Ю. П. Алексеев бытовая радиоаппаратура и ее ремонт

Глава седьмая

РАДИОПРИЕМНИКИ, МАГНИТОЛЫ,

РАДИОЛЫ, МАГНИТОРАДИОЛЫ И

ТЮНЕРЫ 1-ГО КЛАССА
7.1. Переносные радиоприемники и магнитолы 1-го класса
Среди переносных моделей 1-го класса существуют следующие: радиоприемники «Рига-103» и «Рига-104», магнитолы «Рига-110» и «Аэлита-101». Построение радиоприемного тракта в этих моделях отличается между собой, поскольку они разрабатывались и вы­пускались в различные периоды времени.

Модели 1-го класса более сложны по сравнению с радиоприем­никами 2-го класса и имеют ряд новых схемных решений.

Блоки УКВ. В отличие от рассмотренных в гл. 5 и 6 схемах блоков УКВ радиоприемников 3-го и 2-го классов схема блока УКВ радиоприемника «Рига-103» (рис. 7.1) имеет два принци­пиально новых решения.

В преобразователе частоты используется вторая гармоника гетеродина, частота которой находится в пределах 72,6...79,8 МГц. При этом первая, большая по величине гармоника с частотой в пределах 36,3...39,9 МГц находится за пределами диапазона ра­бочих частот телевизионного вещания и не создает помех.



Рис. 7.1. Схема блока УКВ радиоприемника «Рига-103»
Номинальное значение промежуточной частоты принято рав­ным 6,8 МГц. При таком значении уменьшается вероятность воз­никновения помех за счет нелинейных эффектов (перекрестная модуляция, интермодуляция, дополнительные каналы приема) под воздействием сильных мешающих сигналов, захватывающих не­линейные участки характеристики транзисторов.

Другой особенностью блока УКВ радиоприемника «Рига-103» является перестройка контуров гетеродина (L4C12C13C15) и УВЧ (L3C7) в диапазоне принимаемых частот изменением индуктив­ности контурных катушек. Это осуществляется перемещением ла­тунных сердечников катушек контуров гетеродина и УВЧ. Конструк­ция механизма настройки обеспечивает также осевое перемещение сердечников относительно друг друга, что необходимо при установ­лении крайних частот диапазона и при сопряжении настроек кон­туров УВЧ и гетеродина. Такое решение позволяет не использовать в высокочастотных контурах блока УКВ подстроечные конденса­торы. Формы латунных сердечников в контурах УВЧ и гетеродина отличаются друг от друга и подобраны таким образом, чтобы при сопряжении на средней частоте диапазона коэффициент усиления блока был равномерным по всему диапазону.

Стабильность частоты гетеродина при изменении температуры окружающей среды обеспечивается применением в контуре гете­родина конденсаторов с различными температурными коэффициен­тами емкости (С12 — ПЗЗ, CJ3 — М700, C15 — M47J.

В остальном схема блока аналогична уже рассмотренным схе­мам блоков УКВ других переносных радиоприемников.



Рис. 7.2. Схема блока УКВ радиоприемника «Рига-104»
В радиоприемнике «Рига-104» и магнитолах «Рига-110» и «Аэли­та-101» применена электронная настройка в диапазоне УКВ с по­мощью варикапных матриц К.ВС-111 (рис. 7.2).

Принцип электронной настройки заключается в перестройке в заданном диапазоне частот входного контура, контура УВЧ и соп­ряженного с ними контура гетеродина с помощью специальных диодов, называемых варикапами, емкость которых изменяется в зависимости от величины приложенного к ним напряжения. Такой метод настройки дает значительные преимущества по сравнению с любым методом механической настройки: малые габариты элемен­та настройки; возможность просто осуществлять увеличение коли­чества одновременно перестраиваемых колебательных контуров при необходимости увеличения селективности входных каскадов радиоприемника; отсутствие механической оси, связывающей пе­рестраиваемые избирательные системы, позволяет располагать варикапы непосредственно около контурных катушек индуктивности, что уменьшает число неконтролируемых емкостных связей между контурами настройки, т. е. позволяет уменьшить паразитные кон­структивные связи между каскадами; достаточно легко снижается паразитное излучение гетеродина за счет экранировки каждого кас­када вместе с элементом настройки; ликвидируется жесткая связь между элементами перестройки контуров и ручкой настройки при­емника, что позволяет при конструировании приемника устанавли­вать блок УКВ в любом месте на шасси; легко сочетается плавная настройка с фиксированными настройками на выбранные радио­станции путем подачи на варикапы заранее установленных управ­ляющих напряжений; АПЧГ возможна без введения в его контур дополнительного управляющего элемента.



