Ю. П. Алексеев бытовая радиоаппаратура и ее ремонт

РАДИОПРИЕМНИКИ, РАДИОЛЫ

И МАГНИТОЛЫ 3-ГО КЛАССА
5.1. Переносные радиоприемники 3-го класса без УКВ диапазона
Принципиальные схемы переносных радиоприемников 3-го клас­са без УКВ диапазона отличаются от рассмотренных в гл. 4 схем двухдиапазонных (ДВ, СВ) переносных радиоприемников только наличием диапазона KB и связанным с этим построением каскада преобразователя частоты. Преобразователь частоты обычно вы­полняется с отдельным гетеродином, а вся схема радиоприемника — на восьми транзисторах.



Рис. 5.1. Схема высокочастотных каскадов и тракта промежуточной частоты радио­приемника «Спорт-301»
Базовой моделью для всех переносных радиоприемников 3-го класса без УКВ диапазона (за исключением радиоприемника «Банга») является радиоприемник «Спорт-2», который после не­большой модернизации выпускался под названием «Спорт-301». На рис. 5.1 приведена схема высокочастотных каскадов и тракта промежуточной частоты радиоприемника «Спорт-301» В этих кас­кадах имеются некоторые отличия от рассмотренных ранее схем переносных радиоприемников 4-го класса.

Во входных цепях KB поддиапазонов используются одиночные резонансные контуры L2C2C6C9C11 — 1 — для KBI и L1C1C5C11 -1 — для КВН, которые имеют автотрансформаторную связь со шты­ревой антенной и индуктивную связь с базой транзистора VT1, вы­полняющего функцию смесителя.

Гетеродин выполнен на отдельном транзисторе VT2. Преиму­щество использования такого схемного решения рассмотрено в гл. 4 применительно к схемам переносных радиоприемников 4-го клас­са с KB диапазоном (см. рис. 4.9). Отличительной особенностью схемы радиоприемника «Спорт-301» является то, что напряжение гетеродина, определяющее режим работы преобразователя частоты, подается в цепь эмиттера транзистора смесителя VT1, а принима­емый сигнал — в цепь базы. Оптимальное условие преобразования выполняется при напряжении гетеродина на эмиттере транзистора VT1, равном 70...150 мВ на всех диапазонах.

Неработающие катушки контуров гетеродина замыкаются нако­ротко с помощью контактов переключателя S1 — 6, чтобы исклю­чить в них возникновение собственных колебаний, частота которых может оказаться равной одной из рабочих частот включенного диапазона. Гетеродинная катушка ДВ L7 замыкается накоротко при работе в диапазоне СВ, а при работе в диапазоне ДВ наобо­рот — замыкается накоротко катушка L8 контура гетеродина СВ. Аналогично замыкаются гетеродинные катушки поддиапазонов KBI L6 и КВП L5 при включении соответственно поддиапазонов КВН и KBI.



Рuc. 5.2. Схема тракта промежуточной частоты радиоприемника «Спорт-304»
Смеситель выполнен на транзисторе VT1 по схеме с общим эмит­тером для принимаемого сигнала, а для сигнала гетеродина — по схеме с общей базой, поскольку при таком включении проходная емкость транзистора меньше, а соответственно меньше влияние выходного сигнала каскада на входной.

Для облегчения настройки на принимаемые радиостанции в некоторых участках поддиапазонов KBI и КВН, где плотность расположения их по шкале радиоприемника очень велика, в пере­носных радиоприемниках 3-го класса наряду с использованием вер­ньерных устройств с большим коэффициентом замедления для пе­редачи вращения от ручки настройки приемника на ось конденса­тора переменной емкости используется плавная подстройка. Эта подстройка осуществляется подключением к контуру гетеродина на каждом поддиапазоне дополнительного подстроечного конденса­тора малой емкости с отдельной ручкой настройки (С19 — 1 и С19 — 2 на рис. 5.1). При изменении емкости этого конденсатора частота гетеродина изменяется незначительно. Этим достигается «растягивание» участка диапазона KB вблизи частоты настройки приемника. Таким образом, настройка на станцию как бы двух­ступенчатая: вначале грубая — с помощью основного конденса­тора переменной емкости, а затем точная, с помощью дополнитель­ного подстроечного конденсатора. Для выделения сигнала про­межуточной частоты в качестве нагрузки смесителя используется пьезокерамический фильтр (Z на рис. 5.1), обеспечивающий требуе­мую избирательность по соседнему каналу.

