схема интегральной микросхемы К174УН7
С выхода каскада на транзисторе VT2 сигнал подается на вход усилительного каскада на транзисторе VT6, который также имеет динамическую нагрузку (транзистор VT7). Затем сигнал усиливается каскадами на транзисторах VT8 и VT10, которые охвачены небольшой отрицательной обратной связью за счет незашунтированного резистора в цепи эмиттера транзистора VT10. Коллекторной (динамической) нагрузкой транзистора VT10 является транзистор VT9, выполняющий одновременно функцию стабилизатора тока совместно с диодом VD3.
Рис. 7.16. Схема преобразователя напряжения радиоприемника «Рига-104»
Сигнал с каскада на транзисторе VT10 подается на вход оконечного каскада. Одно плечо оконечного каскада выполнено на двух каскадно включенных VT14 и VT16, а другое — на транзисторах VT11 и VT17 В эмиттерной цепи транзистора VT11 включен транзистор VT12, который обеспечивает поворот фазы входного сигнала на 180°.
С помощью диодов VD3...VD5 и транзистора VT15 задаются напряжения смещения транзисторов VT11, VT12, VT14, VT16 оконечного каскада. Через них протекают постоянные токи стабилизации, заданные диодом VD2. Этим обеспечивается стабилизация тока покоя оконечных транзисторов.
Для обеспечения устойчивой работы усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью, создаваемой цепочкой СЗ, R2 (см. рис. 7.14). Для устранения возбуждения усилителя на высоких частотах используется цепочка С8, R4. Завал амплитудно-частотной характеристики усилителя в области низких частот определяется элементами С7, С9, С10, а в области высоких частот — элементами С5 и С6.
Блок НЧО-15 обеспечивает усиление сигналов звуковой частоты в номинальном диапазоне частот от 63 Гц до 16 000 Гц при неравномерности не более 3 дБ и максимальную выходную мощность не менее 1,6 Вт (при напряжении 9 В).
Преобразователи напряжения. Использование в переносных радиоприемниках и магнитолах электронной настройки потребовало введение в схему блока преобразователя напряжения для создания управляющего напряжения по величине значительно большей, чем имеют встроенные батареи питания.
Схема преобразователя напряжения радиоприемника «Рига-104» приведена на рис. 7.16. Он преобразует постоянное напряжение 5,2 В, поступающее с каскада стабилизатора, в постоянное высокостабильное напряжение 22 В. Преобразователь состоит из генератора высокочастотных колебаний, выпрямителя этих колебаний, а также из каскадов схемы автоматической регулировки выходного напряжения преобразователя.
Генератор высокочастотных колебаний выполнен на транзисторе VT4 (МП41) по схеме с индуктивной связью. Условия, необходимые для работы генератора, обеспечиваются соотношением и соответствующим включением витков трансформатора. Обмотка трансформатора L1 с конденсатором С4 образует контур, настроенный на частоту около 100 кГц. Обмотка L2 с конденсатором С2 обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для возбуждения генератора.
Рис. 7.17. Схема блока преобразователя напряжения ПН-15
Напряжение генерируемых колебаний высокой частоты выпрямляется диодом VD2 (КД105Д) и после сглаживающего фильтра C6R5C7 подается на потенциометр настройки R6 (220 кОм), с которого управляющее напряжение подводится к варикапным матрицам блока УКВ. Подстроечным резистором R7 при налаживании радиоприемника устанавливают необходимую величину (22 В) управляющего напряжения.
Контурная обмотка трансформатора L1 имеет отвод, к которому подключена схема автоматической регулировки выходного напряжения преобразователя. Регулировка осуществляется за счет изменения напряжения питания генератора высокочастотных колебаний. Автоматическая регулировка устраняет влияние изменения выходного напряжения преобразователя при колебаниях температуры окружающей среды и других дестабилизирующих факторов.
Схема автоматической регулировки выходного напряжения преобразователя выполнена на транзисторах VT1...VT3 (КТ315Б) и диоде VD1 (КД105Б). Диод VD1 выполняет функцию выпрямителя, транзистор VT1 — функцию управляющего элемента, а транзистор VT2 — функцию регулирующего элемента, транзистор VT3 в диодном включении определяет режим работы управляющего элемента. Работа схемы осуществляется следующим образом. Предположим, что под воздействием какого-нибудь дестабилизирующего фактора напряжение на выходе преобразователя увеличилось. При этом увеличивается напряжение и на выходе выпрямителя автоматической регулировки, т. е. на конденсаторе С5, и увеличивается ток эмиттера транзистора VT3. В этом случае напряжение на базе транзистора VT1 увеличится, что приведет к увеличению его тока коллектора. В результате напряжение на коллекторе транзистора VT1 и на базе транзистора VT2 уменьшится. Ток через транзистор VT2 также уменьшится, что приведет к увеличению сопротивления этого транзистора. Поскольку транзистор VT2 включен последовательно в цепь питания транзистора VT4, напряжение на эмиттере транзистора VT4 снизится.
Это, в свою очередь, уменьшит амплитуду колебаний генератора, а следовательно и выходное напряжение преобразователя.
Такая система стабилизации преобразователя напряжения и позволяет достаточно точно поддерживать на его выходе постоянное напряжение 22 В даже при значительном изменении напряжения источника питания.
В переносных магнитолах «Рига-110» и «Аэлита-101» для перестройки контуров с варикапами в диапазонах тракта AM потребовалось управляющее напряжение до 30 В. Это напряжение обеспечивается унифицированным блоком преобразователя напряжения ПН-15 (рис. 7.17).
По построению схемы блок ПН-15 делится на два функциональных узла: собственно источник напряжения и стабилизатор напряжения компенсационного типа. На транзисторе VT4 построен генератор колебаний с частотой 12 кГц. Переменное напряжение, вырабатываемое генератором, наводится во вторичной обмотке трансформатора Г, которая вместе с конденсатором С7 представляет собой параллельный резонансный контур. Переменное напряжение генерируемых колебаний выпрямляется диодом VD1, и через сглаживающий фильтр С5 R13 С4 подается на варикапы..
Питание генератора осуществляется через стабилизатор, выполненный на транзисторах VT1, VT2, VT3 и интегральной микросхеме К159НТ1. Транзистор VT3 является датчиком опорного напряжения, которое подается на один из входов дифференциального каскада, выполненного на микросхеме. На другой вход микросхемы подается напряжение с делителя на резисторах R2, R3, R4. На транзисторах VT1 и VT2 выполнен регулирующий каскад, представляющий собой усилитель постоянного тока. С коллектора транзистора VT1 стабилизированное напряжение поступает на коллектор транзистора VT4. Если по какой-нибудь причине изменится управляющее напряжение, то изменится и потенциал в точке соединения резисторов R2 и R3, R4. Изменение потенциала одного из плеч дифференциального каскада приведет к изменению состояния регулирующего каскада на транзисторах VT1 и VT2 и напряжение на выходе стабилизатора установится равным первоначальному.
Регулировка вырабатываемого управляющего напряжения осуществляется подстроечным резистором R4.
7.2. Стационарные радиолы, магниторадиолы и тюнеры 1-го класса
Все стационарные модели радиоприемных устройств по схемным решениям и используемой элементной базе можно условно разделить на следующие четыре группы:
унифицированные стационарные радиолы первых выпусков, выполненные на транзисторах: стереофоническая «Рига-101-сте-рео» и монофоническая «Рига-102»;
стационарные радиолы и магниторадиолы 1-го класса на транзисторах, базовой моделью для которых является стереофоническая радиола «Мелодия-101-стерео»: монофоническая радиола «Мелодия-102», стереофонические радиолы «Мелодия-104-стерео» и «Элегия-102-стерео», магниторадиола «Мелодия- 105-стерео»;
магниторадиолы (музыкальные центры) «Мелодия-106-стерео», «Вега-115-стерео», «Россия-101-стерео», магниторадиола «Романтика-112-стерео», тюнер «Корвет- 104-стерео»;
стереофонические тюнеры «Рондо-101-стерео» и «Рондо-102-стерео».
Схемные решения построения трактов ЧМ и AM, рассмотренные в § 7.1 применительно к радиоприемнику «Рига-103», полностью относятся и к радиолам «Рига-101-стерео» и «Рига-102». Отличием является применение в радиоле «Рига-101-стерео» сквозного стереофонического тракта и двухканального стереофонического УНЧ. Схемные решения построения трактов ЧМ и AM моделей второй группы (базовой модели «Мелодия-101-стерео») аналогичны схемным решениям, примененным в переносном радиоприемнике «Рига-104» (см. § 7.1), за исключением схемных решений стереофонического тракта. Структурная схема стереофонической радиолы «Мелодия-101-стерео» приведена на рис. 7.18.
Стереофонические тюнеры «Рондо-101-стерео» и «Рондо-102-стерео» предназначены только для приема стереофонических и монофонических передач в диапазоне УКВ с частотной модуляцией и рассчитаны на совместную работу с внешним подключаемым стереофоническим усилителем или электрофоном. Построение схемы тюнеров аналогично построению схемы трактов обработки ЧМ сигналов от антенны до выхода блока стереодекодера стационарных стереофонических радиол 1-го класса.
Рис. 7.18. Структурная схема радиолы «Мелодия-101-стерео»
Стационарные модели третьей группы являются наиболее сложными из всех моделей 1-го класса. Кроме радиоприемного тракта они содержат электропроигрывающее устройство, лентопротяжный механизм магнитной ленты, выносные акустические системы и имеют развитую систему коммутации, индикации и управления. Схемные решения радиоприемного тракта и элементов управления этих моделей выполнены с использованием полевых транзисторов и полупроводниковых интегральных микросхем серий К174, К553, К155.
Рис. 7.19. Схема блока УКВ-1-2
Блоки УКВ. В стационарных моделях 1-го класса используются блоки УКВ в большинстве своем уже рассмотренные ранее. Схема блока УКВ радиол «Рига-101-стерео» и «Рига-102» аналогична схеме блока УКВ радиоприемника «Рига-103» (см. рис. 7.1). Для преобразования сигнала используется вторая гармоника гетеродина, а номинальное значение промежуточной частоты принято равным 6,8 МГц.
В тюнере «Рондо-101-стерео» используется унифицированный блок УКВ-2-2Е (см. рис. 5.13), а в тюнере «Рондо-102-стерео» — УК.В-2-1, рассмотренный в гл. 5 применительно к переносной магнитоле «Вега-326» (см. рис. 5.5).
В стереофонической радиоле «Мелодия-101-стерео» и в других моделях этой группы применен унифицированный блок УКВ-1-1. Он же используется в переносном радиоприемнике 1-го класса «Рига-104» и рассмотрен в § 7.1 (см. рис. 7.2).
Отличительные особенности схем блоков УКВ стационарных моделей 1-го класса имеются в унифицированном блоке УКВ-1-2 (рис. 7.19). Этот блок УКВ используется в моделях «Мелодия-106-стерео», «Вега-115-стерео», «Россия-101-стерео», «Романтика-112-стерео», «Корвет-104-стерео». По построению схемы он аналогичен блоку УКВ-1-1 (см. рис. 7.2), но в нем в УВЧ и в гетеродине применены кремниевые транзисторы, а в смесителе — полевой.
Рис. 7.20. Схема демодулятора ДЧМ-1-5
Кремниевые транзисторы по сравнению с германиевыми имеют меньший коэффициент шума и обладают лучшими температурными свойствами.
Применение полевого транзистора в смесителе (VT2 — КП307Е, рис. 7.19) связано с требованием повышения помехозащищенности тракта УКВ ЧМ. Полевые транзисторы имеют ценное преимущество перед обычными биполярными гранзисторами — крутизна их характеристики линейно зависит от напряжения на затворе, в связи с чем зависимость тока стока от напряжения на затворе имеет квадратичный характер. Это, в свою очередь, позволяет улучшить коэффициент перекрестной модуляции и интермодуляционные искажения. Указанные обозначения выводов полевого транзистора — исток, затвор, сток — соответствуют выводам обычного биполярного транзистора — эмиттер, база, коллектор.
Транзистор VT2 в смесителе включен по схеме с общим истоком (см. рис. 7.19). Принимаемый высокочастотный сигнал с коллекторного контура УВЧ L3C9C11VD2 через конденсатор С13 подается на затвор транзистора VT2, а сигнал с контура гетеродина L4 С10 С14 VD3 через конденсатор С16 — на исток транзистора VT2. Сигнал промежуточной частоты выделяется на резонансном контуре L5C19 и через катушку связи L6 подается в тракт УПЧ ЧМ.
Тракт промежуточной частоты ЧМ сигналов. Радиоприемная часть ряда стационарных моделей 1-го класса имеет только УКВ диапазон — тюнеры «Рондо-101-стерео» и «Рондо-102-стерео», музыкальные центры «Россия-101-стерео» и «Вега-115-стерео». УКВ-СВ тюнер «Корвет-104-стерео» имеет раздельные тракты ЧМ и AM. Остальные стационарные модели 1-го класса имеют совмещенные тракты УПЧ ЧМ и AM.
В музыкальном центре «Вега-115-стерео» и тюнере «Корвет-104-стерео» применен унифицированный функциональный блок ДЧМ-1-5 (рис. 7.20). Сигнал промежуточной частоты 10,7 МГц с контура смесителя блока УКВ через конденсатор С1 поступает на базу транзистора VI первого каскада УПЧ, выполненного по схеме с общим эмиттером. С нагрузки каскада (резистора R2) сигнал промежуточной частоты поступает на базу транзистора V2, выполняющего функцию второго каскада УПЧ. С нагрузки этого каскада (резистора R4) сигнал промежуточной частоты поступает на базу транзистора V3 (третьего каскада УПЧ).
