Усовершенствование приемника

Два занятия (11-е и 12-е) Посвящаются усовершенствованию приемника прямого усиления на транзисторах. На 11-м занятии рассматривают вопрос упрощения схемы приемника применением непосредственной связи между каскадами; на 12-м занятии — вопрос повышения выходной мощности приемника на транзисторах применением бестрансформаторного выходного каскада УНЧ.

11-е занятие

Проверить выполнение задания. Новый материал

Учащимся предлагают с приемником НР-4 проделать следующую работу:

Включить приемник и измерить напряжение на коллекторе транзистора Т 1 .

Удалить из схемы конденсатор С 4 , резисторы R6 и R7, а резистор R8, имеющий сопротивление 1 ком, заменить на резистор в 2 ком. Базу транзистора Т 2 соединить непосредственно с коллектором транзистора Т1.

Включить приемник и снова измерить напряжение Н а коллекторе Т1.

Проверить работу приемника на приеме радиовещательных станций. Качество работы приемника должно остаться прежним.

Объясняют учащимся, что напряжения на коллекторе транзистора Т 1 и на базе транзистора Т2 при таком соединении одинаковы. Напряжение на коллекторе транзистора Т 1 стабилизировано, резисторами этого каскада. Следовательно, стабилизировано и напряжение на базе транзистора Т 2 . Такая связь между каскадами усилителей называется непосредственной связью.

Дают расчет величины сопротивления резистора R8-Ток коллектора транзистора Т 2 до введения непосредственной связи был равен 0,8 ма . После ее введения ток коллектора должен быть таким же. Зная это, а также напряжение на эмиттере транзистора Т 2 (оно на 0,1—0,2 в меньше напряжения на коллекторе транзистора Т1), по закону Ома находят величину сопротивления резистора R8.

Подчеркивают, что применение непосредственной СВЯЗИ между каскадами усилителя дает возможность уменьшить число его деталей без ослабления стабилизации режима работы транзисторов, уменьшить искажения в усилителе благодаря отсутствию в нем переходных конденсаторов.

Здесь речь шла о непосредственной связи между каскадами в усилителе высокой частоты. Такая связь может быть осуществлена и в усилителе низкой частоты.

Напряжение на коллекторе транзистора предыдущего каскада (они равны), рассчитать этот каскад усилителя и т. д. При этих расчетах надо иметь в виду, что на базе транзистора каждого предыдущего каскада напряжение понижается.

Налаживание надо начинать с первого каскада усилителя с непосредственной связью, отсоединив от него базу транзистора последующего каскада. Вначале устанавливают необходимый режим работы транзистора, для чего проверяют напряжение на его коллекторе и, если оно отличается от расчетного, устанавливают его изменением сопротивления резистора, соединяющего базу транзистора с минусом источника питания. Затем присоединяют базу транзистора следующего каскада. Если расчет сделан правильно, то дальнейшего налаживания, как правило, не требуется.

После введения в приемнике НР-4 непосредственных связей между каскадами он уже называется приемником РИО-1 (см. рис. 44).

Задание на дом

Из приемника НР-4 сделать приемник РИО-1.

Учитывая, что транзисторы по типу проводимости делятся на транзисторы р-п-р и п-р-п типа, ответить на вопросы:

Какие маломощные низкочастотные транзисторы относятся к одному и к другому типу?

Каково их различие в условном обозначении и в подключении к источнику питания?

12-е занятие

Новый материал

Вводят понятие о коэффициенте полезного действия каскада УНЧ как о величине, равной отношению мощности в нагрузке к мощности, подводимой к каскаду от источника питания. Затем сообщают следующее. Выходной каскад УНЧ в приемниках НР-4 и РИО-1 работает в режиме класса А , который имеет низкий коэффициент полезного действия (30%). При токе коллектора 16 ма его выходная мощность равна 20 мвт . Выходную мощность каскада можно увеличить за счет увеличения тока коллектора транзистора.

Например, чтобы получить выходную мощность 100 мвт , надо увеличить ток коллектора транзистора до 80 ма , перемотать обмотки выходного трансформатора и заменить транзистор в выходном каскаде на более мощный. Если учесть, что этот ток протекает все время и при отсутствии сигнала (ток покоя), то такой способ увеличения мощности выходного каскада оказывается нецелесообразным из-за низкого коэффициента полезного действия выходного каскада. Рассматривают график (рис. 31) изменения тока коллектора выходного каскада, работающего в режиме класса А. Из этого графика видно, что ток коллектора транзистора то увеличивается и становится больше тока покоя, то уменьшается и становится меньше тока покоя. Происходит это потому, что на базу транзистора подается сигнал такой же формы, как и усиленный (см. рис. 31), который то увеличивает отрицательное напряжение на базе транзистора (отрицательная полуволна), то уменьшает его (положительная полуволна). Повысить коэффициет полезного действия можно путем создания такого режима, при котором ток покоя коллектора транзистора очень мал и увеличивается только при подаче на вход сигнала. Это и будет режим класса В. Такой режим можно создать, например, в выходном каскаде приемника РИО-1 Для этого надо увеличить сопротивление резистора R15 до величины, при которой напряжение на базе стало бы равным 0,1 в .

Предлагают учащимся перевести выходной каскад приемника РИО-1 в режим класса В , настроиться на какую-нибудь радиовещательную станцию и обратить внимание на низкое качество приема.

Сообщают, что коэффициент полезного действия такого каскада может составлять 60—70%, однако выходные каскады по такой схеме практического применения не имеют из-за того, что они дают большие искажения формы усиливаемого сигнала. В самом деле, поскольку на базе транзистора напряжение равно 0,1 в и ток покоя коллектора почти отсутствует, то он может возникнуть (увеличиться) только при отрицательной полуволне сигнала. При положительной полуволне сигнала ток коллектора изменяться не будет, т. е. в этом случае можно говорить, что транзистор молчит. Графически это показано на рисунке 32.

Рассмотренный выходной каскад, работающий в режиме класса В , называется однотактным .

Выходной каскад усиливает обе полуволны переменного напряжения и при правильно выбранном режиме искажений формы сигнала не будет. Точнее, искажения будут, так как они всегда есть, но они будут незначительные, в пределах нормы. График тока коллекторов обоих транзисторов показан на рисунке 34.

Учитывая трудности, с которыми приходится сталкиваться в радиолюбительской практике при расчете трансформаторов усилителей низкой частоты (см. главу III), учащимся предлагают схему бестрансформаторного выходного каскада УНЧ с применением транзисторов разной проводимости. Эта схема использована в приемниках РИО-3 и РИО-4 (см. рис. 46 и 47).

Рассматривают работу выходного каскада в приемнике РИО-3. Транзисторы Т 4 и Т6 служат для усиления отрицательной полуволны сигнала, так как ток коллектора транзистора Т4 увеличивается при подаче отрицательного напряжения на его базу, а транзисторы Т5 и Т7 служат для усиления положительной полуволны сигнала, так как ток коллектора транзистора Т5 увеличивается при подаче положительного напряжения на его базу.

Ток покоя коллектора транзистора Т 4 мал и составляет 0,03—0,04 ма , поэтому и напряжение на резисторе R16 мало (0,15—0,2 в). Но напряжение на резисторе R16 равно напряжению между базой и эмиттером транзистора T6 (пренебрегая падением напряжения на сопротивлении катушки громкоговорителя). Так как оно мало, то мал и ток покоя коллектора транзистора Т 6 . Он составляет 2—3 ма . Выходит, что оба транзистора Т 4 и Т6 работают при малых токах покоя, а этот режим работы выходного каскада УНЧ соответствует режиму класса В. Все сказанное о транзисторах Т4 и Т6 относится и к транзисторам Т5 и Т7.

Переменное напряжение сигнала через конденсатор С 9 подается на базу транзистора Т5 и через резистор-R14— на базу транзистора Т4. Отрицательную полуволну сигнала усиливают транзисторы Т4 и Т6, а положительную— тр анзисторы Т5 и Т7. В результате этого на проводе, соединяющем эмиттеры транзисторов Т 4 и Т5 и коллекторы транзисторов T6 и Т7, возникает усиленное переменное напряжение. Через конденсатор С11 оно подается на сопротивление нагрузки этого каскада, которым является сопротивление катушки громкоговорителя.

Резисторы R11 и R16 присоединяются к минусу источника питания не непосредственно, а через громкоговоритель. Это дает возможность повысить напряжение, питания и усиление соответствующих каскадов, потому что к напряжению источника питания добавляется еще переменное напряжение, возникающее на сопротивлении катушки громкоговорителя.

Задание на дом

Изготовить приемник РИО-3 или РИО-4.

На этом может быть закончен второй год обучения школьников в радиофизическом кружке. После изучения работы сделанного самостоятельно радиоприемника у учащихся возникает потребность к тому, чтобы узнать, как работают другие радиоустройства. Школьники интересуются супергетеродинным приемом, радиопередающими устройствами, элементами автоматических устройств и многими другими вопросами.

При наличии времени можно ознакомить учащихся VII класса с некоторыми элементами автоматических устройств. Это полезно сделать с целью подключения учащихся уже в VIII классе к коллективной творческой деятельности, темой которой часто является изготовление различных автоматических устройств.