Двухкаскадный УПЧ выполнен на транзисторах VT3 и VT4, в коллекторные цепи которых в качестве нагрузки включены широ­кополосные резонансные контуры L10C30 и L11C35 соответственно. Для стабилизации режима второго каскада УПЧ и предотвраще­ния возбуждения при большом сигнале в коллекторную цепь тран­зистора VT4 включен антипаразитный резистор R18.

Из переносных приемников 3-го класса без УКВ диапазона не­которые отличия от рассмотренной схемы имеют радиоприемники «Спорт-304», «Спорт-305» и переносные радиолы «Мрия» и «Мрия-301». Они выполнены на девяти транзисторах.

Основные отличия заложены в тракте УПЧ. Схема его приве­дена на рис. 5.2. Дополнительный каскад на транзисторе VT5 служит высокоомной нагрузкой детектора. Этот каскад улучша­ет также эффективность работы АРУ.

Для АРУ используется постоянная составляющая коллекторного напряжения на нагрузке R28 транзистора VT5, которая подается через делитель напряжения R12 R13 R14 в цепь базы транзистора VT3 первого каскада УПЧ. Кроме того, усиление каскада на тран­зисторе VT3 регулируется напряжением, снимаемым с резистора R29, включенного в цепь эмиттера транзистора VT5. Для улучшения работы АРУ при очень высоких уровнях входного сигнала парал­лельно контуру L17C15 в коллекторной цепи транзистора смесителя VT1 включен ограниченный диод VD1. Диод тем сильнее шунтиру­ет контур, чем больше сигнал на входе приемника.



Рис. 5.3. Схема тракта высокой и про­межуточной частот радиоприемника «Банга»
Уменьшение нелинейных искажений, вносимых детектором, и увеличение его коэффициента передачи достигаются подбором нап­ряжения смещения на диод VD2, снимаемого с R22 R23. Напряжение смещения формируется за счет тока эмиттера транзистора VT4 второго каскада УПЧ.

Схема переносного радиоприемника «Банга», имеющего диапа­зоны ДВ, СВ и KB, несколько отличается от всех рассмотрен­ных схем радиоприемников 3-го класса. Отличия заключаются в основном в построении высокочастотного тракта и тракта проме­жуточной частоты (рис. 5.3.). В схеме применен апериодический УВЧ на транзисторе VT1. Для ослабления сигналов с частотой, равной промежуточной, в схеме применен последовательный контур L8C20, настроенный на частоту 465 кГц.

Избирательность по соседнему каналу обеспечивается четырех-контурным ФСС. Связь между первым и вторым контурами ФСС, а также между четвертым контуром и базой транзистора VT4 — индуктивная. Второй и третий, а также третий и четвертый контуры имеют внешнеемкостную связь через конденсаторы С27 и СЗО. Ве­личина связи выбирается исходя из требований обеспечения по­лосы пропускания тракта ПЧ 7,5...8,0 кГц на уровне — 6 дБ.

Двухкаскадный УПЧ построен на одноконтурных каскадах на транзисторах VT4 и VT5 с нейтрализацией внутренних обратных связей через конденсаторы С37, С47, через которые на базы тран­зисторов VT4 и VT5 подаются напряжения выходного сигнала в противофазе напряжениям сигнала, поступающим туда же через емкости коллектор — база транзисторов.

Питание транзисторов каскадов УВЧ, смесителя и гетеродина, а также базовых цепей транзисторов VT4 и VT5 тракта УПЧ произ­водится от стабилизатора напряжения, выполненного на транзис­торе VT6 и кремниевом диоде VD1. Стабилизация осуществляется за счет свойства транзисторов сохранять практически постоянным ток в коллекторной цепи при изменении напряжения между кол­лектором и эмиттером и при неизмененном смещении на базе.

Напряжение базового смещения стабилизировано опорным ди­одом VDJ (Д101), который работает на прямолинейном участке вольт-амперной характеристики. При изменении напряжения пи­тания ток, проходящий через транзистор VT6, а следовательно, и напряжение на его нагрузке, будут изменяться незначительно. Наг­рузкой же транзистора VT6 являются цепи питания транзисторов вышеуказанных каскадов. В результате при разряде батарей напря­жение питания этих каскадов будет изменяться незначительно до определенного уровня, заданного напряжением стабилизации.
5.2. Переносные радиоприемники и магнитолы 3-го класса с УКВ диапазоном
Общие сведения. Все многообразие переносных радиоприемни­ков и магнитол 3-го класса с УКВ диапазоном по построению их структурных схем можно разделить на две группы: модели с сов­мещенным трактом УПЧ АМ-ЧМ и модели с разделенными трак­тами УПЧ AM и УПЧ ЧМ.

Более распространенными являются модели первой группы. Построение в них тракта AM аналогично рассмотренным схемам радиоприемников 3-го и 4-го классов без УКВ даипазона, но в тракте промежуточной частоты одни и те же транзисторы исполь­зуются как в тракте AM, так и в тракте ЧМ сигналов. Высоко­частотные каскады УКВ диапазона — входная цепь, УВЧ и преоб­разователь частоты — представляют собой блок УКВ. Транзис­торы (или интегральные микросхемы), работающие в блоке УКВ, в других каскадах радиоприемника не используются.



Рис. 5.4. Схема высокочастотных каскадов тракта УКВ радиоприемника «Рига-302»
Построение структурных схем с раздельными трактами УПЧ АМ-ЧМ до недавнего времени являлось принадлежностью моделей более высоких классов (высшего, 1-го и, очень редко, 2-го классов). Однако уже начали выпускаться и переносные модели 3-го класса с раздельными трактами УПЧ АМ-ЧМ (например, магнитола «Эв-рика-302»).

По используемой элементной базе схемы переносных радио­приемников и магнитол 3-го класса с УКВ диапазоном выполнены:

полностью на германиевых транзисторах (радиоприемник «Рига-302»), с использованием кремниевых и полевых транзисторов (маг­нитола «Вега-326»);

с использованием интегральных микросхем серии К224 (радио­приемники: «Орион-301», «Орион-302», «Урал-301», «Урал-302», «Восход-308», «Восход-320», «Сокол-308»; магнитолы: «Ореанда-301», «Ореанда-302», «Вега-320», «Томь-305»);

с использованием интегральных микросхем серии К237 (маг­нитола «Эврика-302»).

Блоки УКВ. Блок УКВ практически во всех радиоприемниках (за исключением радиоприемника «Рига-302») выполняется в виде функционально законченного экранированного узла. Это вызвано необходимостью максимально уменьшить излучение УКВ гетеро­дина радиоприемника на частотах, попадающих в спектр частот телевизионных каналов, чтобы исключить помехи при приеме теле­визионных передач.

Схема блока УКВ переносных радиоприемников и магнитол 3-го класса может быть выполнена: на двух транзисторах («Рига-302»); на трех транзисторах («Вега-326»); на одном транзисторе и интегральной микросхеме («Орион-301» и др.); на одной интег­ральной микросхеме («Эврика-302»).

Наиболее простая схема блока УКВ в радиоприемнике «Рига-302» (рис. 5.4.) выполнена на двух германиевых транзисторах ГТ322А. Транзистор VT1 выполняет функцию УВЧ, VT2 — преоб­разователя частоты.

Входная цепь в УКВ диапазоне радиоприемника «Рига-302» от­сутствует. Сигнал с штыревой антенны подается через конденсатор С2 непосредственно на эмиттер транзистора VT1. Входное сопротив­ление транзистора в схеме с общей базой на частотах УКВ диапа­зона составляет 40...50 Ом. Оно оказывается практически согласо­ванным с сопротивлением штыревой антенны, поэтому входной кон­тур не используется.



Рuc. 5.5. Схема блока УКВ магнитолы «Вега-326»
В коллекторную цепь транзистора VT1 включен резонансный контур L1C7C8C10, перестройка которого в диапазоне принимаемых частот УКВ диапазона (65,8...73 МГц) осуществляется секцией блока конденсаторов переменной емкости С7. Резонансный контур УВЧ со стороны преобразователя нагружен на очень низкое вход­ное сопротивление транзистора VT2 (около 30...50 Ом). Поэтому для обеспечения требуемой избирательности по зеркальному каналу связь контура УВЧ со входом преобразователя частоты осуществля­ется через конденсатор СП малой емкости (3 пФ).

Транзистор гетеродинного преобразователя частоты VT2 выпол­няет три функции: генерирование колебаний, смешение принима­емого сигнала с сигналом гетеродина и усиление сигнала про­межуточной частоты. Гетеродин работает как генератор с само­возбуждением по схеме с общей базой. Частота гетеродина выб­рана выше частоты принимаемого сигнала. Напряжение обратной связи с контура гетеродина через конденсатор С12 подается в эмиттерную цепь транзистора VT2. Дроссель L2 и конденсатор СП в цепи эмиттера служат для создания условий самовозбуждения ге­теродина. Сопряжение настроек контуров гетеродина и УВЧ осу­ществляется подстроечными конденсаторами С8 и С27.

В коллекторную цепь транзистора — преобразователя частоты включен двухконтурный фильтр L13C28, L15C36, настроенный на промежуточную частоту 10,7 МГц. Конденсатор С28 является од­новременно емкостью первого контура фильтра промежуточной час­тоты и емкостью связи контура гетеродина с коллектором. Связь между контурами фильтра ПЧ — индуктивно-емкостная, через катушку связи L14 и конденсатор С34. Для согласования вход­ного сопротивления тракта промежуточной частоты с выходным соп­ротивлением преобразователя частоты предназначена катушка связи L16, индуктивно связанная с катушкой L15 второго контура фильтра промежуточной частоты.

Схема блока УКВ магнитолы «Вега-326» выполнена на трех кремниевых транзисторах (рис. 5.5.). Входной контур L2C2C3 — широкополосный, настроен на среднюю частоту диапазона УКВ (69,5 МГц). Связь контура с антенной — индуктивная, с помощью катушки связи L1. Связь контура с эмиттером транзистора VT1 (КТ368Б) каскада УВЧ — емкостная, через делитель напряжения С2СЗ.

В коллекторную цепь транзистора VT1 включен резонансный контур L3C5C6C7C8C10, перестраиваемый в диапазоне принима­емых частот с помощью конденсатора переменной емкости С8.

Сигнал с контура УВЧ через конденсатор связи СП подает­ся на базу транзистора VT3 (К.Т339А), выполняющего функцию смесителя и включенного по схеме с общим эмиттером.

Гетеродин выполнен на транзисторе VT2 (КТ339А) по схеме с общей базой. Контур гетеродина L14C17C18C19C22C23 С_ва|, перестраивается с помощью конденсатора переменной емкости С19, объединенного в один блок с конденсатором С8.

Напряжение обратной связи с коллектора на эмиттер VT2 подается через конденсатор С12. Напряжение с контура гетеро­дина через конденсатор С15 подается на базу транзистора сме­сителя.

Нагрузкой смесителя является двухконтурный полосовой фильтр, состоящий из двух индуктивно связанных контуров L5C20 и L6C24. Фильтр настроен на промежуточную частоту 10,7 МГц. Сигнал промежуточной частоты со второго контура фильтра ПЧ подается на вход УПЧ через катушку связи L7.

В блоке УКВ используется автоматическая подстройка час­тоты гетеродина (АПЧ) с помощью емкости варикапа VD1 (Д902), включенного в контур гетеродина через конденсатор С23. Управляющее напряжение на варикап подается с частот­ного детектора через резистор R14.



Рис. 5.6. Структурная схема системы АПЧ
Принцип работы АПЧ пояс­няется структурной схемой рис. 5.6. При отклонении частоты гете­родина (или частоты настройки приемника), а следовательно, и промежуточной частоты, от номи­нального значения на выходе час­тотного детектора появится по­стоянное напряжение, величина и полярность которого зависят от величины и знака расстройки. Это напряжение воздействует на управляющий элемент (варикап), включенный в контур гетеродина. В результате емкость варикапа изменяется, а следовательно, изменяется и частота гетеродина так, что промежуточная частота становится равной номиналь­ному значению (10,7 МГц).

Эффективность системы АПЧ оценивается коэффициентом автоподстройки К, т. е. отношением начальной расстройки Дfн (без действия системы АПЧ) к остаточной расстройки Аf_о, к которой сводится начальная расстройка при включении системы АПЧ:



Остаточная расстройка тем меньше, чем больше коэффици­ент автоподстройки, который зависит от крутизны характерис­тики частотного детектора S_a, В/кГц, и крутизны характерис­тики варикапа 5_вар, кГц/В: K = 1 — S_aS_nap.

