Регенеративный, на 80 метров...


Сергей БЕЛЕНЕЦКИЙ (US5MSQ), г. Киев, Украина

Всё началось с того, что как-то по случаю я приобрёл добротно сделанную экранированную катушку ГПД от радиоприёмника Р-250. Их много появилось на наших "блошиных" рынках (это сколько же Р-250 "разбомбили на цветмет"!). Добавил к катушке КПЕ с верньером 1:40 несколько транзисторов, резисторов и конденсаторов, и через пару часов на макетной плате заработал вполне приличный регенеративный приёмник диапазона 2,8...3,8 МГц.

Благодаря качественной катушке стабильность частоты настройки приёмника оказалась на высоте. И что любопытно (хотя это и субъективно) — слушать на него АМ-станции оказалось намного комфортнее, чем на большие и тяжёлые радиоприёмники РПС, Р-326М, Р-309. При этом приёмник и по питанию очень экономичный — ток потребления всего 3 мА!

Схема приёмника приведена на рис. 1. Функции регенерации и детектирования в нём выполняют раздельные каскады — на транзисторах VT1 и VT2 соответственно.

Это, по сравнению с регенерирующим детектором, позволило в разы повысить максимально достижимую стабильную добротность и соответственно чувствительность и избирательность. Эти данные основаны на проведённом мной эксперименте, когда на тех же компонентах был испытан регенерирующий истоковый детектор, который, в общем-то, работал неплохо. Но получить с ним стабильную полосу пропускания уже 800 Гц я не смог — он срывается на генерацию. Поэтому чувствительность и усиление в нём получились примерно в два раза ниже.

Сигнал из антенны через ВЧ-разъём XW1 и плавный аттенюатор на перементранзисторе VT1. Контур состоит из катушки L1 (её индуктивность 31 мкГн) и конденсаторов С1, С2, С4—С7. Частоту гетеродина можно перестраивать конденсатором переменной ёмкости С4 на участке 2800...3800 кГц. Его границы можно изменить подбором "растягивающего" конденсатора С2. Уровень регенерации регулируют переменным резистором R1 изменением напряжения смещения на базе транзистора VT1.

За счёт слабой связи транзистора с контуром можно получить лучшие результаты по стабильности режима регенерации и минимизировать влияние регулировки уровня регенерации на частоту настройки. Последнее свойство очень важно для комфортного пользования регенератором, так как у транзисторов (особенно у биполярных), в отличие от ламп, межэлектродные ёмкости существенно зависят от рабочих напряжений и токов.

Высокую стабильность параметров транзистора VT1 определяет глубокая ООС по постоянному току (так называемая базово-эмиттерная стабилизация) посредством резисторов R2.R3.R5.

Коэффициент усиления и чувствительность (при соотношении сигнал/ шум 10 дБ) этого приёмника примерно 150000 и 3...5 мкВ при приёме АМ-сигналов, а при приёме CW- и SSB-сигналов — соответственно 1,5 миллиона и 1...2 мкВ. Вероятно, реальная чувствительность приёмника ещё выше, но достоверно измерить оказалось трудно, так как очень высок уровень принимаемых на измерительные провода эфирных шумов и помех. Плавный подход к точке генерации обеспечил прекрасную селективность — полоса пропускания может быть сужена примерно до 200...300 Гц, т. е. добротность достигает 12...15 тысяч! Особенно хорошие результаты получаются, когда для регулировки регенерации применён многооборотный переменный резистор, но и с обычным переменным резистором получаются неплохие результаты.

Частота настройки приёмника слабо зависит как от длины антенны (её коэффициент включения в контур очень мал — примерно 1/110 по напряжению или же 1/12000 по сопротивлению), так и от манипуляций с аттенюатором на R4. Больший плюс в том, что при таком включении антенны для верхних частот контур представляет собой ФНЧ третьего порядка, который эффективно подавляет внедиапазонные помехи, в частности, от радиостанций УКВ-диапазонов.

Диод VD1 обеспечивает термостабилизацию режима VT1 по постоянному току и повышает плавность регулировки уровня регенерации при малых значениях эмиттерного тока.

Если выше начальная добротность катушки и лучше усилительные свойства транзистора, то связь транзистора с контуром может быть меньше. Следовательно, будет меньше его дестабилизирующее влияние на полученную (регенерируемую) добротность и на стабильность частоты.

В нашем случае транзистор включён в контур через два ёмкостных делителя:

— делитель контурных токов ("раз-ветвитель") между двумя параллельно включёнными цепями С2С4 и С1С5С6, имеющий коэффициент деления контурного тока КД7;

— делитель контурного напряжения С1С5С6, имеющий коэффициент деления контурного напряжения Кди.

Общий коэффициент включения транзистора в контур будет равен произведению этих величин: Кд=КдгКдм, а коэффициент трансформации входного сопротивления и собственной ёмкости транзистора в контур равен квадрату этого соотношения.

К примеру, при приёме в автодинном режиме после слабой станции включилась мощная, и мы для улучшения качества приёма (повышения помехоустойчивости) увеличили резистором R1 ток через транзистор VT1. При этом межэлектродные ёмкости транзистора ходной сигнал падает уже пропорционально квадрату уменьшения уровня входного сигнала. К примеру, при входном сигнале приблизительно 3 мВ на выходе истокового детектора будет около 50 мкВ.

Поэтому для повышения чувствительности приёмника следует применить УНЧ с большим усилением. Это тем более актуально для работы в автодинном режиме, когда (аналогично приёмникам прямого преобразования) основное усиление обеспечивает именно УНЧ. В истоковом детекторе можно

Усиление УНЧ ограничено сопротивлением резистора R12 на уровне 10000 (больше и не надо). Громкость регулируют переменным резистором R13 увеличением глубины ООС примерно в 50...70 раз, что в сочетании с плавным аттенюатором на входе приёмника вполне достаточно для комфортного приёма любых уровней входного сигнала. Но с учётом вероятных больших перепадов уровней продетектированного сигнала в режимах SSB и AM в те же 50...70 раз повышается перегрузочная способность УНЧ.

Оценка показывает, что, например, на частоте 3,52 МГц в этом приёмнике изменение резонансной частоты контура будет всего около 26 Гц! То есть большие изменения режима работы транзистора не приведут к существенным изменениям частоты приёма.

На практике ёмкость конденсатора С1 выбирают минимально возможной -такой, чтобы устойчивая генерация на наивысшей рабочей частоте начиналась при напряжении на движке резистора R1 примерно +6...7 В. Диапазон рабочих частот регенератора можно пересчитать под свои потребности с помощью программы KONTUR3C, подставляя в ячейку собственной ёмкости генератора значение 38...40 пФ.

Детектирование сигнала осуществляется полевым транзистором VT2, включённым по схеме истокового детектора. К его преимуществам можно отнести:

— высокое входное сопротивление, хорошую линейность детектирования (за счёт стопроцентной ООС по огибающей) в режиме AM;

— достаточно высокую линейность смесителя и чистоту спектра преобразования (за счёт квадратичной ВАХ) в автодинном режиме.

Малый ток стока транзистора VT2 (десятки микроампер — определяется резистором R7) позволяет линейно детектировать АМ-сигналы с уровня 50...70 мВ. При меньших уровнях входного АМ-сигнала детектирование будет проходить уже на квадратичном участке ВАХ, качество выходного сигнала остаётся ещё вполне приличным, а вот выприменять практически любые полевые транзисторы с п-каналом, но, вероятно, потребуется подбор резистора R7 в цепи истока до получения тока стока в пределах 50... 100 мкА.

С выхода детектора сигнал через од-нозвенный ФНЧ R9C14 с полосой среза порядка 3 кГц поступает на двухкаскад-ный УНЧ. Он собран по типовой схеме на современных малошумящих транзисторах VT3, VT4 с высоким коэффициентом передачи тока, включённых по схеме с ОЭ и с непосредственной связью между каскадами. Благодаря стопроцентной ООС по постоянному току режимы транзисторов по постоянному току устанавливаются автоматически и мало зависят от колебаний температуры и напряжения питания. Нагрузкой УНЧ служат высокоомные головные телефоны BF1, BF2 с сопротивлением по постоянному току 4,4 кОм, которые включены непосредственно в цепь коллектора транзистора VT4 (через разъём XS1). При этом через их катушки протекает и переменный ток сигнала, и постоянный ток транзистора, что дополнительно подмагничивает излучатели и улучшает их работу. Конденсатор С18 совместно с индуктивностью последовательно включённых телефонов образует резонансный контур с частотой примерно 1,2 кГц. Но из-за большого активного сопротивления обмоток добротность последнего невысока — полоса пропускания по уровню -6 дБ примерно равна 400...2800 Гц. Его влияние на общую АЧХ не существенно и носит вспомогательный характер — дополнительной фильтрации и небольшой коррекции АЧХ.

Транзисторы VT1, VT3 и VT4 могут быть любые кремниевые высокочастотные с коэффициентом передачи тока не менее 150, желательно малошумящие, например, КТ3102Д, КТ3102Е или импортные 2N3904, ВС547-549, 2SC1815. Головные телефоны — электромагнитные, обязательно высокоомные (с катушками электромагнитов индуктивностью примерно 0,5 Гн и сопротивлением постоянному току 1500...2200 Ом), например, типов ТОН-1, ТОН-2, ТОН-2м, ТА-4, ТА-56м. При последовательном включении они имеют общее сопротивление по постоянному току 3,2...4,4 кОм, а по переменному — примерно Ю...12кОм на частоте 1 кГц. Штатная вилка головных телефонов заменена на стандартный трёхштырьковый разъём СГ-3 от звукозаписывающей бытовой аппаратуры. Между выводами 1 и 3 штыревой части разъёма ХР1 установлена перемычка, которая служит для подключения батареи питания GB1. При отсоединении телефонов питание приёмника будет отключаться автоматически. Плюсовой провод телефонов соединён с выводом 1 разъёма, что обеспечит сложение магнитных потоков, создаваемых током подмагничивания и постоянными магнитами телефонов.

Испытания приёмника проводились с антенной длиной 10 м на высоте примерно 10 м (с балкона четвёртого этажа на дерево) и с антенной наклонный WINDOM длиной 41 м с экранированным снижением (с крыши девятиэтажного дома на фонарный столб). Оказалось, что при размещении большой антенны около линий уличного освещения в вечернее время появляются довольно заметные НЧ-наводки (фон), поэтому антенну следует подключать через конденсатор ёмкостью 510 пФ или двухзвенный ФВЧ, составленный из двух конденсаторов по 510 пФ и дросселя индуктивностью 50... 100 мкГн.

Для устранения описанного выше явления во входной цепи модифицированного варианта приёмника была применена индуктивная связь антенны с контуром (рис. 2).

Контурная катушка L2 должна иметь максимально возможную конструктивную добротность, поэтому лучшим вариантом будет намотать катушку регенератора на кольцевом маг-нитопроводе фирмы Amidon (например,

При типовом напряжении на контуре примерно 1 В в антенну попадёт не более 3...4 мВ, и излучение в автодинном режиме будет мизерным.

Для любителей громкоговорящего приёма был разработан дополнительный УНЧ. Его схема показана на рис. 3 (позиционные обозначения продолжают начатые на рис. 1).

Для подключения УНЧ следует удалить разъём XS1, конденсатор С18 заменить резистором 4,7 кОм, а между источником +12 В и приёмником установить выключатель питания. Налаживание усилителя сводится к установке тока покоя подстроечным резистором R17 и половины напряжения питания на эмиттерах транзисторов VT7 и VT8 подборкой резистора R14.

Также в приёмнике возможно использование варикапа для электронной настройки на рабочую частоту (рис. 4).

Вот так выглядел исходный вариант этого приёмника на этапе макетирования (рис. 5).

Чертёж печатной платы мной не разрабатывался. Наш болгарский коллега LZ2XL был одним из первых, кто повторил приёмник. Его вариант печатной платы в формате lay можно найти по адресу http://us5msq.com.ua/prostoj-tranzistornyj-regenerativnyj-priy-omnik/tranzistornyj-regenerativnyj-priy-omnik/ в Интернете. Он прислал также свой отзыв (в нём сохранён авторский стиль, только подправлена грамматика):

Т50-6, Т50-2, Т68-6, Т68-2). В авторском варианте она намотана на магнитопро-воде Т50-6 и содержит 45 витков провода ПЭВ-2 0,3...0,5. Помимо увеличения её конструктивной добротности (приблизительно в два раза), меньшая, по сравнению с катушкой от Р-250, индуктивность позволила расширить диапазон принимаемых частот. Число витков катушки связи L1 зависит от размеров антенны — для большой или диапазонной антенны она содержит один виток (1/45 от контурной), для малой (длиной менее 5 м)— два витка (1/22 от контурной). При отсутствии таких магнитопро-водов катушку можно намотать на подходящем цилиндрическом каркасе диаметром не менее 20 мм.

С учётом ослабления сигнала на НЧ-диапазонах аттенюатором не менее 5... 10 раз реальное включение антенны в контур будет не более 1/200... 1/300.

"Привет, Сергей! А приёмник ваш интересный оказался. После ужина сделал плату, и весь вечер было одно удовольствие. Правда, у меня подходящей катушки с вожжёной медью не оказалось, и приёмник работал чуть выше — в пределах 5,8..8,2 МГц. На сороковке неплохо работает, правда, без аттенюатора "вещалки" перекрывают всё.

Аттенюатор обязателен, особенно при приёме на диапазоне 40 метров. Если антенна включена без аттенюатора, "вещалки" перекрывают весь диапазон. Здесь сама антенна включена немного необычно и оригинально. В этом включении аттенюатор не влияет на точку регенерации, а это хорошо, сам подход к регенерации особенно мягкий. После точки генерации сам приёмник ведёт себя хорошо, соседние сильные сигналы не мешают."