Схемы простых КВ приёмников прямого преобразования на
транзисторах

Осваиваем радиолюбительский эфир без усилий и существенных
материальных затрат

Приёмники прямого преобразования предназначены в основном для приёма радиостанций с однополосной CW и SSB модуляцией и относятся к разряду довольно простых устройств, в которых радиосигнал, поступающий в антенну, непосредственно преобразуется в сигнал звуковой частоты.
В силу своей простоты и высокой чувствительности, а также отсутствия ВЧ зеркального канала и комбинационных помех, данный тип устройств является весьма привлекательным для начинающего радиолюбителя, решившего посредством рукоделия приобщиться к радиолюбительскому эфиру.
Одним из главных недостатков простых приёмников прямого преобразования является наличие низкочастотного зеркального канала, приводящего к удвоению ширины полосы приёма и, как следствие, ухудшению параметра сигнал-шум и избирательности по соседнему каналу.

Ну да ладно, хватит о грустном, давайте о предмете обсуждения! И начнём мы, естественным образом, со схемы приёмника прямого преобразования, опубликованной в книге "Азбука коротких волн" отцом-прародителем отечественного ППП-строения Владимиром Тимофеевичем, нашим Поляковым.
Эту схему мы изучим довольно подробно, потому как именно она является краеугольным камнем всех приёмных устройств данного типа и наглядно демонстрирует принцип их функционирования.

Схема приёмника прямого преобразования на диапазоны 80 и 40 м



Рис.1 Принципиальная схема приёмника прямого преобразования

Сигнал из антенны через конденсатор связи С1 поступает на входной контур приёмника. На диапазоне 80 м катушка L1 отключена, и входной контур образован катушкой L2 и конденсатором С2. Контур настроен на среднюю частоту диапазона 3,6 МГц. На диапазоне 40 м переключателем В1 параллельно входному контуру подключается катушка L1. В результате общая индуктивность уменьшается, и он оказывается настроенным на среднюю частоту диапазона 40 м – 7,05 МГц. С отвода L2 сигнал подаётся на смеситель, выполненный на диодах Д1 и Д2, включённых встречно-параллельно. Одновременно на смеситель поступает сигнал гетеродина через катушку связи L4 и конденсатор С9. Гетеродин, работающий с этим смесителем, настраивается на частоту вдвое ниже частоты принимаемого сигнала.
Гетеродин приёмника собран на транзисторе Т1 по схеме ёмкостной трёхточки. В диапазоне 80 м левый по схеме вывод катушки L3 гетеродина замкнут на землю, и в контур входят лишь конденсаторы С5-С8. Конденсатор переменной ёмкости С5 служит для настройки приёмника. При указанных на схеме величинах ёмкостей гетеродин перекрывает диапазон от 1,7 до 2,0 МГц, что соответствует принимаемому диапазону 3,4-4,0 МГц. Ёмкость конденсаторов С7 и С8, подключённых к переходам транзистора, выбрана достаточно большой, для того чтобы повысить стабильность генерируемой частоты. При переключении на диапазон 40 м последовательно с катушкой L3 включаются С3 и С4. Это уменьшает общую ёмкость контура гетеродина, что приводит к повышению генерируемой частоты. В диапазоне 40 м гетеродин перестраивается от 3,45 до 3,6 МГц, что соответствует принимаемым частотам 6,9-7,2 МГц.
Для применённых в гетеродине кремниевых диодов пороговое напряжение отпирания составляет примерно 0,5 В. Амплитуда гетеродинного напряжения, приложенного к диодам, выбирается равной 0,75-1 В. Таким образом, диоды отпираются только на пиках гетеродинного напряжения, причём положительная волна отпирает нижний по схеме диод, а отрицательная – верхний. То есть смеситель, выполненный на этих диодах, действует подобно ключу, замыкающемуся дважды за период гетеродинного напряжения, а на его выходе образуется напряжение биений с частотой f_сигн –2f_гет либо 2f_гет – f_сигн .
Сигнал биений проходит через фильтр нижних частот, образованный катушкой L5 и конденсаторами С9 и С10. Этот фильтр, имеющий частоту среза 3 кГц, ослабляет сигналы соседних по частоте станций. Отфильтрованный звуковой сигнал усиливается двухкаскадным усилителем низкой частоты на транзисторах Т2 и Т3 и поступает на высокоомные телефоны, имеющие сопротивление не менее 3,2 кОм (например, ТА-4). С такими телефонами общий коэффициент усиления УНЧ составляет 5000-15000 в зависимости от коэффициента передачи тока применённых транзисторов.
Приёмник можно питать от батареи напряжением 9-12 В или от маломощного стабилизированного выпрямителя. Потребляемый приёмником ток невелик – около 5 мА, поэтому вполне пригоден простейший стабилизатор с балластным резистором и опорным диодом Д813.
Детали. Для УНЧ подойдут в принципе любые низкочастотные транзисторы p-n-p, однако желательно, чтобы Т2 был малошумящим, типа П27А, П28, П13Б или МП39Б. Желательно также, чтобы коэффициент передачи тока применяемых транзисторов был не ниже 50-60. Это увеличит усиление УНЧ.
В гетеродине можно установить КТ312 или КТ315 с любым буквенным индексом.

