Схема детекторного приемника для сборки своими руками

20 марта 2019 / 14:19
Детекторный приёмникИзготовление лампового детекторного приемника своими руками — схемы, списки необходимых компонентов и рекомендации по их подбору, видео.
Содержание статьи:

  1. Схема и рекомендации по подбору деталей
  2. Блок питания
  3. Доработка схемы
  4. Схема конечной конструкции
  5. Фильтр: сборка своими руками
  6. Настройка
  7. Изготовление корпуса
  8. Видео

Перед тем, как приступить к монтажу лампового детекторного приемника, была поставлена задача собрать простое устройство с приемлемым звуком и возможностью подключения к внешнему усилителю.

Мы остановились на варианте использования лампового диода в качестве детектора и применения антенны «длинный провод» максимально возможного размера. Понятно, что конструкция получается не совсем простая — требуется блок питания для лампы и, самое главное, совершение некоторых действий по изготовлению антенны и заземления, но это того стоит — качество звучания принимаемых станций с лихвой оправдывает потраченные силы и время. Удивило, что при детекторном приёме АМ станций слышно, как дышат дикторы, как они перемещают по столу бумагу и как шумно, порой, ведут себя гости в студии.

В качестве антенны применяется антенна «треугольник» периметром 160 метров с воздушной симметричной линией питания длиной около 35 метров, но это всё используется как один «длинный провод». Получается, что длина приёмного полотна около 90–110 метров. В качестве заземления используется арматура панельного железобетонного дома (металлическое ограждение балкона).


Большинство экспериментов проводилось с местным приёмом радиостанции «Радио России — Томск», работающей на частоте 171 кГц. Вещательный центр располагался на расстоянии примерно 100 км, мощность излучения у него большая, поэтому схема приёмника получилась простая.

Схема детекторного приемника и рекомендации по подбору деталей



Схема детекторного приемника

Необходимые детали:

  • Резистор (R1) — МЛТ 0,5 1МОм.
  • 2 конденсатора (C1, C2) — КСО 1000 пФ (номинал подбирать по месту) и КСО 470 пФ соответственно.
  • Катушка индуктивности (L1) — 800 мкГ.
  • Лампа (VL1) — Диод двойной 6Х2П.
  • Трансформатор (Tr1) — Коэфф.трансф. = 25.

Высокочастотный сигнал, принятый антенной, с катушки последовательного контура C1L1 подаётся на катод диода, который пропускает через себя только отрицательные полуволны несущей частоты. Далее они сглаживаются на C2 и на трансформатор поступает уже низкочастотная огибающая, соответствующая форме модулирующего сигнала.


В качестве звукового трансформатора используется обыкновенный силовой от старой игровой приставки «Дэнди». Его особенность — в раздельной намотке первичной и вторичной обмоток, и, возможно, благодаря этому ширина полосы воспроизводимого звука у него наилучшая в сравнении с другими проверенными — ТВК, ТАН, ТС. Можно, конечно, и специально для этой схемы намотать трансформатор, но учитывая, что сетка частот вещания на ДВ и СВ идёт через 9 кГц и спектр звуковых модулирующих частот радиостанций не должен превышать полосы 9 кГц (по ГОСТу 80-х годов — 10 кГц), то изготовление специализированного трансформатора здесь оправдано не столько с точки зрения улучшения звучания, сколько для повышения КПД системы.

В схеме, конечно, были проверены звуковые выходные трансформаторы от ламповых усилителей, и полосу они, само собой, расширяют, но вместе с тем, становятся отчётливо слышны все помехи, наводимые на антенное полотно от окружающих импульсных блоков питания (компьютеров, телевизоров и др.). Ну, а так как для уменьшения уровня этих помех делать качественную систему заземления и симметричную антенную систему возможности нет, то решено было обойтись установкой в приёмник простого трансформатора, с полосой пропускания до 7–10 кГц.