Рис. 7.3. Схема тракта УПЧ АМ-ЧМ сигналов радиоприемника «Рига-104»
Перестройка контуров входного L2C2C3VD1, УВЧ L3C9C11VD2 и гетеродинного L4C13C14C16VD3 в диапазоне УКВ обеспечивается изменением управляющего напряжения от 1,6 до 22 В. Наимень­шему значению управляющего напряжения соответствует настрой­ка на нижнюю границу диапазона УКВ с некоторым производствен­ным запасом (от 65,0 до 65,8 МГц). При наибольшем значении управляющего напряжения настройка соответствует верхней грани­це диапазона (от 74 до 73 МГц).

Емкость каждого варикапа в матрице КВС111Б при управля­ющем напряжении — 4 В равна 33 пФ, а общая емкость матрицы — 17 пФ.

Перестройка колебательных контуров входного, УВЧ и гетеро­динного с помощью варикапов должна быть сопряженной, т. е. раз­ность настроек должна быть равна.промежуточной частоте с допу­стимым отклонением.

Сопряжение настроек контуров осуществляется в двух точках диапазона: изменением индуктивности катушек с помощью сер­дечников на нижней частоте диапазона и изменением емкости под-строечных конденсаторов С2, С9, С13 на верхней частоте диапа­зона.

Автоматическая подстройка частоты гетеродина осуществляется варикапной матрицей VD3. Для этого на нее подается с выхода частотного детектора напряжение подстройки. Таким образом, к варикапной матрице VD3 одновременно прикладываются два уп­равляющих напряжения: от потенциометра для настройки на принимаемую станцию и напряжение автоматической подстройки с частотного детектора при включении клавиши «АПЧ». В осталь­ном принцип построения схемы блока УКВ аналогичен схеме бло­ка УКВ с отдельным гетеродином.

Схема блока УКВ магнитол «Рига-110» и «Аэлита-101» отли­чается от рассмотренной схемы блока УКВ радиоприемника «Ри­га-104» только типом используемых транзисторов. В каскаде УВЧ и гетеродине применены кремниевые транзисторы (КТ368А и КТ339А соответственно), а в смесителе — полевой (КП307Е).

Тракт промежуточной частоты ЧМ сигналов в переносных ра­диоприемниках и магнитолах 1-го класса выполняется либо сов­мещенным (в моделях ранних выпусков), либо раздельным (в вы­пускаемых в настоящее время моделях).

Схема совмещенного тракта УПЧ АМ-ЧМ радиоприемника «Ри­га-104» приведена на рис. 7.3. Требуемая избирательность по со­седнему каналу обеспечивается в тракте ЧМ четырехконтурным фильтром сосредоточенной селекции L1 С6, L2 С10, L3 С13, L5 С16 и последующими резонансными каскадами на транзисторах VTS и .VT7. Транзистор VT4, нагрузкой которого является ФСС сигна­лов ЧМ, используется только в УПЧ ЧМ, а остальные транзисто­ры (VT6, VT7, VT10) используются как в тракте ЧМ, так и в трак­те AM. Для уменьшения влияния входных и выходных сопротив­лений транзисторов во всех каскадах УПЧ ЧМ используется сла­бая автотрансформаторная связь контуров с коллекторами тран­зисторов и трансформаторная связь с базами, транзисторов. В коллекторные цепи всех каскадов последовательно с контурами включены резисторы R7, Rll, R19, R28 с небольшим сопротивле­нием (220 Ом). Это позволяет повысить устойчивость работы тракта УПЧ ЧМ.



Рис. 7.4. Схема демодулятора ДЧМ-П-5
Тракт УПЧ ЧМ в переносных магнитолах «Рига-110» и «Аэли­та-101» является раздельным и выполняется в виде функционально законченного блока. Этот блок унифицирован и имеет название ДЧМ-П-5. Принципиальная схема блока ДЧМ-П-5 приведена на рис. 7.4. Блок обеспечивает необходимое усиление ЧМ сигнала на промежуточной частоте 10,7 МГц, требуемую избирательность по соседнему каналу, выполняет функцию детектора (демодуля­тора) ЧМ сигнала.