Катушки намотаны на унифицированных каркасах от контуров ПЧ и подстраиваются ферритовыми сердечниками диаметром 2,7 и длиной 8-12 мм.
Катушка гетеродина L3 содержит 20 витков провода ПЭЛШО 0,15 и наматывается в средней секции каркаса (рис. а).
Катушка связи L4 содержит 6 витков такого же провода и намотана в верхней секции. Нижняя секция каркаса не используется. Катушки входного контура намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 виток к витку на каркасах (рис. б).
L1 содержит 14 витков, а L2 – 24 витка с отводом от 5-го витка, считая от заземлённого вывода катушки.
Катушка фильтра L5 намотана на ферритовом кольце диаметром 18 и высотой 5 мм, с относительной магнитной проницаемостью μ = 2000 и содержит 250 витков провода ПЭЛШО 0,1-0,15. Можно применить и другие кольца с μ от 1000 до 3000 и диаметром от 10 до 25 мм. В любом случае уменьшение размеров и магнитной проницаемости требует увеличения числа витков.

Конденсатор настройки С5 желательно оснастить хотя бы простейшим верньером – это значительно упростит настройку на SSB станции.


Рис.2 Эскиз печатной платы приёмника прямого преобразования

Монтажную плату (Рис.2) размером 200 х 55 мм изготавливают из фольгированного стеклотекстолита. Однако печатный монтаж применять совсем не обязательно. Необходимо лишь обратить особое внимание на качество заземления – общие провода должны быть проложены в нескольких местах, соединены между собой и в нескольких местах подключены к шасси приёмника.
Налаживание. Правильно смонтированный приёмник с исправными деталями начинает работать, как правило, при первом же включении. Тем не менее, полезно провести некоторые операции в последовательности, изложенной ниже. Сначала с помощью тестера измеряют режимы транзисторов. Напряжение на коллекторе Т3 относительно земли при подключённых телефонах должно составлять 6-8 В. Если это напряжение меньше, то величину сопротивления резистора R3 следует уменьшить, а если больше, то увеличить. Напряжение на эмиттере транзистора гетеродина Т1 должно составлять 7-8 В. Если оно меньше, то следует увеличить номинал R1. После установки режимов в телефонах должен слабо прослушиваться шум УНЧ и смесителя, а прикосновение к выводу С11 должно вызывать в телефонах появление громкого низкого тона.
Настройку приёмника начинают, установив переключатель В1 в положение "80 м". Диапазон принимаемых частот устанавливают вращением сердечника катушки L3. После установки диапазона настраивают входной контур вращением сердечника катушки L2 по максимальной громкости принимаемых сигналов. Затем переходят к настройке приёмника в диапазоне 40 м. При этом катушки L2 и L3 трогать уже не следует. Диапазон принимаемых частот устанавливают подстроечным конденсатором С3. Входной контур настраивают по максимуму громкости сердечником L1.
Для желающих выжать из приёмника всё возможное следует подобрать ещё связь гетеродина со смесителем, изменяя число витков катушки связи L4. При недостаточном количестве витков чувствительность резко падает, а при избыточном количестве, вместе с падением чувствительности ухудшается и помехоустойчивость к мощным сигналам.
Приёмник хорошо работает даже с комнатной антенной, однако лучше применить наружную антенну в виде луча 15-20 м. В этом случае в качестве конденсатора С1 лучше установить переменный с максимальный ёмкостью 25-40 пФ. Этот конденсатор будит служить отличным регулятором громкости, а также позволит устранить перекрёстные помехи от мощных стаций путём уменьшения связи с антенной. Если питание осуществляется от встроенных батарей, то заземление существенно увеличивает громкость приёма.