Нагруз кой третьего каскада УПЧ является пьезокерамический фильтр Z, обеспечивающий требуемую селективность по соседнему каналу.
В первом каскаде УПЧ применена последовательная отрицательная обратная связь по постоянному и переменному токам за счет включения в цепь эмиттера транзистора VI резистора R3, незашунтированного конденсатором. С резистора R5 в цепи эмиттера транзистора второго каскада УПЧ через резистор R6 на базу транзистора VI подается отрицательная обратная связь по напряжению. Для уменьшения глубины обратной связи на частоте сигнала резистор R5 зашунтирован конденсатором С2.
Сигнал ПЧ с пьезокерамического фильтра поступает на вход интегральной микросхемы К174УРЗ (на вывод 13). Микросхема выполняет функцию демодулятора ЧМ сигналов. Принципиальная схема микросхемы приведена на рис. 7.6. Схема совпадений микросхемы с подключенным колебательным контуром L1.1 СП образует частотный детектор, основанный на принципе фазового детектирования. Работа схемы частотного детектора рассмотрена в § 7.1 применительно к схеме демодулятора ДЧМ-П-5.
Сигнал низкой частоты снимается с вывода 8 микросхемы и через конденсатор С16 и резисторы R28, R29 и конденсатор С18 поступает на базу транзистора VII предварительного УНЧ, пропускающего весь спектр комплексного стереофонического сигнала. Цепочка, состоящая из резистора R35 и конденсатора С19, включенная параллельно резистору в цепи эмиттера R34, создает отрицательную обратную связь на низких звуковых частотах и тем самым выравнивает частотную характеристику. С помощью под-строечного резистора R29 устанавливается необходимая величина напряжения сигнала, снимаемого с нагрузки каскада на транзисторе VII (резистора R33) и подаваемого на блок стереодекодера.
С катушки связи L1.2 сигнал промежуточной частоты поступает на схему бесшумной настройки.
С вывода 10 микросхемы снимается сигнал для АПЧ гетеродина, который поступает на усилитель постоянного тока на транзисторах V7 и V4. Величина напряжения подстройки, подаваемого на варикап контура гетеродина, определяется падением напряжения на транзисторе V4, которое, в свою очередь, зависит от напряжения на его базе, т.
е. на коллекторе транзистора V7 и регулируется с помощью подстроечного резистора R16.
В тракте УПЧ ЧМ музыкального центра «Россия-101-стерео» избирательность по соседнему каналу обеспечивается пятиконтурным ФСС (рис. 7.21), являющимся нагрузкой усилительного каскада на составном транзисторе VT2 и VT3. ФСС состоит из контуров L1C7, L2C10, L3C14, L4C17, L5C19C20. Связь между контурами осуществляется с помощью конденсаторов С8, СП, С15, С18. С емкостного делителя последнего контура С19С20 сигнал ПЧ поступает на вход интегральной микросхемы К174УРЗ (на вывод 13). Микросхема выполняет функции усилителя-ограничителя и частотного детектора. Контур L6C24 является фазосдви-гающей цепью в схеме частотного детектора.
С катушки связи последнего контура ФСС сигнал ПЧ через конденсатор СЗЗ поступает на вход резонансного усилителя на составном транзисторе VT17 и VT18, нагрузкой которого является узкополосный контур L7 С37. Сигнал с контура подается на базу транзистора VT22, который осуществляет детектирование сигнала и усиление по току. Нагрузкой каскада является последовательное соединение резисторов R62 и R63, сигнал с которых поступает на прибор индикации точной настройки.
Рис. 7.21. Схема тракта промежуточной частоты ЧМ сигналов музыкального центра «Россия-101-стерео»
Усилитель сигналов АПЧ выполнен на транзисторе VT7. Сигнал на базу этого транзистора поступает с вывода 10 микросхемы через резистор R37. Балансировка усилителя осуществляется с помощью резистора R35. Усиленный сигнал АПЧ поступает на двусторонний ограничитель на диодах VD12 и VD13. С ограничителя напряжение сигнала подается на стабилизатор сигнала АПЧ, выполненный на транзисторах VT8 и VT9 и являющийся источником опорного напряжения.
Совмещенный тракт УПЧ ЧМ-АМ в стационарных моделях 1-го класса, а также раздельный тракт высокой и промежуточной частот AM сигналов выполняются по схемам, аналогичным рассмотренным ранее, либо на транзисторах (см. рис. 7.3) — в большинстве моделей, либо на интегральной микросхеме К174ХА2 (см.
рис. 7.8) в тюнере «Корвет- 104-стерео».
Стереодекодеры. В стационарных стереофонических моделях 1 класса используются стереодекодеры, выполненные по схемам трех разных методов декодирования: суммарно-разностного преобразования с разделением спектров, полярного декодирования по огибающей, временного разделения стереосигналов.
Метод суммарно-разностного преобразования с разделением спектров используется в схеме стереодекодера радиолы «Рига-101-стерео» и тюнеров «Рондо-101-стерео» и «Рондо-102-стерео».
Принципиальная схема стереодекодера радиолы «Рига-101- стерео» приведена на рис. 7.22. Работа схемы осуществляется следующим образом. Комплексный стереофонический сигнал с частотного детектора через переходный конденсатор С1 и корректирующую цепочку R2C2 подается на усилитель-восстановитель поднесущей частоты, выполненный на транзисторе VT1 по схеме с общим эмиттером. Цепочка R2, С2 обеспечивает подъем частотной характеристики в надтональной части спектра стереосигнала.
Рис. 7.22. Схема стереодекодера радиолы «Рига-101-стерео»
Контур L1C4 в коллекторной цепи транзистора VT1 настроен на частоту поднесущей 31, 25 МГц. При этом амплитуда сигнала увеличивается. С помощью подстроечного резистора R5, включенного последовательно с контуром, осуществляется регулировка уровня поднесущей частоты, подавленной при передаче. Резонансное сопротивление контура L1C4 выбрано в 5 раз большим суммы сопротивлений резисторов R5 и R6, что обеспечивает необходимую степень восстановления поднесущей частоты.
Для уменьшения нелинейных искажений и увеличения входного сопротивления в первом каскаде резистор R7 не шунтирован емкостью, что создает отрицательную обратную связь по току.
Усиленный комплексный стереофонический сигнал, содержащий тональные частоты и с восстановленной поднесущей частотой надтональные частоты, через конденсатор С5 подается на второй усилительный каскад на транзисторе VT2. Этот каскад усиливает сигнал во всем спектре стереофонического сигнала.
В коллекторной цепи транзистора включен контур L2C7. Для расширения полосы пропускания контур шунтирован резистором R11. В результате контур имеет добротность около 5 единиц. С контура через обмотку связи L3 усиленная надтональная часть спектра стереофонического сигнала подается на детектор, выполненный на диодах VD1... VD4, включенных по мостовой схеме.
Напряжение тонального сигнала (А + В) выделяется на резисторе R12.
Для увеличения усиления каскада в цепи эмиттера транзистора VT2 включена цепочка С6, R10, уменьшающая обратную связь по переменному току.
После детектирования сигналов надтональной части спектра частот стереосигнала с помощью диодов VD1... VD4 получаются два разностных сигнала А — В и В — А, которые выделяются на нагрузке детектора соответственно на резисторах R17, R18 и R21, R22.
Величины сопротивления резистора R14 и емкости конденсатора С10 выбираются, исходя из требований наилучшей фильтрации надтональной составляющей стереосигнала. Кроме того, постоянные времени цепи R14, С10 и контура L2C7 должны быть равны 50 мкс, чтобы обеспечить спад частотной характеристики к верхним частотам с целью скорректировать подъем верхних модулирующих частот, имеющихся в передающем сигнале. В монофонических приемниках такая цепь располагается на выходе частотного детектора, а в стереофонических входит в схему стереодекодера. Эту цепочку иногда называют цепью деэмфазиса. Ее роль в блоке стереодекодера выполняет цепочка L2, С7 для надтональных частот и R14, С10 для тональных частот.
Требуемая величина переходных затуханий между каналами при настройке блока устанавливается с помощью подстроечных резисторов R17 и R21. С этих резисторов разностные сигналы подаются на резисторный мост, выполняющий роль суммирующей схемы. Для большей наглядности на рис. 7.23 показана схема этого моста с указанием подводимых и образующихся сигналов.
Кроме разностных сигналов на резисторный мост через переходный конденсатор С8 поступает также суммарный сигнал А + В. В результате суммирования сигнала А+В и разностных сигналов А — В и В — А в узловых точках моста а и Ь выделяются звуковые частоты каналов А и В. Таким образом, разделение стереофонических каналов производится путем суммарно-разностного преобразования:
(А+В) + (А — В)=2А; (А + В) — (А — В) = 2В.
Рис. 7.23. Схема резистивного моста стереодекодера
С точек а и b суммирующей схемы разделенные сигналы каналов через НЧ фильтры R19C9 и R23C11, ослабляющие сигнал поднесущей частоты, подаются на выход блока стереодекодера, которые затем поступают на вход левого и правого каналов УНЧ. Для автоматической индикации наличия стереосигнала на входе радиоприемника используется сигнал поднесущей частоты, появляющийся в спектре принимаемого сигнала. Индикатор наличия стереосигнала на входе приемника выполнен на трех транзисторах VT3... VT5. Он представляет собой усилитель постоянного тока, работающий как электронное реле.
При появлении в принимаемом сигнале поднесущей частоты на контуре L2C7 выделяется напряжение, которое подается на базу транзистора VT3. При отсутствии сигнала поднесущей частоты транзистор VT3 заперт напряжением, подводимым к базе через резистор R26. Выделенное напряжение поднесущей частоты детектируется на переходе база — эмиттер транзистора VT3 и усиливается следующими каскадами на транзисторах VT4 и VT5. В коллекторной цепи транзистора VT5 включена индикаторная лампочка накаливания, которая загорается при появлении сигнала поднесущей частоты на базе транзистора VT3 и начинает освещать табло Стерео на шкале радиоприемника.
Питание транзисторов индикатора осуществляется от однополупериодного выпрямителя, выполненного на диоде VD5 и электролитическом конденсаторе С14. Напряжение питания 6,3 В поступает на блок стереодекодера через лампочку стереоиндикации.
При загорании лампочки индикация наличия стереосигнала на входе радиоприемника следует нажать клавишу Стерео, чтобы подключить выход блока стереодекодера к входам правого и левого каналов УНЧ.
Схема стереодекодера радиолы «Мелодия-101-стерео» выполнена по принципу полярного детектирования по огибающей. Ее построение аналогично построению схемы стереодекодера радиолы высшего класса «Виктория-001-стерео», рассмотренной в § 8.2 (рис. 8.10).
В стационарных стереофонических моделях 1-го класса послед них выпусков применяются стереодекодеры, работающие по методу временного разделения каналов. Иногда эти стереодекодеры называют ключевыми, поскольку основным элементом стереодекодера является электронный ключ — формирователь коммутирующих импульсов.
Наиболее распространена схема унифицированного стереодекодера СД-А-1 (рис. 7.24), которая содержит: восстановитель поднесущей частоты, формирователь коммутирующих импульсов, коммутатор, фильтры подавления надтональных частот, выходные каскады с цепями частотной коррекции, каскады стереоиндикации и автоматики.
Комплексный стереофонический сигнал поступает на каскад восстановления поднесущей частоты, выполненный на двух транзисторах VI и V2 по схеме умножения добротности контура. В каскаде на транзисторе VI осуществляется восстановление поднесущей частоты стереосигнала за счет включения в его коллекторной цепи контура L1C3. На транзисторе V2 выполнен умножитель добротности этого контура. Степень регенерации умножителя зависит от величины положительной обратной связи, обусловленной величиной сопротивления последовательно включенных резисторов R6, R7, R10. Уровень добротности контура регулируется резистором R10, а уровень восстановления поднесущей — резистором R3. Комплексный стереофонический сигнал с восстановленной поднесущей (полярно-модулированный сигнал) снимается с коллектора транзистора VI и через согласующий каскад на транзисторе V3 подается на коммутаторы стереофонических каналов А и В (на электронные ключи на транзисторах V4 и V5). С эмиттера транзистора V2 разностный сигнал подается на формирователь коммутирующего сигнала и схему стереоавтоматики и стереоиндикации.
Основное положение ключей коммутатора на транзисторах V4 и V5 разомкнутое. Замыкаются они на короткие отрезки времени с частотой поднесущей 31,25 кГц. На выходе электронных ключей получается последовательность импульсов, амплитуда которых повторяет значение полярно-модулированного сигнала, а огибаю- щие амплитуд повторяют изменения соответственно верхней и нижней огибающих полярно-модулированного сигнала.
Переключающие импульсы формируются с помощью усилителя- ограничителя на интегральной микросхеме К553УД1А и генератора тока на транзисторе V18, в коллекторной цепи которого включен контур L2 С25, формирующий синусоидальное переключающее напряжение.
Усилитель-ограничитель на микросхеме работает в режиме глубокого ограничения для подавления амплитудной модуляции коммутирующих сигналов. Генератор тока на транзисторе VI8 служит для выделения первой гармоники коммутирующего сигнала с заданной амплитудой и обеспечения его симметрии. Со вторичной обмотки контура L2C25 синусоидальное переключающее напряжение в соответствующей фазе поступает на цепи С5, R14 и С6, R15, формирующие узкие импульсы, отпирающие транзисторы V4 и V5 в моменты, соответствующие максимумам поднесущей — положительным в канале А и отрицательным в канале В.
Стабилитрон V17 в цепи базы транзистора V18 служит для стабилизации амплитуды коммутирующих импульсов при изменении напряжения питания.
На выходе электронных ключей включены эмиттерные повторители на транзисторах V6 и V7, которые служат для согласования выходных цепей ключевой схемы с низкочастотными фильтрами подавления надтональных частот C9L3C11С13 и C10L4C12C14.
