Транзисторный приемник

Детекторный приемник работает исключительно за счет энергии радиоволн, улавливаемых антенной. Транзисторный приемник тоже простое устройство, но для его работы совершенно необходим источник постоянного тока. Потребляя его энергию, приемник позволит принимать сигналы тех же радиостанций, но со значительно большей громкостью.

Принципиальная электрическая схема приемника может быть такой, как та, что изображена на рис. 16. Ее левая часть - это детекторный приемник с настройкой колебательного контура конденсатором переменной емкости С2, только вместо телефонов в детекторную цепь включен резистор R1. Правая часть — однокаскадный усилитель ЗЧ. Электролитический конденсатор С4 является связующим элементом между ними. Независимо от способа настройки колебательного контура ферритовым сердечником или конденсатором переменной емкости — модулированные колебания радиочастоты будут проектированы диодом V1. Резистор R1 выполняет роль нагрузки детектора. Создающиеся на нем колебания звуковой частоты через конденсатор С4 поступают на базу транзистора V 2, включенного по схеме ОЭ, а после усиления головными телефонами В1, включенными в коллекторную цепь, преобразуются в звуковые колебания.

Рис. 16. Детекторный приемник с однокаскадным усилителем ЗЧ.

Источником питания служит батарея GВ1 напряжением 4,5 В.

Обратите внимание на полярность включения электролитического конденсатора С4. На базе транзистора по отношению к «заземленному» проводнику — отрицательное напряжение, равное примерно 0,1 В. Поэтому электролитический конденсатор должен подключаться к базе отрицательной обкладкой, т.е. обязательно нужно соблюдать полярность электролитического конденсатора.

Для нормальной работы транзистора на базу кроме входного сигнала подают еще открывающее его напряжение смещения: для транзистора структуры р-n-р — отрицательное, для транзистора структуры n-р-n — положительное. Наиболее простой способ подачи напряжения смещения — это соединение базы транзистора с соответствующим проводником источника питания через резистор. В данном случае такую функцию выполняет резистор R2

В усилителе можно использовать любой из германиевых транзисторов серий МП39 — МП42. А чтобы германиевый транзистор открыть, на его базу относительно эмиттера достаточно подать всего 0,1 В. Нетрудно подсчитать - (по закону Ома), что такое напряжение можно создать на эмиттером переходе, сопротивление которого примем равным 1000 Ом, ток 100 мкА (0,001 А). При этом в зависимости от коэффициента передачи тока h₂₁э коллекторный ток транзистора может достигать 0,8 - 1мА. Примерно в такой режим работы и ставят обычно маломощный транзистор, чтобы он при усилении не искажал сигнал. Дальнейшее увеличение напряжения смещения, а значит и тока коллектора, не имеет смысла, так как от этого усиление сигнала не возрастет, а лишь увеличится расход энергии на питание транзистора. А если напряжение смещения на базе окажется слишком большим? Транзистор также будет искажать сигнал и, кроме того, станет нагреваться из-за большого тока коллектора. Такой ток должен быть и в коллекторной цепи маломощного кремниевого транзистора, но при напряжении смещения на базе 0,5 - 0,6 В.

Коллекторный ток, соответствующий работе транзистора в режиме усиления, радиолюбители обычно устанавливают подбором сопротивления резистора, через который на базу подается напряжение смещения. На схеме этот резистор обозначают звездочкой, символизирующей подбор. Проводник коллекторной цепи этого транзистора пересекают двумя косыми линиями — крестом, а возле него указывают ориентировочный ток покоя, т.е. коллекторный ток транзистора в отсутствии сигнала на базе. Это — статический режим работы транзистора. При подаче сигнала на вход усилителя коллекторный ток станет изменяться, и тем значительнее, чем больше напряжение входного сигнала. Это — динамический режим работы транзистора.

Ориентировочное сопротивление резистора смещения R2, отмеченного звездочкой, можно подсчитать простым умножением сопротивления нагрузки на удвоенное значение коэффициента передачи тока транзистора, используемого в усилителе. Предположим, коэффициент h₂₁э транзистора равен 50, а сопротивление излучателей высокоомного головного телефона, соединенных последовательно, составляет. 4 кОм. Следовательно, сопротивление резистора R2 усилителя транзисторного приемника должно быть примерно 400 кОм. Но это, ориентировочное сопротивление резистора смещения. Во время подгонки заданного режима оно в зависимости от коэффициента h₂₁э транзистора может значительно отличаться от расчетного.

Рис. 17. Схема подгонки режима работы транзистора с помощью переменного резистора.

Варианты однотранзисторного приемника.

Прежде всего — включим в цепь питания последовательно еще одну батарею, чтобы увеличить напряжение источника питания до 9 В, и точно так же переменным резистором добьемся наиболее громкого и неискаженного приема сигналов той же радиостанции. Теперь телефоны будут звучать немного громче. Это потому, что увеличивая напряжение источника питания, мы тем самым повышаем напряжение на коллекторе транзистора и, следовательно, его усиление. Затем заменим батарею питания одним элементом. Теперь, чтобы добиться наиболее громкого приема, сопротивление подстроечной цепочки резисторов придется уменьшить. Телефоны будут звучать тише.

