Не столь важно, чем вы порою бываете заняты: загораете на пляже, бродите по лесу в поисках грибов или заканчиваете очередной этап строительства на даче. Но предлагаемый карманный УКВ приемник должен быть всегда рядом, поскольку он - нередко единственная возможность слушать любимую музыку и получать свежую информацию о происходящих в мире событиях, не прекращая своих занятий.
Как это ни странно, решившись бросить курить, человек страдает от отсутствия в кармане пачки сигарет, Может быть, избавиться от этих мучений поможет УКВ приемник, выполненный, скажем, в опустевшей пачке "Marlboro", Носите его в кармане, и как только потянет закурить - вынимайте пачку и включайте радиоприемник. Глядишь, звуки музыки отвлекут вас от мыслей о курении.
Одно из несомненных достоинств приемника - возможность приема около десятка популярных радиостанций в диапазоне 65,8…74 МГц или 88…108 МГц. Кроме того, приемник обладает неплохими параметрами: его чувствительность - не хуже 7 мкВ, выходная мощность - более 40 мВт, отношение сигнал/шум - не менее 40 дБ, ток потреблении в режиме молчания (при отсутствии принимаемого сигнала) - максимум 10 мА, а потребляемый ток - не более 35 мА, Звуковой излучатель приемника (малогабаритная динамическая головка) воспроизводит сигналы в полосе частот 450…3150 Гц, Источник питаний - батарея напряжением 3 В, работоспособность приемника сохраняется при снижении напряжения до 2 В. Если в качестве источника питания использовать два последовательно соединенных элемента A316, они проработают непрерывно 40...50ч, а с элементами "Varta" - 70…80ч.
Основу приемника (рис, 1) составляет многофункциональная микросхема К174ХА34 (DA1}, которая представляет собой готовый супергетеродинный УКВ приемник, поскольку содержит и гетеродин, и смеситель, и усилитель ПЧ, и частотный детектор, и предварительный усилитель ЗЧ Кроме того, имеются амплитудный ограничитель и система автоподстройки частоты (АПЧ), Остается лишь подключить навесные элементы да "раскачать", при необходимости, выходной сигнал ЗЧ до нужной мощности - это и было осуществлено в радиолаборатории журнала "Радио", причем с максимальным использованием типового включения микросхемы.
С антенны WA1 (ею служит плетеная ручка приемника из многожильного монтажного провода а изоляции) принимаемый сигнал поступает на широкополосный входной колебательный контур L2C11C13, рассчитанный на выбранный диапазон, а с контура - на вход микросхемы (выводы 12, 13), К другому входу микросхемы (выводы 4, 5) подключен контур гетеродина L1C2VD1. Изменением резонансной частоты этого контура настраивают приемник на нужную радиостанцию. Органом настройки в данном случае является варикап VD1. Его емкость изменяют электронным способом, подавая на варикап то или иное постоянное напряжение, снимаемое с движка переменного резистора R2, При этом частота настройки гетеродина превышает частоту сигнала принимаемой радиостанции на 75 кГц- значение промежуточной частоты.
Вся остальная обработка сигналов - смешение, усиление сигнала ПЧ детектирование, предварительное усиление сигнала 34 осуществляется микросхемой, 8 итоге на выводе 14 появляется сигнал 34 амплитудой не менее 100 мВ, который, в принципе, можно подавать на головной телефон сопротивлением ни менее 100 Ом. Для получения наибольшего выходного сигнала ЗЧ вывод 16 микросхемы соединен с общим проводом через конденсатор C9, а для корректировки предыскажений сигнала ЧМ и обеспечения большей устойчивости работы усилители между выводами 15 и 14 включен конденсатор С10, образующий отрицательную обратную связь.
На выводе 9 микросхемы формируется постоянное напряжение, обратно пропорциональное уровню несущей частоты, Его можно использовать, например, для индикации настройки приемника на радиостанцию - светодиод HL2, являющийся одновременно индикатором включения приемника, при точной настройке на радиостанцию будет гаснуть. Правда, в данном варианте приемника эта цель не реализована.
Выходной сигнал ЗЧ поступает с микросхемы на переменный резистор регулировки громкости R6, а с его движка - на усилитель ЗЧ, выполненный по двухтактной схеме на транзисторах VT1-VT5. Но возможно применение. Других вариантов усилителей, способных работать на нагрузку сопротивлением 6 Ом при питающем напряжении 2-3 В. Рассмотрим некоторые из них.
Более всего этим требованиям удовлетворяет усилитель, выполненный на микросхеме К174УН4А (рис, 2), несмотря на то, что в справочнике на нее приведена нижняя граница питающего напряжения 5,4 В. Тем не менее эксперименты показали, что собранный по приведенной схеме усилитель при напряжении питания 3 В развивает на нагрузке сопротивлением в Ом выходную мощность 50…60мВт и сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 2В. Достоинство усилителя также и в малом токе потребления: в режиме молчания - 3 мА, при максимальной громкости - 40…50 мА, Недостатком усилителя ел вдует признать искажения типа "ступенька", которые становятся заметны при уменьшении питающего напряжения и амплитуды входного сигнала.
