Практическая работа. В этой практической работе мы сконструируем простейший радиоприемник (детекторный приемник), без которого

В этой практической работе мы сконструируем простейший радиоприемник (детекторный приемник), без которого, на мой взгляд, немыслимо дальнейшее освоение любой радиоприемной аппаратуры. Спросите у любого специалиста в области радиоэлектроники (КВ - УКВ радиосвязи), что такое детекторный радиоприемник и я думаю, он без промедления даст вам вразумительный ответ. Одним словом это классика, основа - основ, с чего начинали наши отцы и деды. И мы от них постараемся не отставать.

Главное достоинство такого варианта простейшего радиоприемника заключается в том, что в нем легко делать любые изменения и дополнения, исправлять ошибки путем переключения соединительных проводников, поскольку все его детали будут лежать перед вами в развернутом виде. Опыты с ним помогут вам понять основные принципы работы любого радиовещательного приемника и получить некоторые практические навыки радиотехнического конструирования. Для такого приемника понадобятся: катушка индуктивности, стержень из феррита марки 400НН или 600НН диаметром 7 - 8 мм и длиной 120 - 140 мм (такие стержни используют для магнитных антенн транзисторных приемников), полупроводниковый точечный диод, который в приемнике будет детектором, несколько конденсаторов постоянной емкости и головные телефоны (рис. 1).

Катушку индуктивности сделайте сами (по предыдущим урокам вы знаете как это делается). Остальные детали готовые. Диод может быть любым из серий Д9, Д2. Конденсаторы также любых типов - слюдяные, керамические или бумажные емкостью от нескольких десятков до нескольких тысяч пикофарад (сокращенно: пФ). Головные телефоны высокоомные, т. е. с обмотками сопротивлением 1500 - 2200 Ом, например типа ТОН - 1 или ТА - 4. Несколько позже, когда приступите к экспериментам, нужны будут некоторые другие детали и материалы. Для катушки потребуется обмоточный провод марки ПЭВ - 1 (Провод с Эмалевой Высокопрочной изоляцией в один слой), ПЭВ - 2 (то же, но с изоляцией в два слоя) или ПЭЛ (Провод с Эмалевой Лакостойкой изоляцией) диаметром 0,15 - 0,2 мм. Обмоточные провода этих марок и их диаметр обозначают так: ПЭВ - 1 0,15, ПЭВ - 2 0,18, ПЭЛ 0,2. Годятся обмоточные провода и других марок, например ПБД - с изоляцией из двух (буква Д) слоев хлопчатобумажной пряжи (буква Б), или ПЭЛШО - с эмалевой лакостойкой изоляцией и одним (буква О) слоем натурального шелка (буква Ш). Важно лишь, чтобы изоляция провода была непопорченной, иначе между витками катушки может возникнуть замыкание, чего допускать нельзя. Внутренний диаметр каркаса катушки, склеенный из писчей бумаги в 3 - 4 слоя, должен быть таким, чтобы в него с небольшим трением входил ферритовый стержень. Прежде чем наматывать катушку, вставьте в каркас стержень. Провод сильно не натягивайте, иначе каркас сожмется и из него будет трудно вытащить стержень. Всего на каркас надо намотать в один ряд 300 витков провода, делая через каждые 50 витков отводы в виде петель. Получится однослойная шести - секционная катушка индуктивности с двумя крайними выводами и пятью отводами. Чтобы крайние витки провода готовой катушки не спадали, закрепите их на каркасе колечками, нарезанными из резиновой или поливинилхлоридной трубки, или обмотайте нитками. Дополнительно витки провода катушки можно скрепить тонким слоем клея "Момент". Концы каркаса аккуратно подрежьте острым ножом. Бывает, что во время намотки катушки провод оборвется или одного отрезка провода не хватит на всю катушку. В таком случае концы провода, которые нужно соединить, должны быть очищены от изоляции, крепко скручены, пропаяны и обязательно обмотаны тонкой изоляционной лентой. Если соединение приходится возле отвода, то лучше не жалеть нескольких витков провода и сделать его в петле. Вот теперь, приступайте к сборке своего первого радиоприемника (рис. 2).