Рис. 7.24. Схема стереодекодера СД-А-1
На транзисторах V8 и V9 выполнены каскады усиления сигналов в каналах. В коллекторных цепях транзисторов находятся цепочки R21, С18 к R24, С19, компенсирующие предыскажения. Цепочки С16, R25 и СП, R26, включенные в эмиттерные цепи транзисторов, служат для коррекции частотной характеристики стереодекодера на верхних частотах.
Схема стереоавтоматики и стереоиндикации выполнена на транзисторах VW... V16 и предназначена для обеспечения индикации наличия стереоприема и автоматического переключения режима работа стереодекодера «моно — стерео». Транзистор V10 служит для температурной стабилизации порога срабатывания схемы стереоавтоматики и стереоиндикации, устанавливаемого подстроеч-ным резистором R29.
При наличии поднесущей, если значение ее напряжения превышает порог, установленный резистором R29, срабатывает схема автоматического переключения режимов «моно — стерео». При этом усилитель на транзисторах Vll... V13 запирает транзистор VI6, поднесущая беспрепятственно проходит на вход микросхемы, управляет ключами, разделяя каналы А и В.
При отсутствии в сигнале на входе стереодекодера напряжения поднесущей или малого его уровня усилитель на транзисторах Vll... V13 не запирает транзистор V16, который шунтирует вход микросхемы, не пропуская сигнал управления на ключи. В результате чего на выход стереодекодера проходит только суммарный сигнал А+В, соответствующий режиму монофонического приема. При необходимости монорежим можно включить и вручную, подав напряжение питания на базу транзистора V16 через резистор R39.
Для управления исполнительным элементом стереоиндикатора служит каскад на транзисторах V14 и V15, работающий в ключевом режиме. Индикатор стереопередачи срабатывает при наличии сигнала поднесущей на базе транзистора V14.
Тракт усиления сигналов низкой частоты стереофонических моделей содержит два идентичных усилительных канала.
Рис. 7.25. Схема блока УНЧ радиолы «Рига-101-стерео»
Качество воспроизведения стереофонических программ зависит от идентичности амплитудно-частотных характеристик каналов тракта низкой частоты при любых положениях регулятора громкости и тембра. Допустимое расхождение формы амплитудно-частотных характеристик каналов не должно превышать 4... 6 дБ на крайних частотах воспроизводимой полосы. Для обеспечения этого условия в каждом канале тракта УНЧ имеется регулятор стереобаланса, который позволяет изменять коэффициент усиления обоих каналов, приравнивая их друг к другу.
Усилитель низкой частоты каждого канала стереофонической радиолы «Рига-101-стерео» (рис. 7.25) состоит из четырех каскадов усиления напряжения, эмиттерного повторителя, предоконечного фазоинверсного усилителя и оконечного усилителя мощности.
Предварительный усилитель напряжения выполнен на транзисторах VT1 и VT2, которые имеют между собой гальваническую связь, обеспечивающую широкий диапазон частот усиливаемых сигналов. В каскаде на транзисторе VT1 применена последовательная отрицательная обратная связь по постоянному и переменному токам за счет отсутствия в цепи эмиттера шунтирующей резистор R5 емкости.
Предварительный усилитель охвачен также отрицательной обратной связью по напряжению. Напряжение обратной связи снимается с резистора R10 в цепи эмиттера транзистора VT2 и через резистор R6 подается в цепь базы транзистора VT1. Для уменьшения глубины обратной связи на частоте сигнала резистор R10 зашунтирован цепочкой R7, Сб.
Для уменьшения частотных искажений в области высоких частот в предварительном усилителе включен конденсатор С8, с помощью которого осуществляется обратная связь на высоких частотах усиливаемого сигнала. Между каскадами предварительного усилителя существует также регулируемая отрицательная обратная связь по переменному напряжению через конденсатор С9 и переменный резистор R7a. Этот резистор спарен с таким же резистором во втором канале для установки стереобаланса. С его помощью изменяется глубина обратной связи, а следовательно и коэффициент усиления предварительного усилителя. Резистор R7 в обоих каналах включен таким образом, что, уменьшая усиление предварительного усилителя в одном канале, усиление в другом канале увеличивается. Регулятор стереобаланса позволяет регулировать усиление в каналах УНЧ более чем на ±6 дБ.
Для стабилизации параметров предварительного усилителя при изменении температуры окружающей среды в цепь питания транзисторов VT1 и VT2 включен терморезистор R11 с отрицательным, температурным коэффициентом сопротивления, с помощью которого осуществляется стабилизация коллекторного тока транзисторов.
Нагрузкой второго каскада предварительного усилителя являются резисторы R9 (во всем спектре сигнала) и R8 (в области средних и нижних частот).
Конденсатор С5 служит для подключения цепей регулировки тембра. С помощью этого конденсатора отфильтровываются высокие частоты.
Регулировка тембра по высоким частотам осуществляется с помощью переменного резистора R9a, сигнал на который подается через конденсатор С10. Емкость конденсатора выбрана небольшой величины, чтобы обеспечить прохождение по цепям регулировки тембра только высоких частот сигнала.
Регулировка тембра по низким частотам осуществляется с помощью переменного резистора R8a. Средние частоты усиливаемого сигнала подаются в цепь базы транзистора VT3 в основном через конденсатор С12. Однако средние частоты частично также проходят и через делитель, в который включен регулятор тембра по низким частотам. Поэтому при регулировке тембра снижение уровня нижних частот спектра влечет за собой снижение уровня и средних частот.
На транзисторе VT3 выполнен третий каскад усилителя напряжения. Необходимость включения вызвана ослаблением сигнала в цепях регулировки тембра. Для обеспечения эффективной стабилизации рабочей точки транзистора в каскаде использована комбинированная схема питания с последовательной и параллельной обратными связями по постоянному току через резисторы R17 (коллекторная) и R19 (эмиттерная).
Согласование выходного сопротивления каскада на транзисторе VT3 с входным сопротивлением усилительного каскада на транзисторе VT5 с целью наиболее полной передачи мощности сигнала осуществляется эмиттерным повторителем на транзисторе VT4.
Усилитель напряжения, выполненный на транзисторе VT5, имеет непосредственную связь с предоконечным усилителем. Режим работы транзистора VT5, а также транзисторов в предоконечном и оконечном усилителях определяется режимом работы базовой цепи транзистора V5. В эту цепь включен переменный резистор R24, с помощью которого устанавливается напряжение питания, равное половине напряжения питания каскадов предоконечного и оконечного усилителей. Терморезистор R26 обеспечивает температурную стабилизацию режимов работы транзисторов предоконечного и оконечного усилителей.
Предоконечный усилитель, выполненный на транзисторах разной проводимости VT6 и VT7, одновременно является и фазоинверсным каскадом для двухтактного оконечного каскада.
Выходной бестрансформаторный каскад УНЧ — усилитель мощности — выполнен на транзисторах VT8 и VT9 с параллельным включением нагрузки. С помощью резистора R30 осуществляется дополнительная стабилизация режимов этих транзисторов.
Каскады на транзисторах VT3... VT9 охвачены отрицательной обратной связью, напряжение которой с выхода УНЧ через под-строечный резистор R31 подается в цепь эмиттера транзистора VT3.
Сопротивление резистора R20 в цепи эмиттера выбрано небольшим — 8 Ом, поскольку сигнал обратной связи достаточно велик. С помощью резистора R31, включенного в цепь обратной связи, при регулировке тракта УНЧ, устанавливается необходимый коэффициент усиления для обеспечения чувствительности около 3 мВ.
Рис. 7.26. Схема каскадов блока регулировки музыкального центра «Вега-115-стерео»
В современных стационарных моделях 1-го класса тракт УНЧ выполняется на кремниевых транзисторах с использованием новых схемных решений. На рис. 7.26 приведена схема блока регулировок музыкального центра «Вега-115-стерео». Сигнал звуковой частоты с блока коммутации источников программ поступает на регулятор стереобаланса (переменный сдвоенный резистор R10). На рис. 7.26 показана схема только одного канала УНЧ, поскольку схемы обоих каналов идентичны. При увеличении уровня сигнала на входе одного канала с помощью регулятора стереобаланса уровень сигнала на входе другого канала уменьшается. Резистор R20 ограничивает глубину регулировки стереобаланса. С резистора R10 сигнал поступает на переменный резистор R1 — регулятор громкости, а с него — через разделительный конденсатор С1 — на базу транзистора VI, выполняющего функцию предварительного УНЧ.
С нагрузки усилителя (резистора R11) напряжение звуковой частоты через разделительный конденсатор С5 и резистор R21 поступает на один из входов дифференциального усилителя на транзисторах V3 и V5 (на базу транзистора V3). База транзистора V5 через резистор R37 соединена с коллекторной цепью транзистора V7. Этот каскад выполнен по схеме с общим эмиттером, а его нагрузкой является резистор R43 в цепи коллектора.
Сигнал на базу транзистора V7 поступает из коллекторной цепи транзистора V3. В связи с этим дифференциальный каскад оказывается охваченным глубокой отрицательной обратной связью как по переменному, так и по постоянному току. Благодаря этому усилитель имеет малую величину нелинейных искажений и высокую температурную стабильность.
Рис. 7.27. Схема каскадов усилителя мощности музыкального центра «Россия-101- стерео»
В базовую цепь транзистора V3 включены частотно-зависимые цепочки, позволяющие производить регулировку тембров. Для изменения частотной характеристики в области верхних частот используется цепочка, состоящая из резисторов R25, R29 и конденсатора СИ, а в области низких частот — цепочка из резисторов R23, R31 и конденсаторов С7, С9, С13. Глубина регулировки тембра низких и верхних частот определяется резисторами R23 и R35.
В блоке усилителя мощности музыкального центра «Россия-101-стерео» входной каскад представляет собой дифференциальный усилитель (на транзисторах VI и V3, рис. 7.27). Связь между этим каскадом и следующим на транзисторе V7 непосредственная. Для улучшения воспроизведения низких частот в коллекторную цепь транзистора V7 включена динамическая нагрузка (транзистор V6). С помощью подстроечного резистора R9 осуществляется установка тока покоя усилителя. С помощью транзистора V8 осуществляется тепловая защита усилителя. Транзистор V8 установлен на радиаторе вместе с выходными транзисторами, а при нагреве радиатора ограничивает ток покоя выходных транзисторов. Конденсатор С2 в коллекторной цепи транзистора V7 служит для предотвращения возбуждения усилителя на высоких частотах. Для этой же цели служат конденсаторы С4 и С5 и цепочка, состоящая из резистора R26 и конденсатора С6, включенная параллельно нагрузке усилителя мощности.
Ограничение максимального тока через выходные транзисторы осуществляется за счет включения в их эмиттерные цепи резисторов R23 и R24. Для защиты выходных транзисторов от замыканий в цепи питания и длительной перегрузки установлены плавкие предохранители F1 и F2. Электронная защита выходных транзисторов от кратковременной перегрузки выполнена на транзисторах VI1, V12 и диодах V9, V10. Схема защиты акустических систем выполнена на транзисторах VJ9, V22, V27.
В момент включения питания музыкального центра транзистор V22 закрывается на время заряда конденсатора С11 до напряжения, открывающего транзистор V22. Транзистор V27 на это время открывается, и реле своими контактами отключает выход усилителя мощности от акустических систем на время затухания переходных процессов, возникающих в блоке питания при включении напряжения сети.
На транзисторе V19 выполнена схема тепловой защиты. Транзистор помещен на радиаторе вместе с выходными транзисторами. Температура, при которой отключаются акустические системы, зависит от сопротивления подстроечного резистора R28.
На выходе усилителя мощности включена схема индикаторов уровня. Сигнал выпрямляется диодом V20. Калибровка индикатора уровня выходного напряжения осуществляется с помощью подстроечного резистора R38.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается особенность построения схемы блока УКВ радиоприемника «Рига-103»?
2. Поясните принцип электронной настройки и особенности использования варикапов.
3. Как осуществляется регулировка ширины полосы пропускания тракта УПЧ AM в радиоприемнике «Рига-104»?
4. Объясните построение схемы и работу демодулятора ДЧМ-II-5.
5. Как работает схема бесшумной настройки в магнитолах «Рига-110» и «Аэлита-101» в радиоприемнике «Рига-104»?
6. Объясните построение схемы тракта высокой и промежуточной частот сигналов AM магнитол «Рига-110» и «Аэлита-101».
7. Как работает схема АРУ с задержкой в радиоприемнике «Рига-104»?
8. Поясните схему включения стрелочного индикатора настройки в радиоприемнике «Рига-104»?
9. Для чего служат цепочки тонкомпенсации в регуляторе громкости? 10. Объясните построение схемы и работу блока НЧО-15.
11. Объясните построение схем преобразователей напряжения в переносных радиоприемниках. Каково их назначение?
12. В каких каскадах и с какой целью используются полевые транзисторы в блоках УКВ стационарных радиол 1-го класса?
13. Объясните построение схемы тракта промежуточной частоты ЧМ сигналов стационарных моделей 1-го класса. 14. Объясните построение схемы и работу стереодекодера, выполненного по методу суммарно-разностного преобразования.
15. Объясните построение схемы и работу стереодекодера, выполненного по методу временного разделения каналов.
По построению принципиальных электрических схем
РАДИОПРИЕМНИКИ И МАГНИТОЛЫ 2-ГО КЛАССА
6.1. Переносные радиоприемники 2-го класса без УКВ диапазона
По построению принципиальных электрических схем переносные радиоприемники 2-го класса несколько сложнее аналогичных радиоприемников 3-го класса, поскольку к ним предъявляются более высокие требования по обеспечению параметров. Из используемой элементной базы в радиоприемниках 2-го класса применяются как транзисторы, так и интегральные микросхемы.
