Приемник прямого усиления с АРУ

[vladn]

Выбирая какую схему взять за основу для первого "серьезного" АМ приемника моего сына я остановился на приемнике Полякова:
http://amfan.ru/ekonomichnye-priemni...istorax-s-aru/

В этой конструкции меня привлекло следующее:
1. Последовательное включение контура в каскад с ОБ обеспечивает близкий к линейному рост добротности контура с частотой, а, следовательно, постоянство полосы пропускания во всем диапазоне СВ. Кроме этого, низкий импеданс согласования делает приемник сравнительно устойчивым к самовозбуждению по ВЧ, контур можно вынести витой парой далеко от платы.
2. Наличие АРУ по ВЧ.
3. Низковольтное питание.
4. Меня заинтриговал детектор автора, о его модификации я писал тут:
http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1024872

При этом хотелось получить возможность принимать DX на магнитную антенну, поэтому я решил несколько увеличить усиление по ВЧ. После нескольких вечеров моделирования, а затем отладки прототипа я пришел к такой вот схеме:



Основные отличия от оригинала (исключая детектор, о котором ссылка выше):
1. Q2 включен не повторителем, а по схеме с ОЕ (с новым детектором повторитель не нужен) и на него заведено напряжение АРУ. Это значительно повысило усиление УВЧ, а также позволило увеличить диапазон АРУ.
2. На Q4 собрано подобие ФНЧ 3-го порядка Sallen-Key с нулем на 10кГц. Подобие, потому что повторитель довольно сильно нагружен (Ку<1), но даже "подобие" значительно лучше двух RC цепочек. В приемнике прямого усиления интерференционный свист сильно раздражает. Такой фильтр значительно (>25db) ослабляет свист. Кроме этого Q4 играет роль буфера сигнала АРУ и обеспечивает сдвиг напряжения АРУ на величину Vbe.
3. Ток Q1 значительно увеличен - 1.5ма (до срабатывания АРУ), это примерно 26/1.5 ~= 17 ом входного импеданса эмиттера, поэтому при небольшом уровне сигнала добротность контура выше, чем в оригинале и позволяет использовать стандартный КПЕ с большой емкостью. При уменьшении коллекторного тока Q1 входное сопротивление каскада растет и добротность контура падает - локальные станции принимаются с широкой полосой.
4. Светодиод D4 выполняет несколько функций:
- шунтирует нагрузку Q1 при срабатывании АРУ;
- предотвращает полное закрытие Q2 (закрытие Q2 приводит к искажениям);
- работает индикатором настройки (на сильные станции).

Использование комплeментарной комбинации Q1-Q2 в УВЧ значительно уменьшает проблемы паразитной связи по питанию. Все работает на макетке без RC развязки по питанию между каскадами УВЧ.

В качестве нагрузки я использую низкоомные "hifi" наушники. При сильном сигнале и срабатывании АРУ ток Q5 растет, что оптимизирует потребление энергии от батарей.

Один важный момент - изначально я использовал цепочку диодов в детекторе по второй схеме модификации детектора (см ссылку). Но температурная стабильность схемы оказалось недостаточной. (Отступление для интересуюшихся: коэффициент идеальности в формуле Shockley современных кремниевых ВЧ диодов ~1.5-2, а эмиттерный переход почти точно 1. Это приводит к тому, что при малом токе смещения (в детекторе Полякова ~1uA), падение напряжение на диоде в ~1.5 раза меньше, а температурный коеффициент в ~1.5 раза больше чем Vbe транзистора.) Поэтому в окончательном варианте я заменил три диода на два транзистора включенных диодами, и получил разумно стабильную рабочую точку Q1 в индустриальном диапазоне температур и напряжений питания от 2В до 3В. Температурный диапазон для Q2 несколько хуже, поэтому если вы собираетесь использовать приемник зимой на морозе или летом на пляже , то лучше отключить АРУ от Q2, а смещение подать с коллектора.

За счет трех независимых механизмов АРУ (Ку двух каскадов, изменение добротности контура и шунтирование нагрузки светодиодом) диапазон работы АРУ приемника без видимых/слышимых искажений >40дБ, а с умеренными искажениями 50-60дБ. При изменении уровня ВЧ сигнала на 40дБ, уровень НЧ сигнала меняется менее чем на 6дБ.

