Журнал Радио 2 номер 1971 год.

Журнал Радио 2 номер 1971 год. Транзисторные УПЧ М. Ерофеев

Неотъемлемой частью супергетеродинного приемника является усилитель промежуточной частоты (УПЧ), определяющий такие важные параметры приемника, как чувствительность, избирательность по соседнему каналу, полосу пропускания. Существует большое количество вариантов схем транзисторных УПЧ, однако не каждая из них может быть удовлетворительно налажена радиолюбителями из-за отсутствия опыта и необходимой измерительной аппаратуры.

Принципиальная схема

Наиболее простой УПЧ, схема которого изображена на рис. 1, содержит два каскада усиления на высокочастотных транзисторах Т2 и Т3, включенных по схеме с общим эмиттером. Каждый каскад имеет цепь частотно зависимой отрицательной обратной связи, осуществляемой с помощью последовательных контуров L1C4 и L4C8, включенных параллельно резисторам R6 и R10. Эти контуры настраивают на стандартную промежуточную частоту f0 = 465 кгц. Известно, что последовательный LC контур на частоте собственного резонанса имеет минимальное сопротивление, определяемое в основном, потерями в катушке индуктивности. Поэтому на резонансной и близким к ней частотам эмиттерный резистор, например R6, зашунтирован малым сопротивлением контура L1C4, отрицательная обратная связь отсутствует и усиление каскада на транзисторе Т2 максимально.

Частотная характеристика такого усилителя имеет вид обычной резонансной кривой LC контура. Полоса пропускания усилителя (на уровне 0,707) порядка 12—18 кгц в зависимости от качества контуров L1С4, L4C8 и величин емкостей конденсаторов C4, С8. Уменьшение последних (при соответствующем увеличении индуктивностей L1, L4, чтобы сохранить заданное значение f0) ведет к сужению полосы пропускания, однако при этом уменьшается усиление каскадов. Практически получить полосу менее 12—14 кгц трудно. Значительно повысить избирательность и сузить полосу пропускания можно включением параллельного контура L3C6 между каскадами усиления. Катушка связи L2 имеет примерно в 10 раз меньше витков, чем L3. Это позволяет в значительной степени устранить влияние низкого входного сопротивления каскада на транзисторе Т3 и получить достаточно хорошую добротность контура L3C6.

Полоса пропускания УПЧ с включенным контуром L3C6 может быть получена достаточно узкой (до 5— 6 кгц), а избирательность усилителя, то есть ослабление сигнала при расстройке на 10 кгц от резонансной частоты, около 20 дб.

Благодаря глубокой отрицательной обратной связи, усилитель обладает хорошей температурной стабильностью.

УПЧ имеет автоматическую регулировку усиления (АРУ) с задержкой. Постоянная составляющая низкочастотного сигнала через резистор R11 подается на базу низкочастотного транзистора Т1. Когда уровень сигнала промежуточной частоты достигает некоторого порога, определяемого нелинейностью входной характеристики транзистора T1, последний начнет отпираться, его сопротивление коллектор — эмиттер уменьшается, шунтируя базовую цепь первого усилительного каскада. Вследствие этого коллекторный ток Т2 и его усиление снижаются. Резистор R11 и конденсатор С2 образуют фильтр АРУ.

Амплитудная характеристика УПЧ с данной АРУ изображена на рис. 3 (кривая 1). Как видно из рисунка при изменении входного сигнала в 100 раз, выходной сигнал изменяется в 2 раза. Усилитель при напряжения питания 8 в потребляет ток не более 3 ма.

На рис. 2 изображен другой вариант УПЧ, содержащего три усилительных каскада на высокочастотных транзисторах Т2 — Т4. Система АРУ такая, как и в первом усилителе, только для создания большей задержки в ее управляющую цепь включен диод Д1

В данном УПЧ с целью его упрощения можно исключить цепи L1, C6L2, C7L4 С10 и L5С11, а конденсатор С4 заменить последовательным LC контуром. В этом случае при слабых сигналах (система АРУ не действует) может быть получена полоса пропускания на уровне 0,707, равная 12—15 кгц. При сильных сигналах она расширяется до 18—22 кгц. На рис. 3 представлена амплитудная характеристика УПЧ при различных значениях резистора фильтра АРУ R5. Кривая 2 снята при R5, равном 8.2 ком, а кривая 3 при R5 — 5,6 ком. Уменьшение величины сопротивления фильтра сжижает выходной уровень, но в то же время увеличивает диапазон АРУ.

Некоторым недостатком выбранного принципа регулировки усиления является температурная зависимость управляемого делителя. Для его устранения можно уменьшить величину резистора R2 (лучше заменить его терморезистором с отрицательным температурным коэффициентом) и подобрать транзистор T1 с минимальным обратным током коллектора. Увеличение сопротивления резистора R1 приводит к улучшению работы АРУ при больших сигналах и уменьшению нелинейных искажений. В простейшем случае, если сигнал подается на вход УПЧ от преобразователя, в коллекторную цепь которого включен широкополосный контур, цепь R1C1 можно заменить одним конденсатором емкостью 50— 200 пф.

Детали и конструкция

В описываемых усилителях вместо указанных на схеме высокочастотных транзисторов могут быть применены другие типы, например, П401 — П403, П421 — П423, ГТ308, ГТ309 и т. п. Усиление, получаемое в УПЧ, будет тем больше, чем выше граничная частота транзисторов и их Вст. В качестве транзистора T1 можно взять любой низкочастотный транзистор, например, МП39 — МП42 с Вст не менее 20 и возможно меньшим начальным током коллектора Iко.

В экспериментальных образцах УПЧ были использованы катушки индуктивности, намотанные на стандартных 4-х секционных каркасах от ламповых приемников, диаметр катушки 10 мм, длина 21 мм. Они имели ферритовые сердечники диаметром 2,8 мм, длиной 10 мм. Катушки L1, L3, L4 (рис. 1), L2. L3, L5, L6 (рис. 2) имели 250 витков провода ПЭЛШО 0,12, равномерно распределенных по всем секциям. Катушки L2 (рис. 1) и L1, L4 (рис. 2) наматывались поверх контурных катушек и имели 30 витков того же провода.

Хорошие результаты были получены при использовании катушек индуктивности, намотанных на бумажные подвижные кольца с ферритовыми сердечниками типа 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 15—20 мм проводом ПЭЛШО-0,12. Соответственно число витков будет 140—160 и 20. Данные катушек уточняются при настройке.

Следует подчеркнуть, что все катушки и контурные конденсаторы в усилителе должны быть однотипными.

В качестве диодов можно использовать любые другие из серии Д9. Постоянные резисторы типов УЛМ, МЛТ с допусками ±10%.

УПЧ могут быть собраны на плате из гетинакса, текстолита или любого другого изоляционного материала. Монтаж обычный. Детали надо располагать так, чтобы соединения между ними были наикратчайшими. Вход и выход усилителя должны быть достаточно разнесены. Расстояние между катушками во избежание взаимного влияния должно быть не менее 30—40 мм. В случае отсутствия опыта в сборке ВЧ устройств плату усилителя следует брать размерами не менее 40X80 мм.

Во избежание возбуждения усилителя (рис. 2) необходимо экранировать катушку индуктивности L6. Размер цилиндрического экрана должен быть в 1,5—2 раза больше диаметра катушки. Размер платы 40Х110 мм.

Налаживание и настройка

Для наладки описанных УПЧ достаточно иметь авометр и любой промышленный ламповый или транзисторный радиоприемник, имеющий промежуточную частоту 465 кгц. После сборки усилителя, например, по схеме на рис. 1, к нему необходимо подключить питание и, измеряя напряжения на эмиттерах Т2 и Т3 авометром, подбором резисторов R3 и R7 установить указанные на схеме величины напряжений (относительно корпуса). После этого можно приступить к настройке усилителя.

Вначале необходимо выключить АРУ, для чего надо отпаять коллекторный вывод транзистора T1. В разрыв провода в точке «A» включите авометр, поставив его на самый чувствительный предел измерения (зажим "—" к R11), который будет служить индикатором резонанса при настройке. К выходу последнего каскада УПЧ эталонного приемника через конденсатор небольшой емкости 10— 50 пф припаяйте провод длиной 1— 2 м, корпус соедините с плюсовым проводом настраиваемого блока. Ко входу усилителя присоедините провод длиной 10—20 см, играющий роль приемной антенны.

Настроив приемник на хорошо слышимую радиостанцию, сближая или удаляя антенны, добейтесь, чтобы индикатор показывал величину тока не более чем 50—100 мка. При этом необходимо отключить один из выводов катушки L2, контур L1C4 зашунтировать конденсатором емкостью 0,01—0,1 мкф. Меняя положения сердечника катушки L4, добейтесь максимального показания прибора, при этом контур L4C8 будет настроен в резонанс на частоте 465 кгц. Зафиксировав положение сердечника и восстановив эмиттерную цепь транзистора Т2, переходят к настройке контура L1C4 (аналогично настройке контура L4C8). В последнюю очередь настраивают параллельный контур L3C6 (катушка L2 должна быть включена).

При настройке полезно иметь проверенный усилитель низкой частоты. Вход последнего подключают к выходу УПЧ и прослушивают качество звучания. Передача должна идти без заметных искажений. С помощью УНЧ можно проверить работу АРУ усилителя. Для этого надо снова подключить коллектор Т1 и поднести близко друг к другу провода — антенны. Сигнал на входе УПЧ при этом резко увеличится, однако искажения звучания передачи не должно быть. При замыкании выводов базы и эмиттера Т1 (то есть выключении АРУ) должны быть заметные на слух искажения звука. Корректировать работу системы АРУ можно резистором R2.

Налаживание и настройка УПЧ, изображенного на рис. 2 производится так же, как и усилителя, собранного по схеме на рис. 1.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 2 номер 1971 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.