Рис. 6.1. Схема тракта высокой и промежуточной частот радиоприемника «ВЭФ-201»
Наиболее массовой моделью из переносных радиоприемников 9-го класса без УКВ диапазона является радиоприемник «ВЭФ-201», который после небольшой модернизации выпускался под названием «ВЭФ-204».
Схема радиоприемника «ВЭФ-201» содержит апериодический УВЧ (рис. 6.1). Он выполнен на транзисторе VT3, включенном по схеме с общим эмиттером.
Нагрузкой каскада является резитор R16, параллельно которому включен фильтр L30C49 для подавления сигналов с частотой, равной промежуточной.
Избирательность по соседнему каналу обеспечивается четырех-контурным ФСС, который служит нагрузкой транзистора VT4 смесителя, и двухконтурным полосовым фильтром, являющимся нагрузкой первого каскада УПЧ на транзисторе VT5.
В радиоприемнике «ВЭФ-201» применена эффективная эстафетная система АРУ за счет регулировки усиления УВЧ и первого каскада УПЧ. В каскаде УПЧ напряжение регулируется на базе транзистора VT5. Напряжение АРУ снимается с нагрузки детектора на диоде VD2 и через фильтр НЧ R28C60C61 подается на базу транзистора VT5. Это напряжение уменьшает общее смещение на базе транзистора, уменьшая тем самым ток транзистора и коэффициент усиления каскада. Одновременно увеличивается сопротивление коллектор-эмиттер транзистора VT5, а через него замыкается цепь тока коллектора транзистора VT3. Напряжение коллектор-эмиттер на последнем уменьшается, что и приводит к уменьшению усиления каскада УВЧ.
На диод VD2 в рассматриваемой схеме АРУ подается небольшое напряжение смещения, которое создает задержку действия АРУ.
Одним выводом диод подключен к эмиттеру транзистора VT5 через L40, а другим — к базе этого транзистора через резистор R28. Разность потенциалов между базой и эмиттером транзистора VT5 составляет около 0,2 В. Это напряжение и подается на диод VD2.
Резистор R47, подключенный параллельно катушке связи L40, предназначен для подавления паразитного колебательного процесса, который может возникнуть при быстрых изменениях напряжения АРУ за счет большой постоянной времени цепи, поскольку емкость конденсатора С84 велика (500 мкФ).
В некоторых переносных радиоприемниках 2-го класса, так же как и в переносных радиоприемниках 3-го класса, для обеспечения избирательности по соседнему каналу используется пьезокерами-ческий фильтр (радиоприемники «Меридиан», «Сувенир»).
В большинстве радиоприемников 2-го класса в диапазонах KB используется штыревая телескопическая антенна. В некоторых моделях («Меридиан», «Меридиан-201», «Украина-201») прием в диапазонах KB ведется как на штыревую, так и на специальную магнитную антенну, не используемую в других диапазонах.
Контурные катушки всех четырех диапазонов KB входных цепей в этих радиоприемниках расположены на ферритовом стержне магнитной антенны, связанные с транзистором УВЧ одной единой катушкой связи.
Принципиальные схемы радиоприемников «Меридиан» и «Геолог» имеют некоторую особенность в построении системы АРУ. На рис. 6.2 приведена схема тракта высокой и промежуточной частоты радиоприемника «Меридиан». Автоматическая регулировка усиления осуществляется за счет изменения тока эмиттера транзистора VT4 и изменения шунтирующего действия диода VD1 на контур L24C28 в коллекторной цепи смесителя. Регулирующее напряжение с каскада детектора через фильтр R32C35 и резистор R13 поступает на базу транзистора VT4 регулируемого каскада УПЧ.
При увеличении сигнала на входе приемника постоянное напряжение на нагрузке детектора увеличивается, что вызывает уменьшение отрицательного потенциала на базе транзистора регулируемого каскада.
Это приводит к уменьшению тока эмиттера транзистора VT4 и соответственно к уменьшению коэффициента усиления каскада.
Рис. 6.2. Схема тракта высокой и промежуточной частот радиоприемника «Меридиан»
Регулирующее действие с помощью диода VD1 осуществляется следующим образом. Когда на входе приемника сигнал мал, диод VD1 заперт обратным напряжением смещения около 2, 3 В, образующимся за счет разности напряжений на резисторах R22 и R8. При этом сопротивление диода около 300... 1000 кОм и не шунтирует контур L24C28. При увеличении сигнала на входе уменьшается ток коллектора регулируемого транзистора VT4, а за счет этого и падение напряжения на резисторе R22. В результате — уменьшается напряжение смещения, запирающее диод, уменьшается его сопротивление и через цепь С46, С55, С29 диод шунтирует контур, резко снижая усиление смесительного каскада.
Для обеспечения постоянства напряжения смещения, запирающего диод, при изменении напряжения питания используется делитель R8R9. Падение напряжения на резисторе R8 получается за счет тока транзистора VT2 и тока делителя R8R9. Составляющая напряжения, зависящая от тока транзистора VT2, практически не изменяется при изменении напряжения питания, поскольку транзистор питается от стабилизированного источника. Изменение же составляющей напряжения, зависящей от тока, проходящего через делитель, компенсируется уменьшением напряжения на резисторе R22.
Несколько моделей радиоприемников 2-го класса без УКВ диапазона выполнено на интегральных микросхемах. Во всех этих радиоприемниках используется по три микросхемы серии К237. На одной из них — К237ХА1 — выполнены УВЧ, гетеродин и смеситель; на второй — К237ХА2 — тракт усиления сигналов промежуточной частоты, АРУ и детектор; на третьей — К237УР1 — предварительные каскады усиления сигналов низкой частоты.
Построение таких схем рассмотрено в гл. 5 (см. рис. 5.11).
6.2. Переносные радиоприемники и магнитолы 2-го класса с УКВ диапазоном
Общий принцип построения схем радиоприемников и магнитол 2-го класса с УКВ диапазоном такой же, как и аналогичных моделей 3-го класса, а построение тракта AM аналогично построению схем радиоприемников 2-го класса без УКВ диапазона, рассмотренных в § 6.1, за исключением некоторых особенностей.
Все переносные радиоприемники 2-го класса с УКВ диапазоном по используемой элементной базе так же, как и приемники 2-го класса без УКВ диапазона, можно разбить на две группы: радиоприемники, выполненные на транзисторах, радиоприемники, выполненные на интегральных микросхемах, приемники, выполненные на транзисторах, и радиоприемники, выполненные на интегральных микросхемах.
Рис. 6.3. Схема УВЧ блока УКВ радиоприемника «Океан»
Из радиоприемников на транзисторах наиболее массовыми являются модификации моделей типа «Океан». Эти модели выполнены на единой конструктивной базе и несколько отличаются друг от друга по мере совершенствования принципиальных схем.
Из переносных моделей 2-го класса с УКВ диапазоном с использованием интегральных микросхем наиболее характерными являются радиоприемники серии «Меридиан» («Мериди-ан-202», «Меридиан-206», «Меридиан-210»).
Блоки УКВ. Построение схем блоков УКВ в переносных радиоприемниках и магнитолах 2-го класса аналогично построению некоторых схем блоков УКВ, рассмотренных в гл. 5. Так, унифицированный блок УКВ-2-2E (см. рис. 5.13) применяется в радиоприемниках «Океан-205», «Океан-209», «Спидола-207». Блок УКВ, используемый в переносной магнитоле 3-го класса «Вега-326» (см. рис. 5.5), применен в переносных магнитных магнитолах «ВЭФ-Сигма-260» и «Ореанда-201». Некоторые имеющиеся отличительные особенности схем блоков УКВ моделей 2-го класса следующие.
В схеме блока УКВ радиоприемника «Океан» (рис. 6.3) каскад УВЧ охвачен АРУ. Напряжение АРУ подается в цепь коллектора транзистора VT1 из тракта промежуточной частоты. Начальное напряжение на коллекторе 1,6 В.
Система АРУ работает та ким образом, что при увеличении уровня входного сигнала это напряжение уменьшается, а усиление каскада падает. В остальном построение схемы блока УКВ радиоприемника «Океан» аналогично построению высокочастотных каскадов диапазона УКВ в радиоприемнике «Рига-302», рассмотренных в гл. 5. В других модификациях радиоприемников типа «Океан» эта схема регулировки усиления каскада УВЧ не использовалась.
Рис. 6.4. Схема блока УКВ на интегральной микросхеме радиоприемника «Мериди-ан-202»
Так, в схеме УВЧ блока УКВ радиоприемника «Океан-203» вообще отсутствует система ограничения усиления при наличии на входе сильных сигналов радиостанций, а в схемах радиоприемников «Океан-205», «Спидола-207» для уменьшения усиления каскада применен ограничительный диод. Этот блок УКВ является унифицированным, а построение его схемы рассмотрено в разделе 5.3 (см. рис. 5.13).
В радиоприемнике «Меридиан-202» и его последующих модификациях блок УКВ выполнен на интегральной микросхеме К237ХА5 (рис. 6.4). Микросхема содержит семь транзисторов. На транзисторах VI и V2 микросхемы выполнен УВЧ по кас-кодной схеме ОЭ — ОБ (общий эмиттер — общая база). При этом транзистор VI включен по схеме с ОЭ, V2 — по схеме с ОБ и коллектор первого транзистора непосредственно подключен к эмиттеру второго. Такое включение транзисторов уменьшает обратную проводимость, действующую в каскаде, и тем самым повышает устойчивость УВЧ. Сигнал подается на базу транзистора VI с входного широкополосного контура L1C1C2C3. Контур имеет емкостную связь как со штыревой телескопической антенной, так и с транзистором VI микросхемы.
Нагрузкой каскада УВЧ является контур L2C7C9C10
— 1С12, включенный в коллекторную цепь транзистора V2 микросхемы через катушку связи контура. Диод, VD1 (Д20), включенный в контур УВЧ, предназначен для ограничения сильных сигналов на контуре. Настройка контура на частоту сигнала осуществляется одной секцией конденсатора переменной емкости С10 — 1.
Вторая секция КПЕ С10
— 2 используется для настройки контура гетеродина.
С катушки связи контура УВЧ сигнал подается через вывод 7 микросхемы на вход балансного смесителя на транзисторах V6 и V7. Каскад гетеродина выполнен на транзисторе V5, включенном по схеме с общим эмиттером. Напряжение с контура гетеродина через катушку связи LCB и конденсатор СИ подается на вывод 10 и далее на базу транзистора V5. На транзисторе V4 выполнен каскад эмиттерного повторителя, выполняющего функцию усилителя сигналов обратной связи: эмиттер этого транзистора связан с эмиттером транзистора V5, а коллектор — с катушкой связи контура гетеродина через вывод 11. База транзистора V4 соединена с корпусом через вывод 12 микросхемы и конденсаторы С5 и С13. Сигнал от гетеродина подается в цепи эмиттеров транзисторов смесителя V6 и V7 (симметричный вход).
Транзистор V3 выполняет функцию стабилизатора тока, обеспечивающего устойчивость режима работы транзисторов УВЧ, гетеродина и смесителя.
Автоматическая подстройка, частоты гетеродина осуществляется с помощью варикапа VD2 (Д902), включенного в контур гетеродина через конденсатор С17. Управляющее напряжение на варикап подается с частотного детектора по цепи АПЧ через резистор R3. Нагрузкой смесителя является контур L4C14, включенный в коллекторную цепь транзистора V6 и V7 через выводы 8 и 9 микросхемы. Контур настроен на промежуточную частоту 10,7 МГц. Связь контура с трактом промежуточной частоты — индуктивная, с помощью катушки связи L7.
Отличительной особенностью схемы блока УКВ радиоприемника «Меридиан-210» является использование для перестройки диапазона принимаемых частот варикапов вместо конденсатора переменной емкости. Схемные решения при использовании варикапов для электронной настройки рассмотрены в гл. 7.
Тракт промежуточной частоты ЧМ сигналов. В радиоприемниках и магнитолах 2-го класса в тракте УПЧ используются два варианта схемных решений:
совмещенный тракт усиления сигналов промежуточной частоты с AM и ЧМ (в радиоприемниках «Океан-203», «Океан-205», «Оке-ан-209» и в магнитоле «Ореанда-201»);
раздельные тракты усиления сигналов промежуточной частоты с AM и ЧМ (в радиоприемниках «Меридиан-202», «Меридиан-206», «Меридиан-210»).
В некоторых схемах в тракте УПЧ не все каскады являются совмещенными, т.е. некоторые каскады тракта УПЧ выполнены раздельными, а остальные — совмещенными (например, в схеме радиоприемного тракта магнитолы «ВЭФ-Сигма-260»).
Схема совмещенного тракта УПЧ АМ-ЧМ приведена на рис. 6.7. Тракт усиления сигналов ПЧ ЧМ состоит из четырех каскадов. Они выполнены на транзисторах VT1, VT2, VT6, VT7. Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Коллекторной нагрузкой всех транзисторов являются двухконтурные полосовые фильтры с внешней емкостной связью. Фильтр 1-го УПЧ — L1C4, L2C7; 2-го УПЧ — L6C16, L8C23; 3-го УПЧ — L12C30, L13C35; 4-го УПЧ — L14C43, L15L16C46. Последовательно с контурами в цепях коллекторов транзисторов включены резисторы R5, R13, R51, R41, которые уменьшают расстройку первичных контуров полосовых фильтров при больших сигналах на входе каскада и повышают устойчивость коэффициента передачи каскадов УПЧ.
Детектор сигналов ЧМ выполнен по схеме аналогичной, рассмотренной в гл. 5.
Тракт УПЧ ЧМ переносной магнитолы «ВЭФ-Сигма-260» выполнен на трех кремниевых транзисторах (рис. 6.5.) VT1, VT8, VT9, включенных по схеме с общей базой для повышения устойчивости тракта. Особенностью схемы является использование только транзисторов VT8 и VT9 как в тракте ЧМ, так и в тракте AM. Транзистор VT1 работает только в тракте ЧМ и выполняет функцию 1-го УПЧ. Режим работы транзистора VT1 обеспечивается переключением по цепи питания. При работе в тракте ЧМ через переключатель диапазонов на транзистор подается питание +4 В и транзистор открыт. При включении диапазонов тракта AM эта Цепь закорачивается на «землю» и транзистор VT1 закрыт.
Рис. 6.5. Схема тракта промежуточной частоты магнитолы «ВЭФ-Сигма-260»
Нагрузкой каскадов УПЧ ЧМ служат двухконтурные полосовые фильтры с комбинированной индуктивно-емкостной связью между контурами и с трансформаторной связью с входом транзисторов(С 15, L2L3, С20, C21L4L5, C35L9L10, C37C39L12L13, C47L15), которые совместно с полосовым фильтром блока УКВ обеспечивают требуемую селективность по соседнему каналу.
После частотного детектора на выходе тракта УПЧ ЧМ включен каскад на транзисторе VT11, который служит для подачи сигнала низкой частоты с каскада частотного детектора в тракт УНЧ и препятствует прохождению этого сигнала при работе тракта AM. Коммутация выходных сигналов трактов ЧМ и AM осуществляется переключателем диапазонов переключением питания транзистора. При работе тракта ЧМ транзистор VT11 открыт, а при работе тракта AM — закрыт.
Рис. 6.6. Схема тракта промежуточной частоты ЧМ сигналов на интегральных микросхемах и электронно-светового индикатора настройки радиоприемника «Меридиан-202»
Рис. 6.7. Схема тракта высокой и промежуточной частот радиоприемника «Океан-203»
Раздельный тракт УПЧ ЧМ в переносных радиоприемниках 2-го класса выполнен на двух одинаковых интегральных микросхемах К237УР5 (рис. 6.6.). На входе тракта ПЧ ЧМ включен четырех-контурный ФСС (L1C1; L2C3; L3C5L4C7). Связь между контурами фильтра — индуктивно-емкостная, через конденсаторы С2, С4, С6 и катушки связи Lcb2, Lcb3, LCBi. Связь первого контура ФСС с блоком УКВ — индуктивная, с помощью катушки связи LCBl. Связь последнего контура ФСС со входом УПЧ (выводом 1 микросхемы D1) — с помощью катушки связи Lcb5. Конденсатор С8 — разделительный.
Микросхемы в тракте выполняют функции первого и второго каскадов УПЧ. Нагрузкой 1-го УПЧ служит контур L5C13. Нагрузкой 2-го УПЧ является двухконтурный фильтр L6C21, L7C23 с внешней емкостной связью между контурами через конденсатор С22. Микросхема К237УР5 содержит четыре транзистора, на которых построены два каскада усиления и эмиттерный повторитель. Первый каскад усиления выполнен на транзисторе VI с общим эмиттером. На базу этого транзистора через выход 1 микросхемы поступает сигнал промежуточной частоты либо с ФСС (для 1-го УПЧ), либо с контура L5C13 (для 2-го УПЧ). Коллектор транзистора VI нагружен на второй усилительный каскад, выполненный на транзисторах V2 и V3, включенных по каскодной схеме (ОЭ — ОБ).
Транзисторы имеют последовательное питание по постоянному току. Нагрузкой этого каскада является каскад эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторе V4. Нагрузкой этого транзистора является контур L5C13, подключаемый к выводу 8 микросхемы D1 и L6C21 — к выводу 8 микросхемы D2.
Частотный детектор построен на диодах VD3 и VD4 по схеме симметричного детектора. После частотного детектора включен каскад эмиттерного повторителя, выполненный на транзисторе VT1 (КТ315Б) и предназначенный для согласования выходного сопротивления частотного детектора и входного сопротивления УНЧ. Тракт высокой и промежуточной частоты сигналов AM. Среди переносных радиоприемников 2-го класса только в приемнике «Океан» и его модификациях в диапазонах ДВ, СВ, KB используется резонансный каскад УВЧ с перестройкой контуров во входной и коллекторной цепях. На рис. 6.7 приведена схема тракта высокой и промежуточной частот радиоприемника «Океан-203». Перестройка контуров входных, УВЧ и гетеродина осуществляется с помощью трехсекционного КПЕ (СЗ, С4, С5). Катушки входных контуров диапазонов ДВ и СВ и катушки связи с транзистором УВЧ расположены на ферритовом стержне магнитной антенны. Входные контуры диапазонов KB имеют автотрансформаторную связь с антенной. Связь входных контуров с базой транзистора УВЧ — индуктивная. Усилитель высокой частоты выполнен на транзисторе VT1. Этот же транзистор в диапазоне УКВ выполняет функцию 1-го УПЧ тракта ЧМ.
Особенностью схемы УВЧ с точки зрения подавления зеркальных и других побочных каналов приема, а также обеспечения максимального усиления является включение в цепь эмиттера транзистора УВЧ дросселя, который вместе с конденсатором С2 образует цепочку частотно-зависимой обратной связи. Эта цепочка выравнивает коэффициент усиления каскада по диапазону. С ростом частоты принимаемого сигнала уменьшается усиление каскада УВЧ, компенсируя рост коэффициента передачи входной цепи. Преобразователь частоты диапазонов ДВ, СВ и KB выполнен по схеме с отдельным гетеродином.
Гетеродин выполнен на транзисторе VT3 по схеме с автотрансформаторной связью транзистора с контуром и индуктивной связью со смесителем.
Особенностью схемы преобразователя частоты является применение балансного кольцевого смесителя на диодах VD1 ...VD4. Упрощенная схема диодного кольцевого преобразователя частоты приведена на рис. 6.8.
Рис. 6.8. Схема диодного кольцевого преобразователя частоты.
Кольцевой смеситель имеет симметричный вход для напряжения сигнала принимаемой частоты и сигнала гетеродина. Напряжение гетеродина через катушку связи L4 подводится к средней точке катушки L5. Ток гетеродина разветвляется, образуя токи плеч балансного преобразователя частоты. При полной симметрии плеч на катушке L5 напряжение гетеродина отсутствует. Проводимость диодов изменяется во времени с частотой гетеродина, поэтому ток сигнала в катушке L5 изменяется с частотой гетеродина. Колебательный контур L6C11C12, индуктивно связанный с катушкой L5, настроен на разностную частоту между частотами гетеродина и принимаемого сигнала, т. е. на промежуточную частоту 465 кГц. На нем выделяется напряжение промежуточной частоты.
Применение схемы кольцевого преобразователя позволяет обеспечить хорошую развязку контуров принимаемой частоты и гетеродинного, исключив их взаимное влияние. Кроме того, в схеме кольцевого преобразователя подавляются четные гармоники гетеродина, что способствует повышению помехозащищенности приема, а также позволяет обеспечить высокое подавление зеркального канала и сигналов с частотой, равной промежуточной. Схема кольцевого преобразователя позволила вообще исключить из схемы приемника фильтр ослабления сигналов с частотой, равной промежуточной.
Тракт усиления сигналов ПЧ AM состоит из трех каскадов (см. рис. 6.7) и выполнен на транзисторах VT2, VT6, VT7. Нагрузкой первого каскада УПЧ является четырехконтурный ФСС с внешней емкостной связью (L5C15, L7C20, L9C22, LWC25C26). Нагрузкой второго и третьего каскадов УПЧ являются одиночные резонансные контуры {LUC33C34 и L17C42 соответственно).
Детектор сигналов AM выполнен по схеме, аналогичной рассмотренной в гл. 5. Для работы АРУ используется детектор на отдельном диоде VD7. В остальном схема АРУ аналогична рассмотренной в
§ 6.1 схеме эстафетного типа.
Схема радиоприемного тракта AM магнитолы «ВЭФ-Сигма-260» также содержит УВЧ, но он апериодический (см. рис. 6.5), который выполнен на транзисторе VT2 по схеме с общим эмиттером. Напряжение АРУ подается в цепь базы транзистора VT2. Транзистор VT2 при работе в тракте ЧМ не используется.
Смеситель выполнен на транзисторе VT6 по схеме с общим эмиттером для принимаемого сигнала и по схеме с общей базой для сигнала гетеродина. Нагрузкой смесителя является четырехконтур-ный ФСС (L6C27, L7C32, L8C36, L11C40C41) с емкостной связью между контурами (через конденсаторы С29, С34, С38), обеспечивающий основную избирательность по соседнему каналу.
С емкостного делителя последнего контура ФСС сигнал ПЧ поступает на базу первого каскада УПЧ, выполненного на транзисторе VT8. Коллекторной нагрузкой транзистора в тракте AM является контур L14C45C46. С емкостного делителя контура сигнал подается на базу транзистора VT9, выполняющего функцию второго каскада УПЧ. Транзисторы VT8 и VT9 при работе в тракте AM включены по схеме с общим эмиттером.
В схеме АРУ используется детектор на отдельном диоде VD2, включенном между базой и эмиттером транзистора VT8 Напряжение с эмиттера транзистора VT8 подается на базу транзистора УВЧ VT2 через диод VD1, что обеспечивает эффективную работу системы АРУ при сильных сигналах на входе.
Каскады на транзисторах VT2, VT6, VT12 работают только в тракте AM. При работе тракта ЧМ эти транзисторы «закрыты» по питанию.
Раздельный тракт ВЧ-ПЧ AM в радиоприемниках 2-го класса с УКВ диапазоном выполняется на интегральных микросхемах серии К237 по схеме, аналогичной рассмотренной в гл. 5 (см. рис. 5.11).
Индикаторы настройки. В переносных радиоприемниках 2-го класса с УКВ диапазоном для осуществления приема радиостанций с минимальными искажениями используются различные типы стрелочных или световых индикаторов настройки.
Стрелочный индикатор настройки обычно включают в цепь питания каскада УПЧ, управляемого напряжением АРУ. При настройке на станцию начинает действовать напряжение АРУ и ток коллектора регулируемого транзистора при этом уменьшается. Таким образом, настройка осуществляется по минимуму отклонения стрелки индикатора настройки. Схема включения стрелочного индикатора и его работа рассмотрены в гл. 7 применительно к переносному радиоприемнику 1-го класса «Рига-104» (см. рис. 7.3).
Световые индикаторы настройки в переносных радиоприемниках 2-го класса используются двух типов. Более простая схема индикатора настройки применена в радиоприемной части магнитолы «ВЭФ-Сигма-260». Схема выполнена на транзисторе VT10 (рис. 6.5), включенном в цепь АРУ. Индикатором служит лампочка. При настройке на станцию напряжение АРУ запирает транзистор VTIO и лампочка, включенная в его цепь коллектора, гаснет. Рабочий режим индикатора устанавливается с помощью переменного резистора R37.
Примененный в радиоприемнике «Меридиан-202» электронно-световой индикатор настройки выполнен с использованием двух лампочек. При точной настройке на принимаемую станцию загорается лампочка, освещающая зеленый сектор индикатора, а при расстройке — лампочка, освещающая красный сектор.
Сигнал на схему индикатора настройки (см. рис. 6.6) поступает с выхода детектора сигналов AM (при работе в диапазонах ДВ, СВ или KB) и со 2-го УПЧ тракта ЧМ (при работе в диапазоне УКВ). В последнем случае для подачи управляющего напряжения на схему индикатора настройки на диодах VD1 и VD2 выполнен выпрямитель. Конденсатор СП сглаживает пульсации напряжения, частота которых равна промежуточной. Конденсатор С19 является емкостью связи между трактом УПЧ ЧМ и выпрямителем. Схема индикатора настройки выполнена на транзисторах VT3, VT4 и VT5. Для экономии расхода тока от батарей питания предусмотрена возможность включения индикатора настройки только при необходимости.
При включении индикатора и отсутствии сигнала на входе радиоприемника вместе с лампочкой El, освещающей красный сектор индикатора, одновременно загораются лампочки ЕЗ и Е4, с помощью которых подсвечивается шкала настройки приемника. При точной настройке на принимаемую станцию загорается лампочка Е2, освещающая зеленый сектор индикатора, а красная лампочка и лампочки подсветки шкалы настройки гаснут. Точная настройка на выбираемую станцию соответствует наиболее яркому свечению лампочки Е2.
Схема светового индикатора настройки работает следующим образом. Когда сигнал на входе отсутствует, транзистор VT3 заперт, а транзистор VT4 отперт и через него протекает максимальный ток. В его коллекторной цепи горит лампочка Е1, освещающая красный сектор настройки индикатора настройки, и лампочки ЕЗ и Е4, освещающие шкалу настройки. Напряжение на коллекторе транзистора VT4 при этом близко к нулю, в связи с чем транзистор VT5 находится в закрытом состоянии и зеленая лампочка Е2 в его коллекторной цепи не горит.
При точной настройке приемника на станцию напряжение ПЧ, выпрямленное детектором на диодах VD1 и VD2 в тракте ПЧ ЧМ, либо напряжение с амплитудного детектора поступает на базу транзистора VT3 и открывает его. При этом транзистор VT4 закрывается, и ток через него прекращается, напряжение на коллекторе увеличивается. Часть коллекторного напряжения транзистора VT4 через делитель R9R10 подается на базу транзистора VT5. 1ранзистор открывается, и загорается зеленая лампочка в его коллекторной цепи. Для регулировки уровня срабатывания индикатора предназначен резистор R6.
Стабилизатор напряжения питания. Для обеспечения нормальной работы тракта высокой и промежуточной частот при пониженном напряжении питания переносные радиоприемники 2-го класса обязательно содержат стабилизатор напряжения питания. В радиоприемнике «Океан-203» (см. рис. 6.7) применен двухкаскадный стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторах VT4 и VT5 и опорном диоде VD6 (7ГЕ2АС).
