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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Récepteur à gain direct à ondes moyennes. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / réception radio Les récepteurs de radiodiffusion sont actuellement construits principalement à l’aide d’un circuit superhétérodyne. Il y a plusieurs raisons à cela : une sensibilité et une sélectivité élevées, qui changent peu lors du réglage et du changement de gamme, une stabilité et une répétabilité élevées des paramètres lors de la production en série. Pour la réception dans la gamme de longueurs d'onde courtes, il est difficile pour un récepteur superhétérodyne de trouver un remplaçant adéquat. Mais pour la gamme des ondes moyennes, des récepteurs à amplification directe beaucoup plus simples conviennent également. Leur principal inconvénient est leur faible sélectivité. Mais en règle générale, ils offrent une meilleure qualité de réception, font moins de bruit, ne créent pas de sifflements parasites et ne disposent pas de canaux de réception latéraux. Le facteur de qualité des circuits de la gamme CB peut atteindre 200 ou plus, tandis que la bande passante du circuit est encore inférieure à celle nécessaire à la réception normale des signaux AM. Par conséquent, les circuits peuvent être connectés dans des filtres passe-bande, formant une réponse en fréquence plus ou moins rectangulaire du trajet radio. Mais c'est difficile à faire, car les circuits doivent être réglés en fonction de la portée, et un récepteur multicircuit s'avère difficile à fabriquer et à configurer. Il existe un autre moyen d'augmenter la sélectivité d'un récepteur à amplification directe, assez rarement utilisé. Elle consiste à utiliser la méthode de réception dite pseudo-synchrone, dans laquelle le niveau du signal à la fréquence porteuse de la station souhaitée est élevé dans le trajet radio par un circuit à bande étroite. Le détecteur d'amplitude du récepteur a la propriété de supprimer les signaux faibles des stations brouilleuses en présence d'un signal utile fort, et l'ampleur de cette suppression est proportionnelle au carré du rapport des amplitudes des signaux brouilleurs et utiles (voir ; Chistyakov N.I., Sidorov V.M. Récepteurs radio. - M. : Communication, 1974, §13.3). En amplifiant la porteuse plusieurs fois, vous pouvez obtenir une suppression des interférences très significative. L'augmentation de la porteuse réduit également la distorsion lors de la détection d'un signal utile. Mais un circuit à bande étroite qui élève la porteuse affaiblira inévitablement les bords des bandes latérales du signal reçu, correspondant aux fréquences supérieures du spectre audio. Cet inconvénient peut être facilement éliminé en assurant une augmentation correspondante des fréquences supérieures dans le NA après le détecteur. C'est précisément cette manière d'augmenter la sélectivité qui a été choisie lors du développement du récepteur décrit. Ce récepteur est conçu pour recevoir des stations longue distance locales et puissantes dans la gamme CB 530... 1600 kHz. En termes de sensibilité, il n'est pas très inférieur aux superhétérodynes de classe III-IV, mais offre une qualité de réception nettement meilleure. Sa sélectivité, mesurée par la méthode habituelle du signal unique, est assez faible (10...20 dB avec un désaccord de 9 kHz), cependant, le signal interférent dans le canal adjacent, d'amplitude égale à celui utile, est supprimé en raison de l'effet décrit ci-dessus de 26...46 dB. La puissance de sortie de l'ULF intégré ne dépasse pas 0,5 W, cela suffit pour écouter des émissions de radio avec des écouteurs ou un haut-parleur dans un salon ordinaire (l'attention principale lors du développement n'a pas été portée au volume, mais à la qualité de reproduction sonore). Le récepteur est alimenté par n'importe quelle source avec une tension de 9...12 V, la consommation de courant en mode silencieux ne dépasse pas 10 mA. Nous analyserons le fonctionnement du récepteur plus en détail en nous référant à son schéma de circuit présenté sur la Fig. 1.