Деталей в схеме мало и все они соединены навесным монтажом — входные и выходные гнёзда, панелька для лампы и трансформатор закреплены на пластине из оргстекла, а к ним уже припаяно всё остальное.

Конденсаторы С1 и С2 — слюдяные, марки КСО или СГМ. Ёмкость С1 подбирается под конкретную используемую антенну по максимальной громкости звучания. Номинал С2 не должен быть большим — иначе в звуке начнут «заваливаться верхи».

Контурная катушка L1 намотана проводом ПЭЛ-0,12 на каркасе диаметром 22 мм (медицинский шприц), содержит примерно 320 витков и имеет индуктивность около 800 мкГн. Понятно, что провод слишком тонкий, имеет большое омическое сопротивление, а сама катушка имеет большую межвитковую ёмкость. Всё это, в конечном итоге, отрицательно сказывается на добротности контура. Поэтому в схеме была проверена катушка такой же индуктивности, намотанная проводом ПЭЛШО-0,2. Но, так как избирательность на длинноволновом диапазоне при такой схемотехнике входной цепи на слух не изменилась, а габариты намотки увеличилась очень сильно, то в конечный вариант приёмника вернул первую катушку. А вот при настройке приёмника на средневолновый диапазон катушку можно мотать более толстым проводом и, конечно, с меньшим количеством витков и с меньшей ёмкостью С1 в контуре.

Входные антенные разъёмы — винтовые приборные — ВР-1, ВР-3 или ВР-11 по каталогу «Бурый медведь». Прямо к разъёмам припаян резистор R1 сопротивлением от 0,5 МОм до 2 МОм, устраняющий накапливание на полотне антенны потенциала относительно земли во время выпадения атмосферных осадков.

Выходное гнездо — любое трёхконтактное (стерео), подходящее под штекер применяемых наушников, например, 3,5 мм AUB-11 или AUB-13 по каталогу «Бурый медведь». Земляной провод приёмника подпаивается не к корпусу гнезда, а ко второй сигнальной ножке — так при использовании стереонаушников вдвое повышается их сопротивление.

Наушники применены марки Dialog M800-HV с сопротивлением головок по 32 Ом. Чувствительность у них большая, поэтому подаваемого амплитудного низкочастотного напряжения в 10–20 мВ достаточно для комфортного прослушивания. По утрам и вечерам иногда приходится пользоваться штатным регулятором громкости.

Блок питания для детекторного приемника



Как это не смешно, но намного сложнее приёмника получился блок питания для диода. Трансформатора с выходным напряжением 6,3 В под рукой не было, пришлось использовать другой, с большим напряжением. Опять же, выручил ещё один трансформатор от «Денди». Стабилизацию решил делать по току, а не по напряжению — деталей, примерно, такое же количество, как и при использовании линейных стабилизаторов типа LM7806, но зато получается плавный разогрев нити накала во время включения приёмника.

Схема включения приемника

Необходимые элементы:

  • Тумблер (S1) — ТП1-2
  • Предохранитель (F1) — 100 мА в держателе ДПБ
  • Трансформатор (Tr1) — 220В/9В.
  • 4 выпрямительных диода (VD1–VD4) — FR307.
  • 4 конденсатора (C1–C4) — КСО 10 нФ.
  • 2 электролитических конденсатора (C5, C6) — 2200 мкФ, 16В и 1000 мкФ, 16В.
  • Конденсатор (C7) — 100 нФ.
  • 2 резистора (R1, R2) — МЛТ-2 1...3 Ом (номинал подбирать по месту) и МЛТ-0,25 1 кОм.
  • Светодиод (HL1) — АЛ307Б.
  • Транзистор (VT1) — КТ816.
  • Биполярный транзистор (VT2) — КТ361А.

Диоды VD1–VD4 можно использовать и попроще, начиная с отечественных КЦ405, КД226 — на ток от 1А.


