Модернизация старых радиоприемников
категория
Радиоприем
А. Пахомов, г. Зерноград Ростовской обл.
Радио, 2003 год, № 1
Сравнение современных импортных радиоприемников (в основной своей массе китайско-гонконгских) с отечественными прошлых лет выпуска приводит к интересным результатам. В диапазонах СВ, ДВ и KB качественные показатели старых отечественных приемников гораздо лучше. Так, двухдиапазонный "КВАРЦ-302", производства конца 80-х годов, имел реальную чувствительность 0,4 мВ/м, что недостижимо для импортных аналогов, исключая, разумеется, дорогостоящие цифровые и профессиональные модели. На параметры приемников тех лет действовал отечественный ГОСТ5651—82, который жестко нормировал чувствительность, избирательность и другие характеристики в зависимости от группы сложности (класса).
Не вдаваясь в подробный анализ электрического тракта, отметим только, что современные малогабаритные радиоприемники выпускаются в основном в вертикальном исполнении, при котором малый горизонтальный размер радиоприемника не позволяет разместить магнитную антенну (МА) достаточной длины. При длине МА всего в несколько сантиметров уровень сигнала на входе первого каскада оказывается малым, а соотношение сигнал/шум — плохим. В результате внешне привлекательные и, казалось бы, удобные "Tecsan", "Manbo" и др. в диапазоне средних волн сильно "шумят" и не обеспечивают приемлемое качество приема. В диапазоне УКВ показатели несколько лучше, но и здесь с хорошим качеством возможен только местный прием. Из-за особенностей распространения радиоволн этого диапазона и низкой эффективности штыревой антенны диапазон УКВ (на приемнике он обозначен как FM) часто оказывается бесполезным на значительном удалении от передающих центров. В этих условиях гораздо целесообразнее иметь старый СВ-ДВ-КВ приемник, модернизировав его по предлагаемой ниже методике.
Благоприятной особенностью современных радиоприемников является питание от двух пальчиковых батарей общим напряжением 3 В. Отечественные модели работали в основном от девятивольтовой батареи "Крона". Преимущества трехвольтового питания очевидны: емкость гальванических элементов типа АА (отечественный вариант — типоразмер 316) в несколько раз выше, а стоимость даже двух штук ниже, чем одной батареи "Крона" и ее аналогов. Срок службы последней при средней громкости звучания не превышает 20...30 часов. Из-за объяснимого нежелания владельца часто менять недешевую батарею, вполне исправные отечественные радиоприемники лежат без дела. Альтернативные варианты питания также имеют недостатки: аккумуляторные батареи дороги и требуют периодической зарядки, а питание от сети сводит на нет мобильность — основное преимущество карманных радиоприемников.
Выход из положения — перевести приемник на трехвольтовое батарейное питание. Один из способов для этого предложен в [1]. Он заключается в использовании преобразования напряжения элементов АА в напряжение питания приемника 9 В. Однако при этом не удается полностью избавиться от помех. Лучший и, пожалуй, более простой способ — внести изменения в схему самого радиоприемника таким образом, чтобы обеспечить нормальный режим работы всех каскадов при напряжении питания 3 В. Это вполне возможно, причем при грамотном подходе параметры приемника (кроме выходной мощности) практически не ухудшаются.
Рассмотрим модернизацию на примере приемника "КВАРЦ-302". Его схема является типичной для приемников данной группы и показана на рис. 1 (на ней не приведены элементы МА, входных цепей и контуров гетеродина, которые при доработке вообще не трогаются). В более поздних моделях этого и других радиоприемников вместо ФСС на катушках индуктивности стали применять пьезофильтр, что, однако, не влияет на дальнейшую технологию доработки, равно как и прочие несущественные отличия в схемах транзисторных приемников.
Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)
Первый каскад на транзисторе VT1 представляет собой смеситель с совмещенным гетеродином. Режим транзистора VT1 задан смещением на базу через резистор R2 и стабилизирован питанием от параметрического стабилизатора VD1, R11, С22. Напряжение стабилизации — 1,44 В, в связи с чем удается его сохранить при снижении общего напряжения питания до 2...3 В. Для этого достаточно лишь уменьшить сопротивление балластного резистора R11 до 1 кОм.
Важно отметить, что первый каскад во многом определяет работу приемника в целом. Транзистор VT1 типа КТ315 здесь не является оптимальным: он имеет высокий уровень шумов, значительную емкость переходов и малое усиление. Гораздо лучшие результаты получаются с СВЧ транзисторами типов КТ368, КТ399А. Хотя их параметры нормируются на более высоких частотах, но область минимума шумов распространяется "вниз", вплоть до частоты 0,5 МГц (КТ399А) — 0,1 МГц (КТ368), т. е. захватывает и СВ диапазон. Коэффициент усиления этих транзисторов меньше зависит от напряжения питания, что также важно в данном случае. Автором применен транзистор КТ399А, при этом уровень шума оказался настолько мал, что в отсутствие настройки на станцию трудно даже определить, включен приемник или выключен. Таким образом, замена транзистора VT1 гарантирует повышение чувствительности, ограниченной шумами. Чтобы обеспечить нормальный режим работы гетеродина (при токе эмиттера около 1 мА), сопротивления резисторов R3 и R5 следует уменьшить соответственно до 620 Ом и 1,5 кОм.
