Карманный радиоприемник весна-2

Технические данные радиоприемника

Любительский карманный радиоприемник Весна-2 (рис. 1) выполнен на пяти транзисторах и одном диоде.

Рис. 1. Внешний вид приемника.

Он предназначен для приема передач радиовещательных станций, работающих в диапазоне от 200 до 2000 м (средние и длинные волны). Хорошо налаженный приемник по всему перекрываемому диапазону обладает чувствительностью около 5—7 мв/м, что дает возможность производить уверенный прием радиостанций на расстоянии до 500 км. Номинальная выходная мощность приемника 150 мет. Питается приемник от четырех последовательно соединенных дисковых аккумуляторов типа Д-0,2 общим напряжением 5 в.

Ток, потребляемый приемником в режиме молчания, составляет около 5—6 ма. В рабочем режиме потребление тока прямо пропорционально выходному сигналу и в среднем составляет около 20—25 ма. При непрерывной работе приемника запаса энергии аккумуляторной батареи хватает на 8—10 часов. Работоспособность приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 3 в.

Приемник смонтирован в корпусе размером 74 X114X32 мм и весит 350 г.

Принципиальная схема

Приемник собран по рефлексной схеме прямого усиления 2-V-3 (рис. 2). Он содержит входные цепи, двухкаскадный усилитель ВЧ, диодный детектор и трехкас-кадный усилитель НЧ.

Рис. 2, Принципиальная схема приемника.

Входной контур приемника образован катушкой индуктивности L1 и конденсатором С1.

Для того чтобы мощность из колебательного контура была передана на вход усилителя ВЧ без потерь, необходимо обеспечить наибольшую добротность контура L1, С и согласовать его собственное активное сопротивление с входным сопротивлением усилителя ВЧ. Это достигается с помощью катушки связи L2, которая располагается рядом с катушкой магнитной антенны L1 и связана, с ней общим магнитным потоком. Оптимальная связь между входным контуром и первым каскадом усилителя ВЧ устанавливается при налаживании путем подбора количества витков катушки связи L2 и ее передвижения по ферритовому стержню относительно катушки L1.

Усилитель ВЧ двухкаскадный. Он выполнен на транзисторах Т1 и Т2 типа П401.

Напряжение сигнала с входного контура через катушку связи L2 поступает на базу транзистора первого каскада, коллекторной нагрузкой которого служит катушка L3 высокочастотного широкополосного трансформатора. Резисторы R1 и R2, образующие делитель напряжения в цепи базы транзистора Т1 стабилизируют его работу в широком интервале температур. Резистор Rз, включенный последовательно с катушкой L3, также стабилизирует работу каскада, предотвращая его самовозбуждение.

Напряжение сигнала, усиленное первым каскадом, через катушку L4 поступает на базу транзистора Т2 второго каскада усилителя ВЧ. Этот каскад выполнен по рефлексной схеме, т. е. одновременно выполняет функции усилителя ВЧ и предварительного усилителя НЧ. Применение этой схемы делает приемник более экономичным и сокращает необходимое количество транзисторов.

Коллекторной нагрузкой транзистора Т2 рефлексного каскада по высокой частоте является дроссель L5, а по низкой — резистор R6. Рабочая точка транзистора Т2 устанавливается резистором R4, включенным в цепь базы через катушку L4 ВЧ трансформатора.

Для предотвращения рефлексного каскада от возбуждения по низкой частоте через источник питания последний развязан от выходного каскада фильтром, образованным резистором R7 и конденсатором С6.

Высокочастотный сигнал, усиленный вторым каскадом, через конденсатор С4 поступает в детектор.

Детектор приемника выполнен по однополупериодной схеме на полупроводниковом диоде Д1 типа Д9. Резистор R5 определяет величину отпирающего тока диода, улучшая его работу. Нагрузкой детектора, является входное сопротивление транзистора Т2.

