Чтобы избежать долгих объяснений, читателям следует прежде теоретически изучить темы о колебательном контуре и основах радиовещания. Так что нам останется только реализовать это дело практически.
Мы создадим (конечно, в сильно упрощенном виде) прибор, используемый при настройке или поиске неисправностей в радиотехнических устройствах - генератор высокой частоты или, как его называли в середине прошлого века, генератор стандартных сигналов (ГСС). Вы удивитесь, но подобное устройство имеется даже в любом радиоприемнике (кроме совсем уж простых приемников: детекторных или прямого усиления), который, казалось бы, должен не создавать радиосигналы, а только принимать их. Там подобное устройство называется гетеродином и служит для преобразования частоты сигнала. А в высококлассном связном или радиолюбительском приемнике таких генераторов может быть 2-3.
В учебниках обычно приводится схема подобного генератора с дополнительной катушкой связи, да к тому же еще без элементов, обеспечивающих правильное смещение на усилительном приборе - лампе или транзисторе. Если вы не угадаете с полярностью включения катушек, то генератор может и не "завестись". Поэтому, а также, чтобы у вас не сложилось впечатление, что помещенная в учебниках схема - "единственно правильная", мы сделаем наш генератор немножко по-другому.
Но тут возникает проблема с катушкой. В радиолюбительской литературе обычно приводится описание заводского каркаса, на котором ее надо мотать. А потом оказывается, что вы промазали с индуктивностью вдвое, и без приборов даже неизвестно, в какую сторону. Потому, что на итоговую индуктивность катушки влияет масса факторов: ее диаметр, длина намотки, число витков, размеры, положение и материал сердечника. А стандартизации в этом деле нет и не было практически никакой...
Выход в том, чтобы делать катушку без сердечника, каркас делать самим и такого размера, чтобы погрешность до миллиметра мало на что влияла. Вот чертеж катушки и ее деталей. Сделайте их из ватмана или картона и как следует проклейте клеем ПВА. А еще лучше - эпоксидкой. Тогда каркас вашей катушки станет практически пластмассовым, более прочным и стабильным.
Кстати, о сердечнике. В катушках колебательных контуров радиодиапазона не используют сталь, даже трансформаторную - это привело бы к огромным потерям в контуре. Сердечники там делают из феррита. Это тяжелый, твердый, хрупкий материал серого цвета, притягивающийся магнитом и очень слабо проводящий электрический ток. Из него делают стержни от нескольких миллиметров до десятков сантиметров длиной, гладкие и с резьбой, кольца, Ш-образные детали, чашки. Вам для экспериментов будет нелишне иметь небольшой кусочек этого материала около сантиметра размером, хотя бы даже в виде негодного обломка.
А вот и схема генератора. Как видите, мы стараемся не плодить излишнюю разнотипицу номиналов и типов деталей, так что многие вы можете покупать на Али сразу в значительных количествах и дешево. Применим эмиттерный повторитель. Поскольку он не усиливает по напряжению, то режимы схемы никуда не убегут. Однако, как же так? В контуре - затухание, а тут еще усилитель с коэффициентом усиления равным 1, даже чуть ниже? Чтобы "забросить" напряжение повыше сделаем отвод от катушки контура и превратим ее в автотрансформатор! В отличие от обычного трансформатора его обмотки не отдельны друг от друга. Обмотка низкого напряжения является просто частью обмотки высокого напряжения. Автотрансформатор не обеспечивает изоляции цепей друг от друга, но проще, компактнее, экономичнее. Сделаем отвод от четверти витков и получим увеличение напряжения в 4 раза - более, чем достаточно, чтобы перекрыть все потери! Правда, чтобы трансформатор или автотрансформатор повышал напряжение, в его низковольтную обмотку надо вкачать пропорционально больший ток. Но ведь транзистор как раз и усиливает по току, тем более в схеме с общим коллектором (эмиттерном повторителе)!
В первой секции катушки намотаем 25 витков эмалированным обмоточным проводом диаметром 0,18 - 0,25 мм, закрепим провод в отверстии средней щечки каркаса, выпустим небольшой конец, который зачистим от лаковой изоляции, и намотаем еще 75 витков в оставшейся части катушки по 25 в каждой секции. Направление намотки должно быть таким, чтобы эта часть катушки была как бы продолжением первой. Контурный конденсатор С1 - очень малой емкости - 150 пикофарад.
Вы уже знаете, что колебания бывают собственными и вынужденными. Причем последние могут никак не соответствовать первым. А нам нужна генерация именно на собственной частоте контура. Поэтому сам генератор должен прикасаться к контуру "понежнее". Базовая цепь у эмиттерного повторителя вполне этому соответствует, а эмиттерная, мало того, что подключена не ко всей катушке, так еще и отделена от нее резистором небольшого сопротивления в 220 Ом.
Насчет модуляции. В учебниках приводится схема с трансформатором, через который подается звуковой сигнал. Она вполне рабочая, но разыскать или сделать самому подходящую деталь неопытному человеку будет непросто. Опять-таки, стандартизации там практически никакой. Так что применим второй транзистор, регулирующий питание генератора. Цепочка резисторов R2-R4 как бы "размечает" напряжение питания, кому сколько. Конденсатор С4 отделяет высокую частоту от модулятора - пусть он занимается только своей низкой частотой.
На всякий случай напоминаем расположение выводов транзисторов серий BC547.
Достаточно размашистый модулирующий сигнал возьмем с МР3 плеера, для чего купим штекер на 3,5 мм. Включим его стандартным способом - корпус разъема соединим с общим проводом (минусом питания), а центральный контакт - с разделительным конденсатором С3. Резистор R1 имитирует сопротивление наушников, на тот случай, если усилителю плеера это нужно. Но, скорее всего, схема будет нормально работать и без него. Теперь нам понадобится обычный средневолновый приемник. Диапазон обозначается СВ в советских приемниках или MW по-английски. В принципе можно было бы сделать какой-нибудь выход генератора, который можно соединить с антенным входом приемника. Впрочем, не у всех приемников он есть, да и не обязателен. Вы можете просто расположить приемник в 10-15 сантиметрах от катушки генератора - этой индуктивной связи будет достаточно. Важно, чтобы ось катушки генератора располагалась параллельно корпусу приемника (точнее, параллельно встроенной в него магнитной антенне на длинном ферритовом стержне). Включайте свою любимую музыкальную программу и ищите приемником сигнал. Если вы все сделали правильно, то он будет где-то в середине диапазона - в районе 0,8 МГц. Поднесите к катушке генератора кусок феррита или вложите его внутрь катушки - вы увидите, что частота изменилась. Уменьшилась из-за возрастания индуктивности катушки.
Желающие поэкспериментировать по максимуму могут попробовать подключить ко входу этого генератора наш двухкаскадный усилитель с микрофоном. Само собой, R1 в генераторе и С4 в усилителе надо будет удалить, так как они дублируют функции других деталей. Только надо будет расположить микрофон подальше от динамика приемника, чтобы система не начала "фонить".
Пару слов на случай, если вы захотите собрать себе настоящий наладочный генератор или задающий генератор к передатчику.
Главнейшее качество этого узла - стабильность частоты. То, с чем мы сейчас экспериментировали, в этом плане - вещь неважная. Но есть ряд простых, доступных даже начинающему мер, которые позволят иметь вполне приличный аппарат. Само собой, катушка должна быть сделана и закреплена прочно, без сползающих витков, на хорошем пластмассовом каркасе. (самый шик - на керамическом) Задающий генератор должен быть всячески защищен от "внешнего мира". Так, между ним и остальными узлами должен быть усилительный каскад. Модуляцию тоже надо делать на эти последующие каскады, а не на задающий генератор. Также генератор должен быть помещен в металлический экранирующий его корпус. В противном случае, стоит вам поднести руку к контуру, как его емкость и резонансная частота несколько изменятся. Само собой, напряжение питания задающего генератора должно быть стабилизировано. Такого передатчика с одним усилительным каскадом уже достаточно для системы радиоуправления или детского радиопереговорного устройства "уоки-токи", действующих на расстояниях порядка сотни метров. Само собой, этими экспериментами следует заниматься не на средних волнах, тем более, что там все равно хоть сколько-то эффективная антенна передатчика должна быть в полсотни метров длиной, а на более коротковолновых разрешенных для этой цели диапазонах. Например, 27-28 МГц.
По правде сказать, описанная в учебниках амплитудная модуляция АМ не особо эффективна, как по использованию мощности передатчика, так и по использованию полосы частот. Ее достоинства: невысокие требования к стабильности частоты аппаратуры, простота приемника. Потому-то она применяется для несложных систем радиоуправления, радиовещания, оптической связи. Если же вам потребуется передатчик, бьющий на сотни или тысячи километров, то лучше или создавать сложный формирователь однополосного сигнала или учить телеграф (азбуку Морзе), что куда проще в смысле аппаратуры. Недаром в самых дальнобойных радиолюбительских диапазонах АМ уже не разрешена.