Теперь о наладке:
1. Предельно аккуратно проверьте монтаж схемы (вне зависимости от вашего опыта). Я, к примеру, использовал даташит от другого транзистора и очень удивился, что приемник при первом включении не проявил признаков жизни . Оказалось, что 2n3904, BC547 и 2SC* имеют совершенно разное размещение выводов в корпусе TO-92 . Чтобы не повредить схему, первое включение лучше делать через последовательный резистор 100ом и измерить ток потребления (<10ма). При касании пинцетом базы Q4 в наушниках должен быть слышен фон умеренной громкости.
2. Установите рабочую точку Q1 и Q2 с *выключенной АРУ* (важно). Для этого отсоедините магнитную антенну и конденсатор C3 (в базе детектора). Подключите свежезаряженные аккумуляторы 2хАА. Проверьте напряжение питания Vcc и запишите его. Подбором резистора R11 установите напряжение на коллекторе Q1 примерно 1В (диапазон R11 достаточно широк, скажем от 10к до 50к, если этого окажется недостаточно, то можно изменить R1 от 47ом до 220ом). Далее подбором резистора R3 установите напряжение на коллекторе Q2 примерно Vcc-1В.

Собрано совместно с сыном (динамик пока что не используется):

[RA3WDK]

Если это первый приемник, то цель собрать "серьезный" - не должна стоять в первом ряду. Я бы начал обучение поэтапно - с 0-V-1 , 1-V-1,
2-V-2 с классическими ОЭ каскадами и детектором на одном (двух , с умножением) диодах.
Далее, можно было бы добавить АРУ. Потом можно уже к регенератору и супергетеродину переходить.
Ваша схема оригинальна, но не оптимальна для обучения. Главное, чтобы обучаемый понял назначение каждого элемента, еще лучше - сам бы рассчитал по примеру, сам собрал и исправил ошибки.

Возможно, это мое мнение, сформированное "старой школой" кружков ДОСААФ. Допускаю, что креативность в электронике с азов - польза, но сам я прошел другой путь.

[ПАПА]

Опечатка на схеме. Q6 вместо Q4.

[ГРАНИТ]

Чем можно без ущерба заменить пару 3904-3906 ? Например для ВС547, или какого нибудь ширпотреба С12хх С21хх итд, коих обычно всегда есть в "буржуинских" платах.

[vladn]

Если это первый приемник, то цель собрать "серьезный" - не должна стоять в первом ряду.

Не первый конечно, делали с ним детекторный и 0V2. Но этот он "крутил" несколько дней

Опечатка на схеме. Q6 вместо Q4.

Да, надо будет исправить.

Чем можно без ущерба заменить пару 3904-3906

Любые кремниевые высокочастотные. Думаю КТ315/КТ316 будут работать.

[ГРАНИТ]

Спасибо! Про эти то (315-316) я подумал. Просто 3904 имеется целая горсть, а вот 3906 что то не припомню. Хорошо, поищу пары по справочникам.

[vladn]

Очепятку (Q6->Q4) поправили, спасибо модератору.

Вчера сделал видео, прием на встроенную магнитную антенну. Я правда "схитрил" , - во-первых вышел на крыльцо (дома очень сеть шумит), во-вторых поставил alkaline вместо NIMH, чтобы лучше было видно светодиод. К сожелению, интересные передачи/музыка тут на MW случаются не часто, так что это чисто техническая демонстрация.

[Евгений240]

Владимир, впечатлило! Оооочень давно слушал приёмник прямого усиления. Неожиданно неплохая избирательность (особенно вкупе с пространственной избирательностью МА). Очень даже неплохой звук. Но вот чуствительнось, если отцепить шнуры для записи, скорее всего сильно упадёт?

[UA1ANP]

То: vladn, да, впечатляет!
Владимир, а какой у Вас QTH? Нет не одной русскоязычной станции.

[vladn]

В приемнике очень качественный феррит, fair-rite тип 61, диаметр 12.5мм. Добротность контура (до срабатывания АРУ), думаю несколько сотен. Камера не подключена к сети, поэтому провод наушников работает не хуже.

Добавлено через 5 минут(ы):

Владимир, а какой у Вас QTH?

Хороший вопрос, знать бы что такое QTH . Догадываюсь что это местоположение - NJ, USA