Le circuit à bande étroite qui met en valeur la porteuse du signal reçu est le circuit de l'antenne magnétique L1C1C2 avec un facteur de qualité d'au moins 200...250. Sa bande passante au niveau 0,7 est, lorsqu'elle est réglable sur toute la plage, de 2,5 à 6 kHz. Le signal reçu isolé par le circuit est envoyé à l'amplificateur RF, réalisé selon un circuit cascode utilisant les transistors à effet de champ VT1 et VT2. L'amplificateur en cascade a une impédance d'entrée élevée et ne contourne pratiquement pas le circuit de l'antenne magnétique, c'est-à-dire ne réduit pas son facteur de qualité. Le premier transistor VT1 est sélectionné avec une tension de coupure basse (0,5... 3 V) et le deuxième transistor VT2 est sélectionné avec une tension de coupure beaucoup plus élevée (8 V). Cela a permis de connecter la grille du deuxième transistor au fil commun et d'utiliser un minimum de pièces dans l'amplificateur. Le courant de drain total de l'amplificateur est égal au courant de drain initial I depuis le début du premier transistor (0,5...2,5 mA), et sa tension de drain est égale à la tension de polarisation du deuxième transistor (2... 4V). La charge de l'amplificateur cascode est le deuxième circuit résonant accordable L3C6C7, connecté à la sortie de l'amplificateur via la bobine de couplage L2. Ce circuit a un facteur de qualité nettement inférieur (pas plus de 100... 120) et transmet le spectre du signal AM avec seulement une légère atténuation aux bords des bandes latérales. L’introduction d’un autre circuit dans le récepteur est nécessaire car, comme le montre la pratique, la sélectivité d’un circuit d’antenne magnétique n’est pas suffisante pour exclure complètement les stations locales puissantes des signaux, même ceux dont la fréquence est éloignée de la fréquence d’accord du récepteur. De plus, le deuxième circuit limite fortement la bande passante, et donc la puissance du bruit, provenant de l'amplificateur vers le détecteur. Structurellement, il est facile d'introduire un deuxième circuit, puisque la grande majorité des KPI sont réalisés sous forme de doubles blocs. La deuxième cascade d'amplificateurs, apériodique, est montée sur un transistor à effet de champ VT3. Il est chargé sur un détecteur à diode VD1, VD2, réalisé selon un circuit doubleur de tension. Le signal AGC de polarité négative provenant de la charge du détecteur - résistance R7, via la chaîne de filtrage R4C4, est fourni à la grille du premier transistor URCH. VT1 et verrouille l'EGR lors de la réception de stations puissantes. Cela réduit le courant total de l'amplificateur cascode et son gain. La capacité du condensateur de blocage C/0, qui shunte la charge du détecteur, est choisie petite. Ceci est très important, car la suppression des interférences dans le détecteur ne se produit que sous la condition que la différence de fréquence de battement entre les porteuses des stations utiles et interférentes soit attribuée à la charge du détecteur. Le signal audio détecté est envoyé via la chaîne de correction R8R9C11 vers la porte du suiveur source VT4. En déplaçant le curseur de la résistance R8, vous pouvez modifier l'ampleur de l'augmentation des fréquences supérieures du spectre audio, affaiblies par le circuit d'antenne magnétique. Cette résistance variable sert également avec succès de contrôle de tonalité. Le suiveur de source VT4 fait correspondre la sortie du détecteur avec le filtre passe-bas L4C14C15C16. Le filtre passe-bas a une bande passante d'environ 7 kHz et un pôle d'atténuation (c'est-à-dire maximum) à une fréquence de 9 kHz, correspondant à la fréquence de battement entre les porteuses des stations fonctionnant dans des canaux de fréquence adjacents. Le filtre passe-bas filtre cette fréquence ainsi que d'autres fréquences de battement du signal utile avec du bruit et augmente ainsi encore la sélectivité à deux signaux du récepteur. A la sortie du filtre passe-bas, le contrôle de volume R12 est connecté via la résistance d'adaptation R13. La résistance R12 est nécessaire uniquement pour garantir que la sortie du filtre passe-bas n'est pas court-circuitée par le régulateur à des niveaux de volume très faibles. Vous pouvez connecter n'importe quel ULF ou l'entrée d'un amplificateur d'enregistrement de magnétophone à la sortie du récepteur. Dans ce cas, le contrôle de volume R13 n'est pas nécessaire, le signal de sortie est retiré du condensateur du filtre passe-bas C15 et la résistance R12 est transférée à l'entrée du filtre passe-bas et connectée en série avec le condensateur de séparation C12. Le propre ULF du récepteur est réalisé selon un schéma simple illustré à la fig. 2.