Усилитель НЧ трехкаскадный. В рефлексном каскаде усиленный сигнал низкой частоты выделяется на резисторе R6, с которого он через переходной конденсатор C5 подается на базу второго каскада усилителя НЧ, выполненного на транзисторе Т3 типа П14. Нагрузкой второго каскада усиления служит первичная обмотка I согласующего трансформатора Тр1. Режим каскада определяется делителем, образованным резисторами R8, R9 Конденсатор С7 стабилизирует работу транзистора T3 в области высших звуковых частот.

Полная стабилизация режима работы второго каскада усилителя НЧ осуществляется за счет резисторов делителя R8, R9 и R10, Rn, включенных в эмиттерную цепь транзистора этого каскада.

Выходной каскад выполнен по экономичной двухтактной схеме на транзисторах Т4, T5 типа П13А и работает в режиме класса В, благодаря чему к. п. д. усилителя мощности достаточно высок, так как каскад работает при небольшом начальном токе (около 2—3 ма). Экономичность выходного каскада объясняется еще и тем, что смещение на его базе создается эмиттерным током транзистора Т3, а делитель в цепи баз оконечных транзисторов не потребляет дополнительного тока от источников питания.

Стабилизация режима работы оконечного двухтактного каскада осуществляется делителем, образованным резисторами R10, R11 и резистором R12 в цепи эмиттеров Т4, Т5.

Выходной каскад нагружен на низкоомный динамический громкоговоритель типа 0,1 ГД-6. Согласование выходного сопротивления усилителя НЧ с низкоомной нагрузкой осуществляется с помощью выходного трансформатора Тр2.

Конструкция и детали

Приемник содержит сравнительно небольшое количество широко распространенных деталей, значительная часть которых промышленного изготовления полупроводниковые приборы, постоянные резисторы и электролитические конденсаторы, а также ферритовые изделия, источник питания и динамический громкоговоритель.

В табл. 1 приводятся данные транзисторов и их рабочие режимы, а также рекомендации по замене полупроводниковых приборов другими аналогичного назначения.

Магнитной антенной служит ферритовый стержень марки Ф-600 диаметром 8 мм и длиной 100 мм. Каркасы для намотки катушек L1 и L2 выполняются либо из кабельной бумаги толщиной 0,1—0,2 мм, либо из плотной обычной бумаги примерно такой же толщины. Обе катушки наматываются виток к витку, причем L1 содержат 140—150 витков провода ПЭВ 0,12, a L2 3—5 витков провода ПЭЛШО 0,2.

Каркасы с намотанными катушками L1 и L2 должны свободно перемещаться по стержню магнитной антенны, в противном случае подбор индуктивности катушки L1 за счет ее. перемещения будет затруднительным, так же как и подбор оптимальной связи катушки L2 с катушкой L1.

При указанных данных катушки L1 и емкости конденсатора С1 обеспечивается плавное перекрытие диапазона от 200 до 2000 м. Для перемещения диапазона в сторону средних волн (до 180 м) количество витков катушки L1 необходимо уменьшить до 100—120. Окончательное количество витков подбирается при налаживании приемника.

Высокочастотный трансформатор L3L4 намотан на ферритовом кольце марки Ф-600 диаметром 8 мм и толщиной 2,5 мм. Катушка L3 содержит 100 витков провода ПЭВ 0,12, равномерно распределенных по всей окружности кольца. Поверх катушки L3 наматывается катушка L4, содержащая 30 витков того же провода. Дроссель L5 необходимо равномерно намотать на отдельном ферритовом кольце той же марки. Дроссель содержит 240 витков провода ПЭВ 0,1.

Вместо четырех дисковых аккумуляторов типа Д-0,2 для питания приемника можно применить четыре более малогабаритных аккумулятора типа Д-0,1. Работоспособность приемника при этом не изменится, но продолжительность его работы уменьшится вдвое; кроме того, в плате необходимо уменьшить окно под установку аккумуляторов, так как аккумуляторы Д-0,1 имеют меньшие размеры. Приемник может питаться и от малогабаритной батареи типа Крона напряжением 9 в. При этом работоспособность приемника улучшится и появится возможность несколько сократить коллекторные" токи транзисторов, что, в свою очередь, сократит общий, потребляемый приемником ток. Токосъемники II при этом необходимо заменить другими.