Транзистор VT5 является регулирующим элементом, на выходе которого включены нагрузка и усилитель постоянного тока на транзисторе VT4. Высокий коэффициент стабилизации достигается дополнительной компенсационной связью между входом усилителя на транзисторе VT4 и коллектором регулирующего транзистора VT5 с помощью резистора R21.
Работа схемы стабилизатора осуществляется следующим образом. Изменение коллекторных токов транзисторов VT4 и VT5 приводит к изменению падения напряжения на резисторе R21. Это вызывает изменение смещения на эмиттере транзистора VT4 и изменение тока коллектора этого транзистора. Изменение происходит таким образом, что режим стремится к возврату в исходное положение. Начальное смещение на базе транзистора VT4 определяется резистором R22. Для компенсации изменения режимов транзисторов VT4 и VT5 на базу транзистора VT4 подается дополнительное смещение с резистора R29, включенного в цепь эмиттера транзистора VT5. Значение смещения определяется делителем напряжения R21R22. Стабилизированное напряжение снимается с коллектора транзистора VT5.
Тракт усиления сигналов низкой частоты в радиоприемниках 2-го класса с УКВ диапазоном строится по двум схемам: бестрансформаторной (в моделях типа «Океан», «Меридиан») и с трансформаторным выходом (в моделях типа «Спидола-207»).
Трансформаторные схемы рассмотрены ранее (см. гл. 4, рис. 4.7).
Рис. 6.9. Схема тракта низкой частоты радиоприемника «Океан-203»
В радиоприемнике «Океан-203» УНЧ имеет пять каскадов. Выходной каскад — бестрансформаторный (рис. 6.9). Предварительный усилитель выполнен на транзисторах VT1, VT2 по схеме с общим эмиттером и непосредственной связью между транзисторами. Смещение на базу транзистора VT1 подается с резистора R7, находящегося в цепи эмиттера транзистора VT2. Это позволяет улучшить температурную стабильность рабочих точек обоих транзисторов. Каскад охвачен отрицательной обратной связью по постоянному току через резисторы R1 и R2.
В тракте усиления сигналов низкой частоты предусмотрена регулировка тембра как по высоким (резистор R4-1), так и по низким (резистор R2-1) частотам. Регулятор тембра включен между вторым и третьим каскадами предварительного усиления, где уровень сигнала достаточно большой и уже не сказывается влияние наводок.
На транзисторах VT3 и VT4 выполнен двухкаскадный усилитель по схеме с общим эмиттером. Связь второго каскада с последующим каскадом на транзисторе VT6 непосредственная.
На транзисторах VT5 и VT6 построен фазоинверсный каскад. Фазоинверсия осуществляется за счет применения транзисторов с разной проводимостью (комплиментарная пара). Выходной каскад выполнен на транзисторах VT7 и VT8 по последовательной двухтактной схеме. Каскад работает в режиме, близком к режиму класса В. Связь предоконечного каскада с выходным — непосредственная. Это улучшает частотную характеристику усилителя в области нижних частот благодаря отсутствию переходного конденсатора.
С выхода УНЧ через резистор R20 сигнал обратной связи подается в цепь эмиттера транзистора VT3, а через переменный резистор R19 — в цепь базы транзистора VT4. Через цепочку R19, С13, R2I, R23 в цепь коллектора транзистора VT4 подается сигнал положительной обратной связи для улучшения симметрии выходного каскада. Кроме того, существует частотно-зависимая обратная связь цепи коллектора транзистора VT4 в цепью базы через конденсатор С15.
Температурная стабилизация оконечных каскадов УНЧ достигается с помощью терморезистора R24.
Выходной каскад через конденсатор СП нагружен на громкоговоритель. Величина емкости конденсатора СП 500 мкФ обеспечивает равномерное усиление в области нижних частот. Для ослабления связи каскадов через общий источник батарея питания защунтирована конденсатором С16 емкостью 500 мкФ.
В радиоприемниках 2-го класса «Меридиан-202», «Мериди-ан-206» в каскадах предварительного усиления сигналов низкой частоты используется интегральная микросхема К237УР1 (рис. 6.10.).
Первый каскад тракта УНЧ выполнен на транзисторе VT1, включенном по схеме с общим эмиттером. Между каскадами на транзисторе и микросхеме включен регулятор тембра по верхним (R2-1) и нижним (R2-2) звуковым частотам.
Двухтактный выходной бестрансформаторный каскад также имеет свои особенности. Он выполнен на четырех транзисторах (VT2...VT5), включенных попарно в виде составных транзисторов с разнополярной проводимостью, VT2 (МП35), VT3 (МП39), и VT4 (ГТ404Б), VT5 (ГТ402Б).
Первый каскад предварительного усиления на транзисторе VT1 охвачен отрицательной обратной связью по напряжению через резистор R2 и по току за счет отсутствия конденсатора, шунтирующего резистор R4. Сигнал с нагрузки VT1 (резистора R3) на следующий каскад на микросхеме подается через цепи регулировки тембра.
Рис. 6.10. Схема тракта низкой частоты радиоприемника «Меридиан-202»
Сигнал поступает на вывод 3 микросхемы. Чувствительность и входное сопротивление усилителя, выполненного на микросхеме, определяются величиной сопротивления резистора R6, включенного последовательно в цепь вывода 3 микросхемы. Значительное уменьшение сопротивления этого резистора нежелательно, так как приводит к уменьшению глубины обратной связи и увеличению влияния характеристики входного сопротивления на устойчивость работы УНЧ. Частотная характеристика УНЧ в области низких звуковых частот определяется постоянной времени цепочек R6, С4 и R7, С5.
Микросхема содержит пять транзисторов. На транзисторах V2, V3 и V4 выполнен трехкаскадный предварительный усилитель с обратной связью по постоянному току. Первый и третий каскады выполнены по схеме с общим эмиттером, а второй каскад (на транзисторе V3) является эмиттерным повторителем. Этот каскад является согласующим между первым и третьим каскадами для исключения шунтирования предыдущего каскада малым входным сопротивлением последующего. Применение промежуточного эмиттерного повторителя позволяет также уменьшить зависимость усиления схемы при разбросе параметров транзисторов.
На транзисторе V5 микросхемы выполнен предоконечный каскад с коллекторной симметричной нагрузкой. Связь предоконечного каскада с выходным — непосредственная, без переходных конденсаторов.
Для повышения температурной стабильности и улучшения качественных показателей УНЧ охвачен местными и общими петлями обратной связи. Выходной каскад через резистор R9 охвачен -положительной обратной связью. Кроме того, для обеспечения высокой линейности и необходимой полосы пропускания весь усилитель низкой частоты охвачен общей отрицательной обратной связью. Для этого вывод 1 микросхемы соединен с точкой симметрии выходного каскада. В этой же цепи находится и цепочка R7, С5, подключенная к выводу 2 микросхемы. Конденсатор С7 является фильтрующим и исключает обратную связь по переменному току.
Подключаемый к выводу 11 микросхемы подстроечный резистор R8 предназначен для обеспечения симметрии и получения максимальной выходной мощности усилителя низкой частоты.
Емкость конденсатора С8, подключаемого к выводу 10 микросхемы, выбирается из условия обеспечения необходимой степени сглаживания пульсаций напряжения источника питания.
Блек питания. В современных моделях переносных радиоприемников 2-го класса с УКВ диапазоном наряду с батарейным питанием используется питание от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В с помощью встроенного блока питания. На рис. 6.11 приведена схема блока питания от сети радиоприемника «Океан-205». В состав блока питания входят: выпрямитель напряжения питания, выполненный по мостовой схеме на четырех диодах VD1...VD4 (Д226) и стабилизатор напряжения выполненный по компенсационной схеме с одно-каскадным усилителем обратной связи.
На транзисторе VT2 выполнен каскад, работающий в режиме усилителя постоянного тока, а на транзисторе VT1 — регулирующий каскад. Напряжение обратной связи подается в цепь базы транзистора VT2 с потенциометра R3, который составляет часть делителя R3R4, включенного параллельно нагрузке.
При увеличении напряжения на выходе увеличивается ток базы транзистора VT2, а вместе с ним и ток его коллектора. Это приводит к увеличению падения напряжения на резисторе R2 и Уменьшению тока базы транзистора VT1, что, в свою очередь, увеличивает сопротивление между эмиттером и коллектором транзистора VT1 и соответственно напряжение между эмиттером и коллектором. В результате увеличение выходного напряжения в значительной мере компенсируется.
Рис. 6.11. Схема блока питания от сети радиоприемника «Океан-205»
С помощью переменного резистора R3 можно изменять напряжение на нагрузке почти от нулевого значения до величины опорного напряжения стабилитрона VD5 (Д814А). Стабилизированное напряжение снимается с эмиттера транзистора VT1. Конденсатор С1 уменьшает пульсации выпрямленного напряжения.
Контрольные вопросы
1. Как работает схема эстафетной АРУ в радиоприемнике «ВЭФ-201»?
2. Какие существуют особенности схем АРУ радиоприемников «Меридиан» и «Геолог»?
3. Какие схемные решения используются в блоках УКВ радиоприемников 2-то класса для ограничения усиления при приеме сигналов с большим уровнем?
4. Объясните построение схемы блока УКВ радиоприемника «Меридиан-202», выполненного на интегральной микросхеме.
5. Охарактеризуйте варианты построения совмещенного тракта УПЧ АМ-ЧМ в радиоприемниках и магнитолах 2-го класса.
6. Объясните построение схемы тракта УПЧ ЧМ в радиоприемнике «Меридиан-202».
7. Объясните работу каскада кольцевого преобразователя частоты радиоприемника «Океан».
8. Какие типы индикаторов настройки используются в радиоприемниках и магнитолах 2-го класса?
9. Объясните работу схемы электронно-светового индикатора настройки в радиоприемнике «Меридиан-202».
10. Как работает стабилизатор напряжения питания в радиоприемнике «Океан-203»?
11. Как построен тракт низкой частоты в радиоприемнике «Океан-203»?
12. Как построен тракт низкой частоты, выполненный с использованием интегральной микросхемы, в радиоприемнике «Меридиан-202»? 13. Объясните построение схемы и работу блока питания от сети переменного тока радиоприемника «Океан-205».
Радиоприемники бытового назначения предназначены для
КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫХ
ПРИЕМНИКОВ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ
3.1. Классификация радиовещательных приемников
Радиоприемники бытового назначения предназначены для приема передач радиовещательных станций, усиления и преобразования принятых сигналов в сигналы звуковой частоты и воспроизведения их через встроенный громкоговоритель или внешнюю акустическую систему.
По своему назначению бытовые радиовещательные приемники подразделяют на стационарные, переносные и автомобильные.
Радиоприемник может также являться составной частью изделия, предназначенного не только для приема сигналов радиовещательных станций, но и воспроизведения звуковых программ от других источников. Такие изделия называют радиоприемным устройством. К ним относят: радиолы, содержащие кроме радиоприемника встроенное электропроигрывающее устройство (ЭПУ) для воспроизведения граммофонных записей; магнитолы, имеющие кроме радиоприемника встроенный магнитофон; магнитора-диолы, представляющие собой радиоприемник со встроенными ЭПУ и магнитофоном. К радиоприемным устройствам относят также тюнеры, представляющие собой изделие, предназначенное для приема передач радиовещательных станций в одном или нескольких диапазонах, усиления и преобразования принятых сигналов в сигналы звуковой частоты и воспроизведение их с помощью стереотелефонов или дополнительного усилителя низкой частоты (УНЧ)1
и внешних акустических систем.
По электрическим, акустическим и эксплуатационным параметрам стационарные и переносные радиоприемники в соответствии с ГОСТ 5651 — 76 «Приемники радиовещательные. Общие технические условия» разделяют на пять классов: высший, 1, 2, 3 и 4-й. Самые сложные радиоприемники с самыми высокими электрическими, акустическими и эксплуатационными параметрами — это приемники высшего класса, а самые простые — приемники 4-го класса. Переносные радиоприемники 4-го класса по своему конструктивному исполнению разбивают на две группы: А и Б, которые отличаются друг от друга только габаритными размерами и некоторыми электрическими и акустическими параметрами (в частности, выходной мощностью, частотной характеристикой, звуковым давлением).
Кроме того, существует группа радиоприемников, на которые не распространяется действие ГОСТ 5651 — 76. Это так называемые «внеклассные» радиоприемники, к которым относятся миниатюрные. Стационарные радиоприемники по способу питания подразделяют на две группы: с питанием от сети переменного тока;
В соответствии с ГОСТ 24375 — 80 вместо терминов «Усилитель низкой частоты» и «Усилитель высокой частоты» следует использовать соответственно термины «Усилитель звуковой частоты» (УЗЧ) и «Усилитель радиочастоты» (УРЧ), универсальным питанием, т. е. с питанием как от сети переменного тока, так и автономных источников постоянного тока (гальванических или аккумуляторных батарей).
Переносные радиоприемники по способу питания также подразделяют на две группы: с автономным источником постоянного тока (гальванических или аккумуляторных батарей); с универсальным питанием, т. е. с питанием как от автономных источников, так и от внешнего или встроенного выпрямителя переменного тока.
Существует обособленная группа стационарных сетевых радиоприемников и радиоприемных устройств, обеспечивающих прием стереофонических передач радиовещательных станций. Параметры стереофонического тракта этих моделей определяются ГОСТ 20842 — 75 «Приемники радиовещательные стереофонические. Основные параметры». В соответствии с указанным ГОСТ приемники по стереофоническим параметрам подразделяют на три группы: А — высшая группа сложности — к ней относят приемники высшего класса; Б — средняя группа сложности, к ней относят приемники 1-го и 2-го классов; В — упрощенная группа сложности — к ней относят приемники 3-го и 4-го классов.
Допускается комбинировать любой класс приемника по ГОСТ 5651 — 76 с более высокой группой сложности по стереофоническим параметрам.
ГОСТ 5651 — 76 предусматривает также порядок присвоения торгового обозначения модели, которое состоит из наименования модели и числового индекса, состоящего из трех цифр: первая — обозначает класс приемника (0 — высший, 1 — первый и т.
д.), две последующие — порядковый номер разработки модели. Для стереофонических моделей после цифрового индекса добавляется слово «стерео». Например, радиола «Мелодия- 104-стерео» — стереофоническая радиола 1-го класса, четвертая модель. Классификация и требования к автомобильным радиоприемникам рассматриваются в гл. 9.
3.2. Основные технические требования, предъявляемые к радиоприемному тракту
Класс любого бытового радиовещательного приемника определяется большим количеством электрических и акустических параметров, а также различными потребительскими функциями. Основными параметрами, характеризующими качество работы радиоприемника и регламентируемыми стандартами ГОСТ 5651 — 76 и ГОСТ 20842 — 75, являются: диапазоны принимаемых частот (волн); реальная чувствительность; селективность по соседнему и зеркальному каналам и на частоте, равной промежуточной; диапазон воспроизводимых звуковых частот; коэффициент гармоник; действие автоматической регулировки усиления (АРУ), уровень фона.
Кроме основных параметров к современным радиоприемникам предъявляется ряд технических требований, входящих в перечень параметров, обязательно устанавливаемых ТУ на каждый конкретный тип приемника. Наиболее важными из них являются: максимальная чувствительность; стабильность настройки приемника; действие автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧ); потребление электроэнергии; максимальная выходная мощность и др.
Диапазон принимаемых частот определяет границы перестройки приемника в диапазонах длинных, средних, коротких и ультракоротких волн. Эти границы определены ГОСТ 5651 — 76 и соответственно равны:
ДВ: 150 — 408 кГц (2000,0 — 735,3 м);
СВ: 525 — 1605 кГц (571,1 — 186,9 м);
KB: 3,95 — 12,1 МГц (75,9 — 24,8 м);
УКВ: 65,8 — 73 МГц (4,56 — 4,11 м).
Радиовещательные станции в диапазоне KB размещены неравномерно по всему диапазону, а сосредоточены в некоторых его участках. Поэтому диапазон KB обычно разбивается на ряд поддиапазонов по 100 — 300 кГц каждый, в которых работают вещательные или любительские радиостанции.
Для более удобной на стройки на радиостанции такие поддиапазоны иногда «растягиваются» на всю шкалу настройки приемника, при этом их называют растянутыми диапазонами КВ. Границы растянутых диапазонов KB принимаются следующими:
«75 м»: 3,95 — 5,25 МГц (76,0 — 52,2 м); «49 м»: 5,95 — 6,2 МГц (50,4 — 48,4 м); «41 м»: 7,1 — 7,3 МГц (42,2 — 41,1 м); «31 м»: 9,5 — 9,775 МГц (31,6 — 30,7 м); «25 м»: 11,7 — 12,1 МГц (25,6 — 24,8 м).
В некоторых радиоприемниках экспортного исполнения вводят дополнительные KB поддиапазоны:
с19 м»: 15,1 — 15,45 МГц; с 16 м»: 17,7 — 17,9 МГц;
«13 м»: 21,45 — 21,75 МГц; «11 м»: 25,6 — 26,1 МГц.
Приемники различных классов различают между собой числом диапазонов принимаемых частот, числом растянутых и полурастянутых диапазонов KB, наличием диапазонов ДВ, СВ и УКВ.
Для стационарных и переносных радиоприемников 1... 4 классов допускается сокращение числа диапазонов. Состав диапазонов при этом указывают в технических условиях на конкретную модель приемника. Диапазон СВ допускается разбивать на два поддиапазона, а диапазон KB может быть разбит на ряд под-Диапазонов, охватывающих отдельные частотные участки. При этом допускается отсутствие некоторых поддиапазонов с сужением общего диапазона КВ. Границы поддиапазонов указываются в технических условиях. Для радиоприемников высоких классов задается также требование по точности градуировки шкалы, т. е. оговаривается минимально допустимая погрешность между фактической частотой настройки приемника и частотой, определенной чо шкале радиоприемника.
Чувствительность радиоприемника является параметром, который позволяет оценить возможность приемника принимать слабые сигналы радиостанций. Различают максимальную и реальную чувствительность приемника.
Реальная чувствительность определяет минимальный уровень входного сигнала, при котором обеспечивается стандартная (испытательная) выходная мощность при заданном соотношении напряжения входного сигнала к напряжению шумов.
Для оте чественных приемников испытательная выходная мощность принята равной 50 или 5 мВт, в зависимости от класса приемника. Заданное соотношение сигнал-шум при измерении реальной чувствительности приемника в диапазонах ДВ, СВ, KB — не менее 20 дБ, на УКВ — не менее 26 дБ.
Чувствительность приемника по напряжению (для наружных антенн) измеряется в микровольтах. Чувствительность приемника тем выше, чем меньше это напряжение. При работе с внутренней (встроенной) антенной чувствительность выражается минимальной напряженностью электрического поля и измеряется в микровольтах или милливольтах на метр (мкВ/м или мВ/м).
Максимальная чувствительность — это чувствительность, ограниченная усилением. Она определяет такой минимальный уровень сигнала, при котором обеспечивается стандартная (испытательная) выходная мощность при установке всех органов управления приемника в положения, соответствующие максимальному усилению. Чувствительность радиоприемника зависит от многих факторов: усилительных свойств всех каскадов тракта приемника, уровня собственных шумов, ширины полосы пропускания и др.
Современные приемники обладают очень высокой чувствительностью. Например, приемники высшего класса в УКВ диапазоне имеют чувствительность 1... 2 мкВ, а в диапазоне KB — 5... 10 мкВ.
Избирательность характеризует способность приемника выделять полезный сигнал из множества других сигналов, одновременно поступающих на его вход. При этом выделение сигнала осуществляется благодаря различию частот сигнала и помехи по частоте. Для радиовещательных приемников нормируются избирательности по соседнему и зеркальному каналам и относительно помехи, частота которой равна промежуточной. В диапазонах ДВ и СВ избирательность по соседнему каналу оценивается ухудшением чувствительности приемника на частоте, отличающейся от настройки приемника на ±9 кГц [До введения ГОСТ 5651 — 76 избирательность по соседнему каналу измерялась при расстройке ±10 кГц.].
Такая расстройка приня та исходя из того, что в современной системе радиовещания в диапазонах ДВ и СВ несущие частоты соседних радиовещательных станций разнесены между собой на 9 кГц.
В УКВ диапазоне избирательность по соседнему каналу измеряется при двух значениях расстройки мешающего сигнала — 120 и 180 кГц. Это объясняется тем, что для системы радиовещания в диапазоне УКВ, принятой в СССР, ближайший соседний канал (мешающий) отстоит от частоты полезного сигнала на 120 кГц, когда оба сигнала имеют одну и ту же синфазную модуляцию, а ближайший соседний канал, имеющий другую модуляцию, отстоит от частоты полезного сигнала на 180 кГц.
Ранее, до введения ГОСТ 5651 — 76, избирательность по соседнему каналу в диапазоне УКВ оценивалась двумя параметрами — «усредненной крутизной ската резонансной кривой» и «шириной полосы пропускания тракта промежуточной частоты». Причинами изменения системы оценки избирательных свойств радиоприемника на УКВ диапазоне явились два фактора. Во-первых, «крутизна ската резонансной кривой» и «ширина полосы пропускания» позволяли достоверно оценить селективность лишь в ламповых радиоприемниках. В транзисторных же моделях при измерении этим методом начинают сказываться нелинейные свойства тракта промежуточной частоты вследствие возможного ограничения сигнала. Во-вторых, при измерении «крутизны ската» вольтметр необходимо подключать к элементам схемы частотного детектора, а это может приводить к искажениям резонансной характеристики радиоприемного тракта.
Избирательность по соседнему каналу определяется в основном трактом промежуточной частоты и в пределах диапазона изменяется незначительно.
Избирательность по зеркальному каналу определяет ослабление радиоприемником мешающего сигнала, отстоящего от принимаемого на удвоенное значение промежуточной частоты. Селективные (избирательные) свойства радиоприемника по зеркальному каналу определяются резонансными свойствами избирательных цепей до преобразователя частоты (входных цепей, УВЧ).
Избирательность по промежуточной частоте определяет ослабление приемником мешающего сигнала, частота которого равна промежуточной частоте приемника. Величины промежуточных частот приемников определены ГОСТ 5651 — 76. Работа радиостанций на этих частотах запрещена. Однако в ряде случаев гармоники радиостанций могут совпадать с промежуточной частотой приемника. При этом они могут быть сильными помехами при приеме других радиостанций.
Ослабление помехи с частотой, равной промежуточной, осуществляется резонансными контурами входных цепей и усилителя высокой частоты. Для большего ослабления этой помехи на входе приемника включают специальный фильтр, который настраивают на промежуточную частоту и тем самым ослабляют проникновение помехи во входные контуры приемника.
Рас. 3.1. Структурная схема супергетеродинного радиоприемника
Действие автоматической регулировки усиления (АРУ) оценивается соотношением изменения напряжений на входе и выходе приемника. Система АРУ во всех современных приемниках является обязательным элементом схемы. Она используется для защиты от перегрузок каскадов усилительного тракта, резкого изменения уровня громкости при перестройке приемника со слабой станции на сильную и обратно и замираний на КВ. Замирания наблюдаются в диапазоне KB при приеме дальних станций. Они вызваны условиями распространения волн в этом диапазоне. Усиление каскадов приемника при приеме сильных сигналов, начиная с некоторого определенного уровня, автоматически уменьшается в такой степени, чтобы напряжение сигнала на выходе приемника оставалось относительно постоянным.
Автоматическая подстройка частоты гетеродина (АПЧ) используется в приемниках для обеспечения устойчивого приема сигнала. Сигнал на выходе приемника может пропасть из-за ухода частоты гетеродина, вызванного изменением температуры окружающей среды, напряжения источника питания, уровня входного сигнала, настабильностью параметров элементов схемы и т.
п.
Система АПЧ позволяет устранить расстройку гетеродина. Качество АПЧ характеризуется коэффициентом автоподстройки, полосой захвата и полосой удержания.
Коэффициент автоподстройки характеризует эффективность системы АПЧ и равен отношению величины начальной расстройки при выключенной АПЧ к остаточной расстройке при включенной АПЧ. Чем больше значение коэффициента, тем эффективнее система АПЧ.
Полоса захвата определяется максимальной начальной расстройкой, при которой обеспечивается подстраивающее действие системы АПЧ. Полоса захвата не должна быть слишком широкой, чтобы не происходило захватывания АПЧ сильным сигналом соседней станции.
Полоса удержания определяется максимальной расстройкой, при которой сохраняется подстраивающее действие системы АПЧ, при увеличении начальной расстройки. Полоса удержания должна быть не уже возможного диапазона нестабильности частот принимаемого сигнала или сигнала гетеродина приемника.
3.3. Принципы построения схем радиоприемников различных типов
По построению схемы в соответствии со способом обработки сигнала радиоприемники могут быть прямого усиления и супергетеродинные. Бытовые радиоприемники, выполняемые по требованиям ГОСТ 5651 — 76, изготавливаются только супергетеродинного типа.
Структурная схема супергетеродинного радиоприемника приведена на рис. 3.1. Принимаемый сигнал подвергается усилению и преобразованию в трех трактах. От антенного входа до входа преобразователя частоты (ПрЧ) тракт является высокочастотным (ВЧ). В составе ВЧ тракта обязательно имеются входные цепи (ВхЦ), а в сложных моделях — усилитель высокой частоты (УВЧ). Резонансные контуры входных цепей и УВЧ настроены на частоту принимаемой радиостанции, на которой и осуществляется усиление принятого сигнала. Число входных цепей соответствует числу диапазонов и поддиапазонов радиоприемника. Усилитель высокой частоты может состоять из одного или нескольких каскадов.
В каскаде ПрЧ принятый и усиленный сигнал ВЧ преобразуется в сигнал ПЧ. Этот сигнал в тракте промежуточной частоты (УПЧ) усиливается и выделяется из помех соседних каналов. Резонансные контуры тракта УПЧ настраиваются на промежуточную частоту. Тракт УПЧ содержит несколько каскадов усиления сигнала промежуточной частоты.
В каскаде детектора (Д) сигнал ПЧ преобразуется в сигнал низкой (звуковой) частоты и подается в тракт низкой частоты (УНЧ), в котором он усиливается на частотах низкочастотного спектра до требуемой выходной мощности. Тракт УНЧ также содержит несколько усилительных каскадов.
Преобразователь частоты состоит из гетеродина и смесителя (См). Гетеродин представляет собой маломощный генератор синусоидальных колебаний, частота которых превышает частоту принимаемого сигнала на постоянное значение, равное промежуточной частоте. Сигнал гетеродина и принимаемый сигнал подаются на смеситель. В результате биений этих двух сигналов на выходе смесителя образуется ряд комбинационных частот, из которого с помощью резонансного контура или фильтра выделяется сигнал с частотой, равной разности частот гетеродина и принимаемого сигнала. Этот выделенный сигнал и является сигналом ПЧ.
