Еще немаловажным является то, что детекторный  приемник позволяет принимать только амплитудно-модулированные сигналы, которые  в настоящее время используются в основном только в радиовещании. Системы подвижной связи обычно применяют либо частотную модуляцию, либо подвид амплитудной – так называемую однополосную модуляцию.

Приёмник  прямого усиления

Рис. 6. Блок-схема приёмника прямого усиления

    Радиоприёмник прямого усиления состоит из колебательного контура, нескольких каскадов усиления высокой частоты, диодного детектора, а также нескольких каскадов усиления низкой частоты.

    Колебательный контур служит для выделения сигнала  требуемой радиостанции. Как правило, частоту настройки колебательного контура изменяют конденсатором переменной ёмкости. К колебательному контуру подключают антенну, иногда и заземление.

    Сигнал, выделенный колебательным контуром, поступает на усилитель высокой частоты. Усилитель высокой частоты (УВЧ), как правило, представляет собой несколько каскадов избирательного транзисторного усилителя. С УВЧ сигнал подаётся на диодный детектор, с детектора снимается сигнал звуковой частоты, который усиливается ещё несколькими каскадами усилителя низкой частоты (УНЧ), откуда поступает на динамик или наушники.

    В литературе приёмники прямого усиления классифицируют по числу каскадов усилителей низкой и высокой частоты. Приёмник с n-каскадами усиления высокой и m-каскадами усиления низкой частоты обозначают n-V-m, где V обозначает детектор. Например, приёмник с одним каскадом УВЧ и одним каскадом УНЧ обозначается 1-V-1. Детекторный приёмник, который можно рассматривать как частный случай приёмника прямого усиления, обозначается   0-V-0.

    Главное преимущество приёмника прямого  усиления — простота конструкции, в  результате чего его может собрать  даже начинающий радиолюбитель. Кроме того, радиоприёмники прямого усиления (в отличие от супергетеродинных приёмников) отличаются отсутствием паразитных излучений в эфир, что может быть важно, если необходима полная скрытость приёмника.

    Основной недостаток приёмника прямого усиления — малая селективность (избирательность), то есть малое ослабление сигналов соседних радиостанций по сравнению с сигналом станции, на которую настроен приёмник (к регенеративному приемнику, являющемуся разновидностью приемника прямого усиления, это не относится). Поэтому этот тип приёмников удобно использовать только для мощных радиостанций, работающих в длинноволновом или средневолновом диапазоне (из-за особенностей распространения волн в ионосфере длинноволновые и средневолновые сигналы не могут распространятся слишком далеко, поэтому приёмник «видит» только ограниченное число местных станций). Из-за этого недостатка приёмники прямого усиления не производятся промышленностью и в основном используются ныне только в радиолюбительской практике.

Супергетеродинный приёмник

    Революция произошла в 1913 году, когда гениальный американский изобретатель Эдвин Армстронг предложил схему супергетеродинного приемника. Схема оказалась настолько удачной, что до настоящего времени девять из десяти приемников работают на этом принципе.

    Смысл загадочного слова супергетеродин заключается в том, что выделенный входным контуром высокочастотный сигнал сначала преобразуется в другую частоту, постоянную для данного типа приемника, а затем на этой, так называемой промежуточной частоте, производится усиление основного сигнала и ослабление мешающих.

Рис. 7. Классическая блок-схема супергетеродинного приемника.

    Благодаря постоянству промежуточной частоты  в супергетеродине удается сравнительно простыми средствами получить высокую  чувствительность и избирательность приемника.

    Как видно из схемы, настройка на радиостанцию осуществляется таким же колебательным  контуром, как и в детекторном  приемнике. Но дальше начинается самое  интересное.

    Гетеродин – это маломощный перестраиваемый генератор. Оказывается, генератор применяется во всех современных приемниках, но его функции отличаются от функций выполняемых в радиопередатчиках.

