Юный техник, 2014 № 10

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Радиосхемы на микросхеме К174ХА10

Интегральная микросхема К174ХА10 содержит абсолютно все узлы радиоприемника, включая усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Она содержит десятки транзисторов, и по ней трудно разобраться в назначении отдельных элементов. Поможет упрощенная структурная схема, показанная на рисунке 1.

МС выполнена в стандартном прямоугольном корпусе с 16 выводами, и на рисунке нумерация выводов соответствует их расположению при взгляде на корпус сверху, со стороны названия. Нумерация идет против часовой стрелки. Если смотреть на МС со стороны выводов, то номер вывода следует отсчитывать по часовой стрелке от метки на корпусе.

Как и полагается в супергетеродинном приемнике, сигнал от входного контура подается на вход преобразователя частоты (выводы 6 и 7). Преобразователь содержит смеситель и гетеродин, выполненный по схеме мультивибратора. Его частоту определяет внешний гетеродинный контур, подключаемый к выводу 5. Для перестройки приемника по частоте входной и гетеродинный контур содержат конденсаторы переменной емкости (КПЕ), вот почему КПЕ выпускают чаще всего в виде двухсекционных блоков.

На выходе смесителя (вывод 4) выделяется сигнал промежуточной частоты, равной разности частот гетеродина и входного сигнала. Значение ПЧ в отечественных приемниках 465 кГц. Отфильтрованный сигнал подается на вход усилителя ПЧ (УПЧ), обеспечивающего основное усиление (выводы 1, 2).

Подавляющее большинство усилительных каскадов МС выполнены на дифференциальных парах транзисторов, поэтому имеют симметричные входы, а иногда и выходы. Выход УПЧ (вывод 15) соединен со входом двухполупериодного амплитудного (АМ) детектора (вывод 14), осуществляющего демодуляцию АМ-сигнала и работу встроенной в УПЧ системы автоматической регулировки усиления (АРУ).

Особняком в МС стоит усилитель низкой (звуковой) частоты (УНЧ или УЗЧ), подключенный непосредственно к выводу питания 13, тогда как все остальные каскады получают питание через встроенный стабилизатор напряжения. В стандартной схеме приемника вход УНЧ (вывод 9) через регулятор громкости (внешний элемент) соединяют с выходом АМ-детектора (вывод 8). Таким образом, микросхема К174ХА10 преобразует принимаемые сигналы, усиливает сигналы ПЧ, детектирует их и усиливает звуковой сигнал. Посмотрим теперь, как можно использовать отдельные элементы МС в любительской практике.

Простой усилитель ЗЧ. Схема усилителя показана на рисунке 2. На входе установлен регулятор громкости — потенциометр R1. Его сопротивление может быть от 4,7 до 100 кОм, в зависимости от того, какая нагрузка нужна для вашего источника сигнала.

Рис. 2

Цепочка R2, C1 замыкает внутреннюю цепь отрицательной обратной связи, охватывающую усилитель. От номинала резистора R2 зависит усиление УМЗЧ. Оно максимально, когда сопротивление равно нулю, то есть конденсатор С1 соединен непосредственно с выводом 10. Усиление падает, а качество звука улучшается при увеличении сопротивления R2. От емкости конденсаторов С1 и С2 зависит нижняя граница диапазона воспроизводимых звуковых частот.

При указанных номиналах она лежит где-то в районе 150.200 Гц. Если желательно воспроизвести более низкие частоты, емкость этих конденсаторов полезно увеличить до 100…220 мкФ. Конденсатор С2 шунтирует батарею или другой источник питания. При разряженной батарее ее внутреннее сопротивление возрастает, что ухудшает работу усилителя. Чем больше емкость этого конденсатора, тем лучше.

На нагрузке 8 Ом его выходная мощность усилителя может достигать 0,5 Вт при напряжении питания 6…9 В и коэффициенте нелинейных искажений, исчисляемом единицами процентов. Ток потребления, естественно, зависит от громкости, возрастая с ее увеличением до 50 мА и более. Он уменьшается при увеличении сопротивления нагрузки. При 12-вольтовом питании (предельное для этой МС) ток заметно возрастает, так же как и выходная мощность (до 1,5…2 Вт). Возрастают и искажения до 10 %. Если при этом корпус МС нагревается, необходим радиатор.

Простой приемник прямого усиления. В нем использованы 2 элемента МС — уже описанный УЗЧ и УПЧ с АМ-детектором, выполняющий в данном случае роль усилителя радиочастоты (рис. 3). УПЧ будет усиливать радиосигналы ДВ-, СВ- и даже части КВ-диапазона без особых проблем. Схема приемника заимствована с сайта http://radiouchebnik.ru/radiokrujok_radio.html.

Рис. 3

На входе приемника установлен, для повышения селективности, двухконтурный полосовой фильтр, перестраиваемый по частоте в диапазоне средних волн (СВ). КПЕ С2 — обычный двухсекционный блок конденсаторов переменной емкости от малогабаритных приемников. Катушки L1 и L2 одинаковые. Для их изготовления используются ферритовые стержни диаметром 8 мм и длиной 15 мм. Стержни вставляются в бумажные гильзы, на которые наматывают внавал по 65 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм. Поверх катушки L2 размещаются два витка такого же провода, которые образуют катушку L3.

Для сопряжения настроек контуров необходима точная подгонка индуктивностей катушек передвижением стержней, что трудновато для начинающих. Поэтому для упрощения настройки рекомендую использовать только один контур L2, C2-2, подключив к нему конденсатор связи с антенной С1 и исключив детали L1, С2-1 и С3. Двухконтурную же цепь следует использовать лишь если обнаружится недостаток избирательности, причем конденсатор связи контуров С3 вполне можно исключить, если катушки L1 и L2 расположить близко, на расстоянии 2.4 их диаметров.

Сигнал радиостанции, на которую настроен приемник, через катушку связи L3 подается на вход УПЧ МС и усиливается им. Дтектор в данном включении использован как однополупериодный, путем соединения выводов 14 и 15 с резистором нагрузки R1. Это не лучшее, но самое простое решение.

УМЗЧ выполнен по уже описанной схеме. Конденсатор С6 — разделительный, С7 и С9 фильтруют оставшееся после детектора напряжение РЧ. Катушка L4, рекомендуемая изготовителем МС для повышения стабильности УЗЧ, бескаркасная. Она наматывается виток к витку на оправке диаметром 3 мм и содержит 6…10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм. Оправкой может послужить любой резистор МЛТ сопротивлением от нескольких сотен Ом и выше. Можно использовать и любой готовый ВЧ-дроссель индуктивностью в несколько микрогенри.

Для этого приемника разработана печатная плата (рис. 4).

Рис. 4

Дорожек на ней нет, для простоты изготовления ими служат выводы деталей. В сплошной «земляной» фольге прорезаются (или вытравливаются) «окна» под эти проводники.

Усовершенствованный приемник прямого усиления работает при напряжении питания от 3 до 9 В и потребляет (при малой громкости) 8…10 мА. Приемник описан в книге «Техника радиоприема. Простые приемники АМ-сигналов» (М.:ДМК Пресс, 2001). Преобразователь частоты в этом варианте не используется, УПЧ служит как УРЧ, а детектор и УЗЧ работают по прямому назначению.

Схема приемника показана на рисунке 5. Входной контур с магнитной антенной могут быть выполнены так же, как и в предыдущей конструкции, но для ДВ нужно намотать около 230 витков. Обе катушки, СВ и ДВ, наматывают на одном длинном стержне с разных его сторон, и тогда внешняя антенна не нужна.

Годятся и готовые магнитные антенны от транзисторных приемников, их катушки связи не используются.

Для повышения чувствительности и селективности использован истоковый повторитель на транзисторе VT1, если же очень высокая чувствительность не нужна, его можно исключить, подсоединив катушку связи между общим проводом и левым по схеме выводом конденсатора С2.

УПЧ в МС выполнен на дифференциальных каскадах и подсоединен к симметричному входу детектора, поэтому для улучшения работы детектора оказался необходим симметрирующий широкополосный трансформатор Т1. Он наматывается на кольце диаметром 7…10 мм из феррита с магнитной проницаемостью 1000…1500 и содержит 100…200 витков любого тонкого провода. Наматывать трансформатор лучше двумя сложенными вместе проводами; затем начало одного провода соединяется с концом другого, образуя средний вывод. При нежелании заниматься этой работой можно несколько изменить схему: вывод 14 МС соединить с проводом питания, а вывод 15 — через подстроечный резистор сопротивлением 100 кОм. Он регулируется по минимальным искажениям при детектировании.

Продетектированный сигнал ЗЧ подается через фильтрующую цепочку С8, R3, С9 на регулятор громкости R4 и далее на вход УЗЧ. Динамическая головка может иметь сопротивление от 6 до 50 Ом, но оптимальным следует считать 8 Ом. Налаживание приемника (чем хороши микросхемы) сводится лишь к установке диапазона принимаемых частот.

В. ПОЛЯКОВ, профессор