Однако для одной частоты гетеродина на входе приемника всегда имеются два сигнала, для частот которых разность с частотой гетеродина равна промежуточной. Частота одного сигнала ниже частоты гетеродина на значение промежуточной частоты. Это полезный сигнал. Частота другого сигнала выше частоты гетеродина также на значение промежуточной частоты. Это мешающий сигнал, который носит название помехи по зеркальному каналу. Структурные схемы супергетеродинных радиоприемников различных классов очень сходны. Отличия заключаются в основном в наличии или отсутствии УВЧ, построении каскада преобразователя частоты (с совмещенным или отдельным гетеродином), числе каскадов УПЧ и предварительных каскадов УНЧ.
Рис. 3.2. Структурная схема радиоприемника с раздельными трактами усиления сигналов AM и ЧМ и общим трактом УНЧ
Структурные схемы радиоприемников с УКВ диапазоном не сколько отличны от рассмотренных. Это вызвано тем, что радиовещание в диапазоне УКВ осуществляется с использованием частотной модуляции (ЧМ) и на очень высоких частотах (65,8... 73 МГц). Основное преимущество такого рода вещания заключа ется в повышенной помехоустойчивости и возможности улучшить качество звучания за счет расширения полосы передаваемых звуковых частот.
Рис. 3.3. Структурная схема радиоприемника с совмещенным трактом УПЧ сигналов AM и ЧМ
Из всех существующих способов построения приемников с УКВ диапазоном наибольшее распространение получили два: первый с раздельными трактами усиления сигналов с AM и ЧМ (рис. 3.2), второй — с использованием общего тракта УПЧ (рис. 3.3). В обоих вариантах УНЧ — общий.
Схема, приведенная на рис. 3.2, позволяет выбрать наиболее оптимальное построение обоих трактов усиления. При этом также упрощается коммутация переключателя диапазонов. Схема с раздельными трактами усиления применяется в основном в моделях высшего и 1-го классов, в которых, прежде всего, необходимо обеспечить максимально достижимые чувствительность,
избирательность и помехозащищенность. Схема, приведенная на рис. 3.3, используется в массовых моделях 2-го и 3-го классов.
В современных моделях высшего класса для получения максимально возможных параметров иногда используется двойное преобразование частоты в диапазоне КВ. Благодаря этому повышается избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналам. Схемы таких приемников рассмотрены в гл. 8.
В схемах стереофонических радиоприемников имеется блок стереодекодера (СД), с помощью которого принятый и усиленный комплексный стереофонический сигнал преобразуется в два низкочастотных сигнала (правый и левый УНЧ).
Рис. 3.4. Структурная схема стереофонического радиоприемника
Структурная схема стереофонического тракта радиоприемника приведена на рис. 3.4.
3.4. Требования к каскадам радиоприемника
Входные цепи ( Вх Ц) радиоприемника состоят из одного или нескольких колебательных контуров и элементов связи входного контура с антенной и активным элементом первого каскада усиления тракта приемника (транзистором или интегральной микросхемой) .
Назначение входных цепей — передача полезного сигнала от антенны на первый каскад радиоприемника, ослабление сигналов, мешающих приему полезного сигнала.
В зависимости от назначения радиоприемника (типа) и его класса схемно-конструктивные исполнения входных цепей и способы связи с антенной различны. Так, у сетевых стационарных моделей основной является электрическая антенна, представляющая собой провод, натянутый на изоляторах в комнате (комнатная антенна), или антенна, подвешенная на специальных мачтах на улице (наружная антенна).
В переносных и карманных радиоприемниках основной является антенна, встроенная внутрь радиоприемника. Эта антенна бывает двух типов: магнитная — на ферритовом стержне и электрическая — штыревая.
Магнитная антенна имеется и в стационарных радиоприемниках высшего и 1-го классов. Здесь она играет вспомогательную роль и используется лишь для приема местных станций. В переносных и карманных радиоприемниках предусмотрен вход для подключения наружной антенны, но она в этих моделях является вспомогательной.
Усилитель высокой частоты (УВЧ) применяется в тех случаях, когда к чувствительности и избирательности радиоприемника предъявляются повышенные требования. В радиоприемниках высшего класса иногда используются даже два каскада усиления сигналов высокой частоты.
Поскольку основным источником шумов в приемнике является преобразователь частоты, улучшение реальной чувствительности приемника достигается за счет увеличения соотношения сигнал-шум при усилении сигнала в УВЧ.
Усилители высокой частоты бывают апериодические и резонансные. Нагрузкой апериодического УВЧ может быть резистор или высокочастотный дроссель. Такие УВЧ усиливают как принимаемый сигнал, так и помехи.
В резонансном УВЧ нагрузкой является резонансный контур, который улучшает избирательность приемника по зеркальному каналу.
Входная цепь и УВЧ обеспечивают избирательность по зеркальному каналу. Полоса пропускания ВхЦ и УВЧ относительно широкая. При правильной настройке ВхЦ и контуров УВЧ они не влияют на избирательность по соседнему каналу, обеспечиваемую трактом УПЧ.
Преобразователь частоты (Пр Ч) должен обеспечивать перекрытие заданного диапазона частот, т. е. контур гетеродина должен настраиваться на любую частоту в пределах этого диапазона. Гетеродин должен обеспечивать достаточную для нормальной работы смесителя амплитуду колебаний и стабильность частоты. Спектр колебаний должен содержать минимальное число гармоник.
Существует большое число разновидностей схем преобразователей частоты на транзисторах, диодах и интегральных микросхемах, однако по основному признаку их можно разделить на две группы: первая — преобразователи с отдельным гетеродином, и вторая — с совмещенным гетеродином. Основным достоинством преобразователей первой группы является возможность выбора оптимального режима работы как для гетеродина, так и смесителя. При этом достигается более высокая стабильность работы ПрЧ, но усложняется конструкция, а следовательно, и стоимость. Поэтому в более дешевых приемниках 3-го и 4-го классов применяют ПрЧ с совмещенным гетеродином на одном усилительном приборе.
Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) обеспечивает основное усиление сигнала для получения требуемой чувствительности, необходимую избирательность приемника по соседнему каналу и необходимую ширину полосы пропускания тракта.
В тракте УПЧ используются два основных варианта обеспечения заданной избирательности.
1. Полная избирательность обеспечивается фильтром сосредоточенной селекции (ФСС), включенным перед первым или в первом каскаде тракта, а необходимое усиление осуществляется последующими апериодическими или широкополосными резонансными каскадами.
2. Избирательность рассредоточена по тракту. При этом каждый каскад тракта выполняет как функцию усиления, так и избирательности. При этом каскады УПЧ в качестве нагрузки имеют, как правило, не резонансный одиночный контур, а два связанных между собой контура, образующих полосовой фильтр. Такие УПЧ часто называют полосовыми. Они обладают лучшей, чем резонансные, формой кривой и позволяют получить высокую избирательность при малых искажениях. Фильтр сосредоточенной селекции представляет собой единую конструкцию, состоящую из цепочки связанных контуров, число которых, в зависимости от заданных требований по избирательности, может быть от трех до восьми.
В тракте УПЧ сигналов AM в последнее время большое распространение получили пьезокерамические фильтры сосредоточенной селекции (ПКФ), которые обеспечивают избирательность такую же, как четыре-шесть резонансных контуров, и даже более высокую (40 — 50 дБ). Их основное назначение — снизить трудоемкость изготовления приемника за счет уменьшения количества элементов схемы, устанавливаемых на печатную плату, и упростить настройку тракта УПЧ.
В совмещенном тракте УПЧ AM и ЧМ сигналов усилительные элементы каскадов нагружены на контуры ПЧ AM и ЧМ сигналов, включенные в цепь выходного тока последовательно. Контуры ПЧ тракта AM с резонансной частотой 465 кГц на промежуточной частоте тракта ЧМ практически представляют собой короткое замыкание для токов этой частоты. И, наоборот, катушка контура ПЧ тракта ЧМ является практически коротким замыканием для током на промежуточной частоте тракта AM.
Порядок включения контуров ПЧ трактов AM и ЧМ не имеет принципиального значения. Однако практически всегда к усилительному элементу непосредственно подключают контуры ЧМ. Это вызвано тем, что паразитная емкость между контурными катушками в фильтрах AM тракта больше, чем в фильтрах ЧМ тракта. И если контуры AM будут подключены непосредственно к усилительному элементу, а контуры ЧМ последовательно с ними, то между контурами ЧМ как бы увеличивается емкость связи, которую трудно учесть при регулировке тракта УПЧ.
Стереодекодер используется в тракте радиоприемника при приеме стереофонических передач радиовещательных станций в диапазоне УКВ. Он обеспечивает выделение из комплексного стереофонического сигнала (КСС) двух звуковых — левого и правого каналов УНЧ. Комплексный стереофонический сигнал представляет собой сложный специально обработанный сигнал, которым модулируется несущая частота передатчика при стереофоническом радиовещании.
В зависимости от способа выделения из КСС правого и левого каналов УНЧ используются три разных метода декодирования: полярное детектирование по огибающей, суммарно-разностное преобразование с разделением спектров, временное разделение стереосигналов. Схемы этих стереодекодеров рассмотрены в гл. 7 и 8.
В общем случае в состав схемы стереодекодер а входят: цепь коррекции предыскажений, вводимых при передаче; каскад восстановления поднесущей частоты; каскад полярного детекто-Ра, с помощью которого из восстановленной надтональной части стереосигнала выделяется низкочастотная огибающая; цепи регулировки, позволяющие получить наилучшее разделение стереоканалов; индикатор наличия стереопередачи; устройство автоматического переключения режима работы приемника («моноприем — стереоприем»).
Усилитель низкой частоты радиоприемника должен обеспечивать: выходную мощность, необходимую для нормальной работы громкоговорителя или акустической системы; требуемую частотную характеристику по электрическому напряжению при заданной частотной характеристике громкоговорителя или акустической системы по звуковому давлению; малые нелинейные искажения.
Усилитель низкой частоты радиоприемника в общем случае содержит каскады предварительного усиления напряжения сигнала, цепи регулировки громкости и тембра, оконечный усилитель мощности. В зависимости от типа (стационарный или переносный) и класса радиоприемника построение каскадов тракта УНЧ может быть различно.
Основным требованием к каскадам предварительного усиления низкой частоты является согласование УНЧ с детектором по входному сопротивлению и чувствительности.
В стационарных и переносных приемниках высшего и 1- го классов, кроме того, предусматривается возможность подключения пьезоэлектрического звукоснимателя с большим внутренним сопротивлением (до 0,5 МОм). Предварительный усилитель должен усилить входной сигнал до уровня, обеспечивающего регулирование громкости и тембра в заданных пределах.
Регулировка усиления громкости предназначена для изменения выходного напряжения до желаемого уровня громкости звучания громкоговорителя радиоприемника. Регулятор громкости чаще всего включают во входной цепи первого каскада предварительного усилителя низкой частоты. В радиоприемниках высшего и 1-го классов регулятор, гром кости выполняют с тонкомпенса-цией. Это вызвано тем, что при различных уровнях громкости ухо обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различных частот. Так, при одинаковом уменьшении уровня громкости на всех частотах звукового диапазона слушателю кажется, что низкие частоты ослабляются сильнее всех остальных. Для устранения этого явления и используют регуляторы громкости с цепочками тонкомпенсации, которые позволяют при уменьшении громкости обеспечить больший подъем частотной характеристики на низких частотах по отношению к средним и высоким частотам и, следовательно, улучшить качество звучания.
Регуляторы тембра предназначены для изменения тембра звучания в зависимости от характера передаваемой программы и условий прослушивания. Регулировка осуществляется либо раздельно на низких и высоких частотах, либо только на высоких звуковых частотах. Первый способ используется в приемниках высшего, 1-го и 2-го классов, второй — в приемниках 3-го и 4-го классов. В переносных малогабаритных приемниках 4-го класса регулировка тембра не применяется.
По способу воздействия на частотную характеристику регуляторы тембра могут быть плавными или ступенчатыми. Последние используются в основном в переносных радиоприемниках 3-го и 4-го классов.
Кроме изменения формы частотной характеристики УНЧ, для изменения характера воспроизведения используются низкочастотные фильтры, ограничивающие полосу пропускания со стороны как низких, так и высоких звуковых частот.
Оконечный усилитель мощности предназначен для усиления и отдачи во внешнюю нагрузку (громкоговоритель или акустическую систему) требуемой мощности звукового сигнала, отрегулированного по уровню и тембру. Он должен иметь линейную частотную характеристику, малый коэффициент нелинейных искажений и минимальное потребление мощности от источников питания (особенно у приемников с автономным питанием).
Автоматическая регулировка усиления (АРУ) используется в радиоприемнике для его защиты от перегрузки сильными входными сигналами, в результате которых могут возникнуть значительные нелинейные искажения, а также для обеспечения приема с одинаковой громкостью сигналов радиостанций, поступающих на вход приемника с различным уровнем.
Для защиты от перегрузки сильными входными сигналами в тракте УПЧ ЧМ применяют также систему ограничения их амплитуды, начиная с некоторого заданного уровня.
В радиоприемниках высшего и 1-го классов используется система регулировки ширины полосы пропускания в тракте AM сигналов. Для обеспечения приема передач местных станций с высоким качеством включается «широкая полоса», а для уверенного приема дальних (слабых) станций — «узкая полоса». В моделях этого класса применяются также устройства подавления шумов при перестройке приемника со станции на станцию.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются радиоприемники в зависимости от электроакустических параметров и назначения?
2. Дайте характеристику основных параметров радиоприемника.
3. Объясните построение структурной схемы супергетеродинного радиоприемника. Как строятся структурные схемы радиоприемников с УКВ диапазоном?
4. Объясните назначение основных каскадов радиоприемника (входных цепей, УВЧ, преобразователя частоты, трактов УПЧ, стереодекодера, предварительного и оконечного УНЧ).
5. Какие требования предъявляются к каскадам высокочастотного тракта, тракта промежуточной частоты и низкочастотного тракта радиоприемника?
|