Предвижу типовые вопросы:
1. Как подключить к приёмнику дополнительный УНЧ для громкоговорящего приёма?
Тут всё просто – вместо наушников установить резистор номиналом 3,3...3,9 кОм и через разделительный конденсатор (1...10 МкФ, в зависимости от Rвх УНЧ) подать сигнал с коллектора Т3 на вход дополнительного усилителя.
2. Как измерить амплитуду сигнала на диодах смесителя без осциллографа и ВЧ вольтметра?
Сделать из Д1 и Д2 ВЧ вольтметр! Для этого отсоединить левый вывод любого из диодов смесителя, подпаять к нему одним выводом конденсатор ёмкостью 0,1 МкФ, второй вывод конденсатора – к земле. Теперь можно между выводами конденсатора измерить постоянное напряжение, и держа в уме, что такой простейший прибор на кремниевых диодах даст весомую погрешность измерения – окончательную регулировку всё ж таки произвести, исходя из максимального уровня принимаемых сигналов.
3. Как можно, не меняя количество витков L4, регулировать амплитуду напряжения, приложенного к диодам? Установить вместо R2 подстроечный резистор номиналом 3,3 кОм и посредством него установить необходимую амплитуду.
4. Какие из распространённых транзисторов можно применить в УНЧ вместо германиевых? Можно применить КТ3107, либо любые другие маломощные транзисторы с нормированными (на звуковых частотах) шумовыми характеристиками.

Следующая остановка нашего путешествия – трёхдиапазонный приёмник прямого преобразования с ключевым смесителем на полевом транзисторе. Данная схема была опубликована в журнале Радиоконструктор 2016-05 под авторством И. Снегерёва.

Трёхдиапазонный коротковолновый приёмник прямого преобразования

Этот простой приёмник принимает сигналы любительских радиостанций в диапазонах 7, 14 и 21 МГц. К числу особенностей схемотехнического решения следует отнести отсутствие переключателя диапазона. Чтобы понять «изюминку» нужно вспомнить, что частоты любительских KB диапазонов расположены в правильной геометрической прогрессии. То есть, гармоники НЧ диапазонов оказываются в ВЧ диапазонах. Поэтому, гетеродин работает на частотах диапазона 7 МГц, а при приёме на диапазонах 14 МГц и 21 МГц, используется работа смесителя соответственно на второй и третьей гармонике гетеродина.