Концы выводов и отводов, катушки зачистить от изоляции, только осторожно, чтобы не порвать провод. Один из крайних выводов назовем началом катушки и обозначим буквой (н). Соедините его с диодом. Второй крайний вывод катушки, ее конец (к), соедини с одним из контактных штырьков шнура головных телефонов. Оставшиеся свободными вывод диода и штырек телефонов тоже соедините между собой. К проводнику, идущему от начала катушки к диоду, прочно прикрутите провод антенны, предварительно зачистив его от изоляции. Этот проводник приемника будем называть антенным. К проводнику, соединяющему конец катушки с телефонами, прикрутите провод заземления. Это будет заземленный проводник. Во время опытов его придется переключать с одного вывода катушки на другой (на рис. 2 показано штриховой линией со стрелкой), не изменяя при этом соединения заземления с телефонами. Совершим «прогулку» по цепям получившегося приемника. От начала катушки (н) по антенному проводнику мы попадаем к диоду, а от него - к головным телефонам. Через телефоны, далее по заземленному проводнику и через все витки катушки приходим к отправной точке (н). Получилась замкнутая электрическая цепь, состоящая из катушки, диода и телефонов. Ее называют детекторной. Если в этой цепи где - либо окажется обрыв, плохой контакт между деталями или соединительными проводниками, например непрочная скрутка, приемник, естественно, работать не будет. Кратчайший путь из антенны в землю - через катушку. По этому пути пойдет ток высокой частоты, возбуждаемый в антенне радиоволнами. Этот ток создаст на концах катушки высокочастотное напряжение, которое вызовет ток такой же частоты во всей детекторной цепи. Цепь, состоящую из антенны, катушки и заземления называют антенной или антенным контуром. Обратите внимание: контурная катушка приемника входит как в антенную, так и в детекторную цепи. После такой прогулки по цепям приемника можно перейти к его испытанию. Наденьте на голову телефоны, прижмите их плотнее к ушам, прислушайтесь. Возможно, что сразу вы ничего не услышите даже при заведомо хороших антенне и заземлении, предварительно проверенных диоде и телефонах. Это потому, что приемник, видимо, не настроен на несущую частоту радиовещательной станции, сигналы которой хорошо слышны в вашем районе, или вы попали в перерыв передачи. Настраивать такой приемник можно изменением числа витков катушки, включаемых в антенный контур. На (рис. 2) в антенный контур включены все 300 витков катушки. Если заземленный проводник отсоединить от конца катушки и присоединить, например, к отводу 5, то в контур будет включено уже не 300, а 250витков. Если же этот проводник переключить на отвод 4, в контур будет включено 200 витков. При переключении его на отвод 3 в антенный контур будет включено 150 витков и т.д. При этом нижние секции окажутся не включенными в контур и в работе приемника участвовать не будут. Таким образом, переключением заземленного проводника вы можете включать в контур разное число витков через 50 витков. Запомните: чем больше длина волны радиовещательной станции, на которую можно настроить приемник, тем большее число витков катушки должно быть включено в антенный контур. Ваш опытный приемник можно настраивать на радиовещательные станции как средневолнового, так и длинноволнового диапазонов. Но, разумеется, передачи не всякой станции вы можете принять. На слабые сигналы отдаленных станций детекторный приемник реагировать не сможет - мала чувствительность. Теперь займитесь настройкой приемника путем присоединения заземленного проводника сначала к отводу 5, затем к отводу 4 и так до отвода 1. Одновременно следите, чтобы отводы катушки и соединительные проводники не соприкасались, а контакты в скрутках не нарушались. Иначе приемник совсем не будет работать или в телефонах будут слышны трески, шорохи, мешающие приему. Электрические контакты будут надежнее, если места соединений проводников и деталей пропаять. Настроив приемник на одну станцию, запомните число витков, включенных в контур, при котором станция слышна с наибольшей громкостью. Потом попытайтесь «найти» таким же способом другую станцию. Надеюсь, что вы добились некоторого успеха. Попробуте улучшить работу приемника. Не изменяя настройки приемника, присоедините параллельно телефонам (между его контактными штырьками) конденсатор. Емкость этого конденсатора, называемого в данном случае блокировочным, может быть от 1000 до 3000 пФ. При этом громкость звучания телефонов должна несколько увеличиться. А если радиовещательные станции находятся более чем в 150 - 200 км от того места, где вы живете, блокировочный конденсатор включайте в самом начале опыта. Способ настройки приемника только скачкообразным изменением числа витков катушки очень прост. Но он не всегда позволяет настроить приемник точно на несущую частоту станции. Точной настройки можно добиться дополнительным способом, например, с помощью гвоздя. Попробуйте настроить приемник уже знакомым вам способом на волну радиостанции и введите внутрь каркаса катушки толстый гвоздь или подходящего диаметра железный стержень. Что получилось? Громкость приема немного возрастет или, наоборот уменьшится. Вытащите гвоздь из катушки - громкость станет прежней. Теперь медленно вводите гвоздь в катушку и так же медленно извлекате его из катушки - громкость работы приемника будет немного, но плавно изменяться. Опытным путем, можно найти такое положение металлического предмета в катушке, при котором громкость звучания будет наилучшей. Этот опыт позволяет сделать вывод, что металлический стержень, помещенный в катушку, влияет на настройку контура. С таким способом настройки приемника, только, разумеется, с применением лучшего, чем гвозь, ферромагнитного сердечника, вы познакомитесь в дальнейшем. А пока предлагаю следующий опыт - настроить приемник на сигналы радиовещательной станции с помощью конденсатора переменной емкости. Для удобства проведения этого и не скольких последующих опытов с детекторным приемником, на фанерной дощечке размерами примерно 30 х 70 мм смонтируйте колодку со штепсельными гнездами, два зажима, блокировочный конденсатор, соединив их под дощечкой, как показано на рис. 3.