Конденсаторы С1–С4 служат для уменьшения выбросов импульсов, возникающих во время закрывания диодов моста. Здесь лучше поставить слюдяные КСО или СГМ, но можно и керамические КМ или, хотя бы, дисковые китайские. С5 и С6 — электролитические любой марки, рассчитанные на эксплуатацию при напряжении от 16 В и выше. Служат для сглаживания выпрямленного напряжения, поэтому С5 лучше выбрать с ёмкостью более 1000 мкФ, а ёмкость С6, можно сказать, не критична — он здесь, скорее, для перестраховки, как и С7.

На элементах HL1, R1, R2, VT1 и VT2 собран источник тока для накала лампы. Сила этого тока зависит от напряжений падений на светодиоде HL1, на переходах база-эмиттер обоих транзисторов и сопротивления резистора R1. Соответственно, выставляется подбором сопротивления R1 до нужного для лампы 6Х2П значения 300 mA с точностью плюс-минус 25 мА. Транзистор VT1 установлен на радиатор от старых компьютерных процессоров с площадью поверхности примерно 150–200 кв. см. Конденсаторы С5 и С6 закреплены на этом же радиаторе жестяными скобами и к ножкам этих конденсаторов и ножкам транзистора VT1 крепятся все остальные детали блока питания. Светодиод HL1 заменяем на любой отечественный или импортный, транзисторы VT1 и VT2 — на любые другие pnp транзисторы, подходящие по параметрам. Можно поставить один КТ973 или ему подобный импортный.

Настройка источника тока заключается в припаивании резистора (Rнагр.) сопротивлением 10–20 Ом параллельно конденсаторам С6 и С7 (имитация цепи накала лампы), проверке выпрямленного напряжения на конденсаторе С5 (должно быть от 10 до 15 В), и подборе номинала резистора R1 (примерно от 1 до 3 Ом) до соответствия протекающего через него тока значению 300 mA. Контролировать ток можно как по падению напряжения на R1, так и по выходному напряжения 6,3 В, падающему на резисторе Rнагр. Этот резистор лучше взять марки ПЭВ мощностью от 5 Вт, так в зависимости от его номинала, на этапе экспериментов на нём может выделяться более 4 Вт. После настройки этот резистор нужно убрать и, вставив лампу в панельку, проверить ток, протекающий уже через неё.

Доработка схемы детекторного приемника



Рассматривая схему приёмника (первая), понятно, что если для согласования высокого выходного сопротивления диода с низким сопротивлением наушников используется понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 25, то на его первичке должно быть напряжение амплитудой около 0,25–0,5 В. Жалко терять такой потенциал!

После некоторого размышления было решено усложнять схему приёмника. Входную часть мы оставили почти без изменений, а вместо понижающего трансформатора поставили усилительный каскад SRPP на лампе 6Н3П. Мы основывались на том, что раз для накала диода всё равно нужен трансформатор, то почему бы в его качестве не использовать какой-нибудь ТАН или ТС с накальными и анодными обмотками? Ну и почему бы тогда не сделать усилительный каскад на ещё одной лампе? Был найден силовой трансформатор от какой-то старой бытовой ламповой техники с выходным напряжением на анодной обмотке около 200 В и с накальной 6,3 В. В итоге схема приёмной части получилась такая:

Схема приёмной части детекторного радиоприемника

Необходимые детали:

  • Катушка индуктивности (L1) — 800 мкГн.
  • 7 конденсаторов (C1– C7) — КПВ 2/12...495 пФ, КСО 1500 пФ (номинал подбирать по месту), КСО 1000 пФ, КСО 3700 пФ (два параллельно 1000 пФ + 2700 пФ), К40У-9 0,1 мкФ, КСО (10 нФ, 500В), МБГО (20 мкФ, 300В).
  • 5 резисторов (R1–R5) — ВС-0,25 (8,2 кОм и 3,9 кОм), ВСа-0,5 75 кОм, ВС-0,5 (330 Ом и 510 Ом).
  • Резистор переменный (R6) — СП-1 10 кОм.
  • 2 лампы (VL1, VL2) — диод двойной 6Х2П и триод двойной 6Н3П.

После детектора VL1С3 стоит фильтр низкой частоты R2C4, который вкупе с конденсатором C3 и фильтром высоких частот, образованным элементами C5R3, формируют полосу пропускания по уровню -3 dB в пределах 20 Гц…5 кГц (на частоте 9 кГц спад -6 dB).

Примерная амплитудно-частотная характеристика фильтров, сэмулированная программой RFSimm99rus, приведена на рисунке ниже. Если С4 поставить ёмкостью 2700 пФ, то на 9 кГц будет спад -3 dB.

Все постоянные резисторы на схеме выше — ВС и ВСа 0,25 и 0,5Вт, конденсаторы С2, С3, С4, С6 — КСО (можно СГМ). С4 составлен из двух включенных параллельно (2700 пФ и 1000 пФ). С1 — воздушный, двухсекционный 2х12/495 пФ. Конденсатор С5 — К40У-9, С7 — МБГО на рабочее напряжение 300 В.

Выходной переменный резистор сначала был ППБ-1В 10 кОм, но в конечном варианте из-за отсутствия подходящей ручки регулировки был поставлен СП-1 с характеристикой «В». На слух разницы не было.

Катушка L1 — такая же, как и в варианте приёмника с трансформаторным выходом. Низкий номинал резистора R1 — это не ошибка, сначала его сопротивление было более 100 кОм, но в звучании станций иногда возникали слышимые искажения. С чем это связано, не понятно, возможно, с изменениями уровня постоянного напряжения при детектировании и очень низкой частотой воспроизведения усилительного каскада, но действенным способом их уменьшения оказалось понижение сопротивления R1 до 5–10 кОм. Очень может быть, что это неправильный шаг и искать причину искажений надо было в другом месте. Например, уменьшать коэффициент усиления каскада.

Амплитудно-частотная характеристика фильтров

Каскад SRPP в данной схемотехнике имеет усиление около 26 дБ (20 раз). Номиналы резисторов R4 и R5 подобраны для работы лампы с максимальным подавлением третьей гармоники. Ток покоя получился 5 мА. Конденсатор в цепи катода нижнего триода не установлен — усиление каскада и так избыточно. Ниже показан уровень гармоник при двух вольтах эффективного синусоидального выходного напряжения (два вольта эффективного — это 5,6 вольт двойной амплитуды, то есть «от пика до пика»).

Уровень гармоник

Схема конечной конструкции детекторного приемника



Блок питания как был собран на этапе экспериментов, так, почти без изменений схемотехники, и перешёл в конечную конструкцию, схема которой есть ниже. Хотелось, конечно, полупроводниковый диод VD1 заменить на лампу 6Х2П, но это так и не было реализовано. Оставили ступенчатое (последовательное) включение приёмника тумблерами S1 и S2. Простое однополупериодное выпрямление анодного напряжения обусловлено простотой сборки и малым током нагрузки. Сначала, из-за этого малого тока, был неудобен процесс выключения, чтоб выключить S1 приходилось ждать, пока конденсаторы анодного напряжения разрядятся. Но потом приноровился и в качестве тумблера включения/выключения приёмника стал использовать только S2 (S1 остаётся включен постоянно), а чтоб приёмник не «бубнил» ещё на протяжении нескольких минут, уводить ручку громкости (R6 на рис.3) в минимальное положение.

Схема конечной конструкции

Необходимые компоненты:

  • 2 тумблера (S1, S2) — ТП1-2.
    Диод (VD1) — КД226Д.
  • 6 резисторов (R1–R6) — 2хМЛТ-0,5 360 Ом (100...360 Ом), 2хМЛТ-0,5 1 кОм, МЛТ-0,5 120 кОм, МЛТ-0,5 470 кОм.
  • 5 конденсаторов (C1, C2, C5, C7, C8) — КСО 5 нФ, 1 кВ (два последовательно по 10 нФ, 500В), 2хК73-17 1 мкФ, 400В, МБГО 30,0 мкФ, 300В, КСО 10 нФ, 500В.
  • 3 электролитических конденсатора (C3, C6, C4) — 2х4,7 мкФ, 400В и 680 мкФ, 400В
  • Трансформатор (Tr1) ТАН-21.

Тумблеры — ТП1-2, рассчитанные на напряжение 220 В и ток 2А. Предохранитель — в держателе ДПБ. Трансформатор можно использовать промышленный из серии ТАН, например, ТАН-21 или ТАН-26. Выпрямительный диод VD1 — КД226Д.

Конденсаторы С1 составлен из двух последовательно соединённых КСО-2 10 нФ, 500 В. С8 — один такой конденсатор. С3, С4 и С6 — электролитические на напряжение 400–450 В. С7 — марки МБГО, на 300 В. С5 — часть НЧ фильтра, образованного совместно с резистором R6, и ёмкость его может варьироваться от 0,33 до 10,0 мкФ. Сюда подойдёт любой плёночный (метало-плёночный) или бумажный (метало-бумажный) конденсатор, например, К73–17 (1 мкФ, 100 В), или МБГх (1 мкФ, 160 В). Такой же марки можно взять и конденсатор C2, но на напряжение 400 В.


Резисторы R1 и R2 создают в обмотке 6,3 В искусственную среднюю точку, на которую подаётся постоянное напряжение с делителя R5R6 (около 65В) и этим уменьшается уровень фона, создаваемого питанием накала ламп переменным напряжением.

В начальной схеме БП элементов С5R5R6 не было, правые по схеме ножки R1 и R2 были припаяны к общему проводу и фона частотой 100 Гц на слух не замечалось. Но при просмотре АЧХ приёмника программой SpectraPLUS стало видно, что фон есть и при подаче на R1 и R2 положительного напряжения он понижается более чем на 10 dB становясь сравнимым с уровнем шума тракта.

Выпрямитель блока питания несложно выполнить и по мостовой схеме. Тогда диоды можно взять на меньшие обратное напряжение и номинальный ток. Фильтрующие конденсаторы тоже можно применить меньшей ёмкости, да и одно Г-звено сократить — убрать R4 и С6.

Фильтр для детекторного приемника: сборка своими руками



Если при приёме присутствует большой уровень помех, можно попробовать «отвязать по ВЧ» приёмник от сети 220 В. Например, собрать фильтр как на схеме ниже.

Здесь помехоподавляющий дроссель L — это или готовый из бытовой или оргтехники, или самодельный — например, 30–60 витков двойным изолированным проводом на ферритовом кольце 2000НМ К37х24х8. Провод должен быть в хорошей изоляции, чтоб сетевое напряжение не пробило его с витка на виток. Конденсаторы ёмкостью 100 нФ плёночные, помехоподавляющие, должны быть рассчитаны на напряжение 275 В, конденсаторы по 1 нФ — керамические высоковольтные, на 1 кВ.

Схема фильтра

Окончательно приемник был собран в одном корпусе с блоком питания.

Настройка детекторного приемника



Рассмотрим, как перестроить приемник на средние волны. Катушка входного контура намотана проводом ПЭЛШО-0,2 на каркасе 17 мм (пластиковый медицинский шприц). При 95 витках неплотной намотке индуктивность получилась около 50 мкГн. При несложном изменении входной цепи (смотрите на рисунке ниже) приём возможен в диапазоне 0,53–1,6 МГц.

Изменение входной цепи

Необходимые компоненты:

  • 3 конденсатора (C1, C8, C10) — КСО 68 пФ, МБГО 4 мкФ, 2,2 мкФ.
  • Конденсатор электролитический (C9) — 1,0 мкФ, можно плёночный неполярный.
  • 3 резистора (R7, R9, R10) — ВСа-0,25 33 кОм (номинал подбирать по месту), МЛТ-0,125 1 МОм и МЛТ-0,125 2 кОм.
  • Подстроечный резистор (R8) — СП3-22 10 кОм.
  • Транзистор (VT1) — КП103.
  • Диод (VD1, VD2) — КД503А.

Цепь АРУ была собрана на полевом транзисторе VT1, используемом в качестве регулируемого сопротивления. Принцип действия простой — усиленный каскадом SRPP сигнал через R10 подаётся на детектор с удвоением выпрямленного напряжения C10VD2VD1C9. И чем больше на затворе транзистора отрицательный потенциал, тем меньшее сопротивление имеет переход «сток-исток» транзистора.

Учитывая, что резисторы R7, R8 и сопротивление перехода «сток-исток» образуют через конденсатор С8 делитель совместно с резистором R2, то получается, что чем больше уровень НЧ сигнала на выходе каскада, тем сильней его пытается ослабить транзистор на входе. Уровень этого ослабления выставляется движком резистора R8 по комфортности звучания программ. Время «отпускания» АРУ зависит от ёмкости конденсатора С9 и сопротивления резистора R9. Малое время «отпускания» создаёт кажущуюся избыточную шумливость эфира, слишком большое — долгие и глубокие перепады в громкости звучания станции.

Почти все детали цепи АРУ были собраны навесным монтажом на плате из фольгированного текстолита. Только конденсатор С8 был закреплен возле лампы 6Н3П. Его марка — МБГО-2, ёмкость желательна более 2 мкФ.

С9 — электролитический, но можно применить и плёночный, как и С10 (кстати, его номинал можно поставить и меньше — вплоть до 0,1 мкФ). Диоды VD1 и VD2 легко заменяемы на КД521, КД522 или подобные. Или же, если вдруг окажется, что усиления каскада недостаточно и АРУ работает плохо, то можно попробовать поставить сюда германиевые диоды Д311, Д312. Также для дополнительного усиления каскада можно параллельно резистору R5 поставить электролитический конденсатор ёмкостью от 100 мкФ и более.

Изготовление корпуса детекторного приемника своими руками



Корпус приемника в программе Splan

Перед изготовлением корпуса приёмника, его внешний вид сначала был нарисован в программе Splan, чтоб представить, что и где должно стоять и как всё это будет выглядеть в окончательном варианте. Затем корпус был склеен из обрезков 6-ти миллиметровых МДФ стеновых панелей, обработан автомобильной грунтовкой, покрашен и покрыт лаком.

Верхняя панель — декоративная съёмная, а все основные детали (разъёмы, трансформатор, конденсатор, панельки) крепятся к той части корпуса, что под ней. На фото выше это та пластина, что в нижнем правом углу, с размерами 194х294 мм и с разметками под отверстия. Все боковые стенки (76х176 и 76х288) приклеены к ней эпоксидным клеем ЭДП.

Днище склеено из двух панелей (исходя из эстетического соответствия с верхней крышкой) и прикручивается к длинным боковинам четырьмя мелкими саморезами. Длинные боковины для этого усилены по толщине узкими полосами. К днищу по углам приклеены ножки, вырезанные из того же материала.

Заготовки для корпуса детекторного приемника

На задней стенке закреплена колодка с предохранителем, на передней по центру стоит резистор регулировки громкости, а слева — ручка настройки конденсатора (рис.11). Пока никаких надписей нет и оформление не сделано.

Готовый корпус приемника

Ниже можно скачать записи радио:

Файлы для скачивания: detektornyy-priemnik.rar

Видео о сборке детекторного приемника своими руками:

0

Другие новости по теме:

Добавление комментария
Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Если Вы не робот, то подтвердите это: *