Как вы уже заметили, в схеме нет переменного конденсатора, он заменён на пару варикапов и переменное сопротивление. В данном приёмнике сопротивление нужно использовать переменное многооборотное, но в моём случае стоит подстроечный многооборотный резистор. Можно применить такие типы:
Варикап КВ109 можно использовать с любым буквенным обозначением, я использовал КВ109А (с белой точкой). Цоколевка варикапа (ножка со стороны маркировки является анодом, а ножка со стороны выпуклой метки – катодом):
Если внимательно посматреть на схему – элементы с маркировкой 10,7 МГц, отличаются между собой количеством выводов. Элемент с двумя выводами можно назвать кварцевым резонатором, но его правельнее называть фильтром дескриминатора. Элемент с тремя выводами – радиочастотный фильтр. Эти элементы рекомендуется использовать фирмы Murata
.
Катушка L1 мотается в количестве 11 витков, проводом 0.5 мм, на полом каркасе (при намотке можно использовать сверло) диаметром 2.5 мм. L2 – 10 витков, проводом 0.5 мм, на том же каркасе. Данный приёмник имеет очень низкую выходную мощность, которой хватает только на высокоомный (40-60 Ом) наушник, по этому нужно использовать УНЧ.
Печатная плата для данного устройства очень проста, её можно нарисовать и маркером. На рисунке приведена печатная плата устройства, которую можно
Долгое время радиоприёмники возглавляли список самых значимых изобретений человечества. Первые такие устройства сейчас реконструированы и изменены под современный лад, однако в схеме их сборки мало что поменялось - та же антенна, то же заземление и колебательный контур для отсеивания ненужного сигнала. Бесспорно, схемы сильно усложнились со времён создателя радио - Попова. Его последователями были разработаны транзисторы и микросхемы для воспроизведения более качественного и энергозатратного сигнала.
Почему лучше начинать с простых схем?
Если вам понятна простая то можете быть уверены, что большая часть пути достижения успеха в сфере сборки и эксплуатации уже осилена. В этой статье мы разберём несколько схем таких приборов, историю их возникновения и основные характеристики: частоту, диапазон и т. д.
Историческая справка
7 мая 1895 года считается днём рождения радиоприёмника. В этот день российский учёный А. С. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Русского физико-химического общества.
В 1899 году была построена первая линия радиосвязи длиной 45 км между и городом Котка. Во время Первой мировой войны получили распространение приёмник прямого усиления и электронные лампы. Во время военных действий наличие радио оказалось стратегически необходимым.
В 1918 году одновременно во Франции, Германии и США учёными Л. Левви, Л. Шоттки и Э. Армстронгом был разработан метод супергетеродинного приёма, но из-за слабых электронных ламп широкое распространение этот принцип получил только в 1930-х годах.
Транзисторные устройства появились и развивались в 50-х и 60-х годах. Первый широко используемый радиоприёмник на четырёх транзисторах Regency TR-1 был создан немецким физиком Гербертом Матаре при поддержке промышленника Якоба Михаэля. Он поступил в продажу в США в 1954 году. Все старые радиоприёмники работали на транзисторах.
В 70-х начинается изучение и внедрение интегральных микросхем. Сейчас приёмники развиваются с помощью большой интеграции узлов и цифровой обработки сигналов.
Характеристики приборов
Как старые радиоприёмники, так и современные обладают определёнными характеристиками:
- Чувствительность - способность принимать слабые сигналы.
- Динамический диапазон - измеряется в Герцах.
- Помехоустойчивость.
- Селективность (избирательность) - способность подавлять посторонние сигналы.
- Уровень собственных шумов.
- Стабильность.
Эти характеристики не меняются в новых поколениях приёмников и определяют их работоспособность и удобство эксплуатации.
Принцип работы радиоприёмников
В самом общем виде радиоприёмники СССР работали по следующей схеме:
- Из-за колебаний электромагнитного поля в антенне появляется переменный ток.
- Колебания фильтруются (селективность) для отделения информации от помех, т. е. из сигнала выделяется его важная составляющая.
- Полученный сигнал преобразуется в звук (в случае радиоприёмников).
По схожему принципу появляется изображение на телевизоре, передаются цифровые данные, работает радиоуправляемая техника (детские вертолёты, машинки).
Первый приёмник был больше похож на стеклянную трубку с двумя электродами и опилками внутри. Работа осуществлялась по принципу действия зарядов на металлический порошок. Приёмник обладал огромным по современным меркам сопротивлением (до 1000 Ом) из-за того, что опилки плохо контактировали между собой, и часть заряда проскакивала в воздушное пространство, где рассеивалась. Со временем эти опилки были заменены колебательным контуром и транзисторами для сохранения и передачи энергии.
В зависимости от индивидуальной схемы приёмника сигнал в нём может проходить дополнительную фильтрацию по амплитуде и частоте, усиление, оцифровку для дальнейшей программной обработки и т. д. Простая схема радиоприёмника предусматривает единичную обработку сигнала.
Терминология
Колебательным контуром в простейшем виде называются катушка и конденсатор, замкнутые в цепь. С помощью них из всех поступающих сигналов можно выделить нужный за счёт собственной частоты колебаний контура. Радиоприемники СССР, как, впрочем, и современные устройства, основаны на этом сегменте. Как все это функционирует?
Как правило, питание радиоприёмников происходит за счёт батареек, количество которых варьируется от 1 до 9. Для транзисторных аппаратов широко используются батареи 7Д-0.1 и типа "Крона" напряжением до 9 В. Чем больше батареек требует простая схема радиоприёмника, тем дольше он будет работать.
По частоте принимаемых сигналов устройства делятся на следующие типы:
- Длинноволновые (ДВ) - от 150 до 450 кГц (легко рассеиваются в ионосфере). Значение имеют приземлённые волны, интенсивность которых уменьшается с расстоянием.
- Средневолновые (СВ) - от 500 до 1500 кГц (легко рассеиваются в ионосфере днём, но ночью отражаются). В светлое время суток радиус действия определяется приземлёнными волнами, ночью - отражёнными.
- Коротковолновые (КВ) - от 3 до 30 МГц (не приземляются, исключительно отражаются ионосферой, поэтому вокруг приёмника существует зона радиомолчания). При малой мощности передатчика короткие волны могут распространяться на большие расстояния.
- Ультракоротковолновые (УКВ) - от 30 до 300 МГц (имеют высокую приникающую способность, как правило, отражаются ионосферой и легко огибают препятствия).
- - от 300 МГц до 3 ГГц (используются в сотовой связи и Wi-Fi, действуют в пределах видимости, не огибают препятствия и распространяются прямолинейно).
- Крайневысокочастотные (КВЧ) - от 3 до 30 ГГц (используются для спутниковой связи, отражаются от препятствий и действуют в пределах прямой видимости).
- Гипервысокочастотные (ГВЧ) - от 30 ГГц до 300 ГГц (не огибают препятствий и отражаются как свет, используются крайне ограниченно).
При использовании КВ, СВ и ДВ радиовещание можно вести, находясь далеко от станции. УКВ-диапазон принимает сигналы более специфично, но если станция поддерживает только его, то слушать на других частотах не получится. В приёмник можно внедрить плейер для прослушивания музыки, проектор для отображения на удалённые поверхности, часы и будильник. Описание схемы радиоприёмника с подобными дополнениями усложнится.
Внедрение в радиоприёмники микросхемы позволило значительно увеличить радиус приёма и частоту сигналов. Их главное преимущество в сравнительно малом потреблении энергии и маленьком размере, что удобно для переноса. Микросхема содержит все необходимые параметры для понижения дискретизации сигнала и удобства чтения выходных данных. Цифровая обработка сигнала доминирует в современных устройствах. были предназначены только для передачи аудиосигнала, лишь в последние десятилетия устройство приёмников развилось и усложнилось.
Схемы простейших приёмников
Схема простейшего радиоприёмника для сборки дома была разработана ещё во времена СССР. Тогда, как и сейчас, устройства разделялись на детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, супергетеродинного типа, рефлексные, регенеративные и сверхрегенеративные. Наиболее простыми в восприятии и сборке считаются детекторные приёмники, с которых, можно считать, началось развитие радио в начале 20-ог века. Наиболее сложными в построении стали устройства на микросхемах и нескольких транзисторах. Однако если вы разберетесь в одной схеме, другие уже не будут представлять проблемы.
Простой детекторный приёмник
Схема простейшего радиоприёмника содержит в себе две детали: германиевый диод (подойдут Д8 и Д9) и главный телефон с высоким сопротивлением (ТОН1 или ТОН2). Так как в цепи не присутствует колебательный контур, ловить сигналы определённой радиостанции, транслирующиеся в данной местности, он не сможет, но со своей основной задачей справиться.
Для работы понадобится хорошая антенна, которую можно закинуть на дерево, и провод заземления. Для верности его достаточно присоединить к массивному металлическому обломку (например, к ведру) и закопать на несколько сантиметров в землю.
Вариант с колебательным контуром
В прошлую схему для внедрения избирательности можно добавить катушку индуктивности и конденсатор, создав колебательный контур. Теперь при желании можно поймать сигнал конкретной радиостанции и даже усилить его.
Ламповый регенеративный коротковолновой приёмник
Ламповые радиоприёмники, схема которых довольно проста, изготавливаются для приёма сигналов любительских станций на небольших расстояниях - на диапазоны от УКВ (ультракоротковолнового) до ДВ (длинноволнового). На этой схеме работают пальчиковые батарейные лампы. Они лучше всего генерируют на УКВ. А сопротивление анодной нагрузки снимает низкая частота. Все детали приведены на схеме, самодельными можно считать только катушки и дроссель. Если вы хотите принимать телевизионный сигналы, то катушка L2 (EBF11) составляется из 7 витков диаметром 15 мм и провода на 1,5 мм. Для подойдет 5 витков.
Радиоприёмник прямого усиления на двух транзисторах
Схема содержит и двухкаскадный усилитель НЧ - это настраиваемый входной колебательный контур радиоприёмника. Первый каскад - детектор ВЧ модулированного сигнала. Катушка индуктивности намотана в 80 витков проводом ПЭВ-0,25 (от шестого витка идёт отвод снизу по схеме) на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 40.
Подобная простая схема радиоприёмника рассчитана на распознавание мощных сигналов от недалёких станций.
Сверхгенеративное устройство на FM-диапазоны
FM-приёмник, собранный по модели Е. Солодовникова, несложен в сборке, но обладает высокой чувствительностью (до 1 мкВ). Такие устройства используют для высокочастотных сигналов (более 1МГЦ) с амплитудной модуляцией. Благодаря сильной положительной обратной связи коэффициент возрастает до бесконечности, и схема переходит в режим генерации. По этой причине происходит самовозбуждение. Чтобы его избежать и использовать приёмник как высокочастотный усилитель, установите уровень коэффициента и, когда дойдет до этого значения, резко снизьте до минимума. Для постоянного мониторинга усиления можно использовать генератор пилообразных импульсов, а можно сделать проще.
На практике нередко в качестве генератора выступает сам усилитель. С помощью фильтров (R6C7), выделяющих сигналы низких частот, ограничивается проход ультразвуковых колебаний на вход последующего каскада УНЧ. Для FM-сигналов 100-108 МГц катушка L1 преобразуется в полувиток с сечением 30 мм и линейной частью 20 мм при диаметре провода 1 мм. А катушка L2 содержит 2-3 витка диаметром 15 мм и провод с сечением 0,7 мм внутри полувитка. Возможно усиление приёмника для сигналов от 87,5 МГц.
Устройство на микросхеме
КВ-радиоприёмник, схема которого была разработана в 70-е годы, сейчас считают прототипом Интернета. Коротковолновые сигналы (3-30 МГц) путешествуют на огромные расстояния. Нетрудно настроить приёмник для прослушивания трансляции в другой стране. За это прототип получил название мирового радио.
Простой КВ-приёмник
Более простая схема радиоприёмника лишена микросхемы. Перекрывает диапазон от 4 до 13 МГц по частоте и до 75 метров по длине. Питание - 9 В от батареи "Крона". В качестве антенны может служить монтажный провод. Приёмник работает на наушники от плейера. Высокочастотный трактат построен на транзисторах VT1 и VT2. За счёт конденсатора С3 возникает положительный обратный заряд, регулируемый резистором R5.
Современные радиоприёмники
Современные аппараты очень похожи на радиоприёмники СССР: они используют ту же антенну, на которой возникают слабые электромагнитные колебания. В антенне появляются высокочастотные колебания от разных радиостанций. Они не используются непосредственно для передачи сигнала, но осуществляют работу последующей цепи. Сейчас такой эффект достигается с помощью полупроводниковых приборов.
Широкое развитие приёмники получили в середине 20-го века и с тех пор непрерывно улучшаются, несмотря на замену их мобильными телефонами, планшетами и телевизорами.
Общее устройство радиоприёмников со времён Попова изменилось незначительно. Можно сказать, что схемы сильно усложнились, добавились микросхемы и транзисторы, стало возможным принимать не только аудиосигнал, но и встраивать проектор. Так приёмники эволюционировали в телевизоры. Сейчас при желании в аппарат можно встроить всё, что душе угодно.
Недавно собрал известную схему FM радиоприемника на специализированной микросхеме к174ха34 с простым усилителем на микросхеме TDA2003, но в качестве УНЧ можно применить и отечественный аналог - к174ун14.Вся конструкция самодельного приёмника помещается на печатной плате, кроме переменных резисторов, антенны, динамика и источника питания. В качестве корпуса был применена коробка из под головы автомобильного магнитофона фирмы «JRC», так как она чуть больше ее аналогов в длину - примерно на сантиметр и чуть глубже, что нам и нужно. Рисунок печатной платы в формате тут.
FM приемник принимает весь диапазон от 88 до 108Мгц. Мне удалось настроить его на семь радиостанций, которые переключаются при плавном вращении переменного резистора «НАСТРОЙКА», но из семи радио станций лишь пять имеют хорошее качество, что тем не менее очень неплохо для такой простой схемы, особенно если учесть, что станция находится на расстоянии более 80 километров.
Приемник очень громкий, а особенно качественный звук получается при подключении больших внешних колонок. Если вас не устраиваетя схема усилителя, то микросхему УНЧ можно заменить на любую другую или вообще убрать, если будете слушать радио через наушники. Антенной служит отрезок метрового провода, но лучше к схеме добавить маленький антенный усилитель, называется УВЧ (усилитель высокой частоты).
Сопротивление резистора «ГРОМКОСТЬ» необязательно должно быть 33ком, можно любое в пределах 10-47ком. Катушки: катушка L1 - бескаркасная, 8 витков, наматывается на оправе 3мм проводом ПЭЛ 0,55мм. Ей и настраивается FM приемник. L2 - входной контур, наматывается тем же проводом, на тот же диаметр, только имеет 13 витков.
При настойке приемника необходимо растягивать или сжимать катушку L1 до тех пор, пока не поймаете весь фм диапазон. Но не спешите растягивать ее. Вначале попробуйте поймать стации полностью сжатой катушкой, как в моем случае. Например мне не пришлось настраивать её совсем.
Питанием FM радиоприёмника может служить обыкновенный китайский блок питания стационарного телефона либо другой аналогичный, с током от 0,05А (в варианте без УНЧ) или 1А (с микросхемой TDA2003). Транзистор кт315 можно заменить любым аналогичным. При сборке схемы без ошибок, приемник начинает работать сразу.
Схема FM радиоприемника
Данную схему fm радиоприемника легко можно увеличить нажав на нее.Данный несложный радиоприемник ловит частоты в диапазоне FM в котором щас в основном и вещают радиостанции..
В статье будут приведены внешний вид деталей, и печатная плата для данного радиоприемника.
Начинающих могут смутить мало-распространенные элементы, подписанные на схеме как КВ109 и 10,7 МГц. В первом случае под КВ109 понимается элемент варикап, который изменяет свою емкость при изменении напряжения на его выводах. Ниже фотография варикапа и габаритные размеры.
В зависимости от буквенного индекса, варикапы КВ109 маркируются соответствующей цветной точкой. Например, КВ109А маркирован белой точкой. В нашей схеме можно использовать варикапы с любым буквенным индексом. Ножка со стороны маркировки является анодом, а ножка со стороны выпуклой метки – катодом.
Если внимательно посмотреть схему – элементы с маркировкой 10,7 МГц отличаются между собой по количеству выводов. С двумя выводами элемент справедливо можно назвать кварцевым резонатором, но его правильнее называть фильтром дискриминатора.
У некоторых мог возникнуть вопрос о многооборотном переменном резисторе. Это переменное сопротивление, движок которого перемещается медленно и плавно, что позволяет производить точную настройку. Такие переменные многооборотные сопротивления вы могли видеть в старых телевизорах, в блоках настройки каналов. Наибольшее распространение получило сопротивление типа СП3-36. Ниже его фотография.
С торца сопротивления имеется удобная ручка-крутилка. Положение движка легко контролировать визуально по ползунку на валу. Сопротивление можно вклеить в корпус, а через прорезь в корпусе настраивать крутилкой.
О катушках
Теперь поговорим о катушках. Катушки очень просты в изготовлении. Раньше для детекторного приемника требовался тонкий обмоточный провод, ферритовый стержень и терпение, чтобы намотать 100-120 витков контурной катушки. Фраза в рисунке схемы у катушки «11 витков / 0,5 / 2,5» говорит о том, что нам потребуется намотать 11 витков проводом диаметром 0,5 мм на оправке 2,5 мм. Обмоточный медный провод диаметром 0,5 мм в лаковой изоляции (ПЭЛ) можно найти в мастерских по ремонту электродвигателей и бытовой техники, либо в других местах. Оправка – это сверло диаметром 2,5 мм. Предварительно выравниваем провод методом вытягивания. Мотаем на оправку плотно, виток к витку. Перед началом намотки зачищаем конец провода на 2-3 мм и сразу облуживаем припоем. После намотки обрезаем провод, оставив вывод 2-3 мм; его также зачищаем и облуживаем. Аналогично делаем вторую катушку на 10 витков. У вас должно получиться нечто подобное.
Маркировка конденсаторов:
1000 пф – маркировка 102
10 пф – маркировка 100
Маркировка резисторов (ориентировочно):
47 кОм – желтый, фиолетовый, оранжевый
4,7 кОм – желтый, фиолетовый, красный
Как правило, приемник начинающего радиолюбителя выполняется «воздушным монтажом», т.к. нет достаточного навыка изготовления печатных плат. По крайней мере, мой первый приемник именно такой и был как и множество других конструкций. Для тех, кто темой печатных плат владеет, предлагаю рисунок печатной платы. Этим рисунком рекомендую руководствоваться при сборке приемника на монтажных платах.