Зависит ли громкость звучания телефонов от статического коэффициента передачи тока h₂₁э транзистора? Конечно, и значительно больше, чем от напряжения источника питания. А чем больше h₂₁э используемого транзистора и напряжение источника питания, тем больше должно быть сопротивление резистора в базовой цепи транзистора. В нашем распоряжении могут оказаться транзисторы с малым коэффициентом h₂₁э, например, равным 10—15. Транзистор с таким h₂₁э даст меньшее усиление низкочастотного сигнала и телефоны будут звучать тише. Но и в этом случае можно добиться громкого радиоприема, если в усилителе будет работать не один, а два таких транзистора. Соединим их так, как показано на рис.18: коллекторы транзисторов вместе, а эмиттер первого транзистора V2—с базой второго транзистора V3. Получится так называемый составной транзистор V2VЗ. Усиление составного транзистора приблизительно равно произведению h₂₁э входящих в него транзисторов. Так, например, если h₂₁э каждого из транзисторов 15, то общий коэффициент усиления составного транзистора будет около 200.

Проверим работу составного транзистора в опытном приемнике. При этом необходимо учесть, что первым транзистором (V2) должен быть тот из составляемых транзисторов, у которого обратный ток коллекторного перехода I_КБО меньше.

Рис. 18. Усилитель приемника с составным транзистором.

Обязательно ли конденсатор С 4 должен быть электролитическим? Нет, но емкость должна быть большой, во всяком случае не меньше 1 мкФ, чтобы оказывать возможно меньшее емкостное сопротивление току звуковой частоты. Среди малогабаритных бумажных нет конденсаторов, обладающих такими емкостями. А если в этом связующем узле приемника будет стоять конденсатор меньшей емкости, то на нем будет падать большая часть напряжения тока звуковой частоты, чем на эмиттерном р-n переходе транзистора, из-за чего будет проигрыш в усилении. Чтобы снизить потери, емкостное сопротивление конденсатора С4 должно быть по крайней мере в 3 - 5 раз меньше входного сопротивления транзистора. Этому требованию и отвечают электролитические конденсаторы.

А нельзя ли вообще обойтись без связующего конденсатора, соединив базу транзистора непосредственно с резистором R1? Можно. Но тогда обязательно надо будет изменить полярность включения диода V1. В этом случае схема приемника примет вид, показанный на рис. 19. Теперь резисторы R1 и R2 образуют делитель, подключенный к батарее, с которого на базу транзистора снимается начальное напряжение смещения. Основной же нагрузкой детектора становится уже не резистор R1, как было в предыдущем варианте приемника, а эмиттерный переход транзистора. А так как сопротивление эмиттерного перехода много меньше сопротивления резистора R1, этот резистор вообще можно исключить из приемника.

Испытаем этот вариант приемника в действии. Режим работы транзистора устанавливай так же — подбором резистора R2.

Рис. 19. Схема возможного варианта однотранзисторного приемника.

Почему полярность включения диода должна быть обязательно такой, как показано на рис. 19? Чтобы по постоянному току база транзистора не оказалась замкнутой на эмиттер. Объясняется это очень просто. На базе транзистора относительно эмиттера действует отрицательное напряжение, равное примерно 0,1 В. И если с ней будет соединен не анод диода, а катод, то диод откроется, через него и катушку L1 потечет прямой ток и он перестанет выполнять функцию детектора.

А нельзя ли и диод исключить из приемника? Можно. Но тогда транзистор должен быть полевым, например КП103.

Принципиальная схема такого варианта приемника показана на рис. 20. Диода, как видишь, в нем нет. Транзистор включен по схеме ОИ. Между входным колебатель­ным контуром L1С2 (может быть любым) и затвором транзистора включен конденсатор С3 (100—150 пФ), а между затвором и истоком— резистор R1 (750 кОм—1,5 МОм). Головные телефоны, включенные в цепь стока, заблокированы конденсатором С4 (2200—3300 пФ). Источником питания служит батарея GВ1 напряжением 9 В (две батареи, соединенные последовательно). Питание включают выключателем S1.

Как в таком приемнике происходит детектирование модулированных колебаний радиочастоты? Роль детектора в нем выполняет р-n переход между затвором и каналом.

Рис. 20. Схема приемника на полевом транзисторе

Действуя как выпрямитель, он создает на резисторе R1 слабые колебания звуковой частоты, которые усиливаются транзистором и преобразуются телефонами в зву­ковые колебания. Конденсатор С4, блокирующий телефоны по высокой частоте, выполняет ту же роль, что и аналогичный ему конденсатор детекторного приемника.

Входное сопротивление полевого транзистора огромно — в тысячи раз больше входного сопротивления биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ. Это преимущество полевого транзистора и позволило использовать его в приемнике для одновременного детектирования: радиочастотной составляющей и усиления сигнала звуковой частоты.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: