Интересные схемы приемников на лампах. Низковольтный ламповый сверхрегенеративный FM-приемник без выходного трансформатора. Настройка и устранение неисправностей

Здравствуйте.

Примечание

В конце статьи есть два видеоролика, которые примерно дублируют содержимое статьи и демонстрируют работу устройства.

Основным элементом данного типа приемников является сверхрегенеративный детектор, который является одновременно как частотным детектором, так и усилителем радиочастоты. Такой эффект достигается за счет применения регулируемой положительной обратной связи. Подробно описывать теорию процесса не вижу смысла, так как «все написано до нас» и без проблем осваивается по этой ссылке .

Далее в данном наборе букофф будет сделан акцент на описание постройки проверенной конструкции, ибо встреченные в литературе схемы часто сложнее и требуют более высокого анодного напряжения, что нам не подходит.

Начал я поиск схемы, удовлетворяющей поставленной требованиям, с книги товарища Туторского «Простейшие любительские передатчики и приемники УКВ» образца 1952 года. Там нашлась схема сверхрегенератора, но лампу, которую было предложено использовать я не нашел, а с аналогом схема у меня так нормально и не завелась, так что поиски были продолжены.

Затем была найдена вот эта . Она уже подходила мне лучше, но в ней присутствовала зарубежная лампа, которую найти еще сложнее. В итоге было принято решение начать эксперименты с использованием распространенного примерного аналога, а именно, лампы 6н23п, которая прекрасно себя чувствует в УКВ и может работать при не слишком большом анодном напряжении.

Взяв за основу эту схему:

И проведя ряд экспериментов была сформирована следующая схема на лампе 6н23п:

Данная конструкция работает сразу (при правильном монтаже и живой лампе), причем выдает неплохие результаты даже на обычные наушники-вкладыши.

Теперь подробнее пройдемся по элементам схемы и начнем с лампы 6н23п (двойной триод):

Чтобы понять правильное расположение ног лампы (информация для тех, кто раньше с лампами дел не имел), нужно повернуть ее ножками к себе и ключом вниз (сектор без ножек), тогда представший перед вами прекрасный вид будет соответствовать картинке с распиновкой лампы (работает и для большинства других ламп). Как видно по рисунку, в лампе целых два триода, но нам нужен всего один. Вы можете использовать любой, никакой разницы нет.

Теперь пойдем по схема слева на право. Катушки индуктивности L1 и L2 лучше всего мотать на общем круглом основании (оправке), идеально для этого подходит медицинский шприц диаметром 15мм, причем L1 желательно мотать поверх картонной трубки, которая с небольшим усилием движется по корпусу шприца, чем обеспечивает регулировки связи между катушками. В качестве антенны к крайнему выводу L1 можно припаять кусок провода или же припаять антенное гнездо и использовать что-то более серьезное.

L1 и L2 желательно мотать толстым проводом для повышения добротности, например, проводом 1мм и больше с шагом 2мм (особая точность тут не нужна, так что можете особо не заморачиваться с каждым витком). Для L1 нужно намотать 2 витка, а для L2 - 4-5 витков.

Далее идут конденсаторы C1 и C2, которые представляют собой двухсекционный конденсатор переменной емкости (КПЕ) с воздушным диэлектриком, он является идеальный решением для подобных схем, КПЕ с твердым диэлектриком использоваться нежелательно. Наверное, КПЕ является самым редким элементом данной схемы, но его довольно легко найти в любой старой радиоаппаратуре или на барахолках, хотя его можно заметить и двумя обычным конденсаторами (обязательно керамическими), но тогда придется обеспечивать подстройку с помощью импровизированного вариометра (прибора для плавного изменения индуктивности). Пример КПЕ:

Нам нужно всего две секции КПЕ и они обязательно должны быть симметричны, т.е. иметь одинаковую емкость в любом положении регулировки. Их общей точной будет служить контакт подвижной части КПЕ.

Затем следуется цепочка гашения выполненная на резисторе R1 (2.2МОм) и конденсаторе C3 (10 пФ). Их значения можно менять в небольших пределах.