Следующим вариантом может быть усилитель ЗЧ, выполненный на микросхеме К174УН17, рассчитанной на работу с высокоомными (не менее 30 Ом) стереофоническими головными телефонами, В данном случае вместо телефонов будет работать, например, динамическая головка 0,5ГДШ-1 со звуковой катушкой сопротивлением 50 Ом, При напряжении 2...3 В такой усилитель сможет развивать выходную мощность около 20 мВт, что обеспечит достаточно громкое звучание,
Усилитель ЗЧ на микросхеме К174УН14 работает без искажений при минимальном напряжении питания 2,5 В. Недостатком такого усилителя является значительный ток потребления - это необходимая плата за "чистый" и громкий звук. Так, при питающем напряжении 3В ток покоя составлял 17 мА. При входном сигнале амплитудой 40 мВ выходное напряжение достигало 1 В, потребляемый ток - 40 мА, а выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом - 45 мВт.
Если использовать две микросхемы К174УН14 и включить их по мостовой схеме, то при питающем напряжении 3 В можно добиться выходной мощности 100…110 мВт на той же нагрузки 8 Ом, но значительно (до 120,., 130 мА} возрастет максимальный потребляемый ток, что неприемлемо для малогабаритного приемника.
Опробован и вариант использования микросхемы К174УН20, представляющей собой стереоусилитель для переносной и автомобильной аппаратуры. Она содержит в своем корпусе как бы две микросхемы К174УН14 и имеет несколько лучшие параметры по сравнению с К174УН14 в обычном и мостовом включении. К примеру, нижняя граница питающего напряжения сместилась к 2,2 В, а выходную мощность в мостовом включении 100…110 мВт на нагрузке 8 Ом удалось получить при напряжении 3 В и токе потребления 60…100 мА.
Усилитель ЗЧ на микросхеме К174УН7 начинал работать без искажений при питающем напряжении 3,6 В, его выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом составляла 50 мВт при потребляемом токе 35 мА. С таким же напряжением получались хорошие результаты в случае использовании операционного усилителя К157УД1, обладающего максимальным выходным током 300 мА.
Многие вопросы при построении усилителей ЗЧ для низковольтной миниатюркой аппаратуры снимаются при использовании микросхемы К174УН23 - двухканального усилителя мощности ЗЧ с электронной регулировкой громкости. Эта микросхема может работать как в стереофоническом режиме с выходом на головные телефоны, так и в мостовом монофоническом варианте с нагрузкой на низкоомную динамическую головку. Даже по сравнению с зарубежным аналогом - TDA7050 фирмы Philips - эта микросхема обладает несомненными преимуществами, поскольку способна работать при напряжении 0,9...4,5 В, отдавать в нагрузку сопротивлением 8 Ом при питающем напряжении 3 В до 300 мВт мощности, если использовать мостовое включение, коэффициент гармоник в этом случае не превысит 0,3%.
Любым из предложенных вариантов радиолюбитель сможет воспользоваться в зависимости от наличия соответствующей элементной базы.
А теперь несколько слов о конструкции приемника. Детали его смонтированы на сравнительно миниатюрной плате (рис, 3) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Конечно, просто разместить плату и остальные элементы приемника внутри пачки от сигарет не удастся. Поэтому был изготовлен корпус из прозрачного органического стекла толщиной 3 мм. Если будет другой материал, например, цветной ударопрочный полистирол, подойдет и он, Однако прозрачное органическое стекло более удобно при разметке размещения элементов: видно, как расположить динамическую головку, сколько места занимают элементы питания, где удобнее просверлить отверстия под органы управления и т. д.
Правда, органическое стекло хуже склеивается, чем полистирол. Поэтому выпиленные стенки корпуса приемника удалось скрепить отрезками канцелярских скрепок длиной 5…10 мм, вплавляя их а стекло паяльником и удерживая пинцетом. Снаружи корпус оклеен фольгой от пачки сигарет, что необходимо для экранировки приемника и уменьшения влияния помех. Внешние габариты корпуса получились равными 66x56x34 мм.
Динамическая головка ВА1 - 0.5ГДШ-4 (подойдет 0,25ГДШ-3 диаметром 50 мм и высотой 18 мм) приклеена к передней стенке корпуса клеем "Момент-2", Напротив диффузора в стенке насверлены двухмиллиметровые отверстия. Печатная плата закреплена на стойках и прижата прямоугольными выступами задней крышки корпуса. Отсек питания отделен стойками из органического стекла, которые прикреплены к корпусу с помощью вплавленных отрезков канцелярских скрепок. В отсеке закреплены две пластины фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, одна из которых поделена прорезью в фольге пополам и к одной из половин припаян соединительный провод от выключателя питания (контактная точка ХТ1.1), а к другой - от общего провода приемника (точка XT1.2). Вторая пластина будет служить перемычкой между гальваническими элементами, соединяя их последовательно. Для замены элементов и доступа к печатной плате приходится снимать заднюю крышку, которая крепится к боковым стенкам с помощью двух винтов М3 и вплавленных в крышку гаек. Антенна-ручка закреплена вверху на боковой стенке корпуса,
Ручка настройки выведена с левой стороны вверху корпуса, а регулятор громкости с выключателем питания расположен справа на лицевой панели. Шкала настройки расположена горизонтально в верхней части корпуса - она сделана из переменного резистора R2, на движок которого наклеен красный светодиод HL1, являющийся "стрелкой'' шкалы и индикатором включения питания приемника.
Далее была выбрана пустая пачка из-под сигарет "Marlboro", хотя вполне пригодна любая другая красивая пачка, разрезана по периметру пополам и наклеена на корпус. Пространство между стыками половинок заклеено полосками, вырезанными из другой такой же пачки. Окошко шкалы настройки закрыто тонкой полоской органического стекла во избежание попадания в приемник влаги.
О деталях приемника. На месте VT1 можно установить любой транзистор серий КТ315, КТ342, KT3102 с коэффициентом передачи тока не менее 50. С таким же или большим коэффициентом должны быть транзисторы выходного каскада: на месте VT2, VT5 желательно использовать МП35, МП37Б, МПЗ8, а на месте VT3, VT4 - МП41, МП42А, МП42Б.
Диоды VD2-VD4 - германиевые серий Д2, Д9, Д18 с любым буквенным индексом, Варикап KB109B (VD1) можно заменить на КВ109Г. Учтите, что вывод анода у варикапа маркируется белой точкой или полоской, Светодиод HL1 (а также HL2) можно взять, например, АЛ307В, АЛ307БМ или любой другой, важно, чтобы он потреблял возможно меньший ток при наибольшей яркости свечения.
Постоянные резисторы - МЛТ-0,125 Вт, переменный R2 - СПЗ-36, a R6 - СПЗ-3, Оксидные конденсаторы С16 и С18 - К50-35, остальные - любые. Допускается незначительный разброс емкостей конденсаторов по сравнению с указанными на схеме.
Гетеродинная катушка L1 и входная L2 - бескаркасные, их наматывают виток к витку на цилиндрической оправке внешним диаметром 5 мм, провод - ПЭВ-1 0,9: L1 содержит 12 витков, L2 - 7. Можно использовать и более тонкий провод, но при этом снизится добротность катушек. После намотки катушки нужно растянуть так, чтобы L1 стала длиной 12... 16 мм, а L2- 7…10 мм. В дальнейшем длину каждой катушки придется скорректировать в зависимости от того, на какой диапазон нужно настроить приемник. С увеличением длины катушки [растяжении ее витков) ее индуктивность уменьшается, и наоборот. Если изменением длины подобрать нужную индуктивность не удается, иногда приходится отматывать один-два витка или столько же добавлять.
Собранный без ошибок и из исправных деталей приемник, как правило, начинает работать сразу, но настраивать его все же придется, хотя бы для получения наилучшего звучания, Настройка сводится, по существу, к подгонке индуктивности катушек входного и гетеродинного контуров. Сначала подключают антенну через конденсатор емкостью 20...60 пФ к выводу 12 микросхемы и изменением индуктивности катушки L1, а также перемещением движка переменного резистора R2 из одного крайнего положения, а другое настраивают приемник на выбранный диапазон (65,8,..74 МГц или 88... 108 МГц), контролируя работу приемника по принимаемым радиостанциям или подавая на антенный провод сигнал соответствующей частоты от генератора. После этого восстанавливают подключение антенны и настраивают входной контур по наибольшей громкости звучания передачи.
Усилитель ЗЧ настраивают либо после предыдущего этапа либо отдельно, подавая на его в код сигнал с генератора и наблюдая по осциллографу форму сигнала на выходе усилителя (на коллекторах транзисторов VT4, VT5). Первая задача - получить максимально громкий и неискаженный сигнал в динамической головке, вторая - обеспечить при этом минимальное потребление токи от источника питания.
Минимально потребляемый усилителем ЗЧ ток в режиме молчания не должен превышать 3,5 мА. Если необходимо уменьшить и его, то надо увеличить число параллельно включенных диодов VD2-VD4. Однако следует помнить, что в режиме малого тока покоя возможно появление искажений типа "ступенька".
Далее необходимо подключить вольтметр постоянного тока между выводом коллектора любого выходного транзистора и общим проводом - измеренное напряжение должно соответствовать половине напряжения источника питания. При необходимости его можно установить точнее - подбором резистора R8.
Резистор R5 - ограничительный, его сопротивление влияет, с одной стороны, на громкость звука, а с другой - на появление или исчезновение искажений, особенно при приеме сигналов близко расположенных и мощных радиостанций. Поэтому решать вопрос о подборе этого резистора нужно для конкретного места эксплуатации приемника и условий приема.