Транзисторы Т4 и Т5 желательно подобрать по идентичным параметрам — обратному току коллектора и коэффициенту усиления В, иначе регулировка режима оконечного каскада будет затруднительна, и он может вносить заметные искажения.

В приемнике применены малогабаритные резисторы типа УЛМ-0,12, которые можно заменить резисторами типа МЛТ-0,25 или МЛТ-0,5. Конденсаторы С2, С3 и С9 типа КЛС, С4, С7 — типа КДС, С5, С8 — типа ЭМ или ЭМИ.

Громкоговоритель 0,1 ГД-6 можно заменить громкоговорителем 0,1 ГД-3 или 0,15 ГД-1.

Самодельные детали. К самодельным деталям относятся: монтажная плата, выключатель питания, низкочастотные трансформаторы, конденсатор переменной емкости, зарядное устройство, корпус приемника и другие мелкие детали.

Монтажная плата приемника (рис.3) изготовлена из фольгированного гетинакса толщиной 2 мм.

Разметка всех указанных па рисунка отверстий и окон производится согласно нанесенной сетке, размер ячеек которой составляет 2 мм. Шесть малых заштрихованных отверстий имеют диаметр 1,5 мм. К этим отверстиям приклепывают токосъемники II (см. рис. 30).

Двадцать наполовину заштрихованных отверстий необходимо высверлить диаметром 2,1 мм. Эти отверстия предназначены для крепежных двухмиллиметровых винтов, а также для установки контактных стоек III (см. рис. 10) и конденсатора переменной емкости С1.

Все остальные отверстия монтажные. Их сверлят по диаметру имеющихся пустотелых пистонов. Печатная плата приемника показана на рис. 4. Ее можно изготовить, руководствуясь одним из описаний, неоднократно приводившихся в журнале Радио и другой радиолюбительской литературе.

Чтобы печатный монтаж был более устойчивым, в монтажных отверстиях расклепываются пустотелые пи стоны, которые будут также выполнять роль опорных точек во время монтажа приемника.

Выключатель питания приемника (рис. 5) имеет простую конструкцию и состоит из движка А и ручки Б. Движок выполнен из листовой латуни или стали толщиной 1 мм, ручка — из декоративного изоляционного материала. Пуклевку выступа в движке можно произвести двухмиллиметровым шариком от шарикоподшипника.

Ручку приклепывают к движку при помощи медной или латунной заклепки диаметром 1 мм. Крепление движка к плате может быть различным, но контакт его с печатным монтажом (с общей плюсовой шиной) должен быть постоянным и надежным.

Низкочастотные трансформаторы (рис. 6) выполнены на сердечниках Ш 4x8 из пермаллоевых пластин 1 марки Н-50 толщиной 0,2 мм. Каркасы 2 для обмоток трансформаторов склеивают из органического стекла толщиной 0,8 мм при помощи дихлорэтана.

Трансформаторы после сборки обжимаются обоймами 3, изготовленными из мягкой листовой латуни толщиной 0,5 мм. Выводные концы при этом должны находиться снизу. Средние лепестки обойм размером 3 мм не подгибаются, так как они будут служить для крепления трансформаторов к плате приемника. Данные обмоток Тр1 и Тр2 приведены в табл. 2.

Рис. 5. Выключатель питания:

А — движок переключателя (латунь Л-62, сталь-10, сталь-20,1 мм) — 1 шт.; Б - ручка переключателя (органическое стекло, эбонит) - 1 шт,

Обмотка II трансформатора Тр1 и обмотка I трансформатора Тр2 наматываются одновременно в два провода. Средний вывод между обмотками получается при соединении конца одного провода с началом другого.

Выводные концы в Тр1 необходимо сделать из тонкого многожильного монтажного провода марки МГТФ 0,07 или какого-либо другого провода малого сечения. Выводные концы в Тр2 можно выполнить тем же проводом, что и обмотки.

Если нет возможности изготовить трансформаторы самостоятельно, то можно применить готовые, фабричного производства, например от приемников Гауя, Сокол, Нева-2, Селга и др. При применении их в описываемом приемнике выходная мощность снизится до 100 мвт. При желании увеличить выходную мощность до 150 мвт. первичную обмотку трансформатора Тр2 необходимо перемотать, руководствуясь данными, приведенными в табл. 2. Согласующие фабричные трансформаторы, используемые вместо трансформатора Тр1 переделывать не нужно.

Конденсатор переменной емкости (рис. 7) выполнен с твердым диэлектриком. Емкость конденсатора от 10 до 700 пф. Основание 1 и верхняя плата 5 изготавливаются по разметке из гетинакса толщиной 2 и 1 мм соответственно. Статорные пластины 2 и роторные пластины 3 выполнены из мягкой листовой латуни толщиной 0,2 мм способом опиливания пакетами по ранее изготовленным шаблонам. Эти же шаблоны используются и как кондукторы для сверления всех отверстий.

Рис. 7. Конденсатор переменной емкости:

1-основание (гетинакс 2 мм) - 1 шт.; 2 - статорная пластина (латунь Л-62 0,2 мм) — 21 шт.; 3 — роторная пластина (латунь Л-62 0,2 мм ) - 22 шт; 4 — изоляционная прокладка (полистирол, фторопласт 0,05 - 0,07мм) - 42 шт.; 5 - верхняя плата (гетинакс 1 мм) — 1 шт.; 6 - ось ротора (латунь ЛС-69) 1 шт.; 7 —контактная пружина (латунь Л-62 0,5 мм) — 1 шт.; в — статорная стойка (латунь Л-62 или ЛС-59) — 2 шт.; 9 - установочная стойка (латунь Л-62 или ЛС-59) — 2 шт.; 10 — установочная втулка (латунь ЛС-59) —2 шт.; Л - шайба (латунь, бронза 0,4 мм) — 62 шт.; 12 — упор (латунь, бронза 0,6 мм) — 1 шт.; 13 — штифт (серебрянка или проволока диаметром 1 мм) — 4 шт.; 14 — штифт упорный (серебрянка или проволока диаметром 1 мм) — 2 шт.; 15 — специальная гайка (латунь ЛС-59) — 1 шт.; 16 — шкала (ватман) — 1 шт.; 17 — лимб (органическое стекло) — 1 шт.

Изоляционные прокладки 4. также изготавливают по шаблону из фторопласта или полистирола толщиной 0,05—0,06 мм. Сперва из фторопласта нарезают необ ходимое количество заготовок размером 25X25 мм и в центре их вырубают просечкой отверстия диаметром 6 мм. Пакет прокладок зажимают при помощи тисочков или струбцинки между двумя щечками шаблона, изготовленными из гетинакса толщиной 2 мм.

Рис. 6. Низкочастотный трансформатор:

1 - пластины сердечника (пермаллой Н-50 0,2 мм) - по 80 шт.; 2 - каркас трансформатора (органическое стекло 0,8-1 мм) — 2 шт.; 3 — обойма трансформатора (латунь мягкая Л-62 0,5 мм) — 2 шт.

Через отверстия одной из щечек в пакете сверлят нужные отверстия. Затем в два противоположные отверстия вставляют шпильки и пакет освобождают из струбцинки. Потом, зажав пакет в слесарные тиски или в другое слесарное приспособление, излишки материала прокладок обрезают лезвием ножа по контуру шаблона. Отверстия в шаблонах для пластин 2, 3 и прокладок 4 лучше всего перевести с основания 1 — это обеспечит хорошее сопряжение деталей при сборке конденсатора. Ось ротора 6, стойки 8 и 9, а также установочные втулки 10 и шайбы 11 вытачивают на токарном станке из латуни ЛС-59 или Л-62. Шкалу 16 лучше всего изготовить из плотного ватмана. Необходимые надписи и оформление шкалы выполняют черной или цветной тушью, после чего в центре вырубают отверстие. Лимб 17 вытачивают на токарном станке из прозрачного органического стекла и тщательно полируют. В центре лимба затем наносят неглубокую риску, которую закрашивают черной тушью.

Сборка конденсатора производится в следующей последовательности. В заштрихованные отверстия диаметром 2 мм основания 1 со стороны плоскости, указанной на рисунке, вставляют стойки 8 и расклепывают их с противоположной стороны. Стойки 9 расклепываются в двух других отверстиях. Два упорных штифта 14 впрессовывают в отверстия близ центрального отверстия платы, а четыре штифта 13 — в малые крайние отверстия. В отверстия диаметром 2,1 мм (близ центрального) верхней платы 5 вставляют предварительно согнутую контактную пружину 7 и выступающие ее концы с противоположной стороны платы подгибают. Упор 12 своим фасонным отверстием устанавливают на соответствующий выступ оси ротора 6 и раскернивают. Собранную ось вставляют в центральное отверстие основания 1 со стороны стоек 8 и 9 и поворачивают вправо до упора фиксатора со штифтом 14. В верхнее по рисунку оставшееся свободным отверстие диаметром 0,95 мм вставляют технологическую шпильку диаметром не более 1 мм. Далее на ось ротора надевают роторную пластину 3 так, чтобы технологическая шпилька прошла через ее отверстие диаметром 1,1 мм. Поверх роторной пластины на штифты 10 надевают изоляционную прокладку 4, а поверх роторной пластины устанавливают шайбу 11. На стойки 8 устанавливают плторную пластину 2 и две шайбы 11, прокладку 4, роторную пластину 3, шайбу 11 и прокладку 4. Шайбы 11 ставят между всеми роторными и статорными пластинами, обеспечивая при этом определенный шаг и зазоры.

После того как будет набрано необходимое количество пластин (21 статорная и 22 роторные), не вынимая технологической шпильки, на ось ротора навертывают гайку 6М2. Затем технологическую шпильку вынимают и производят дальнейшую сборку согласно рис. 7. Контакт пружины 7 с гайкой ротора должен быть надежным, но пружина не должна плотно прилегать к верхней плате 5, иначе вращение оси ротора будет затруднено.

Для обеспечения надежного контакта выступающий конец оси ротора желательно соединить с выводом контактной пружины 7 небольшой спиралькой, изготовленной из провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,15—0,2 мм. После окончания сборки при помощи лезвия перочинного ножа осторожно выравнивают зазоры между роторными и статорными пластинами, подгибая их в ту или другую сторону. Величина зазоров должна быть равномерной по всему периметру пластин. Затем поворотом оси ротора роторные пластины полностью вводят в статорные и проверяют конденсатор на отсутствие короткого замыкания омметром или пробником.

Убедившись в добротности конденсатора, к основанию 1 клеем БФ приклеивают шкалу 16 так, чтобы центральная ее риска прошла параллельно одной из кромок основания.

Лимб 17 крепится к оси ротора при помощи гайки 15, причем центральная риска лимба при поворотах вправо и влево до упора должна совпадать с центральной риской на шкале 16.

Если радиолюбитель не в состоянии изготовить такой конденсатор, можно использовать готовый фабричный. Лучше всех для этой цели подойдет блок конденсаторов переменной емкости Тесла производства Чехословацкой Социалистической Республики. Емкости секций указанного блока обычно составляют 8—350 и 10—370 nф. Если секции блока соединить параллельно, то общая емкость конденсатора получится примерно равной емкости конденсатора, рассмотренного выше. Можно, конечно, применить и другие конденсаторы с меньшей максимальной емкостью, т. е. до 150—300 пф. Однако в последнем случае охватить плавной настройкой диапазон от 200 до 2 000 м без переключений не удастся.

Ток заряда выбран небольшим— около 15 ма. Заряд аккумуляторов типа Д-0,2 указанным током обеспечивает количество циклов (заряд-разряд) до 300—400. Время заряда аккумуляторов 12—15 часов. При заряде аккумуляторов от сети напряжением 220 в резисторы R1 и R2 необходимо заменить на 28 ком. Конструктивно зарядное устройство выполнено в двух вилках, соединенных между собой мягким многожильным монтажным проводом в полихлорвиниловой изоляции. В малой вилке (самодельной) вмонтирован диод Д7Ж. Эта вилка имеет два выводных штырька диаметром 2 мм, расположенных на расстоянии друг от друга на 14 мм, и подключается к гнездам III во время зарядки аккумуляторов. Другой вилкой служит круглая штепсельная сетевая вилка. В нее вмонтированы два резистора МЛТ. Перемычку в этой вилке, мешающую установке сопротивлений, необходимо сломать плоскогубцами.

Корпус приемника изготовлен из непрозрачного декоративного органического стекла светло-серого цвета толщиной 2 мм. Его основные размеры приведены на рис. 9. Корпус имеет две одинаковые половинки: верхнюю с лицевой панелью и нижнюю — дно.

Для склеивания корпуса необходимо изготовить из дерева, гетинакса или текстолита болванку размерами 70X110X20 мм. Каждую из половинок корпуса склеивают в отдельности. Вначале сопрягаемые торцы заготовок боковых стенок смазывают дихлорэтаном и плотно прижимают друг к другу и к болванке. Затем подобным же образом приклеивают дно и, установив сверху на болванку груз, сушат склеенную половину корпуса при комнатной температуре в течение семи-десяти часов (не менее!). После окончания процесса сушки оолванку вынимают и выравнивают торцы на крупной наждачной шкурке, уложенной на ровную плоскость. Верхнюю половину корпуса с декоративной решеткой и отверстием под лимб склеивают и обрабатывают тем же способом. После того как будут обработаны обе половинки корпуса, к верхней (с декоративной решеткой) с внутренней стороны приклеивают полоски так, чтобы они выступали за кромку на 2—3 мм, и, соединив обе половинки вместе, полируют корпус окончательно. Полировку производят мелкозернистой наждачной бумагой, а затем для придания поверхности блеска слегка протирают корпус тампоном из ваты, немного смоченным в дихлорэтане.

Рис. 9. Корпус приемника (размер не 68, а 60)

Отверстия в дне корпуса для подключения зарядного устройства переводят по месту через отверстия монтажной платы а паз для движка выключателя питания выпиливают надфилем при окончательной сборке приемника.

Конструктивно приемник выполнен на монтажной плате (рис. 10). Антенные стойки 1 крепят к плате винтами 8М2Х6, а токосъемники II — заклепками 1,5 мм. Конденсатор переменной емкости C1 (на рисунке шкала и лимб не показаны) крепится к плате четырьмя гайками 6М2. Контактные стойки III (рис. 11) для подключения громкоговорителя и зарядного устройства устанавливаются со стороны расположения всех деталей, а расклепываются со стороны печатного монтажа.

Динамический громкоговоритель никаких механических соединений с монтажной платой не имеет. Он крепится к лицевой панели корпуса четырьмя зажимами из органического стекла. Монтажная плата приемника кренится ко дну корпуса четырьмя винтами 8М2Х5, для чего по углам приклеены четыре квадратные стойки е впрессованными в них разьбовыми втулками.

Рис. 10. Расположение деталей на плате приемника.

Рис. 11. Детали, входящие в комплект приемника:

1 — антенная стой-ка (органическое стекло, гетивакс, текстолит 4 мм) — 2 шт.; 11- токосъемник (латунь ЛС-59, бронза АМЦ 0,5 мм) - 2 шт.; III— контактная стойка (латунь Л-62) — 4 шт.