Катушка L3 выполняет роль анодного дросселя, т.е. не позволяется высокой частоте пройти дальше. Подойдет любой дроссель (только не на железном магнитопроводе) с индуктивностью 100-200 мкГн, но проще намотать на корпус сточенного мощного резистора 100-200 витков тонкого медного эмалированного провода.

Конденсатор C4 служит для отделения постоянной составляющей на выходе приемника. Наушники или усилитель можно подключать непосредственно к нему. Емкость его может варьироваться в довольно больших пределах. Желательно, чтобы C4 был пленочный или бумажный, но с керамическим тоже будет работать.

Резистор R3 представляет собой обычный потенциометр на 33кОм, который служит для регулирования анодного напряжения, чем позволяет менять режим лампы. Это необходимо для для более точной подстройки режима под конкретную радиостанцию. Можно заменить на постоянный резистор, но это нежелательно.

На этом элементы закончились. Как видите схема очень простая.

И теперь немного по поводу питания и монтажа приемника.

Анодное питание можно смело использовать от 10В до 30В (можно и больше, но там уже немного опасно подключать низкоомную аппаратуру). Ток там совсем небольшой и для питания подойдет БП любой мощности с необходимым напряжением, но желательно, чтоб он был стабилизирован и имел минимум шумов.

И еще обязательным условием является питание накала лампы (на картинке с распиновкой он обозначен как нагреватели), так как без него она работать не будет. Тут уже токи нужны поболее (300-400 мА), но напряжение всего 6.3В. Подойдет как переменное 50Гц, так и постоянное напряжение, причем оно может быть от 5 и до 7В, но лучше использовать каноничное 6.3В. Лично я не пробовал использовать 5В на накале, но скорее всего все будет нормально работать. Накал подается на ножки 4 и 5.

Теперь про монтаж. Идеальным является расположение всех элементов схемы в металлическом корпусе с подключенной к нему в одной точке землей, но будет работать и вообще без корпуса. Так как схема работает в УКВ диапазоне, все соединения в высокочастотной части схемы должны быть максимального короткими для обеспечения большей стабильности и качества работы устройства. Вот пример первого прототипа:

При таком монтаже все работало. Но с металлическим корпусом-шасси немного стабильнее:

Для таких схем идеальным является навесной монтаж, так как он дает хорошие электрические характеристики и позволяет без особых затруднений вносить поправки в схемы, что с платой уже не так просто и аккуратно получается. Хотя и мой монтаж аккуратным назвать нельзя.

Теперь по поводу наладки.

После того как вы на 100% убедились в правильности монтажа, подали напряжение и ничего не взорвалась и не загорелось - это значит, что скорее всего схема работает, если использованы правильные номиналы элементов. И вы скорее всего услышите в наушниках шумы. Если во всех положениях КПЕ вы не слишите станции, и вы точно уверены, что у вас принимаются вещательные станции на других устройствах, то попробуйте изменить количество витков катушки L2, этим вы перестроите частоту резонанса контура и возможно попадете на нужный диапазон. И пробуйте крутить ручку переменного резистора - это тоже может помочь. Если совсем ничего не помогает, то можно поэкспериментировать с антенной. На этом наладка завершается.

На этом этапе все самое основное уже сказано, а представленное выше неумелое повествование можно дополнить следующими роликами, которые иллюстрируют приемник на разных этапах разработки и демонстрируются качество его работы.

Чисто ламповый вариант (на макетном уровне):

Катушки наматываются проводом в любой изоляции. Диаметр провода у катушек L1 и L2 от 0,1 до 0,2 мм. Диаметр провода для катушки L3 от 0,1 до 0,15 мм. Намотка ведется «внавал», то есть без соблюдения какого-либо порядка расположения витков.
Начало и конец каждой катушки пропускают в маленькие отверстия, проколотые в картонных щечках. После намотки катушек желательно пропитать нх горячим парафином; это увеличит прочность обмоток и в дальнейшем предохранит их от сырости.
Отправляясь в поход, узнайте на ближайшем радиоузле, на какой волне работает местная радиостанция, и намотайте катушки приемника с учетом следующих данных.
Для приема радиостанций с длиной волны от 1 800 до 1 300 м ка катушки L1 и L2 наматывают по 190 витков провода. Для приема волн от 1 300 до 1 000 м - по 150 витков; для волн от 500 до 200 м - по 75 витков. На катушку L3 во всех случаях наматывают 50 витков. Наматывать провод надо только в одну сторону. Когда провод намотан на катушку, ее укрепляют на верхней стороне монтажной панели и соединяют со схемой. При этом конец К1 от верхней катушки пропускается через отверстие / в панели и присоединяется к штырьку 2 первой лампы; конец К2 верхней катушки соединяется с концом К3 нижней катушки. Соединение надо сделать проводом длиной около 100 мм. Конец К1 нижней катушки через отверстие 2 соединяется со штырьком 3 первой лампы. Конец К5 средней катушки через отверстие 4 припаивается к штырьку 2 второй лампы. Конец К6 через отверстие 3 припаивается к правой скобке телефона.
Для питания приемника нужно иметь 7 батареек от карманного фонарика. Пять из них соединяются между собой последовательно, то есть плюс одной батарейки соединяется с минусом второй, плюс второй с минусом третьей и т. д. и подключаются к скобкам плюс анода и минус анода. С двумя другими батареями поступают так: цинковые стаканчики всех элементов соединяют вместе и подключают к скобке минус накала, а угольные стержни, соединенные вместе, подключают к скобке плюс накала через выключатель. К скобкам «телефон» присоединяют наушники. Если будут использованы пьезонаушники, то к их концам (параллельно) присоединяют сопротивление от 10 тыс. до 20 тыс. ом.
Приемник собран. Вам остается его наладить. Вы вставляете лампы, присоединяете антенну (кусок провода 8-10 м, заброшенный на дерево) и делаете заземление (железный штырек вбиваете в землю). Теперь на время замкните концы катушки обратной связи К5 и К6 и, включив накал, передвигайте верхнюю катушку по каркасу, пока не услышите передачу. Если настроить приемник не удается, снимите верхнюю катушку с каркаса и наденьте ее другой стороной. Снова настройте. Если и в этом случае вы не услышите передачи, присоедините параллельно контуру к концам К1 и К2 конденсатор постоянной емкости, подбирая его величину от 100 до 500 ммF. При подключении конденсаторов нужно заново производить настройку.
Подключая конденсаторы различной емкости, вы можете настроить приемник на любую из радиостанций, которая хорошо слышна в данном районе. Добившись этого, разомкните концы катушки обратной связи: громкость приема должна возрасти. Передвигая среднюю катушку по каркасу, добейтесь наибольшей громкости. Если включение катушки обратной связи не дает увеличения громкости, поменяйте местами (перепаяйте) концы К5 и К6 катушки обратной связи. А если при включении катушки обратной связи появляется резкий свист, уменьшите число витков в этой катушке. После окончательной наладки закрепите катушки каплей клея и монтируйте приемник в фанерном ящике.

Из журнала "Юный техник" за май 1957 года

Лампу.

Правда, радиоприемник не содержит усилителя низкой частоты и громкоговорителя. Все это предполагается внешнее. Так же придется позаботиться и о источнике питания – анодное напряжение и накал. Для получения высоких характеристик радиоприемника, лучше эти напряжения стабилизировать. Это вовсе не сложно. Трансформаторы с повышающей вторичной обмоткой сейчас редкость, мотать катушки мало кто любит, поэтому можно поступить следующим образом. Два однотипных трансформатора с соединенными вторичными обмотками решат это небольшое затруднение. На выходе второго трансформатора получим те же 220В, с гальванической развязкой от сети.

Применив трансформаторы с разными вторичными обмотками можно получить на выходе нужное напряжение.

В качестве УНЧ можно применить активную акустическую систему от компьютера.

В авторском варианте был применен самодельный ламповый усилитель. От него же брались напряжения накала и анодное. Радиоприемник подключался к усилителю двумя разъемами – сигнальным, стандартным штырьком диаметром 3.5мм. и высокое напряжение с накалом, разъемом DB-9, на источнике (усилителе) «мама», чтоб было меньше шансов влезть пальцами.

Итак, что потребовалось.

Прежде всего, радиоэлементы. Из не самых распространенных, еще понадобится конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком, для колебательного контура радиоприемника. Применять распространенные миниатюрные конденсаторы с твердым диэлектриком из импортных радиоприемников и магнитол не следует – стабильность частоты будет низкой и настройка нашего радио будет «плавать». Искать в старых ламповых радиолах, благо, их еще куча по чердакам и гаражам.

Едва ли под рукой окажется конденсатор переменной емкости именно такой как на схеме. Выйти из положения, можно перещитав колебательный контур. Удобно это делать при помощи специальных программ, например Coil 32. Кроме прочего, это даст некоторую степень свободы при изготовлении катушки индуктивности – под рукой может оказаться хорошая готовая катушка от связной техники отличной от указанной в схеме индуктивности или просто потребуется перестроить радио на другой диапазон. Программа, так же позволит рассчитать катушку для нужной индуктивности.

При расчете, следует стремиться к большим значениям диаметра провода, и шага намотки, это позволит добиться большей добротности контура. К слову, от конструкции катушки (начальной добротности контура) в регенераторах зависит многое. Это плата за простоту общей конструкции.

Инструменты.
Именно этот радиоприемник делался буквально «на коленке», минимумом инструментов - обыкновенный набор слесарных инструментов, преимущественно для мелкой работы, ножницы по металлу. Что-то для сверления отверстий, пригодится лобзик по дереву и ювелирный лобзик с пилками. Отдельные элементы были закреплены термоклеем.

Паяльник около 40Вт с принадлежностями, набор инструментов для монтажа.

Материалы.
Кроме радиоэлементов, были использованы кусочек ДВП для верхней панели шасси, небольшие кусочки кровельной оцинкованной стали для уголков, кронштейнов и вспомогательных элементов, кусочек побольше для передней панели. Кусочки деревянных реечек и планок, немного крепежа. Нечто подходящее для корпуса контурной катушки, предпочтение следует отдавать керамике и полистиролу, здесь применен пустой «шприц» от силиконового герметика. Обмоточный провод в лаковой изоляции для катушки.

Кроме перечисленного, еще понадобятся антенна и заземление.

В авторском исполнении, Г-образная антенна была выполнена из жгута обмоточного провода – около 10 жил ~0.25мм. Растянута между четырех изоляторов из фарфоровых «катушечек» (на которых во времена лампочки Ильича и электрификации все страны, монтировали электропроводку), на чердаке, под коньком шиферной крыши, снижение заведено в бревенчатый дом. Изоляторов (здесь, по два на каждую сторону), можно применить и больше - чем их больше, тем более слабый сигнал сможет принять антенна. Высота подвеса горизонтальной части, чуть более 7м, ее длина 9м.

На сухом чердаке, фарфоровые ролики или орешки, можно пожалуй, заменить нейлоновым шнуром. Хотя в остальном, расположение антенны под кровлей, пусть и не металлической – вариант не самый удачный.

Заземление было сделано из метровой стальной полосы, заостренной с одного конца и забитой в землю около дома. На другом конце был приварен болтик М6. Между двух увеличенных шайб был зажат луженый конец медной плетенки. Последняя, заведена в дом.

Конструкция радиоприемника видна на фото. Верхняя панель сделана из ДВП, впереди и сзади, установлены две ножки-подставочки из сосновой рейки, закреплены маленькими гвоздиками с клеем. Из оцинкованной стали вырезана и закреплена при помощи уголков и саморезов, передняя панель.

На верхней панели установлены крупные элементы. Конденсатор переменной емкости нашелся со своим специальным шкивом (с пазом для веревочки и пружинки для ее натяжения), веревочка была взята от него же. Конденсатор был установлен на небольшую деревянную подставочку - иначе шкив не помещался, но можно было и пропилить лобзиком щель в подвал.

Для удобной настройки, применен вереньер с изрядным замедлением. Вал вереньера сделан из круглой деревянной палочки, импровизированные подшипники из тонкого пластика от бутылки. К сожалению, конструкция вереньера оказалась не слишком удачной, вал настройки приходилось вращать пусть с небольшим, но все же усилием – трение деревянного вала прижимаемого натянутым тросиком к деревянной прокладке изнутри передней панели оказалось велико. Возможно, стоило разобрав вереньер, трущиеся части натереть стеарином свечки или, что лучше, заменить вал на металлический, отполировав его в месте соприкосновения. А втулку сделать из фторопласта. Однако, повторюсь – конструкция была «наколенная».

Катушка намотана на корпусе пустого «шприца» от силиконового герметика. Трубка обрезана до необходимой длинны, пробка-поршень вытянута длинным саморезом. Ее, перевернув вставляем сверху, заподлицо с краем – довольно тонкая пластиковая трубка при этом приобретает несколько большую жесткость и выглядит эстетичнее.

Пластиковый носик прилагающийся к тубе герметика, отрезаем до резьбы и используем как импровизированную гайку. Кроме того, корпус катушки приклеиваем к верхней панели термоклеем.

Отвод от части витков катушки, при выполнении обмотки достаточно толстым проводом, удобнее сделать пайкой, процарапав острым лезвием небольшой участок лака на проводе. Количество витков «до» отвода подбирается экспериментально. Это должно быть место, при котором подход к генерации наиболее плавный (начинать с полвитка от низа). Генерация ("свист") должна начинаться примерно на 90% движка потенциометра к верхнему по схеме резистору 150К. Если она начинается раньше, подход слишком резкий и как следствие не получается вытянуть максимальную чувствительность и избирательность.

Очень близкий аналог «индустриально-военной» 6136 – 6Ж4П-ДР, но обычная, без индексов тоже работает как миленькая. Применение экрана для лампы – свернутая из латунной фольги гильза, соединенная с «корпусом» схемы, несколько снижает наводки.

Ламповый радиоприемник Heathkit SB-300, фотоотчет об устройстве и основных узлах.

В далеком уже 2011 году мне подвернулась возможность приобрести ламповый коротковолновый радиоприемник Heathkit SB-300 производства американской компании Heath Company.

Сейчас уже позабытая, эта компания в 50-60-е годы прошлого столетия была одним из мировых лидеров по производству оборудования для любительской коротковолновой радиосвязи, а также измерительного оборудования и многого другого. Причем, аппаратура выпускалась как готовая, так и виде наборов (kit) для самостоятельной сборки. Штаб квартира компании находилась в Benton Harbor, штат Michigan, USA.

Коротковолновый ламповый радиоприемник Heathkit SB-300 принадлежал к так называемой SB серии, которая включала в себя еще ряд моделей радиоприемников и передатчиков для любительской коротковолновой связи. Выпускался этот приемник ориентировочно с 1963 по 1967 годы.

Как уже указывалось, приобрел я этот приемник аж в 2011 году. Он продавался в состоянии «работоспособность неизвестна». Сразу после приобретения включить и проверить работоспособность не представлялось возможным, поскольку этот приемник предназначен для питания от сети 120 В, то есть нужно было городить понижающий трансформатор. Все было отложено на «потом», как всегда.

Аж в 2017 году дошли руки и до этого изделия.

Краткие технические характеристики.

Коротковолновый ламповый радиоприемник Heathkit SB-300-это десятиламповый супергетеродин с двойным преобразованием частоты, предназначенный для приема любительских радиостанций в следующих диапазонах частот:

80м : 3500-4000 кГц;

40м : 7000-7500 кГц;

20м : 14000-14500 кГц;

15м : 21000-21500 кГц;

10м : 28500-30000 кГц;

Чувствительность менее 1 мкВ.