Le transistor VT7 amplifie la tension du signal d'entrée. L'étage de sortie - un amplificateur de puissance - est un répéteur de signal push-pull assemblé à l'aide de transistors composites de différents types de conductivité. La diode VD1, incluse dans le circuit collecteur du préamplificateur VT7, crée une petite polarisation initiale aux bases des transistors en cascade de sortie, ce qui est nécessaire pour réduire la distorsion « en échelon », afin que les transistors de sortie s'ouvrent plus complètement pendant la moitié positive. -cycles du signal, lorsque le courant du transistor VT1 diminue, une augmentation de tension est utilisée - retour positif via la résistance de charge du préamplificateur R1, connectée au fil d'alimentation via la tête dynamique, à laquelle la tension de sortie de l'amplificateur est appliquée. L'augmentation de tension rend symétriques les deux demi-ondes de tension à la sortie de l'amplificateur, réduisant ainsi la distorsion non linéaire. La distorsion est également réduite par le circuit OOS. via la résistance R2, qui stabilise simultanément le mode DC de l'amplificateur. À faible volume, l'OOS augmente en raison d'un circuit de commutation quelque peu inhabituel pour le contrôle du volume (R13 sur la figure 1), réduisant encore davantage la distorsion. En effet, la profondeur de la rétroaction négative est déterminée par le rapport entre la résistance entre le curseur et la borne supérieure du contrôle de volume dans le circuit et la résistance de la résistance R2 (voir Fig. 2). Lorsque vous déplacez le curseur vers le bas, la première des résistances mentionnées augmente, augmentant ainsi la profondeur du feedback. Dans le récepteur, il est conseillé d'utiliser des transistors exactement des types indiqués dans le schéma de circuit de la Fig. 1. En dernier recours, au lieu de KP303A, vous pouvez utiliser KP303B, V, I, Zh. Au lieu de KP303E, vous pouvez essayer d'utiliser KP303G, D. Diodes VD1, VD2 - n'importe quel germanium haute fréquence. L'unité double KPI peut être extraite de n'importe quel récepteur de diffusion. Les blocs avec vernier intégré sont très pratiques, facilitant la syntonisation des stations de radio. Les résistances et les condensateurs peuvent être de tout type, les condensateurs de syntonisation C1 et C6 sont du type KPK-M. Pour une antenne magnétique, une tige de ferrite avec une perméabilité magnétique de 400...1000 convient. Sa longueur peut être comprise entre 140...180 mm et son diamètre 8...10 mm. Pour obtenir le facteur de qualité le plus élevé possible, la bobine d'antenne magnétique L1 doit être enroulée avec du fil de Litz LESHO 21X0,07 ou, dans les cas extrêmes, LESHO 7x0,07. Si vous ne trouvez pas de fil de Litz, vous devez torsader ensemble 15...20 conducteurs de type PEL 0,1 et enrouler la bobine avec le faisceau obtenu. Lors du dénudage et du soudage du fil de Litz, il convient de veiller à ce qu'il ne reste aucun fil cassé ou non soudé. La bobine est enroulée sur un cadre en carton d'une épaisseur de paroi de 0,5... 1 mm. Le cadre doit se déplacer le long de la tige de ferrite avec peu de friction. Le bobinage s'effectue tour à tour, le nombre de tours est de 45...55 (un nombre plus petit correspond à des tailles plus grandes et une plus grande perméabilité magnétique du noyau). Pour se protéger de l'humidité, le cadre avec la bobine peut être imprégné de paraffine fondue. Pour les bobines L2 et L3, des raccords standards conviennent - un noyau blindé avec un écran des circuits FI des récepteurs portables, par exemple le récepteur Sokol. La bobine de communication L2 en contient 30 et la bobine de boucle L3 - 90 tours de fil PEL 0,1. L'emplacement des bobines sur le châssis général n'est pas particulièrement important. La bobine de filtre passe-bas L4 d'une inductance de 0,1 H est enroulée sur un anneau d'un diamètre extérieur de 16 mm et d'une hauteur de 5 mm (K16X8X5) en ferrite 2000NM. Il contient 260 tours de n'importe quel fil isolé d'un diamètre de 0,1 à 0,25 mm. Vous pouvez également sélectionner une bobine prête à l'emploi, par exemple l'un des enroulements d'un transformateur de transition ou de sortie des récepteurs portables ULF. En connectant un condensateur d'une capacité de 5000 100 pF et un oscilloscope en parallèle avec la bobine, un signal d'un générateur audio est fourni au circuit résultant via une résistance d'une résistance de 1 kOhm...6,5 MOhm. Lors de la détermination de la fréquence de résonance du circuit en fonction de la tension maximale indiquée sur le nom, vous devez sélectionner une telle bobine (ou son nombre de tours) de manière à ce que la résonance soit observée à une fréquence de 7...2,2 kHz. Cette fréquence sera la fréquence de coupure du filtre passe-bas. Si une bobine appropriée n'est pas disponible, elle peut être remplacée (avec des résultats pires, bien sûr) par une résistance de 16 kOhm. Dans ce cas, le condensateur CXNUMX peut être assemblé à partir d'un circuit récepteur ULF utilisant divers transistors. Comme VT1, KT315, KT301, KT201 avec n'importe quelle lettre d'index ou tout autre transistor NPN en silicium de faible puissance convient. Il est souhaitable que son coefficient de transmission soit d'au moins 100. Pour l'étage de sortie, tous les transistors basse fréquence et faible puissance en germanium du type de conductivité approprié conviennent, par exemple MP10, MP11, MP37, MP14-16, MP39-42. Pour réduire la distorsion, il est utile de sélectionner des coefficients de transfert de courant approximativement égaux pour les paires de transistors VT2 et VT3, ainsi que pour VT4 et VT5. Diode VD1 - n'importe quel germanium de faible puissance. Les parties restantes peuvent être de n'importe quel type. Tête dynamique B1 - tout type avec une résistance de 4...16 Ohms. Cependant, afin d'obtenir une bonne qualité de réception, il est préférable d'utiliser une tête large bande assez puissante dans un grand boîtier ou un système acoustique industriel prêt à l'emploi. Le récepteur (sans ULF) est monté sur un circuit imprimé dont un schéma est présenté sur la Fig. 3.
Il n'y a pas de véritables pistes conductrices sur la carte - la feuille, qui sert de fil commun, occupe toute sa surface (la carte est représentée du côté de la feuille). Les fils des pièces sont passés, comme d'habitude, dans les trous de la planche. Les bornes qui, selon le schéma, doivent être connectées au fil commun sont soudées à la feuille. Les points de soudure sont représentés sur le croquis sous forme de cercles noircis. Les autres bornes sont reliées, conformément au schéma, avec un fil unipolaire dans des tubes isolants posés directement le long de la surface du film. Pour éviter les courts-circuits, les trous de ces bornes doivent être fraisés - ils sont représentés sur le croquis par des cercles clairs. Ce type de montage sur mur imprimé est facile à réaliser ; de plus, grâce à la grande surface de la feuille « mise à la terre », les connexions parasites entre les différents étages sont réduites et, par conséquent, le risque d'auto-excitation du récepteur. L'ULF du récepteur est monté sur une carte séparée (Fig. 4) en utilisant le circuit imprimé le plus courant. Le motif des pistes est simple et la planche peut être facilement réalisée à l'aide d'un couteau bien aiguisé, sans recourir à une gravure chimique.