Рис.3 Трёхдиапазонный коротковолновый приёмник прямого преобразования

Смена диапазонов в приёмнике производится перестройкой входного полосового фильтра. Частота перестраивается плавно с помощью двухсекционного переменного конденсатора. На ручке-указателе, закреплённой на оси этого конденсатора, нужно сделать три отметки, соответствующие настройке входного контура на диапазоны: 7 МГц, 14 МГц и 21 МГц. Кроме упрощения механической конструкции схемы выбора диапазонов по сравнению с переключаемыми полосовыми фильтрами, такой способ позволяет в случае необходимости немного подстраивать входной фильтр так, чтобы, например, отстроиться от помех или получить максимум чувствительности и селективности в нужном участке выбранного диапазона.
Сигнал от антенны поступает на сдвоенный переменный резистор R1, выполняющий роль входного аттенюатора. Далее – двухзвенный полосовой фильтр на контурах L2–C4.1–C1–C3–C2–C4.2–L3, перестраиваемый с помощью сдвоенного переменного конденсатора С4. Катушка L1 служит для согласования входного аттенюатора с фильтром.
На выходе полосового фильтра включён однотактный ключевой смеситель на полевом транзисторе VT1, который работает как сопротивление, управляемое сигналом, поступающим на затвор с гетеродина. Открывание VT1 происходит при определённой величине напряжения на его затворе. При этом, изменяя амплитуду синусоидального напряжения гетеродина, мы изменяем скважность импульсов открывания VT1. В данном случае (при работе на гармониках), для получения равномерной чувствительности во всех диапазонах нужно, чтобы скважность импульсов открывания была около четырёх. А для этого нужно выбрать VT1 с напряжением отсечки как минимум в два раза меньшим, чем у VT2.
П-образный ФНЧ C10-L5-С11 выделяет низкую частоту с полосой 3 кГц. Усиление низкочастотного сигнала производится с помощью УНЧ, состоящего из предварительного усилителя на транзисторе VT3 и усилителя мощности на микросхеме А1.
Гетеродин выполнен на транзисторе VT2 по схеме индуктивной трёхточки. Контур гетеродина L4–C7–C6–C5 перестраивается переменным конденсатором С5 с воздушным диэлектриком в пределах 6,9–7,2 МГц. Напряжение питания гетеродина стабилизировано стабилитроном VD1.
Все высокочастотные катушки намотаны на каркасах от старых ламповых чёрно-белых телевизоров с сердечниками из карбонильного железа. Обе контурные катушки содержат по 12 витков провода ПЭВ 0,43. Катушка L1 намотана поверх L2 и содержит 4 витка. Катушка L4 имеет отвод от 4-го витка, считая снизу по схеме.
В качестве катушки L5 использована универсальная магнитная головка от старого кассетного магнитофона. Корпус головки используется как экран катушки (он соединён с общим минусом питания).
В смесителе можно использовать транзисторы КП307А, КП307Б, КП303А, КП303Б, КП303И, BF245A. В гетеродине нужно применять транзисторы с напряжением отсечки не менее 3,5V: КП307Г, КП303Г, КП303Д, КП303Е, КП302Б, КП302В, BF245C.
Питаться приёмник должен от стабилизированного источника с минимальным уровнем пульсаций.
Конструкция приёмника схематически показана на рисунке Рис.4.

Рис.4 Конструкция трёхдиапазонного коротковолнового ППП

Корпус сделан из фольгированного стеклотекстолита. Все панели между собой пропаяны и образуют общую поверхность, соединённую с общим минусом питания. Монтаж выполнен объёмно-макетным способом. Все выводы деталей, соединённые с общим минусом, паяются на фольгу текстолита из которого сделан корпус. Остальные монтажные точки сделаны висящими в воздухе. В нескольких местах корпуса просверлены отверстия и установлены монтажные лепестки, которые служат опорой для положительной шины питания. Монтаж, фактически выполнен между этой шиной питания и фольгой корпуса, являющейся общим минусом.
Переменные конденсаторы жёстко привинчены к корпусу приёмника и имеют с ним надёжный электрический контакт. Металлический корпус С5, соединённый с общим минусом, одновременно является экраном, закрывающим схему гетеродина. Корпус С2 служит экраном между катушками входного полосового фильтра. Дополнительно установленный экран (прерывистая линия) разделяет низкочастотную и высокочастотную части схемы приёмника.
Настройка сводится к проверке работоспособности УНЧ. Далее, с помощью частотомера нужно определить диапазон перестройки гетеродина и подстройкой L4, а так же, подбором ёмкости С7 ввести его в диапазон 6,9–7,2 МГц. Частотомер подключать через конденсатор ёмкостью не более 2 пФ. Следующий этап – установка пределов и сопряжение настроек контуров входного фильтра. Далее – градуировка.

