Самодельный укв фм ламповый радиоприемник. Ламповый УКВ ЧМ-приёмник в стиле ретро

Конструкция "выходного дня".

Потерпев, можно сказать, неудачу при изготовлении блоков УКВ с индуктивной настройкой, решил попробовать сделать блок УКВ с КПЕ. Но с чего начать? В СССР в "ламповую эпоху" ничего подобного не выпускалось. А хотелось для начала хотя бы посмотреть, как это все реализовывалось в промышленных изделиях. Пришлось опять обратиться к зарубежным источникам.
В Интернете нашел довольно много различного материала (схемы, описания, фотографии и т.д.) по зарубежным ламповым УКВ тюнерам. (Именно "тюнерам", т.е. приемникам без УНЧ.) Кстати, нигде в тюнерах, работающих в диапазоне 88-108 МГц не используется индуктивная настройка - только КПЕ!
За рубежом (особенно в США и Японии) идея создания радиокомплекса из отдельных, функционально законченных модулей, начала развиваться уже в середине 50-х годов. Уже тогда ряд фирм выпускали широкий ассортимент усилителей, тюнеров, ресиверов и т.д. Наиболее известные из них - это Fisher, Harman Kardon, Kenwood, Sansui, Scott, Sherwood и ряд других. Особенно хочется выделить тюнеры фирм Marantz и McIntosh , настолько качественные изделия, что и сейчас вызывают чувство восхищения.

На фото - знаменитые Marantz 10В с панорамным индикатором на осциллографической трубке и McIntosh MR71 с хромированным шасси.

Но спустимся на Землю. Так же ряд фирм в 60-е годы выпускали наборы для самостоятельной сборки (KIT) ламповых усилителей, тюнеров и т.д. Среди них весма популярны были KIT-ы фирм Scott, Heathkit, Dynaco и другие. Меня заинтересовал набор FM-3 фирмы Dynaco для самостоятельной сборки лампового стерефонического УКВ тюнера. Почему? Ну, во-первых, на него я нашел большое количество технической документации - схемы, подробное описание сборки и налаживания, чертежи плат, монтажные схемы и т.д. Во-вторых, существует много "фанатских" сайтов, форумов, где народ делится своими проблемами и их решениями. Ну и, наконец, схемотехника этого устройства - это, практически, то, чего мне хотелось.

Полная инструкция по сборке и налаживанию Dyna FM-3:

Статья в журнале Valve некоего Джона Будды по коренной модернизации тюнера:

Еще одна статья по ремонту и модернизации тюнера:

Сайт, где собрано много информации по Dyna FM-3:

Осталось решить "маленькую проблемку" - найти подходящий КПЕ. Кстати, я обратил внимание, что на импортных схемах никогда не указывается емкость КПЕ. В лучшем случае - тип и номер по каталогу фирмы-поставщика. Такая же ситуация и с контурами, катушками, трансформаторами и т.д. Даже в сервис-мануалах.
Несколько поездок на "Юнону", поиски по магазинам, фирмам, торгующим радиодеталями так же ничего не дали. Нет, например, у немцев в интернет-магазине Опперманна подходящие КПЕ есть, причем несколько видов. Но это у немцев...
В моем распоряжении был только строенный блок КПЕ от "Ригонды-102", но емкость 10...516 пФ не позволяют использовать его в блоке УКВ. Нужно было что-либо близкое к 10...30 пФ или что-то около того. Я вспомнил, что где-то когда-то читал про т.н. "укорачивающие конденсаторы". Чаще всего этот "фокус" используют на КВ - для согласования антенны и при "растягивании" участка диапазона. Суть его состоит в том, что последовательно с КПЕ включается конденсатор постоянной емкости, при этом суммарную емкость можно подогнать под требуемые величины. Я перерыл всю доступную мне литературу и ничего толком не нашел по этому вопросу. Потом случайно в журнале "Радио" № 10-1969 г., стр. 61, в разделе "Консультация" нашел ответ редакции радиолюбителю по методике расчета укорачивающего конденсатора. Формула там "трехэтажная":

где "дельта С" - требуемое перекрытие по емкости КПЕ, в пФ, С макс и Смин - максимальная и минимальная емкости стандартного блока КПЕ в пФ. (Формулу нужно записать в одну строку - так будет понятнее).
Посчитал, несколько раз проверил - вроде бы все хорошо.
Решил попробовать сделать макет модифицированного блока УКВ Dyna FM-3 (из Valve ).

Схема модифицированного блока УКВ тюнера Dyna FM-3.

