Для начинающих. Простой супергетеродин "315-23". Часть 9. УПЧ.

Жара кончилась - сразу за паяльник. Вчера собрал на макетке УПЧ и проверил его в работе. Напомню схему УПЧ.

Рис. 1.

Первый каскад представляет собой каскодный усилитель по схеме ОЭ - ОБ. Это позволяет получить высокое усиление, причем VT3, включенный по схеме с ОБ имеет высокое выходное сопротивление. что дает возможность полностью включить в его коллекторную цепь контур L3C13 без ухудшения его добротности.

Для согласования высокого сопротивления контура с низким сопротивлением кольцевого смесителя служит эмиттерный повторитель на транзисторе VT4.

При моделировании схемы оказалось, что при максимальной глубине ООС (конденсатор С36 отключен от эмиттера) усилитель дает усиление порядка 30 дБ.

Рис. 2.

А при минимальной ООС (эмиттер VT10 замкнут с его коллектором) усиление возрастает до 65 дБ.

Рис. 3.

Т.е. даже теоретически, усиление при изменении глубины ООС можно изменить только на 35 дБ. Маловато будет. Но, чем мне всегда нравился этот способ регулирования - так это тем, что режимы транзисторов при регулировании усиления не меняются.

Есть другой способ регулирования усиления, который связан именно с изменением режимов по постоянному току, а именно включить регулирующий транзистор непосредственно в эмиттерную цепь транзистора VT2 (рис. 1). Вот так :

Рис. 4.

Когда регулирующий транзистор Q4 (рис. 4) закрыт, то, в отличии от рис. 2, никакого усилений нет. Наоборот, происходит ослабление входного сигнала на 20 дБ. Это объясняется тем, что транзисторы Q1 и Q2 закрыты, так как разница напряжения между их базами и эмиттерами (около 0,5 В) слишком мала для их открывания.

В случае, когда Q4 открыт, все выглядит так:

Рис. 5.

В этом случае усиление входного сигнала составляет 60 дБ, а диапазон регулирования - 80 дБ, т.е. в 10 000 раз. Отлично! Но меня мучают смутные сомнения: а не будет ли искажаться сигнал при таких кардинальных изменения режимов по постоянному току? Наверно, не будет, так как нагрузкой является колебательный контур, а он искажения нивелирует.

Теперь к практике.

Рис. 6.

Все легло очень аккуратненько. Катушку я взял точно такую же, как и в кварцевом генераторе: от дядюшки Ху, 26 витков. Все транзисторы - КТ315. Если у вас есть возможность, то в качестве VT2 (рис. 1) лучше взять что-то малошумящее, например КТ368. Вполне подойдут любые кремниевые транзисторы соответствующей структуры с граничной частотой более 100 МГц.

Теперь о налаживании.

Рис. 7.

Для наладки потребуется мультиметр, кварцевый генератор, который вы уже собрали, и ВЧ-пробник, который у вас тоже есть.

Первым делом проверяем монтаж и устанавливаем режим по постоянному току. Для этого измеряем относительно общего провода напряжение на эмиттере VT3. Оно должно быть примерно 1/2 Uпит, т.е. около 6 В. У меня получилось 7,6 В, поэтому пришлось уменьшить сопротивление R13 до 56 кОм, тогда напряжение стало 6,2 В. Отлично. Общая тенденция такая: увеличение R13 ведет к увеличению на эмиттере VT3 и наоборот. Устанавливать точно 6 В необязательно, но около этого.

Подбором резистора R6 нужно установить на эмиттере VT3 напряжение 4 - 5 В. На этом с постоянным током все. Переходим к переменному.

Нам нужно настроить колебательный контур на частоту 8 мГц. Для этого используем кварцевый генератор. На входе усилителя ПЧ делаем делитель напряжения (аттенюатор), чтобы ослабить сигнал генератора примерно в 100 раз. Для этого отношение сопротивления резисторов R23/R22 должно быть примерно 100. Но это не обязательно, оно может быть и 200, и 90. Подстроечный резистор R24 регулирует уровень входного напряжения, но можно обойтись и для него.

Базу транзистора VT9 закорачиваем на общий провод, к выходу усилителя подключаем ВЧ-пробник, а к нему - вольтметр, сердечник катушки должен быть в среднем положении. Включаем питание. Вольтметр должен что-то показать. Если на вольтметре 0, то увеличьте напряжение сигнала кварцевого генератора с помощью R24 или уменьшив ослабление аттенюатора (уменьшаем сопротивление R23).

Когда на вольтметре что-то появится, начинаем настраивать контур. Вывинчиваем сердечник и смотрим за показаниями вольтметра. Если они увеличиваются, то верной дорогой идете :). Если уменьшаются, то крутим сердечник в другую сторону.

Если вы вывинчивали сердечник и показания росли - росли - росли, сердечник вывернули полностью - нужно уменьшить емкость С13. Если показания вольтметра уменьшились, то вворачиваем сердечник. Резонанс будет тогда, когда как при вворачивании, так и при выворачивании сердечника показания будут уменьшаться.

Теперь закорачиваем эмиттер и коллектор VT10. Показания вольтметра должны резко возрасти. Это значит, что УПЧ работает.

Мне повезло, сердечник повернул на пару оборотов - и максимум. Максимальное усиление получилось около 200.

Рис. 8.

Как видите, на входе 250 мВ / 100 (делитель) = 2,5 мВ. На выходе около 600 мВ. Усиление = 600 / 250 = 240 или почти 47 дБ. Хоть и не теоретические 60 дБ, но очень даже неплохо.

Теперь выпаиваю резистор R14 и замыкаю выводы конденсатора С36.

Рис. 9.

Добавил переменный резистор R25, чтобы управлять усилением каскада. На движке этого резистора напряжение должно меняться от 0 до 1,5-2 В. Именно на движке, а не на базе VT10. На базе напряжение будет меняться от 0 до 0,65 - 0,7 В, так как переход база - эмиттер аналогичен диоду и включен в прямом направлении. Но биполярный транзистор управляется не напряжением на базе, а током базы.

У меня в этом включении усилитель давал максимальное усиление порядка 460-ти, т.е. почти 48 дБ. Но самое главное, что при напряжении на движке резистора 0 В, на выходе усилителя сигнал не наблюдался. Максимальный же выходной сигнал без ограничения составлял около 7 В.

Рис. 10.

Думаю, у вас все получится.

Всем здоровья и успехов!