В исходной схеме тракт ВЧ—ПЧ и первый каскад УЗЧ питаются через развязывающий фильтр R10C13. На резисторе R10 образуется падение напряжения около 1 В, что нежелательно. Во избежание потерь напряжения резистор R10 следует заменить малогабаритным дросселем ДПМ-3 от унифицированных блоков телевизоров 3-го и 4-го поколений или, в крайнем случае, просто проволочной перемычкой. Правда, в последнем случае не гарантировано отсутствие самовозбуждения при разряде элементов питания.
В тракте ПЧ весьма желательно заменить транзистор VT3 типа КТ315Б на КТ3102Е, КТ3102Д или КТ342Б, КТ342В с коэффициентом усиления 400...500. Это необходимо для того, чтобы повысить коэффициент усиления по ПЧ и тем самым сохранить чувствительность, ограниченную усилением, а также обеспечить аффективную работу АРУ. Сигнал последней через фильтр R13C23 подается на базу транзистора VT3, в связи с чем важно правильно задать его рабочую точку, уменьшив сопротивления резистора R12 до 30 кОм.
В УМЗЧ необходимо также уменьшить сопротивление резистора R8 до 39 кОм, а общее сопротивление двух параллельно включенных резисторов R21, R23 довести до 1...1,5 Ом. Для чего резисторы R21, R23 заменить одним проволочным резистором указанного сопротивления. В данном УМЗЧ предусмотрена регулировка тока покоя подстроечным резистором R16. Во избежание искажений и получения приемлемой экономичности ток покоя должен быть в пределах 5...7 мА.
Для батареи питания изготавливают обечайку с пружинными контактами, в которую должны плотно входить два элемента АА. Конструкция обечайки может быть любой, в авторском варианте она изготовлена из двусторонне фольгированного стеклотекстолита и жести, детали соединены пайкой. Размеры обечайки позволяют разместить ее в отсеке батареи "Крона".
Настройка приемника производится при свежей батарее питания, напряжение под нагрузкой которой не менее 3 В. Вначале следует проверить режимы работы всех каскадов: для транзисторов VT1—VT3 производят измерения напряжения на их коллекторах, для транзисторов VT4—VT7 — на эмиттерах (см. таблицу). На практике может потребоваться подстройка режима транзистора VT3, напряжение на коллекторе которого в отсутствие сигнала должно быть 1,4...1,6 В и регулироваться подбором резистора R12. Остальные режимы, как правило, устанавливаются автоматически при соблюдение вышеперечисленных операций.
Далее, если есть возможность, на вход УМЗЧ (VT2) подают сигнал от генератора 3Ч и, наблюдая выходной сигнал на осциллографе, подбором резистора R8 добиваются симметрии полуаолн синусоиды, а резистором R16 — отсутствия искажений типа "ступенька". Затем измеряют общий потребляемый ток в режиме молчания, который должен составлять 10 мА, и при необходимости регулируют его подстроечным резистором R16.
Как видно, предлагаемая модернизация проста и не требует больших затрат времени и средств. Достигаемый же результат впечатляет — чувствительность приемника не уменьшается (и даже несколько увеличивается), избирательность остается прежней, максимальный потребляемый ток а пиках сигнала не превышает 20 мА, работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 1,8 В, срок работы радиоприемника от одного комплекта элементов АА — не менее 80 ч, а при хорошем качестве последних — более 100 ч.
Единственный параметр, ухудшающийся при переделке, — выходная звуковая мощность, которая падает до 20...30 мВт. Как правило, этого вполне достаточно, так как характеристическая чувствительность головки ВА1 весьма высока. Такую же выходную мощность имеют и большинство импортных приемников, но субъективно качество звучания переделанного оказывается лучше за счет лучших акустических свойств корпуса.
При желании модернизацию можно продолжить, собрав более мощный мостовой УМЗЧ. При этом не следует "изобретать велосипед" и изготавливать его на дискретных элементах, хотя такие схемы и опубликованы. Имеется большая номенклатура специализированных микросхем — готовых высококачественных усилителей с низковольтным питанием. На рис, 2 показана схема одного из них — УМЗЧ на микросхеме ТРА301. Вот некоторые его характеристики: выходная мощность при напряжении питания 3,3 В, КНи=0,5 %, F=1 кГц, RH=8 Ом — 250 мВт; ток покоя — менее 1,5 мА; ширина воспроизводимой полосы частот при максимальной выходной мощности — 10 кГц.
Близкие параметры и схемы включения имеют моноусилители на микросхемах ТРА311, ТРА701, ТРА711 [2]. Все микросхемы снабжены защитой от теплоаых и электрических перегрузок. Типовая схема их включения с необходимыми дополнительными элементами поверхностного монтажа позволяет изготовить новый усилитель в виде миниатюрного блока. Старый УМЗЧ демонтируют, оставляя только каскад предусиления на транзисторе VT2, а новый собирают поверхностным (или любым) монтажом на отдельной плате по схеме рис. 2 из [2]. Плата крепится на кронштейнах к основной в том месте, где демонтирован прежний УМЗЧ. Сигнал на вход подается с коллектора транзистора VT2 (см. рис.1), плюс питания — от батареи, емкость конденсатора С31 увеличивают до 220 мкФ. Настройки интегральный УМЗЧ не требует. Может потребоваться только подстройка каскада предварительного усиления на транзисторе VT2 по напряжению на коллекторе, указанном в таблице, подбором резистора R8.
ЛИТЕРАТУРА
- Пахомов А. Преобразователь для питания радиоприемников. — Радио, 2000, ╧2, с.19.
- Интегральные УМЗЧ с режимом АВ. Справочный материал. — Радиолюбитель (г Москва), 2001, ╧ 5, с. 43; ╧ 6, с. 42, 43.