Первая промежуточная частота переменная: 8,395-8,895 МГц. Вторая промежуточная частота- 3395 кГц. ГПД работает в диапазоне 5,0-5,5 МГц.

В качестве фильтров основной селекции применены кварцевые фильтры на частоту 3395 кГц:

Для приема SSB сигналов с полосой пропускания 2,1 кГц;

Для приема АМ сигналов с полосой пропускания 3,75 кГц;

Для приема CW сигналов с полосой 400 Гц;

Как видно из основных технических характеристик это был очень даже неплохой аппарат, как для середины 60-х годов прошлого столетия.

Внешний вид моего экземпляра Heathkit SB-300:

Конструктив выполнен в традиционных для Heath Company цветах: темно-зеленая передняя панель и светло-серый корпус с заокругленными углами.

Описание основных узлов и блоков радиоприемника Heathkit SB-300.

Ламповый радиоприемник Heathkit SB-300, блок-схема:

Инструкция по эксплуатации, сборке, настройке и принципиальная схема находится

Заглянем внутрь радиоприемника…

Это вид сверху. Пришлось немного почистить шасси от накопившейся пыли и мусора. Кое-где видны пятна коррозии..

Силовой трансформатор заключен в металлический кожух:

Шкала настройки, деления нанесены через один килогерц:

Отмечу, что все детали и компоненты в приемнике оригинальные.

Переключатель АРУ, отчетливо видно название страны-изготовителя:

Блок ГПД выполнен очень добротно. Забегая наперед скажу, что выбег частоты этого ГПД после включения от силы 100 Гц на протяжении полминуты, после чего частота стабильна.

Это телеграфный (CW) кварцевый фильтр:

АМ кварцевого фильтра в моем экземпляре приемника нет. Вот посадочное место для него:

Все контура (входной, анодный УВЧ, анодный 1-го кварцевого гетеродина) спрятаны под общим экраном:

Вот так выглядят контуры, которые прятались под экраном:

Видны подстроечные сердечники со сквозным шестигранным отверствием.

В уголке красуется лейбл фирмы-изготовителя:

Конденсатор переменной емкости преселектора имеет четыре секции:

Кварцевые резонаторы первого гетеродина. Обратите внимание на их экзотические частоты:

Лампа типа 6AS11 и кварцы третьего гетеродина. Кварцевый резонатор на частоту 3393,6 кГц применяется при приеме сигналов телеграфных, и с нижней боковой полосой, резонатор на частоту 3396,4 кГц применяется при приеме сигналов с верхней боковой полосой:

Лампа 6AS11 очень интересна- это пальчиковая 11-ти штырьковая радиолампа, имеет в своем составе два триода и пентод. На ней собраны собственно третий гетеродин, SSB детектор и усилитель сигнала 3-го гетеродина.

Плата УВЧ, смесителей и первого гетеродина:

Плата двухкаскадного УПЧ-II и оконечного УНЧ:

Лампа кварцевого калибратора и кварцевый резонатор на частоту 100 кГц:

Подвал шасси приемника, несмотря на полувековой возраст его, оказался очень чистым:

Вид на монтаж приемника, в нижнем левом углу притаился небольшой выходной трансформатор УНЧ, видны три цилиндрических электролитических конденсатора емкостью 20 мкФ х 150 В:

Галетный переключатель диапазонов:

Радиоприемник Heathkit SB-300 выпускался как собранный и полностью готовый к эксплуатации, так и в виде набора для самостоятельного изготовления. Судя по качеству монтажа, мой экземпляр приемника изготовлен в заводских условиях.

На задней панели размещены:

Выходные разьемы всех гетеродинов и октальная фишка подключения конвертеров (на 50 МГц и на 144 МГц):

— разьемы для подключения антенны, динамика и другие:

Сетевой разьем для подключения к сети 120в, согласно стандарту США:

Конец первой части.

Во второй части будет изложен процесс оживления приемника и некоторых модернизациях.

Видео о работе радиоприемника Heathkit SB-300 на диапазоне 3,5 МГц:

Видео о работе радиоприемника Heathkit SB-300 на диапазоне 7 МГц: