Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]

При любой настройке супергетеродина частота его гетеродина должна быть выше (или ниже) частоты входного сигнала на 465 кГц, т. е. на значение промежуточной частоты. Так, например, при настройке приемника на радиостанцию, несущая частота которой 200 кГц (длина волны 1500 м), частота гетеродина должна быть 665 кГц (665–200 = 465 кГц), для приема радиостанции, частота которой 1 МГц (длина волны 300 м), частота гетеродина должна быть 1465 КГц (1465 кГц — 1 МГц = 465 кГц) и т. д. Чтобы получить постоянную промежуточную частоту при настройке приемника на радиоволну любой длины, нужно, чтобы диапазон частот гетеродина был сдвинут по отношению к диапазону, перекрываемому входным контуром, на частоту, равную промежуточной, т. е. на 465 кГц. На этой частоте и происходит усиление принятого радиосигнала до уровня, необходимого для нормальной работы детектора.

В чем же суть преимуществ супергетеродина перед приемником прямого усиления?

В супергетеродине основное усиление принятого радиосигнала происходит на фиксированной, к тому же сравнительно низкой промежуточной частоте. Это позволяет путем увеличения числа каскадов усилителя ПЧ получить очень большое и весьма стабильное усиление принятого радиосигнала, не опасаясь возбуждения усилителя ПЧ. Селективные свойства приемника прямого усиления определяются обычно одним входным колебательным контуром. В супергетеродине же несколько колебательных контуров, постоянно настроенных на промежуточную частоту. Эти контуры, образующие фильтры ПЧ, и обеспечивают супергетеродину более высокую, чем в приемнике прямого усиления, селективность. Ко всему этому надо еще добавить, что чувствительность и селективность супергетеродина сохраняются примерно постоянными на всех диапазонах, в том числе и на коротковолновых, для которых приемники прямого усиления практически непригодны.

Разобраться в принципе работы транзисторного преобразователя частоты тебе поможет его упрощенная схема, изображенная на рис. 234.

Рис. 234. Упрощенный преобразователь частоты

Сигнал радиостанции, на частоту которой настроен входной контур L1C1, через катушку связи L2 подается на базу транзистора, V1. Одновременно на базу транзистора через катушку связи L2 (или непосредственно на базу) подается и сигнал гетеродина, частота которого на 465 кГц выше несущей частоты радиостанции. В коллекторной цепи колебания частот принятого сигнала и гетеродина смешиваются, в результате чего в ней возникают колебания различных частот, в том числе и промежуточной. Контур же L3C2, включенный в коллекторную цепь, настроен на промежуточную частоту, поэтому он выделяет в основном только колебания этой частоты и отфильтровывает колебания всех других частот. Выделенные контуром колебания промежуточной частоты через катушку связи L4 поступают на вход усилителя ПЧ для усиления.

Сигнал гетеродина можно подавать и в эмиттерную цепь транзистора смесительного каскада. Результат будет таким же.

В преобразователе частоты супергетеродина могут работать два транзистора: в смесителе и гетеродине. Подобные каскады называют преобразователями с отдельным гетеродином . Преобразователи же частоты подавляющего большинства любительских супергетеродинов однотранзисторные. Их называют преобразователями с совмещенным гетеродином , так как один и тот же транзистор выполняет одновременно роль гетеродина и смесителя.

Принципиально так работают преобразователи частоты и ламповых супергетеродинов.

Преобразователи частоты многих транзисторных супергетеродинов, в том числе и массовых промышленных, рассчитаны на прием радиовещательных станций только двух диапазонов — средневолнового и длинноволнового. Коротковолновый диапазон у них часто отсутствует. Объясняется это тем, что введение коротковолнового диапазона связано со значительными усложнениями преобразователей частоты, которые не всегда оправдываются при их эксплуатации. Радиолюбители же чаще всего собирают еще более простые транзисторные супергетеродины — однодиапазонные с учетом местных условий радиоприема, но обязательно с усилителем ПЧ. Без усилителя ПЧ транзисторный супергетеродин работает плохо.

Это краткое отступление может навести тебя на грустные размышления: есть ли смысл собирать транзисторный супергетеродин? Есть, конечно! Потому что селективность супергетеродина лучше, чем у приемника прямого усиления, и чувствительность более равномерна по всему диапазону волн, перекрываемому приемником. В этом ты убедишься сам.

Принципиальная схема радиочастотной части и детектора такого супергетеродина с совмещенным гетеродином показана на рис. 235.

Рис. 235. Принципиальная схема радиочастотной части и детектора транзисторного супергетеродина

Усилитель 3Ч (на схеме не показан) ничем не отличается от усилителя 3Ч приемника прямого усиления. Им может быть любой из тех усилителей, которые ты уже конструировал. Но в принципе усилитель 3Ч необязателен — нагрузкой детектора могут быть головные телефоны, включенные в его цепь вместо резистора R6.

Входная цепь супергетеродина, состоящая из контура L1C1C2 магнитной антенны W1 и катушки связи L2, ничем не отличается от входной цепи радиочастотного каскада приемника прямого усиления. Катушка L4, включенная в коллекторную цепь транзистора, и контур L5C6C7C8, соединенный через конденсатор С5 с эмиттером транзистора V1, образуют гетеродинную часть преобразователя. Благодаря индуктивной связи между катушками L4 и L5 в контуре L5C6C7C8 возбуждаются электрические колебания, частота которых определяется данными контура и регулируется конденсатором переменной емкости С8.

Часть энергии колебаний радиочастоты, возникающих в гетеродинном контуре, через конденсатор С5 подается в цепь эмиттера транзистора V1, усиливается ими через катушку обратной связи L4 вновь попадает в гетеродинный контур, поддерживая в нем колебания той частоты, на которую он настроен. Таким образом, на ток транзистора воздействуют одновременно колебания сигнала принимаемой радиостанции и гетеродинного контура. Смешиваясь, они образуют колебания промежуточной частоты, которые выделяются коллекторной нагрузкой транзистора — контуром L6C4, настроенным на промежуточную частоту. Через катушку связи L7 они подаются к усилителю ПЧ.

Резистор R3 в этом однотранзисторном преобразователе можно рассматривал» как нагрузку контура гетеродина, на котором выделяется переменное напряжение радиочастоты, вводимое в эмиттерную цепь транзистора. Конденсатор С5 является переходным элементом, связывающим контур гетеродина с транзистором.