Ещё одно дело рук И. Снегерёва, опубликованное в журнале Радиоконструктор 2017-01 – КВ-приёмник прямого преобразования со смесителем на двухзатворном полевом транзисторе. Вот что на этот раз пишет автор:

Главная особенность схемы этого приёмника в том, что его преобразователь частоты – демодулятор вместе с генератором плавного диапазона выполнен на одном двухзатворном полевом транзисторе. Приёмник можно использовать для приёма любительских радиостанций с SSB или CW модуляцией, работающих в любом из пяти диапазонов - 80М, 40М, 30М, 20М или 15М, все зависит от параметров входного и гетеродинного контуров.


Рис.5 ППП на двухзатворном полевом транзисторе

Сигнал от антенной системы поступает на входной контур L1–C2–C3, настроенный на середину диапазона принимаемых частот. Преобразователь частоты – демодулятор выполнен на двухзатворном полевом транзисторе VT1 по схеме с совмещённым гетеродином, то есть и смеситель, и гетеродин выполнены на одном этом транзисторе. На его второй затвор поступает сигнал от входного контура, а первый затвор и истоковая цепь образуют генератор гетеродина. Его частота определяется частотой настройки контура L3–C15–C10–C14–C9. Гетеродин работает на той же частоте, что и входной сигнал. Демодулированный сигнал НЧ выделяется на стоке транзистора VT1 и после простейшего ФНЧ на элементах С6–R7–C7 поступает через конденсатор С8 на УНЧ на транзисторах VT2 и VT3.
Катушки намотаны на каркасах от контура блока УПЧИ старого лампового телевизора. Такие каркасы представляют собой пластмассовые трубки с резьбовыми сердечниками из карбонильного железа. В каждом каркасе по два сердечника. Надо извлечь сердечники и распилить каркас на две части, затем ввернуть в каждую часть по одному сердечнику. Таким образом, из одного каркаса получается два.
Данный приёмник можно настроить на работу в любом из любительских диапазонов. Намоточные данные катушек и ёмкости конденсаторов входного и гетеродинного контуров приведены в таблице:

Диапазон	С12 и С13 пф.	С11 пф.	С2 пф.	С10 пф.	С14 пф.	L1, L3 вит.	L2 вит.
80М	1000	100	120	80	100	42	4
40М	560	56	68	30	56	32	3
30М	560	56	68	30	56	22	3
20М	220	27	62	15	56	18	3
15М	150	18	56	10	36	12	2

Катушки c числом витков до 22-х включительно наматываются проводом ПЭВ 0,43. Для катушек с большим числом витков используется провод потоньше – ПЭВ 0,23.
Намотку всех катушек необходимо выполнять виток к витку и в один ряд. Катушка L2 наматывается поверх уже намотанной катушки L1, после чего витки катушек можно укрепить парафином или клеем.

Так же как и в описании предыдущего ППП – входные и гетеродинные катушки необходимо разнести по разные стороны от заземлённого КПЕ. Это устранит наводки сигнала гетеродина на входной контур и повысит устойчивость приёмника.
В случае выполнения устройства в многодиапазонном исполнении, переменный резистор R2 необходимо вывести на переднюю панель, и на каждом диапазоне производить точную регулировку амплитуды сигнала гетеродина для достижения максимальной чувствительности приёмника.

А на следующей странице рассмотрим несколько схем не менее простых КВ приёмников прямого преобразования, построенных с использованием интегральных микросхем.

Дальше