Для правильной работы АПЧ необходимо, чтобы коэффици­ент автоподстройки К был больше единицы. Это может быть, если знаки крутизны характеристик частотного детектора S_A и варикапа 5_вар противоположны. Тогда при увеличении частоты гетеродина частотный детектор создает напряжение такой по­лярности, при которой емкость варикапа вызовет уменьшение частоты гетеродина. Чем больше S_A и S_Bap, тем больше К.


Рис. 5.7. Схема блока УКВ радиоприемника «Орион-301»
Характеристика частотного детектора имеет форму S-кривой (см. рис. 5.10). Крутизна ее зависит от выбранных параметров контура частотного детектора. Увеличение крутизны 5_Д ограни­чивается полосой пропускания частотного детектора. Крутизна характеристики зависимости емкости варикапа от приложенно­го постоянного напряжения S_Bap зависит от положения рабо­чей точки, т. е. от опорного напряжения смещения и от степени включения варикапа в контур гетеродина. Чем больше коэффи­циент включения варикапа в контур гетеродина, тем больше ска­зывается его управляющее воздействие.

Блок УКВ радиоприемника «Орион-301» (рис. 5.7) выпол­нен на одном транзисторе VT1 и одной интегральной микросхе­ме. Этот блок является унифицированным и используется в ряде других моделей переносных радиоприемников и магнитол 3-го класса. Входная цепь блока рассчитана на работу от шты­ревой антенны и представляет собой широкополосный неперерас-страиваемый последовательный контур L1C1. В контур входит также входная емкость транзистора VT1, выполняющего функ­цию УВЧ. Контур настроен на среднюю частоту УКВ 69,5 МГц.



Рис. 5.8. Схема тракта усиления сигналов промежуточной частоты радиоприемника «Орион-301»
Транзистор VT1 (ГТ313Б) включен по схеме с общей базой. В его коллекторной цепи включен резонансный контур L2C3C4 — 2С5, перестройка которого в диапазоне принимаемых частот осуществляется с помощью секции блока конденсаторов пере­менной емкости С4 — 2. Сопряжение настройки контура УВЧ с контуром гетеродина осуществляется изменением индуктивности контурной катушки L2 с помощью сердечника и емкости подстроечного конденсатора S5. Со входом смесителя контур УВЧ свя­зан с помощью катушки связи L3.

Гетеродин и смеситель выполнены на микросхеме К224ХА1А. Гетеродин построен на транзисторе VT3 микросхемы, который включен по схеме с общей базой. Обратная связь между коллек­тором и эмиттером осуществляется через конденсатор С6 (3,9 пФ), подключенный к выводам 7 и 9 микросхемы, и конденсатор ем­костью 0,033 мкФ, находящийся внутри микросхемы.

Транзистор VT2 микросхемы, выполняющий функцию смеси­теля для сигнала промежуточной частоты, включен по схеме с общим эмиттером. Эмиттер транзистора соединен с корпусом че­рез развязывающий конденсатор емкостью 0,033 мкФ, находя­щийся внутри микросхемы, небольшую часть катушки контура гетеродина L4 и конденсатор С8. Через эту же цепочку к эмиттеру подводится напряжение гетеродина, снимаемое с части контура L4CWC8C4-4 — C_BapCllC12.

Для автоматической подстройки частоты гетеродина в контур гетеродина включен варикап VDJ (Д902), управляющее напря­жение на который подается с частотного детектора через фильтр . R10C13R9.

Перестройка контура гетеродина осуществляется одной из сек­ций С4-4 блока конденсаторов переменной емкости С4 (см. рис. 5.7). Особенностью этого четырехсекционного КПЕ является то, что его две секции используются для перестройки контуров УКВ диапазона, а две другие — для перестройки контуров диапазонов ДВ, СВ и КВ.

Нагрузкой смесителя является одиночный контур L5C7, наст­роенный на промежуточную частоту 10,7 МГц. Связь контура со входом первого каскада тракта усиления сигналов промежуточной частоты индуктивная — с помощью катушки связи L6.

Схема блока УКВ, выполненного полностью на одной интег­ральной микросхеме (в магнитоле «Эврика-302»), очень незначи­тельно отличается от схемы блока УКВ переносного радиоприем­ника 2-го класса «Меридиан-202», рассмотренный в гл. 6 (см. рис. 6.4). Поэтому в данном разделе эта схема блока УКВ не рассмат­ривается. Отличия заключаются лишь в построении входной цепи и связи контура УВЧ со смесителем.