La conception du récepteur peut être très différente, par exemple dans le boîtier d'un haut-parleur de diffusion d'abonné, en utilisant la tête dynamique qui y est présente. Il est également possible de réaliser le récepteur sous la forme d'une structure distincte reliée à un haut-parleur ou un système acoustique. La disposition recommandée des cartes, de l'antenne magnétique et des commandes est indiquée sur la Fig. 5 (vue de dessus, côté pièces). La conception de l'échelle du récepteur peut également être quelconque, en fonction des goûts et des capacités du radioamateur. Pour monter l'antenne magnétique, il est préférable d'utiliser des raccords en plastique afin de ne pas introduire de pertes supplémentaires qui réduiraient le facteur de qualité du circuit d'entrée. Si une unité réseau est utilisée pour alimenter le récepteur, elle doit être située à gauche de la carte ULF (voir Fig. 5), loin de l'antenne magnétique. Si le transformateur du réseau crée un champ parasite important, des interférences de fond de courant alternatif peuvent se produire sur la bobine du filtre passe-bas du récepteur L4. Ils peuvent être affaiblis en choisissant l'orientation relative de la bobine et du transformateur, en augmentant la distance qui les sépare et enfin en protégeant la bobine avec un blindage magnétique. Les interférences du transformateur de réseau diminuent fortement s'il est rembobiné, augmentant le nombre de tours de tous les enroulements de 15 à 20 %. La configuration du récepteur commence par ULF. En appliquant une tension d'alimentation de 9...12 V, sélectionnez la résistance de la résistance R2 de telle sorte que la tension aux collecteurs des transistors VT4 et VT5 soit égale à la moitié de la tension d'alimentation. En connectant le milliampèremètre à la coupure du fil d'alimentation, sélectionnez le type et le type de diode (VD1 sur la Fig. 2) jusqu'à ce qu'un courant de repos ne dépassant pas 4... 5 mA soit obtenu. Si le courant de repos est trop élevé et qu'il n'est pas possible de le réduire de cette manière, vous pouvez connecter plusieurs diodes en parallèle ou contourner la diode avec une résistance d'une résistance de 150...300 Ohms. Il ne faut pas dessouder la diode lorsque l'ULF est allumé, car cela augmente fortement la consommation de courant et les transistors finaux peuvent tomber en panne. Après avoir connecté le récepteur, vérifiez la tension à la source du transistor VT4 (2...4 V) (voir Fig. 1), au drain du transistor VT3 (3...5 V) et au point de connexion entre le drain du transistor VT1 et la source du transistor VT2 (1,5 ... 3 V). Si les tensions sont dans les limites spécifiées, le récepteur est opérationnel et vous pouvez essayer de recevoir les signaux de la station. La limite inférieure de la plage (530 kHz) est définie en déplaçant la bobine L1 le long de la tige de l'antenne magnétique. La meilleure façon d'y parvenir est de recevoir la puissante station de radio du deuxième programme de toute l'Union "Mayak" à une fréquence de 549 kHz - elle doit être écoutée avec les plaques de rotor KPI presque entièrement insérées. A la fréquence de cette station, les réglages des circuits récepteurs sont adaptés, ajustant l'inductance de la bobine L3 avec un noyau d'accord en fonction du volume de réception maximum. Ensuite, après avoir reçu n'importe quelle station dans la section ondes courtes de la gamme (les plaques du rotor - les KPI sont retirées), ils répètent l'opération d'appariement, en ajustant la capacité des condensateurs d'accord C1 et C6. Pour ajuster plus précisément les contours, vous devez répéter l'opération d'appairage 2 à 3 fois alternativement sur les bords basse fréquence et haute fréquence de la plage. Lorsque l'auto-excitation du convertisseur de fréquence RF se manifeste sous forme de sifflement et de distorsion lors des stations de réception, il est nécessaire de réduire la résistance de la résistance R2 et d'essayer de positionner plus rationnellement les conducteurs menant aux plaques statoriques du KPI (ils doivent être aussi courts que possible, éloignés les uns des autres et plus proches des planches de surface « mises à la terre »). Dans les cas extrêmes, ces fils devront être blindés. Pour un réglage plus précis de la fréquence d'une station de radio, le récepteur peut être équipé d'un indicateur de réglage - un dispositif pointeur connecté au fil d'alimentation du contrôle de fréquence cascode RF en série avec la résistance R3. Tout appareil avec un courant de déviation ne dépassant pas 1...2 mA convient. L'appareil doit être shunté avec une résistance dont la résistance est choisie de manière à ce que l'aiguille dévie à pleine échelle en l'absence de signal reçu. Lorsqu'un signal de station radio est reçu, le système AGC verrouille l'amplificateur RF et la déviation de l'aiguille diminue, indiquant la force du signal. Les tests du récepteur dans les conditions de Moscou ont donné d'assez bons résultats. Pendant la journée, presque toutes les stations locales écoutées sur n'importe quel récepteur à transistors superhétérodynes étaient captées. Le soir et la nuit, lorsque le passage longue distance s'ouvre sur le NE, de nombreuses stations ont été reçues qui se trouvaient à plusieurs milliers de kilomètres. En raison de la faible sélectivité d'un signal unique, plusieurs stations peuvent être écoutées simultanément, mais avec un réglage précis sur un signal suffisamment fort, un effet de « suppression » est perceptible et le programme est entendu clairement ou avec seulement de légères interférences.
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