Первый регенеративный каскад выполнен на транзисторе VT1, работающем в так называемом «барьерном» режиме, когда потенциалы коллектора и базы равны. В данном случае база и коллектор по постоянному току соединены через катушку L1 с общим проводом. Питание подается на эмиттер через токоограничивающие резисторы R1 и R2. В таком режиме высокочастотные кремниевые транзисторы способны усиливать сигналы с амплитудой до десятых долей вольта, а больше в нашем случае и не нужно.
Колебательный контур регенератора содержит катушку L1 и конденсаторы С2, СЗ. Антенна слабо связана с контуром (для уменьшения ее влияния на частоту настройки) через конденсатор С1. Обратная связь достигается включением небольшой (1/3… 1/4) части витков катушки в цепь базы. Как видим, схема каскада со впадает со схемой генератора — индуктивной «трехточки» (схема Хартли). Однако регулировкой тока питания каскада (резистором R1) можно установить недовозбужденный режим, при котором генерации еще нет, но происходит регенеративное усиление сигналов, принятых антенной. В этом же каскаде амплитудно-модулированные (AM) сигналы радиовещательных станций детектируются, и в цепи питания появляется ток звуковых частот (ЗЧ). Через разделительный конденсатор С5 сигнал ЗЧ снимается для дальнейшего усиления. Конденсатор С4 замыкает высокочастотный ток на общий провод.
УЗЧ приемника выполнен на транзисторах VT2 и VT3 по схеме с непосредственной связью между каскадами. Для стабилизации режима смещение на базу первого транзистора подается из эмиттерной цепи второго, для чего там установлен резистор R5, зашунтированный по переменному току конденсатором С7 (ООС, снижающая усиление, здесь нам не нужна). УЗЧ нагружен на высокоомные головные телефоны. Если подобрать для первого каскада УЗЧ-транзистор с высоким статическим коэффициентом передачи тока (Вст) из серии КТ315 или КТ3102, то общее усиление может достигать 10 000, учитывая высокое полное сопротивление телефонов. Низкоомные телефоны (от плеера, например) целесообразно подключить через понижающий трансформатор любого типа (от старых транзисторных приемников, от сетевых адаптеров и т. д.).
Коэффициент трансформации желательно выбрать 20…30. Налаживание УЗЧ сводится к подбору резистора R4 таким, чтобы напряжение на эмиттере VT3 составляло 0,7…0,9 В. То же можно сделать и по максимальной громкости и качеству звука.
Диапазон приемника определяется индуктивностью и емкостью его единственного колебательного контура. При указанных на схеме емкостях приемник будет работать в диапазоне 19 м, причем настройка получается плавной (растянутой), поскольку емкость переменного конденсатора (КПЕ) С3 намного меньше емкости постоянного конденсатора С2. Катушка наматывается проводом ПЭЛ 0,6…0,8 на каркасе диаметром 20…25 мм. Число витков — 12 с отводом от 3-го витка. Намотка ведется с шагом порядка 1… 1,5 мм. Наилучший вариант — керамический каркас (можно ребристый) и посеребренный провод без изоляции, но теперь это дефицит… В любом случае, даже с каркасом из пропарафинированной бумажной гильзы, катушка должна быть механически жесткой, а витки прочно закреплены. Можно использовать подстроечный сердечник, но обязательно из высокочастотного магнитодиэлектрика с малыми потерями (карбонильное железо, альсифер, ВЧ-феррит). НЧ-ферриты непригодны.
КПЕ связи с антенной С1 и настройки СЗ выполнены на базе воздушных подстроечных, типа КПВ. Первый содержит одну неподвижную и одну подвижную пластины, а второй — две неподвижных и одну подвижную. На месте СЗ допустимо использовать и КПЕ большей емкости, что увеличит перекрытие по частоте, но тогда понадобится верньер, потому что настройка станет слишком острой. Ось КПЕ С1 желательно надставить диэлектрической втулкой, чтобы руки меньше влияли на настройку.
Для КПЕ С2 это не столь существенно, поскольку его ротор заземлен. Годятся также миниатюрные КПЕ плавной настройки, используемые в некоторых транзисторных приемниках.
Несколько советов по конструкции приемника.
Металлическая или металлизированная передняя панель обязательна — это общий провод, или «земля» приемника. На передней панели устанавливают оба КПЕ и переменный резистор регулировки обратной связи R1. Он может быть любого типа, но желательно с плавным ходом и удобной ручкой. Ручку настройки желательно выбрать большого диаметра. Контурную катушку надо жестко закрепить рядом с КПЕ настройки С1, а остальные детали регенеративного каскада разместить около них, соединив в соответствии со схемой короткими жесткими проводниками.
Требования к монтажу УЗЧ менее жесткие, и расположение деталей не столь важно. УЗЧ допустимо выполнить как на печатной плате, так и навесным монтажом. Для питания годится любая батарея с напряжением 3…6 В или аккумулятор от сотового телефона. Потребляемый ток — менее миллиампера.
Пример конструктивного выполнения КВ-регенератора, выпускаемого за рубежом в виде набора для самостоятельной постройки радиолюбителями, под названием Scout Regen Receiver, показан на фото.
Хотя его схема намного сложнее нашей, общая идеология конструктивного исполнения понятна из фотографий. Антенной может служить любой провод, от полуметра и длиннее. Специального регулятора громкости в приемнике нет — при необходимости громкость уменьшают ослаблением связи с антенной (уменьшением емкости С1). Это улучшает и селективность приемника. Критическая точка возникновения генерации легко находится по изменению характера шума и появлению биений с несущими частотами радиостанций. Чувствительность приемника максимальна как раз вблизи критической точки. Критическая точка должна находиться примерно в среднем положении движка резистора R1. Если это не так, следует подобрать сопротивление R2.
«Вогнать» частоты настройки приемника в желаемый радиовещательный диапазон можно при прослушивании станций, изменяя число витков катушки, сжимая или растягивая всю обмотку по каркасу, или с помощью подстроенного сердечника.
При желании настроить приемник на другие диапазоны надо изменить число витков катушки пропорционально длине волны, сохранив ее геометрические размеры. Для хорошего приема на ВЧ-диапазонах 16, 13 и 11 м желательно в регенеративный каскад поставить более высокочастотный транзистор, например КТ3109, КТ363 или другой, подобный.
Хорошо выполненный конструктивно и правильно налаженный, этот приемник позволит слушать те же самые станции, что и более сложный и дорогой аппарат.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Физика без приборов
ВЫРАЩИВАЕМ КРИСТАЛЛЫ
Для эксперимента вам понадобятся: стеклянный стакан, чайник, ложка, вода, цветная хлопковая нить, поваренная соль.
Вскипятите воду в чайнике. Аккуратно, чтобы не обжечься, налейте кипяток в стакан. Чтобы стакан не лопнул, сначала налейте в него немного кипятка и подождите 1–2 минуты, пока стекло прогреется, а потом можете долить воды в стакан.
Насыпьте в стакан соль (на 1 стакан воды 0,5 стакана соли) и размешайте. Положите на стакан ложку. Намочите цветную хлопковую нить и намотайте ее на ложку. Опустите нить в стакан и оставьте его в покое на несколько часов. Проверьте, как выглядит нить спустя указанное время.
Для успеха очень важно, чтобы вся соль растворилась в воде и получился насыщенный раствор. Тогда он будет склонен к кристаллизации. А кристалл соли может вырасти, если имеется так называемое зерно кристалла. Оно возникает на инородном теле, попавшем в солевой раствор. В нашем опыте таким телом выступает нить. Первый возникший на нити кристалл сам становится зерном, на который в дальнейшем оседают новые молекулы соли.
Попробуйте также вырастить цветные кристаллы, капнув в солевой раствор йод или бросив несколько крупинок марганцовки. Можно использовать и другие соли (например, медный купорос, хлорид меди), которые продаются в аптеке или хозяйственном магазине.
СДЕЛАЙ ДЛЯ ШКОЛЫ
Генератор Ван де Граафа
Этот электростатический генератор способен выдавать электростатические потенциалы в сотни тысяч вольт. Такие установки имеются во многих лабораториях и политехнических музеях, где их используют в самых различных опытах, связанных с электричеством. Правда, там используются генераторы высотой в два человеческих роста. Мы же попробуем построить компактную настольную установку.
Р. Дж. Ван де Грааф
Назван генератор по имени голландского физика Р. Дж. Ван де Граафа, который в 1931 году сконструировал его для своих опытов по электростатике. С той поры установки, сыплющие искрами, можно найти даже в школьном кабинете физики, и называются они иногда электрофорными машинами. Мы же с вами попробуем сделать примерно такой генератор, как его задумывал сам Ван де Грааф.