Колодку с гнездами устанавите на дощечке так: просверлите в ней два отверстия диаметром 6 - 8 мм с расстоянием 20 мм между центрами и вставьте в них «хвосты» штепсельных гнезд. Колодку укрепите на дощечке шурупами или винтами с гайками. Начало катушки и антенну подключите к зажиму, с которым соединен диод, а ко второму зажиму, соединенному с гнездом телефонов, подключите конец катушки и заземление. Конденсатор переменной емкости может быть как с воздушным, так и с твердым диэлектриком. Но функцию конденсатора переменной емкости могут выполнять две металлические пластины размерами примерно 150 х 150 мм, вырезанные, например, из жести больших консервных банок. К пластинам припаяйте проводники длиной по 250 - 300 мм. При помощи этих проводников одну пластину соедините с зажимом антенны, а другую - с зажимом заземления. Положите пластины на стол одну возле другой, но так, чтобы они не соприкасались, и настройте приемник на радиостанцию только переключением секций катушки заземленным проводником. Теперь поднесите заземленную пластину к пластине, соединенной с антенной. Если громкость будет увеличиваться, сближайте пластины и, наконец, положите одну пластину на другую, проложив между ними лист сухой бумаги (чтобы не было электрического контакта). Найдите такое взаимное расположение пластин, при котором будет точная настройка. Если же при сближении пластин громкость приема будет уменьшаться, переключите заземленный проводник на ближний к началу катушки отвод и вновь сближайте пластины, добиваясь наибольшей громкости. В этом опыте настройка приемника на несущую частоту радиостанции осуществлялась двумя способами: грубо - изменением индуктивности катушки путем переключения ее секций, точно - изменением емкости пластинчатого конденсатора. Запомните: индуктивность катушки и емкость конденсатора при настройке приемника на радиостанцию взаимосвязаны. Одну и ту же радиостанцию можно слушать при включении в антенный контур приемника большего числа витков, т. е. большей индуктивности катушки, но при меньшей емкости конденсатора, либо, наоборот, при меньшей индуктивности катушки, но большей емкости конденсатора. Теперь снова настройте приемник на какую - либо радиостанцию, запомните громкость приема передачи, а затем, не изменяя настройки, включите между антенной и антенным зажимом конденсатор емкостью 47 - 62 пФ (рис. 4).

Что получилось? Громкость приема несколько уменьшилась. Произошло это потому, что конденсатор, включенный в цепь антенны, изменил параметры всего контура. Подстройте контур конденсатором переменной емкости до прежней громкости звучания телефонов. Если до включения в контур дополнительного конденсатора во время приема одной станции прослушивалась еще какая - то другая, близкая по частоте радиостанция, теперь она будет слышна много слабее, а возможно, и совсем не будет мешать. Приемник стал четче выделять сигналы той станции, на которую настроен, или, как говорят, улучшилась его селективность, т. е. избирательность. Вместо конденсатора постоянной емкости включите между антенной и приемником конденсатор переменной емкости. С его помощью вы сможете не только изменять селективность приемника, но, возможно и настраивать его на разные станции. Следующий опыт - настройка приемника ферритовым стержнем (рис. 5).

Пластинчатый конденсатор удалите, а вместо него между зажимами антенны и заземления, т. е. параллельно катушке, включите слюдяной или керамический конденсатор емкостью 120 - 150 пФ. Прижмите телефоны поплотнее к ушам, сосредоточьтесь и очень медленно вводите ферритовый стержень внутрь каркаса катушки. Постепенно углубляя стержень в катушку, вы должны услышать передачи всех тех радиовещательных станций, прием которых возможен в вашей местности на детекторный приемник. Чем длиннее волна радиостанции, тем глубже должен быть введен стержень в катушку. Опытным путем найдите такое положение стержня в катушке, при котором наиболее громко слышны сигналы станции, и сделайте на стержне соответствующую пометку карандашом. Пользуясь ею как делениями шкалы, вы сможете быстро настроить приемник на волну этой станции. Продолжая опыт с использованием ферритового стержня, подключите параллельно катушке другой конденсатор емкостью 390 - 470 пФ. Как это повлияло на настройку приемника? Громкость осталась прежней, но для настройки на ту же станцию стержень приходится меньше вводить в катушку. Совсем удалите конденсатор, оставив включенной только катушку. Что получилось? Чтобы настраивать приемник на ту же станцию, стержень надо глубже вводить в катушку. Какие выводы можно сделать, проведя эксперименты с таким вариантом детекторного приемника? Основных два. Во - первых, ферритовый стержень значительно сильнее, чем металлический предмет, влияет на индуктивность катушки, а значит и на настройку контура. Во - вторых, с помощью ферритового стержня можно плавно и точно настраивать контур приемника на желательную радиостанцию. Еще один эксперимент. Антенну и заземление отключите от приемника, между ними включите диод, а параллельно - телефоны без блокировочного конденсатора. Вот и весь приемник. Работает? Тихо, вероятно? К тому же, возможно, одновременно слышны передачи двух - трех радиовещательных станций. От такого приемника ожидать лучшего не следует. вы, наверное, заметили, что когда дотрагиваешься рукой до деталей или соединительных проводников, громкость работы немного изменяется. Это объясняется расстройкой антенного контура, вносимой в него электрической емкостью вашего тела.