    В приемнике генератор вырабатывает колебания, которые в дальнейшем складываются с радиочастотой. Причем, как видно из схемы, частота гетеродина синхронно изменяется вместе с настройкой входного контура (с помощью многосекционного КПЕ). Это нужно для того, чтобы частота сигнала, полученная после сложения, всегда оставалась постоянной. Это будет промежуточная частота (ПЧ). Она не зависит от выбранного диапазона настройки и от частоты принимаемой радиостанции.

    Постоянство ПЧ, получаемой на выходе смесителя, позволяет  гораздо эффективней отфильтровать  нежелательные сигналы (радиочастоты соседних радиопередатчиков, эфирные  помехи и т.п.). Это связано с тем, что конструктивно легче создать качественный фильтр на постоянную частоту, нежели на меняющуюся. Промежуточная частота выбирается таким образом, чтобы ее значение не попадало в область частот передающих радиостанций (обычно 465 кГц в отечественной аппаратуре и 455 кГц – в импортной). Кроме того, относительно низкая ПЧ не так требовательна к качеству применяемых элементов (транзисторов, микросхем, фильтров, конденсаторов). Они могут быть низкочастотными и, следовательно, более дешевыми.

    Кроме выделения сигнала входным колебательным  контуром, сигнал проходит еще через  один настраиваемый контур (после  усилителя ВЧ, см. схему). Это позволяет  еще в большей степени избавиться от нежелательных входных сигналов. В ламповую эпоху развития радио супергетеродинные приемники оснащались несколькими резонансными каскадами, каждый из которых подстраивался своей секцией КПЕ, управляемой общей ручкой. Появление качественных полупроводниковых приборов позволило упростить механическую часть схемы, а в дальнейшем и вовсе отказаться от механических КПЕ. В современных радиоприемных устройствах практически не встречаются механические конденсаторы переменной емкости.

    Супергетеродин  с двойным преобразователем частоты

    В приемной части современных радиостанций в большинстве случаев применяется более сложный вид супергетеродинной схемы. Так называемый супергетеродин с двойным преобразованием частоты. От обычного супергетеродина он отличается наличием второго преобразователя и второй промежуточной частоты. Это позволяет обеспечить еще большую чувствительность, избирательность и помехозащищенность. Схема супергетеродина с двойным преобразованием похожа на схему обычного супергетеродина, но с добавлением еще одного гетеродина, смесителя, а также соответствующих каскадов усиления и фильтрации. Первая промежуточная частота обычно более высокая (10.7, 17, 21, 45… МГц), а вторая более низкая (455 МГц).

    Рис. 8. Блок-схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты

    Большинство приемников современных радиостанций и другого радиосвязного оборудования собираются по схеме супергетеродина  с двойным преобразованием. В  некоторых случаях, в частности  в высококлассных любительских приемниках и в специальной технике, применяются супергетеродинные схемы с тройным преобразованием. Для вас принцип их работы уже должен быть очевиден из названия.

 

Глава 4. Построение опытного радиоприёмника и передатчика

    4.1. Приёмник коротковолновика-наблюдателя

Рис. 9. Принципиальная схема приемника

    Принципиальная схема приемника приведена на рисунке. Он супергетеродинного типа и рассчитан на прием сигналов станций в любительских КВ диапазонах 80 м (3,5-3,65 МГц), 40 м (7-7,1 МГц) и 20 м (14-14,35 МГц), работающих как телефоном (ТЛФ), так и телеграфом (ТЛГ).

    Катушки  L₁ — L₆ намотаны на трехсекционных каркасах контуров ПЧ, имеющих ферритовые подстроечные сердечники, и содержат: L₁ и L₄ — по 10 витков провода ПЭЛШО 0,25, L₂, L₃, L₅ и L₆ — соответственно 22, 40, 20 и 35 витков провода ПЭЛШО 0,15. Их витки равномерно распределены во всех секциях каркаса. Катушки и намотанные проводом ПЭВ 0,15, помещены в броневой сердечник каркаса с экраном контура ПЧ. Катушка L₇ содержит 75 витков,    L₈ — 15 витков.