Фактически за выходные сделал "макетное шасси" из куска белой жести и полностью собрал схему. Вместо 6922 использовал 6Н23П - практически полный аналог, вместо 6АТ8 - 6Ф1П, что, конечно же, далеко не одно и то же... Но другого ничего не было. В итоге получилось вот такое "чудо":

На фото - "шасси-пятиминутка" и конструкция выходного контура ПЧ.

На фото - вид на готовый блок УКВ сверху и подвал шасси.

Выходной контур ПЧ намотан на каркасе фильтра ПЧ телевизора УНТ47/59. Антенная, ВЧ и катушка гетеродина - на старых фторопластовых каркасах от моего первого приемника. Стабилитрон закреплен непосредственно на шасси. Про укорачивающие конденсаторы - чуть выше.

Что можно сказать про эту конструкцию? Да, вобщем-то, нечего... Не заработала она у меня. Вообще. Гетеродин так и не подал признаков жизни, ну а все остальное при этом уже не имеет никакого значения. Провозился я с ним долго - недели две. Перепробовал все что можно, но безрезультатно. Все-таки, я думаю, основная причина неудачи в лампе 6Ф1П. Но не исключаю и КПЕ. Хотя вся эта затея изначально была похожа на аферу...

Что ж, отрицательный результат - то же результат. Я занялся чтением умных книжек.

В настоящее время проявляется повышенный интерес к ламповой радиоаппаратуре, в частности, к ламповым радиоприёмникам. И не случайно. Ламповые радиоприёмники обычно имеют мягкое, приятное звучание, не в пример современным транзисторным, особенно если это дешёвые модели, которыми завалены сейчас все прилавки. У кого то и сейчас имеется дома ламповый радиоприёмник в рабочем состоянии, но без УКВ диапазона. А хотелось бы иметь, ведь на УКВ и FM диапазонах вещает сейчас большое количество радиостанций, тем более с очень хорошим качеством.

Ламповый УКВ супергетеродинный приемник построить в любительских условиях конечно трудно. Но как известно, радиолюбители всегда находили выход из любых ситуаций. В радиолюбительской литературе 50-х годов прошлого века была описана УКВ приставка, которая может быть подключена к любому ламповому сетевому приемнику. Схемы двух вариантов приставок показаны на рисунке 1, а,б. (Стиль изложения в основном сохранён).

Рис. 1

Приставка представляет собой одноламповый сверхрегенеративный детектор и имеет диапазон от 36 до 75 мегагерц. Она питается от выпрямителя приемника через специальную колодку (рис. 2). Колодка представляет собой цоколь от восьмиштырьковой лампы с надетой на него панелькой. Питание удобнее всего брать от последней лампы (6Ф6, 6П6 и т. д.). Эта лампа вынимается из приемника, в ее панельку вставляется колодка питания приставки, а лампа вставляется в ламповую панель колодки. Внутри колодка имеет соединения, от ее 2-й и 7-й ножек выводятся провода для питания накала лампы приставки, от 4-й ножки — провод плюса анода (минус анода соединен с корпусом и 2-й ножкой).

Рис. 2

Выход приставки подсоединяется с помощью одинарного экранированного провода к «гнездам» звукоснимателя приемника.
Величины всех деталей приставки указаны на принципиальной схеме. Конденсатор настройки С1—керамический или воздушный. Катушки контура L1 имеют (для обеих схем) по 7 витков голого провода диаметром 1,5 мм. Внутренний диаметр каждой катушки 15 мм, расстояние между витками 1,5 мм. Катушки антенны L2 содержат по 3/4 витка такого же провода, что и контурные. Расстояние между катушками подбирается опытным путем. Все катушки не имеют каркасов. Примечание: для FM диапазона (88-104 мГц) катушка L1 должна иметь 3-4 виткатого же провода (нужно поэкспериментировать).

Дроссель высокой частоты наматывается на корпусе от резистора (МЛТ 2 Вт) и имеет 100 витков, намотанных проводом ПЭЛШО 0,2. Концы намотки припаиваются к выводам резистора. Приставка монтируется на металлическом шасси размером 80X80X50 мм. При монтаже размещать детали надо так, чтобы соединительные провода были как можно короче.
Следует заметить, что все детали для приставки должны быть хорошего качества и взяты такими, как это указано в схеме.

Приемник обладает хорошей чувствительностью и устойчиво работает на всем диапазоне только при применении указанных деталей (особенно R1С2). Налаживание приставки очень простое. Оно заключается в получении сверхрегенерации на всем диапазоне и подгонке диапазона под станции. Включив приставку, вращают ручку переменного резистора R2 и добиваются возникновения сверхрегенерации (шипения). Затем, поворачивая конденсатор С1, убеждаются, возникает ли сверхрегенерация по всему диапазону.

Если в какой-либо точке диапазона образуется провал генерации, изменяют число витков дросселя, или емкость конденсатора С4 или подбирают R1 и С2. Получив устойчивую генерацию на всем диапазоне, к приставке присоединяют антенну (любую) и приемник настраивают на станцию. При точной настройке на станцию шум сверхрегенерации пропадает и появляется сигнал. Изменение диапазона, если он не захватывает нужных станций, производится растягиванием или сжиманием витков катушки L1.

Проведенные опыты показали, что при всей своей простоте приставка позволяет вести уверенный прием УКВ радиостанций.

Комментарии к статье:

Здравствуйте.

Примечание

В конце статьи есть два видеоролика, которые примерно дублируют содержимое статьи и демонстрируют работу устройства.

Основным элементом данного типа приемников является сверхрегенеративный детектор, который является одновременно как частотным детектором, так и усилителем радиочастоты. Такой эффект достигается за счет применения регулируемой положительной обратной связи. Подробно описывать теорию процесса не вижу смысла, так как «все написано до нас» и без проблем осваивается по этой ссылке .

Далее в данном наборе букофф будет сделан акцент на описание постройки проверенной конструкции, ибо встреченные в литературе схемы часто сложнее и требуют более высокого анодного напряжения, что нам не подходит.

Начал я поиск схемы, удовлетворяющей поставленной требованиям, с книги товарища Туторского «Простейшие любительские передатчики и приемники УКВ» образца 1952 года. Там нашлась схема сверхрегенератора, но лампу, которую было предложено использовать я не нашел, а с аналогом схема у меня так нормально и не завелась, так что поиски были продолжены.

Затем была найдена вот эта . Она уже подходила мне лучше, но в ней присутствовала зарубежная лампа, которую найти еще сложнее. В итоге было принято решение начать эксперименты с использованием распространенного примерного аналога, а именно, лампы 6н23п, которая прекрасно себя чувствует в УКВ и может работать при не слишком большом анодном напряжении.

Взяв за основу эту схему:

И проведя ряд экспериментов была сформирована следующая схема на лампе 6н23п:

Данная конструкция работает сразу (при правильном монтаже и живой лампе), причем выдает неплохие результаты даже на обычные наушники-вкладыши.

Теперь подробнее пройдемся по элементам схемы и начнем с лампы 6н23п (двойной триод):

Чтобы понять правильное расположение ног лампы (информация для тех, кто раньше с лампами дел не имел), нужно повернуть ее ножками к себе и ключом вниз (сектор без ножек), тогда представший перед вами прекрасный вид будет соответствовать картинке с распиновкой лампы (работает и для большинства других ламп). Как видно по рисунку, в лампе целых два триода, но нам нужен всего один. Вы можете использовать любой, никакой разницы нет.

Теперь пойдем по схема слева на право. Катушки индуктивности L1 и L2 лучше всего мотать на общем круглом основании (оправке), идеально для этого подходит медицинский шприц диаметром 15мм, причем L1 желательно мотать поверх картонной трубки, которая с небольшим усилием движется по корпусу шприца, чем обеспечивает регулировки связи между катушками. В качестве антенны к крайнему выводу L1 можно припаять кусок провода или же припаять антенное гнездо и использовать что-то более серьезное.

L1 и L2 желательно мотать толстым проводом для повышения добротности, например, проводом 1мм и больше с шагом 2мм (особая точность тут не нужна, так что можете особо не заморачиваться с каждым витком). Для L1 нужно намотать 2 витка, а для L2 - 4-5 витков.

Далее идут конденсаторы C1 и C2, которые представляют собой двухсекционный конденсатор переменной емкости (КПЕ) с воздушным диэлектриком, он является идеальный решением для подобных схем, КПЕ с твердым диэлектриком использоваться нежелательно. Наверное, КПЕ является самым редким элементом данной схемы, но его довольно легко найти в любой старой радиоаппаратуре или на барахолках, хотя его можно заметить и двумя обычным конденсаторами (обязательно керамическими), но тогда придется обеспечивать подстройку с помощью импровизированного вариометра (прибора для плавного изменения индуктивности). Пример КПЕ:

Нам нужно всего две секции КПЕ и они обязательно должны быть симметричны, т.е. иметь одинаковую емкость в любом положении регулировки. Их общей точной будет служить контакт подвижной части КПЕ.

Затем следуется цепочка гашения выполненная на резисторе R1 (2.2МОм) и конденсаторе C3 (10 пФ). Их значения можно менять в небольших пределах.

Катушка L3 выполняет роль анодного дросселя, т.е. не позволяется высокой частоте пройти дальше. Подойдет любой дроссель (только не на железном магнитопроводе) с индуктивностью 100-200 мкГн, но проще намотать на корпус сточенного мощного резистора 100-200 витков тонкого медного эмалированного провода.

Конденсатор C4 служит для отделения постоянной составляющей на выходе приемника. Наушники или усилитель можно подключать непосредственно к нему. Емкость его может варьироваться в довольно больших пределах. Желательно, чтобы C4 был пленочный или бумажный, но с керамическим тоже будет работать.

Резистор R3 представляет собой обычный потенциометр на 33кОм, который служит для регулирования анодного напряжения, чем позволяет менять режим лампы. Это необходимо для для более точной подстройки режима под конкретную радиостанцию. Можно заменить на постоянный резистор, но это нежелательно.

На этом элементы закончились. Как видите схема очень простая.

И теперь немного по поводу питания и монтажа приемника.

Анодное питание можно смело использовать от 10В до 30В (можно и больше, но там уже немного опасно подключать низкоомную аппаратуру). Ток там совсем небольшой и для питания подойдет БП любой мощности с необходимым напряжением, но желательно, чтоб он был стабилизирован и имел минимум шумов.

И еще обязательным условием является питание накала лампы (на картинке с распиновкой он обозначен как нагреватели), так как без него она работать не будет. Тут уже токи нужны поболее (300-400 мА), но напряжение всего 6.3В. Подойдет как переменное 50Гц, так и постоянное напряжение, причем оно может быть от 5 и до 7В, но лучше использовать каноничное 6.3В. Лично я не пробовал использовать 5В на накале, но скорее всего все будет нормально работать. Накал подается на ножки 4 и 5.

Теперь про монтаж. Идеальным является расположение всех элементов схемы в металлическом корпусе с подключенной к нему в одной точке землей, но будет работать и вообще без корпуса. Так как схема работает в УКВ диапазоне, все соединения в высокочастотной части схемы должны быть максимального короткими для обеспечения большей стабильности и качества работы устройства. Вот пример первого прототипа:

При таком монтаже все работало. Но с металлическим корпусом-шасси немного стабильнее:

Для таких схем идеальным является навесной монтаж, так как он дает хорошие электрические характеристики и позволяет без особых затруднений вносить поправки в схемы, что с платой уже не так просто и аккуратно получается. Хотя и мой монтаж аккуратным назвать нельзя.

Теперь по поводу наладки.

После того как вы на 100% убедились в правильности монтажа, подали напряжение и ничего не взорвалась и не загорелось - это значит, что скорее всего схема работает, если использованы правильные номиналы элементов. И вы скорее всего услышите в наушниках шумы. Если во всех положениях КПЕ вы не слишите станции, и вы точно уверены, что у вас принимаются вещательные станции на других устройствах, то попробуйте изменить количество витков катушки L2, этим вы перестроите частоту резонанса контура и возможно попадете на нужный диапазон. И пробуйте крутить ручку переменного резистора - это тоже может помочь. Если совсем ничего не помогает, то можно поэкспериментировать с антенной. На этом наладка завершается.

На этом этапе все самое основное уже сказано, а представленное выше неумелое повествование можно дополнить следующими роликами, которые иллюстрируют приемник на разных этапах разработки и демонстрируются качество его работы.

Чисто ламповый вариант (на макетном уровне):

В данном посте будет рассказ об очень интересном раритетном экземпляре: радиоприемник "Стрела" модель 1958 года рождения (сейчас ему 55 лет). Досталось мне это гениальное творение советских техников от моей бабушки, которой я предложил его отремонтировать и оставить на память. Несмотря на столь большой возраст аппарат очень хорошо сохранился. Хорошо помню как этот приемник слушала еще моя прабабушка в селе, а отец даже сделал длинную спиральную антенну из медного провода для улучшенного приема дальних радиостанций. Мне уже тогда было интересно что же это за стеклянные трубочки светятся внутри, которые заставляют говорить и петь эту симпатичную коробочку)

Вступление

Прошло немало времени и теперь этот приемник не включить в розетку, поскольку проводники потеряли свою гибкость и при изгибе просто ломаются да и внутри непонятно что уже творится. Я взялся исправить эту ситуацию...