В блоке ДЧМ-П-5 предусмотрено также устройство, выпол­няющее функции подавления боковых настроек и бесшумной на­стройки, а также усилитель сигнала автоматической подстройки частоты.

Сигнал ПЧ с выхода блока УКВ поступает на двухкаскадный апериодический усилитель, выполненный на транзисторах VI и V2. Нагрузкой усилителя является пьезокерамический фильтр Z (ФПШ-049) с резонансной частотой 10,7 МГц, обеспечивающий необходимую избирательность по соседнему каналу. С ПКФ сигнал ПЧ поступает на вход микросхемы К174УРЗ (на вывод 13), вы­полняющей функцию демодулятора ЧМ сигналов.

Структурная схема интегральной микросхемы К174УРЗ приве­дена на рис. 7.5, а электрическая принципиальная схема — на рис. 7.6. Микросхема содержит восьмикаскадный дифференциальный усилитель-органичитель (на транзисторах VI... V24), заканчиваю­щийся каскадами эмиттерных повторителей (на транзисторах V25 и V26). На транзисторах V31, V41, V29, V42 выполнена схема совпадений, которая вместе с подключенным к выводам 2 и 6 микросхемы колебательным контуром L1C9 образует частотный детектор, основанный на принципе фазового детектирования.



Рис. 7.5. Структурная схема интегральной микросхемы К174УРЗ
С выхода усилителя-ограничителя на один вход схемы совпаде­ний (на базы транзисторов V31 и V41) импульсы поступают не­посредственно, а на другой (на базы транзисторов V29 и V42) — через линию задержки. Роль линии задержки выполняет колеба­тельный контур L1.C9. На резонансной частоте он создает сдвиг фаз 90°. При изменении частоты сдвиг фаз также изменяется в ту или иную сторону, что изменяет время совпадения импульсов и соответственно напряжение на выходе частотного детектора. Ре­зистор R10 предназначен для снижения добротности контура с целью уменьшения нелинейных искажений.

Схема совпадений представляет собой разновидность пере­множителя. Напряжение на выходе появляется только в моменты, когда на обоих входах имеются импульсы одного знака. Если вре­мя задержки кратно целому числу периодов промежуточной час­тоты, то ток на выходе схемы совпадений максимален. Если оно кратно нечетному числу полупериодов, то ток равен нулю.

Сигнал низкой частоты после детектора усиливается и через эмиттерный повторитель подается на выход микросхемы (на вы­вод 8). Сигнал со второго выхода микросхемы (с вывода 10) по­дается на усилитель напряжения сигнала АПЧ, выполненный на транзисторах V6 и V7 (рис. 7.4). Этот усиленный сигнал далее подается на варикап в контуре гетеродина блока УКВ.

Схема АПЧ работает следующим образом. Сигнал с вывода 70 микросхемы поступает на эмиттер транзистора V6. В резуль­тате изменения напряжения эмиттер — база транзистора V6 из­меняется потенциал коллектора транзистора и, следовательно, потенциал базы транзистора V7. Таким образом, на выход схемы поступает напряжение, изменяющееся относительно опррного на­пряжения, равного 3 В. С помощью резистора R17 осуществляется начальная балансировка системы АПЧ, т. е. устанавливается нулевая разность напряжений между выходным напряжением схемы АПЧ и опорным напряжением 3 В при отсутствии сигнала.

Схема системы бесшумной настройки выполнена на транзис­торах V3...V5 (см. рис. 7.4). Управляющий сигнал (напряже­ние шума) с- вывода 8 микросхемы через конденсатор С12 подает­ся на базу транзистора V4. При точной настройке приемника на частоту принимаемого сигнала напряжение шума отсутствует, а на базу транзистора V4 поступает сигнал с большим уровнем. Транзистор V4 открыт, а транзисторы V5 и V3 закрыты. Сопро­тивление перехода коллектор — эмиттер транзистора V3 при этом максимально и оно не влияет на прохождение сигнала низкой частоты с вывода 8 микросхемы через цепочку R8, С10 на вход УНЧ. При неточной настройке на станцию (при малом сигнале на выходе микросхемы) транзистор V4 закрыт. Напряжение на его коллекторе увеличивается, и транзистор V5 открывается. Транзис­тор V3 при этом также открыт, а сопротивление его перехода коллектор — эмиттер уменьшается и шунтирует выход микросхе­мы. Низкочастотный сигнал при этом не проходит на вход УНЧ. С помощью резистора R12 устанавливается порог срабатывания _v схемы БШН.

Тракт высокой и промежуточной частоты сигналов AM. Радио­приемники 1-го класса имеют переменную (переключаемую) поло­су пропускания в тракте УПЧ сигналов AM, клавишу «Местный прием» и другие усложнения схемы.

При приеме сильных сигналов местных радиостанций в диа­пазонах ДВ и СВ при нажатой клавише «Местный прием» прини­маемый сигнал искусственно ослабляется во входных цепях, и в результате предотвращается перегрузка входных каскадов.

Входные цепи диапазонов ДВ и СВ радиоприемника «Рига-103» представляют собой двухконтурные полосовые фильтры. Связь между контурами — индуктивная, посредством катушки связи. При­менение полосовых фильтров на входе радиоприемника позволяет обеспечить достаточно высокое подавление зеркального и других побочных каналов приема и широкую полосу пропускания вход­ных цепей.

УПЧ сигналов тракта AM имеет две переключаемые полосы пропускания: «узкую» — У и «широкую» — Ш. Широкая поло­са пропускания полосовых фильтров Т2 и Т4 формируется за счет дополнительных обмоток связи L34 и L41 (рис. 7.7), с помощью которых при нажатии клавиши «полоса» увеличивается связь между коллекторными и базовыми контурами в полосовых филь­трах Т2 и Т4.

Полосовые фильтры ПЧ AM включены в коллекторную цепь транзисторов последовательно с полосовыми фильтрами ПЧ ЧМ. Контуры ЧМ не влияют на качественные показатели тракта AM сиг­нала, поскольку их настройка значительно выше. Кроме того, для исключения влияния контурных катушек, коллекторных контуров полосовых фильтров ПЧ AM при работе ЧМ тракта в контуры включены дополнительные конденсаторы С61 и С69. При работе же AM тракта коллекторный контур полосового фильтра Т2 трак­та ЧМ замыкается накоротко. Это позволяет избежать выделения в коллекторной цепи смесителя высших паразитных гармоник AM тракта.

В тракте УПЧ AM радиоприемника «Рига-104», так же как и в тракте УПЧ ЧМ, применен фильтр сосредоточенной селекции (см. рис. 7.3). Он состоит из контуров L4C14C17, L7C19, L9C21, L11C23C24. Связь между контурами — комбинированная. Она осуществляется с помощью конденсатора С20 и катушек индук­тивности L8 и L10. Конденсатор С20 образует внешнеемкостную связь между вторым и третьим контурами фильтра. С помощью катушек L8 и L10 осуществляется связь между всеми четырьмя контурами фильтра. Эти катушки имеют отводы, которые соедине­ны с переключателями «Широкая полоса», «Узкая полоса» и «Местный прием», с помощью которых изменяется величина ин­дуктивной связи между контурами фильтра. Когда катушки связи отключены, связь между контурами фильтра меньше критической, а ширина полосы пропускания тракта AM в этом случае будет около 5 кГц.



Рис. 7.6. Принципиальная схема интегральной микросхемы К174УРЗ



Рис. 7.7. Схема каскадов УПЧ радиоприемника «Рига-103» с регулируемой полосой пропускания
При включении переключателя «Широкая полоса» связь меж­ду контурами ФСС увеличивается до критической за счет подклю­чения части катушек связи L8 и L10 к первому и четвертому кон­турам. Ширина полосы пропускания тракта промежуточной часто­ты при этом будет около 10 кГц. При включении переключателя «Местный прием» катушки L8 и L10 окажутся полностью вклю­ченными и связь между контурами фильтра будет больше крити­ческой. Ширина полосы пропускания тракта промежуточной часто­ты при этом будет около 15 кГц.

Особенностью схемы тракта УПЧ, кроме того, является пита­ние транзисторов усилительных каскадов тракта постоянными напряжениями разной величины (см. рис. 7.3). Так, базовые и эмиттерные цепи транзисторов VT4, VT6 и VT7 питаются от ста­билизированного напряжения 5,2 В, эмиттерная цепь транзистора VT10 — напряжением 9 В при питании радиоприемника от внут­ренней батареи и напряжением 12 В при питании от сети перемен­ного тока. Питание базовой цепи транзистора VT10 осуществляется этим же напряжением, но стабилизированным. Питание транзисто­ра последнего каскада тракта УПЧ повышенным напряжением вызвано необходимостью устранения ограничения больших сигна­лов в последнем каскаде при работе в режиме усиления сигналов промежуточной частоты тракта AM.



Рис. 7.8. Схема тракта высокой и промежуточной частот сигналов AM магнитол «Рига-110» и «Аэлита-101»
Раздельный тракт ВЧ-ПЧ AM используется в переносных маг­нитолах 1-го класса «Рига-110» и «Аэлита-101» (рис. 7.8). Он содер­жит: входные цепи диапазонов СВ и KB, апериодический УВЧ, пре­образователь частоты, контура гетеродинов СВ и KB, усилитель сиг­налов ПЧ, системы АРУ и АПЧ, детектор.

Усилитель высокой частоты, преобразователь частоты и УПЧ выполнены на интегральной микросхеме К174ХА2. Принципиаль­ная схема микросхемы приведена на рис. 4.6 в § 5.1, где рассма­тривалось ее использование в карманных радиоприемниках.

Особенностью высокочастотных каскадов магнитол является использование для перестройки входных контуров диапазона СВ L11C3 и диапазона KB L21C4C6C7 и соответственно конту­ров гетеродина этих диапазонов L31C10C11 и L41C9CI2 вари-капной матрицы VD1 (КВС12ОА). Матрица содержит три вари­капа, заключенные в один корпус. Два из них включены парал­лельно и используются для перестройки входных контуров, а тре­тий — для перестройки контуров гетеродина. Перестройка варика­пов осуществляется изменением управляющего напряжения от 1,6 до 29 В, которое вырабатывается каскадом преобразователя на­пряжения.

Микросхема включает в себя (см. рис. 4.6): регулируемый апериодический УВЧ на дифференциальной паре транзисторов (VT3 и VT5), смеситель, выполненный по балансной схеме и сос­тоящий из трех дифференциальных каскадов (VT7... VT12); гете­родин на дифференциальной паре транзисторов (VT13 и VT14); трехкаскадный регулируемый апериодический УПЧ (VT17... VT28); оконечный каскад УПЧ на дифференциальной паре транзисторов (VT29 и VT30); усилитель постоянного тока, используемый для автоматической регулировки усиления каскадов УПЧ; усилитель постоянного тока, используемый для АРУ каскада УВЧ; усили­тель постоянного тока, используемый для питания индикатора настройки; стабилизаторы напряжения питания каскадов УВЧ и УПЧ. Принимаемый сигнал с катушек связи входных контуров СВ и KB подается на выводы 1 и 2 микросхемы (на базы транзисторов дифференциального апериодического УВЧ). Усиленный сигнал сни­мается с нагрузок, включенных в коллекторные цепи каскада, и подается симметрично к входу смесителя.

Гетеродинные контура диапазонов СВ и KB подключены к вы­воду 6 микросхемы (в коллекторную цепь транзистора VT13). Напряжение обратной связи с катушек связи контуров гетеродина подается на вывод 5 микросхемы (на базу транзистора VT14). Это же напряжение гетеродина подается на вход одного из диф­ференциальных каскадов смесителя (на базу транзистора VT8), являющегося источником тока гетеродина.

Нагрузкой смесителя является каскад на транзисторе VT2 (см. рис. 7.8), подключенный к выводам 15 и 16 микросхемы и пред­назначенный для согласования входного сопротивления ПК.Ф с микросхемой для обеспечения требуемой селективности по сосед­нему каналу. Согласование выходного сопротивления ПКФ с мик­росхемой осуществляется с помощью контура L5.1L5.2C23C25 и подстроечного резистора R12. Сигнал с контура поступает на вход первого каскада УПЧ (на вывод 12 микросхемы), представля­ющего собой дифференциальный усилитель (см. рис. 4.6), один из входов которого по высокой частоте заземлен (вывод 11 микро­схемы).

Нагрузкой оконечного каскада УПЧ является контур L6C22, который подключен к выводу 7 микросхемы. Детектор выполнен на диоде VD3. Нагрузкой его является цепь R15C24. Постоянная составляющая продетектированного сигнала поступает на вход усилителя сигнала АРУ (вывод 9 микросхемы) через фильтр R14C21.