    Постоянные  резисторы — МЛТ; переменные резисторы  — СП или СПО, но резисторы R₁ и R₁₆ должны быть группы В, а R₆  и  R₈ — группы А. Конденсаторы С₁, С₂, С₆, С₅ - типа КЛС, КСО; С₃ - С₅ и С₈ - ПМ, КСО, БМ; С₁₈ и С₁₉— К50-1,   К50-3   или ЭМ;  остальные конденсаторы — КЛС,   МБМ.

    Переключатель диапазонов В₁ — галетный на три положения; переключатель режимов работы В₂ и выключатель питания В₃ — тумблеры ТВ2-1. Головные телефоны высокоомные.

    Личные  доработки:

    1)    Исключить регулятор «Усиление» в виду слабости сигналов.

    2) Вместо головных телефонов поставить двухкаскадный усилитель на транзисторах разной структуры (схема на рис. 8). Этот усилитель прост в изготовлении и обеспечивает хорошее усиление, достаточное для громкого воспроизведения.

    3) Заменить катушки 80-ого и 20-ого диапазона (из-за отсутствия станций) на L₆ – 70 витков, L₄ – 6 витков. 

Рис.10. Усилитель на транзисторах разной структуры. 

 

     4.2. Дуплексная ЧМ радиостанция

    Передающая  часть радиостанции состоит из самого передатчика и линейного 9-ти каскадного усилителя высокой частоты с термостабилизацией работы. Первые пять каскадов по упрощенной схеме, выходные два с компенсацией потерь. Схема передатчика показана на рисунке 9.

Рис.11. Схема передатчика.

    Генератор передатчика собран по схеме емкостной трехточки. Частотная модуляция осуществляется изменением емкости варикапа VD2 за счет подаваемого напряжения с микрофона. Изменение напряжения на микрофоне, за счет воздействия звука, достаточно для получения требуемой девиации частоты без применения дополнительного микрофонного усилителя. За счет параметрического стабилизатора напряжения, собранного на R2 и VD1, обеспечивается стабильная работа генератора передатчика и стабильная частота от изменения напряжения питания. Конденсатор С4 керамические подстроечные емкостью 4/20 пФ. Конденсатор С3 переменный. Катушка L2 бескаркасная наматывается на оправке диаметром 4мм проводом ПЭВ2-0,31 6 витков с отводом от 2-го считая от верхнего по схеме конца. Дроссель L1 50мкГн (60 витков на сердечнике 400Н, 600Н диаметром 2,8 мм и длиной 12...14 мм). Транзистор КТ603 можно заменить на КТ646. Настройка передатчика производится на свободный участок диапазона УКВ 88-108 МГц конденсатором С3 и сдвигая/раздвигая витки катушки L2.

    Схема первых пять каскадов изображена на рисунке 10.

Рис. 12. Схема усилителя.

    На  рисунке изображен только один каскад, т. к. они все собраны по одной  схеме. Предварительные каскады собраны по схеме с общим эмиттером (ОЭ) с термостабилизацией режима работы транзисторов. Транзисторы КТ315 или ГТ308 (у последних больший коэффициент усиления). В двух последних использованы транзисторы КТ914А (для них подобраны свои сопротивления).

Рис. 13. Схема оконечного каскада.

    Оконечный каскад собран по классической схеме с термостабилизацией работы и дополнительными деталями для компенсации потерь в усилении. Транзисторы - мощные высокочастотные, посаженные на теплоотвод.

    Для приёмной части подойдёт любой малогабаритный радиоприёмник, работающий в диапазоне 64 – 108 МГц, только придется сделать антенну 0,5 метра (она оказывает наименьшее сопротивление сигналу) и поставить дополнительно усилитель ВЧ.

 

    Заключение

    Прошло  более 110 лет со дня открытия радио АС. Поповым. За это время техника шагнула далеко вперед. Сегодня, чтобы передать сообщение, нужно просто достать из кармана сотовый телефон и набрать номер. Сейчас никого не удивишь ни спутниковым телефоном, ни телевидением. Всё это реалии наших дней. Однако в экстремальных условиях, при ураганах, землетрясениях, наводнениях и других природных бедствиях современная техника перестает работать. Привычные сотовые телефоны не будут работать и в удаленных местах земного шара, например, на островах Арктики.