БЕСЕДА СЕДЬМАЯ. ПЕРВЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРИЕМНИК

Твоим самым первым радиотехническим устройством был детекторный приемник. Работал он исключительно за счет энергии радиоволн, улавливаемых антенной. Транзисторный приемник, которому посвящена эта беседа, тоже простое устройство, но для его работы совершенно необходим источник постоянного тока. Потребляя его энергию, приемник позволит принимать сигналы тех же радиостанций, но со значительно большей громкостью. Такой приемник будет твоей первой транзисторной конструкцией.

ОТ ДЕТЕКТОРНОГО - К ОДНОТРАНЗИСТОРНОМУ ПРИЕМНИКУ

Принципиальная электрическая схема приемника может быть такой, как та, что изображена на рис. 92. В ней все тебе знакомо. Ее левая часть, отделенная штриховой линией, это детекторный приемник с настройкой колебательного контура конденсатором переменной емкости С2, только вместо телефонов в детекторную цепь включен резистор R1. Правая часть - однокаскадный усилитель ЗЧ. Электролитический конденсатор С4 является связующим элементом между ними. Независимо от способа настройки колебательного контура - ферритовым сердечником или конденсатором переменной емкости - модулированные колебания радиочастоты будут проектированы диодом V1. Резистор R1 выполняет роль нагрузки детектора. Создающиеся на нем колебания звуковой частоты через конденсатор С4 поступают на базу транзистора V2, включенного по схеме ОЭ, а после усиления головными телефонами В1, включенными в коллекторную цепь, преобразуются в звуковые колебания.

Источником питания служит батарея GB1 напряжением 4,5 В, например, батарея 3336Л или батарея, составленная из трех элементов 332 (соединить последовательно).

Обращаю внимание на полярность включения электролитического конденсатора С4. На базе транзистора по отношению к «заземленному» проводнику - отрицательное напряжение, равное примерно 0,1 В. Поэтому электролитический конденсатор должен подключаться к базе отрицательной обкладкой, т. е. обязательно нужно соблюдать полярность электролитического конденсатора.

По предыдущей беседе ты уже знаешь, что для нормальной работы транзистора на базу кроме входного сигнала подают еще открывающее его напряжение смещения: для транзистора структуры р-n-р - отрицательное, для транзистора структуры n-р-n - положительное. Наиболее простой способ подачи напряжения смещения - это соединение базы транзистора с соответствующим проводником источника питания через резистор. В данном случае такую функцию выполняет резистор R2.

Рис. 92. Детекторный приемник с однокаскадным усилителем ЗЧ

В усилителе можно использовать любой из германиевых транзисторов серий МП39-МП42. А чтобы германиевый транзистор открыть, на его базу относительно эмиттера достаточно подать всего 0,1 В. Нетрудно подсчитать (по закону Ома), что такое напряжение можно создать на эмиттерном переходе, сопротивление которого примем равным 1000 Ом, ток 100 мкА (0,001 А). При этом в зависимости от коэффициента передачи тока h21Э коллекторный ток транзистора может достигать 0,8-1 мА. Примерно в такой режим работы и ставят обычно маломощный транзистор, чтобы он при усилении не искажал сигнал. Дальнейшее увеличение напряжения смещения, а значит и тока коллектора, не имеет смысла, так как от этого усиление сигнала не возрастет, а лишь увеличится расход энергии на питание транзистора, А если напряжение смещения на базе окажется слишком большим? Транзистор также будет искажать сигнал и, кроме того, станет нагреваться из-за большого тока коллектора. Такой ток должен быть и в коллекторной цепи маломощного кремниевого транзистора, но при напряжении смещения на базе 0,5-0,6 В.

Коллекторный ток, соответствующий работе транзистора в режиме усиления, радиолюбители обычно устанавливают подбором сопротивления резистора, через который на базу подается напряжение смещения. На схеме этот резистор обозначают звездочкой, символизирующей подбор. Проводник коллекторной цепи этого транзистора пересекают двумя косыми линиями - крестом, а возле него указывают ориентировочный ток покоя, т. е. коллекторный ток транзистора в отсутствии сигнала на базе. Это — статический режим работы транзистора. При подаче сигнала на вход усилителя коллекторный ток станет изменяться, и тем значительнее, чем больше напряжение входного сигнала. Это - динамический режим работы транзистора.

Ориентировочное сопротивление резистора смещения R2, отмеченного звездочкой, можно подсчитать простым умножением сопротивления нагрузки на удвоенное значение коэффициента передачи тока транзистора, используемого в усилителе. Предположим, коэффициент h21Э транзистора равен 50, а сопротивление излучателей высокоомного головного телефона, соединенных последовательно, составляет 4 кОм. Следовательно, сопротивление резистора R2 усилителя твоего первого транзисторного приемника должно быть примерно 400 кОм. Но это, повторяю, ориентировочное сопротивление резистора смещения. Во время подгонки заданного режима оно в зависимости от коэффициента h21Э транзистора может значительно отличаться от расчетного.

Детали усилителя и резистор R1 смонтируй на картонной панели примерно в том порядке, как показано на рис. 93. Выводы деталей пропускай через отверстия панели и, не наращивая, соединяй снизу. Места соединений обязательно пропаивай. Не ошибись: при включении транзистора его коллекторный вывод должен соединяться через телефоны с отрицательным полюсом батареи питания, эмиттерный - непосредственно с заземленным (плюсовым) проводником, а базовый - через конденсатор С4 с верхним (по схеме) выводом резистора R1.

В усилителе используй маломощный низкочастотный транзистор со статическим коэффициентом передачи тока h21Э, равным 50-60. Но транзистор может быть и высокочастотным, например П401, ГТ309 с любым буквенным индексом. Конденсатор С4 - типа К50-6 или К50-3 на номинальное напряжение не менее 6 В. Через резисторы R1 и R2 текут незначительные токи, поэтому они могут быть рассчитаны на мощность рассеяния 0,125 Вт (МЛТ-0,125). Сопротивление резистора R1 6,8-10 кОм.

Если в усилителе будешь использовать транзистор структуры n-р-n, например МП35-МП38, КТ315, то не забудь изменить полярность включения батареи питания и электролитического конденсатора С4.

Прежде чем подключить батарею, проверь монтаж усилителя по принципиальной схеме - нет ли ошибок?

Рис. 93. Монтаж усилителя и схема подгонки режима работы транзистора с помощью переменного резистора

К входу усилителя подключи выход любого из трех детекторных приемников, с которыми ты экспериментировал в третьей беседе. Подключи к контуру приемника антенну и заземление, а параллельно резистору R1 - высокоомные головные телефоны. Настрой приемник на местную радиостанцию. Затем телефоны включи в коллекторную цепь транзистора, а резистор R2 временно замени двумя соединенными последовательно резисторами: постоянным с номинальным сопротивлением 20-30 кОм и переменным сопротивлением 220-300 кОм. Постоянный резистор в этой цепочке нужен для того, чтобы избежать попадания на базу транзистора полного напряжения батареи, из-за чего он может испортиться. Движок переменного резистора, включенного реостатом, поставь в положение наибольшего введенного сопротивления (по схеме на рис. 93 - в крайнее верхнее), а затем, подсоединив батарею, медленно уменьшай сопротивление переменного резистора. При этом громкость звучания телефонов должна постепенно нарастать, но только до некоторого предела, после которого появятся искажения и звук в телефонах пропадет. Поставь движок переменного резистора в такое положение, когда звук в телефонах наиболее громкий и неискаженный.

Установка режима работы транзистора «на слух» - наиболее простой способ налаживания усилителя приемника. Лучше, однако, делать это с помощью миллиамперметра, включенного в разрыв коллекторной цепи транзистора, отмеченный на схеме крестом. Постепенно уменьшая сопротивление резистора в базовой цепи транзистора, надо добиться, чтобы ток в коллекторной цепи был 0,7-0,8 мА. Такой ток будет соответствовать нормальному режиму работы транзистора. Если при наибольшей громкости усилитель будет возбуждаться (в телефонах появятся звуки высокой тональности, ухудшающие качество радиоприема), то параллельно телефонам или между коллектором транзистора и заземленным проводником источника питания включи конденсатор емкостью примерно 0,01 мкФ (на схеме рис. 92 он показан штриховыми линиями). Свистящие звуки должны исчезнуть. Заменяя его конденсаторами других емкостей, примерно до 0,05 мкФ, можно опытным путем подобрать наиболее приятный тон звучания телефонов.

Можно ли в коллекторную цепь транзистора включить низкоомные головные телефоны или электромагнитный телефонный капсюль ДЭМ-4м. Можно! Режим работы транзистора и в этом случае устанавливай временной цепочкой подстроечных резисторов, добиваясь наибольшей громкости звучания телефонов. Но теперь ток коллекторной цепи будет немного больше, чем с высокоомными телефонами. Но можно пойти по другому пути: в коллекторную цепь транзистора включить резистор, а головные телефоны, будь они высокоомными или низкоомными - безразлично, или капсюль ДЭМ-4м подключить через конденсатор параллельно участку эмиттер - коллектор транзистора, как показано на рис. 94. В этом случае резистор R3 будет выполнять функцию нагрузки транзистора. Создающиеся на нем колебания звуковой частоты, т.е. низкочастотная составляющая коллекторного тока, через конденсатор С5 будут поступать к телефонам В1 и преобразовываться ими в звуковые колебания. Конденсатор С5 может быть электролитическим емкостью 1-5 мкФ на номинальное напряжение не менее, чем напряжение источника питания Uип. В данном случае выводом отрицательной обкладки он должен подключаться к коллектору транзистора, а выводом положительной обкладки к телефонам.

Каким должно быть сопротивление нагрузочного резистора R3? Такое, чтобы в режиме покоя на коллекторе относительно эмиттера, т. е. на участке эмиттер-коллектор, было напряжение, равное примерно половине напряжения источника питания.

Рис. 94. Схема усилителя с резистивной нагрузкой

При этом эффективность работы транзистора будет наилучшей. Такому условию отвечают резисторы сопротивлением в несколько килоом, обычно от 3 до 5,1 кОм. И здесь режим работы транзистора устанавливай подбором сопротивления цепочки резисторов в его базовой цепи.

На этом, по существу, и заканчивается процесс налаживания усилителя. Остается только измерить омметром суммарное сопротивление временной цепочки резисторов, впаять в базовую цепь транзистора резистор такого же или ближайшего номинала, еще раз проверить работу приемника и смонтировать детали детекторного приемника и усилителя на постоянной панели. Но этим, если захочешь, ты займешься после нашей беседы, самостоятельно. Сейчас же я предлагаю проверить в работе несколько вариантов такого приемника.