Принеся этот аппарат к себе домой я бросился в интернет на поиски описания и схемы данного лампового приемника. Радиоприемник представляет собой трехламповый супергетеродин, который рассчитан на прием радиостанций в средневолновом(СВ) и длинноволновом(ДВ) диапазоне. Да-да, именно СВ-ДВ, ни о каких УКВ и FM диапазонах тогда и речи даже не было, высокочастотные диапазоны еще не были покорены настолько чтобы массово производить радиоприемники, высокочастотные контуры(катушки+конденсаторы) были трудны в изготовлении и использовании.

Внешний вид приемника и принципиальная схема

Схема есть, из нее понятно что в приемнике должно быть четыре лампы: 2 лампы (6И1П) на приемный тракт, 1 лампа (6П14П) для УНЧ и кенотрон 6Ц4П на выпрямитель. Выходная мощность УНЧ составляет порядка 0,5 Ватта, что вполне достаточно для громкого прослушивания радиопередач. при потреблении от сети 127-220В мощность 40 Ватт. Цена радиоприемника (на 1961 год) составляла 28 руб. 15 коп. (по нынешним меркам примерно 300-400 грн, 40-50 долларов)

Рис. 1. Радиоприемник Стрела, самодельная спиральная антенна и сетевая вилка.

Рис. 2. Радиоприемник Стрела, вид спереди

Рис. 3. Радиоприемник Стрела, вид сзади

Выполняем ремонт

Рис. 4. Радиоприемник Стрела, вид внутри

Итак, сняв заднюю крышку я увидел немного пыли и немножко паутины, никакой ржавчины - это говорит о том что аппарат сохранялся в достаточно чистом месте с нормальной влажностью и за 50 лет все ОК. Сразу в глаза бросилось отсутствие лампы-выпрямительного кенотрона, хотя найти ее я смогу если не на базаре так в интернете можно будет заказать на каком-то форуме со старым хламом. Динамик подключен к разделительному трансформатору и блокировочному конденсатору. Кроме этого на шасси размещен конденсатор переменной емкости (КПЕ), который служит для настройки на нужную частоту, а также интересные цилиндрические блочки между ламп с заклеенными отверстиями.

Рис. 5. Двухжильный проводник питания 220В не прошел испытания временем

Провод для подключения питания при небольшом изгибе просто ломается, понятно что эту "древнюю лапшу" нужно срочно менять, лучше не рисковать на такой проводник подавать 220В.

Рис. 6. Схема приемника собрана навесным монтажом (кликните для увеличения)

Конденсаторы и резисторы смонтированы на общей панели из гетинакса, а катушки размещены возле контактов кнопочного переключателя диапазонов. Справа я заметил замотанные матерчатой изолентой черные диоды, я сразу понял что это диодный мост - замена лампы-кенотрона, которой не хватает))

Хорошо, лампу уже не нужно искать, продолжаем осмотр. Я заметил возле катушек индуктивности очень интересные элементы, которые представляют из себя тонкий проводник(диаметром 0.2-0.3мм) намотанный на кусочек толстого проводника (диаметром 1-2мм), причем один из концов намотанного проводника никуда не подключен...что же это может быть такое:

Рис. 7. Интересный радиоэлектронный компонент, что же это такое? (кликните для увеличения)

Достаточно быстро, не подглядывая в схему, я догадался что это КОНДЕНСАТОР с очень низкой емкостью, который можно точно подстроить отматывая и наматывая витки тоненького провода. Очень интересное решение, таким образом можно сделать самодельный конденсатор на несколько пикофарад (пФ).

Провод питания с вилкой долго искать не пришлось, взял его из нерабочего китайского касетника.

Рис. 8. Новый кабель питания для радиоприемника

Между лампами размещены интересные цилиндрические блочки с красными заклейками из бумаги - вытянув фиксатор и сняв экран я увидел платку с катушечками и трубчастыми конденсаторами, это входные контуры радиоприемника скрытые под цилиндрическим экраном из алюминия.

Рис. 9. Блок катушек и трубчатых конденсаторов входного контура приемника

Ну что ж, пробуем подключать приемник, шнур питания припаял и закрепил, шасси вытащил наружу для отладки:

Рис. 10. Шасси приемника, вытащено наружу из корпуса

Рис. 11. Питание подано, Сер! Лампы в разогреве.

После включения питания я начал ожидать разогрева ламп, после разогрева спустя еще несколько секунд я услышал шипение в динамике - Урааа, заработало!Покрутив ручку настройки КПЕ я поймал станцию "Голос России" и еще несколько мощных станций. Немножко растянув антенну количество принимаемых станций увеличилось. Заземление я не подключал, хотя думаю что с ним прием стал би еще лучше.

Достаточно сильно греется лампа 6П14П(крайняя справа), которая стоит в усилителе низкой частоты, оно и не удивительно)

Рис. 11. Динамик и трансформатор приемника.

На шкале приемника я заметил небольшие гнезда под лампочки, раньше была подсветка шкалы. Тестером измерил напряжение на гнездах - порядка 6В. Нужно лампочки на 6.3В, поискав в хламе я нашел пакет с разными микролампочками на разное напряжение, повезло - 2 из них оказались на 6.3В!

Рис. 12. Миниатюрные лампочки на разное напряжение

Устанавливаем лампочки на свои места...

Рис. 13. Подсветка шкалы радиоприемника на двух лампочках

Рис. 14. Подсветка шкалы приемника в действии

Рис. 15. Intel Pentium III, Geforce 8800 GPU, лампа 6П14П - более 50 лет эволюции

Немного очистив от пыли и паутинки все можно собрать обратно и отдать в добрые руки моей бабушки.

Рис. 15. Все собрал, все работает!

В завершение

На закуску представляю краткое видео его работы:

Пост вышел в виде истории с картинками, надеюсь что получилось увлекательно.

Долгое время радиоприёмники возглавляли список самых значимых изобретений человечества. Первые такие устройства сейчас реконструированы и изменены под современный лад, однако в схеме их сборки мало что поменялось - та же антенна, то же заземление и колебательный контур для отсеивания ненужного сигнала. Бесспорно, схемы сильно усложнились со времён создателя радио - Попова. Его последователями были разработаны транзисторы и микросхемы для воспроизведения более качественного и энергозатратного сигнала.

Почему лучше начинать с простых схем?

Если вам понятна простая то можете быть уверены, что большая часть пути достижения успеха в сфере сборки и эксплуатации уже осилена. В этой статье мы разберём несколько схем таких приборов, историю их возникновения и основные характеристики: частоту, диапазон и т. д.

Историческая справка

7 мая 1895 года считается днём рождения радиоприёмника. В этот день российский учёный А. С. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Русского физико-химического общества.

В 1899 году была построена первая линия радиосвязи длиной 45 км между и городом Котка. Во время Первой мировой войны получили распространение приёмник прямого усиления и электронные лампы. Во время военных действий наличие радио оказалось стратегически необходимым.

В 1918 году одновременно во Франции, Германии и США учёными Л. Левви, Л. Шоттки и Э. Армстронгом был разработан метод супергетеродинного приёма, но из-за слабых электронных ламп широкое распространение этот принцип получил только в 1930-х годах.

Транзисторные устройства появились и развивались в 50-х и 60-х годах. Первый широко используемый радиоприёмник на четырёх транзисторах Regency TR-1 был создан немецким физиком Гербертом Матаре при поддержке промышленника Якоба Михаэля. Он поступил в продажу в США в 1954 году. Все старые радиоприёмники работали на транзисторах.

В 70-х начинается изучение и внедрение интегральных микросхем. Сейчас приёмники развиваются с помощью большой интеграции узлов и цифровой обработки сигналов.

Характеристики приборов

Как старые радиоприёмники, так и современные обладают определёнными характеристиками:

1. Чувствительность - способность принимать слабые сигналы.
2. Динамический диапазон - измеряется в Герцах.
3. Помехоустойчивость.
4. Селективность (избирательность) - способность подавлять посторонние сигналы.
5. Уровень собственных шумов.
6. Стабильность.

Эти характеристики не меняются в новых поколениях приёмников и определяют их работоспособность и удобство эксплуатации.

Принцип работы радиоприёмников

В самом общем виде радиоприёмники СССР работали по следующей схеме:

1. Из-за колебаний электромагнитного поля в антенне появляется переменный ток.
2. Колебания фильтруются (селективность) для отделения информации от помех, т. е. из сигнала выделяется его важная составляющая.
3. Полученный сигнал преобразуется в звук (в случае радиоприёмников).

По схожему принципу появляется изображение на телевизоре, передаются цифровые данные, работает радиоуправляемая техника (детские вертолёты, машинки).

Первый приёмник был больше похож на стеклянную трубку с двумя электродами и опилками внутри. Работа осуществлялась по принципу действия зарядов на металлический порошок. Приёмник обладал огромным по современным меркам сопротивлением (до 1000 Ом) из-за того, что опилки плохо контактировали между собой, и часть заряда проскакивала в воздушное пространство, где рассеивалась. Со временем эти опилки были заменены колебательным контуром и транзисторами для сохранения и передачи энергии.

В зависимости от индивидуальной схемы приёмника сигнал в нём может проходить дополнительную фильтрацию по амплитуде и частоте, усиление, оцифровку для дальнейшей программной обработки и т. д. Простая схема радиоприёмника предусматривает единичную обработку сигнала.

Терминология

Колебательным контуром в простейшем виде называются катушка и конденсатор, замкнутые в цепь. С помощью них из всех поступающих сигналов можно выделить нужный за счёт собственной частоты колебаний контура. Радиоприемники СССР, как, впрочем, и современные устройства, основаны на этом сегменте. Как все это функционирует?

Как правило, питание радиоприёмников происходит за счёт батареек, количество которых варьируется от 1 до 9. Для транзисторных аппаратов широко используются батареи 7Д-0.1 и типа "Крона" напряжением до 9 В. Чем больше батареек требует простая схема радиоприёмника, тем дольше он будет работать.

По частоте принимаемых сигналов устройства делятся на следующие типы:

1. Длинноволновые (ДВ) - от 150 до 450 кГц (легко рассеиваются в ионосфере). Значение имеют приземлённые волны, интенсивность которых уменьшается с расстоянием.
2. Средневолновые (СВ) - от 500 до 1500 кГц (легко рассеиваются в ионосфере днём, но ночью отражаются). В светлое время суток радиус действия определяется приземлёнными волнами, ночью - отражёнными.
3. Коротковолновые (КВ) - от 3 до 30 МГц (не приземляются, исключительно отражаются ионосферой, поэтому вокруг приёмника существует зона радиомолчания). При малой мощности передатчика короткие волны могут распространяться на большие расстояния.
4. Ультракоротковолновые (УКВ) - от 30 до 300 МГц (имеют высокую приникающую способность, как правило, отражаются ионосферой и легко огибают препятствия).
5. - от 300 МГц до 3 ГГц (используются в сотовой связи и Wi-Fi, действуют в пределах видимости, не огибают препятствия и распространяются прямолинейно).
6. Крайневысокочастотные (КВЧ) - от 3 до 30 ГГц (используются для спутниковой связи, отражаются от препятствий и действуют в пределах прямой видимости).
7. Гипервысокочастотные (ГВЧ) - от 30 ГГц до 300 ГГц (не огибают препятствий и отражаются как свет, используются крайне ограниченно).

При использовании КВ, СВ и ДВ радиовещание можно вести, находясь далеко от станции. УКВ-диапазон принимает сигналы более специфично, но если станция поддерживает только его, то слушать на других частотах не получится. В приёмник можно внедрить плейер для прослушивания музыки, проектор для отображения на удалённые поверхности, часы и будильник. Описание схемы радиоприёмника с подобными дополнениями усложнится.

Внедрение в радиоприёмники микросхемы позволило значительно увеличить радиус приёма и частоту сигналов. Их главное преимущество в сравнительно малом потреблении энергии и маленьком размере, что удобно для переноса. Микросхема содержит все необходимые параметры для понижения дискретизации сигнала и удобства чтения выходных данных. Цифровая обработка сигнала доминирует в современных устройствах. были предназначены только для передачи аудиосигнала, лишь в последние десятилетия устройство приёмников развилось и усложнилось.

Схемы простейших приёмников

Схема простейшего радиоприёмника для сборки дома была разработана ещё во времена СССР. Тогда, как и сейчас, устройства разделялись на детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, супергетеродинного типа, рефлексные, регенеративные и сверхрегенеративные. Наиболее простыми в восприятии и сборке считаются детекторные приёмники, с которых, можно считать, началось развитие радио в начале 20-ог века. Наиболее сложными в построении стали устройства на микросхемах и нескольких транзисторах. Однако если вы разберетесь в одной схеме, другие уже не будут представлять проблемы.

Простой детекторный приёмник

Схема простейшего радиоприёмника содержит в себе две детали: германиевый диод (подойдут Д8 и Д9) и главный телефон с высоким сопротивлением (ТОН1 или ТОН2). Так как в цепи не присутствует колебательный контур, ловить сигналы определённой радиостанции, транслирующиеся в данной местности, он не сможет, но со своей основной задачей справиться.

Для работы понадобится хорошая антенна, которую можно закинуть на дерево, и провод заземления. Для верности его достаточно присоединить к массивному металлическому обломку (например, к ведру) и закопать на несколько сантиметров в землю.

Вариант с колебательным контуром

В прошлую схему для внедрения избирательности можно добавить катушку индуктивности и конденсатор, создав колебательный контур. Теперь при желании можно поймать сигнал конкретной радиостанции и даже усилить его.

Ламповый регенеративный коротковолновой приёмник

Ламповые радиоприёмники, схема которых довольно проста, изготавливаются для приёма сигналов любительских станций на небольших расстояниях - на диапазоны от УКВ (ультракоротковолнового) до ДВ (длинноволнового). На этой схеме работают пальчиковые батарейные лампы. Они лучше всего генерируют на УКВ. А сопротивление анодной нагрузки снимает низкая частота. Все детали приведены на схеме, самодельными можно считать только катушки и дроссель. Если вы хотите принимать телевизионный сигналы, то катушка L2 (EBF11) составляется из 7 витков диаметром 15 мм и провода на 1,5 мм. Для подойдет 5 витков.

Радиоприёмник прямого усиления на двух транзисторах

Схема содержит и двухкаскадный усилитель НЧ - это настраиваемый входной колебательный контур радиоприёмника. Первый каскад - детектор ВЧ модулированного сигнала. Катушка индуктивности намотана в 80 витков проводом ПЭВ-0,25 (от шестого витка идёт отвод снизу по схеме) на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 40.

Подобная простая схема радиоприёмника рассчитана на распознавание мощных сигналов от недалёких станций.

Сверхгенеративное устройство на FM-диапазоны

FM-приёмник, собранный по модели Е. Солодовникова, несложен в сборке, но обладает высокой чувствительностью (до 1 мкВ). Такие устройства используют для высокочастотных сигналов (более 1МГЦ) с амплитудной модуляцией. Благодаря сильной положительной обратной связи коэффициент возрастает до бесконечности, и схема переходит в режим генерации. По этой причине происходит самовозбуждение. Чтобы его избежать и использовать приёмник как высокочастотный усилитель, установите уровень коэффициента и, когда дойдет до этого значения, резко снизьте до минимума. Для постоянного мониторинга усиления можно использовать генератор пилообразных импульсов, а можно сделать проще.

На практике нередко в качестве генератора выступает сам усилитель. С помощью фильтров (R6C7), выделяющих сигналы низких частот, ограничивается проход ультразвуковых колебаний на вход последующего каскада УНЧ. Для FM-сигналов 100-108 МГц катушка L1 преобразуется в полувиток с сечением 30 мм и линейной частью 20 мм при диаметре провода 1 мм. А катушка L2 содержит 2-3 витка диаметром 15 мм и провод с сечением 0,7 мм внутри полувитка. Возможно усиление приёмника для сигналов от 87,5 МГц.

Устройство на микросхеме

КВ-радиоприёмник, схема которого была разработана в 70-е годы, сейчас считают прототипом Интернета. Коротковолновые сигналы (3-30 МГц) путешествуют на огромные расстояния. Нетрудно настроить приёмник для прослушивания трансляции в другой стране. За это прототип получил название мирового радио.

Простой КВ-приёмник

Более простая схема радиоприёмника лишена микросхемы. Перекрывает диапазон от 4 до 13 МГц по частоте и до 75 метров по длине. Питание - 9 В от батареи "Крона". В качестве антенны может служить монтажный провод. Приёмник работает на наушники от плейера. Высокочастотный трактат построен на транзисторах VT1 и VT2. За счёт конденсатора С3 возникает положительный обратный заряд, регулируемый резистором R5.

Современные радиоприёмники

Современные аппараты очень похожи на радиоприёмники СССР: они используют ту же антенну, на которой возникают слабые электромагнитные колебания. В антенне появляются высокочастотные колебания от разных радиостанций. Они не используются непосредственно для передачи сигнала, но осуществляют работу последующей цепи. Сейчас такой эффект достигается с помощью полупроводниковых приборов.

Широкое развитие приёмники получили в середине 20-го века и с тех пор непрерывно улучшаются, несмотря на замену их мобильными телефонами, планшетами и телевизорами.

Общее устройство радиоприёмников со времён Попова изменилось незначительно. Можно сказать, что схемы сильно усложнились, добавились микросхемы и транзисторы, стало возможным принимать не только аудиосигнал, но и встраивать проектор. Так приёмники эволюционировали в телевизоры. Сейчас при желании в аппарат можно встроить всё, что душе угодно.