KV PŘIJÍMAČ

Nedávno zde byly uveřejněny články PRVNÍ RÁDIO a DRUHÉ RÁDIO, ve kterých jsem vám slíbil že v dalším pokračování se podíváme do kouzelného světa krátkých vln, kde můžete slyšet stovky zajímavých stanic, ne jenom těch pár středovlnných. Zde popsaný přijímač může přijímat v libovolném krátkovlnném pásmu (závisí na parametrech vstupního laděného obvodu, které si můžete libovolně změnit) nejenom signály s modulací AM (rozhlasové vysílače) jako předešlé, ale dokonce i signály s jedním postranním pásmem a potlačenou nosnou vlnou (SSB), které kromě mnoha profesionálních stanic používají i radioamatéři. No a jako zajímavost, i když se to dnes příliš nenosí, také signály CW, nemodulovaná nosná vlna, čili telegrafní. To všechno zvládne přesto, že jeho zapojení je velmi jednoduché a tím pádem je určeno hlavně těm, kteří s radiotechnikou a s poslechem rádiových vln teprve začínají a chtějí mít SVOJE zařízení, ne nějakého Číňana. I když .… existuje názor, že bastlení je nežádoucí, jelikož zapříčiňuje nezaměstnanost v Číně….

Hlavním problémem přijímačů s přímým zesílením, jaké zde byly dříve uvedeny, a to zvláště při příjmu krátkých vln, je velmi malá selektivita pro kmitočtově blízké stanice. Na vině je malý činitel jakosti jednoduchého vstupního obvodu. Z tohoto důvodu je příjem na KV velmi obtížný, ne-li téměř nemožný, vzhledem ke kmitočtové blízkosti stanic, které jsou „namačkány“ jedna na druhou.

Tento problém byl vyřešen vynálezem přijímače typu superhet (v roce 1918), kde se přijatý kmitočet mění na tzv. mezifrekvenční a ten pak prochází několika laděnými obvody a zesilovači. Pro začínající je ale tento způsob značně obtížný, komplikovaný, a proto je nutno hledat jiná řešení.

Ano, jedno řešení by zde bylo, a sice zvýšit činitel jakosti laděného obvodu pomocí zapojení zvaného násobič Q, o kterém jsme se dozvěděli v předešlém díle. Takže budeme sledovat schéma tohoto přijímače. Je to v podstatě minule uvedený přijímač pro pásmo středních vln, ale s upraveným laděným obvodem pro příjem krátkých vln. A ještě aby se naše zařízení přiblížilo profesionálním, malá slíbená úprava – anténu budeme připojovat přes vysokofrekvenční zesilovač, který bude plnit dva úkoly, něco pro nás, a něco pro ty ostatní. Jednak nám zesílí vstupní signál z antény a oddělí laděný obvod od nepříznivých vlivů zanášených anténou, jako rozlaďování a podobně, a jako bonus hlavně zamezí pronikání kmitů při nasazené zpětné vazbě zpět do antény a tím rušení okolních posluchačů.

Takže dále ke schématu. Vstupní signál z antény přichází na vstupní zesilovač – jeho zapojení ve funkci oddělovacího stupně je super jednoduché, a ani nepotřebuje příliš mnoho vysvětlivek. Tranzistor T1 může být použit libovolný křemíkový P-N-P typ s dostatečně velkým pracovním kmitočtem, dokonce i nízkofrekvenční, které mají pracovní kmitočet kolem 300 MHz. Ve vzorku, stavěném v radiokroužku žáky šestých a sedmých tříd ZŠ jsme použili typy BC557A případně BF324, jelikož právě byly po ruce, se stejným výsledkem. Tranzistor je v zapojení se společnou bází a spolu s laděným obvodem L1 – C1 –  C2 na výstupu funguje jako selektivní zesilovač.

Ten úsek krátkovlnného pásma, který chceme přijímat, závisí na počtu závitů cívky a na kapacitě ladicího kondenzátoru C5, a samozřejmě také na kapacitě přídavného kondenzátoru C6 připojeného paralelně k ladicímu, viz seriál LADĚNÉ OBVODY na tomto webu. Ladění po pásmu, tedy výběr požadované stanice, provádíme ladicím kondenzátorem C5. Naladěný (vybraný) signál je k dalšímu zpracování odebírán z odbočky na cívce, aby laděný obvod byl co nejméně zatížen. K této odbočce je jednak připojen výše zmíněný násobič Q, a jednak amplitudový detektor s tranzistorem T4. Detekce (demodulace) signálu zde probíhá na přechodu báze – kolektor.

Cívka laděného obvodu je navinuta na tyčce z feritové antény o průměru kolem 8 mm a délce 60 mm nebo větší z kapesního přijímače. Na tyčku navineme nejprve pásek papíru do tvaru trubičky a zajistíme kapkou lepidla. Na trubičku navineme smaltovaným vodičem o průměru 0,4 až 0,5 mm 20 závitů, po deseti závitech vyvedeme odbočku. Pokud bychom měli zájem s přijímačem dále laborovat, doporučuji vyvést odbočky také na 12 a 15 závitu. Při použití zde uvedených hodnot laděného obvodu bude přijímač pracovat v kmitočtovím pásmu od 7 MHz do 12 MHz, přesun na jednu nebo druhou stranu (k nižším nebo vyšším kmitočtům) můžeme snadno provést změnou počtu závitů cívky a změnou hodnoty kondenzátoru C6.

A nyní to podstatné, co přijímači umožňuje onu velkou citlivost, tedy stupeň s tranzistory T2 a T3, čili výše zmíněný násobič Q. V podstatě je to jednoduchý dvoustupňový zesilovač s velmi vysokou kladnou zpětnou vazbou, v jejímž důsledku vstupní impedance zesilovacího stupně prudce vzroste. Vzniká tak negativní (záporný) odpor, který je připojen k odbočce na cívce laděného obvodu, tím vlastně kompenzuje impedanci obvodu, což vede ke zvýšení jeho činitele jakosti Q teoreticky až téměř k nekonečnu. Jenže my máme zde možnost velikost tohoto záporného odporu regulovat změnou napájecího napětí pomocí potenciometru R6 z napětí 1,8V stabilizovaného červenou světelnou diodou (LED) a odporem R7, a tak docílit požadovaných výsledků.

Demodulovaný signál odebíráme z kolektoru tranzistoru T4 (libovolný křemíkový NF tranzistor vodivost N-P-N) a vedeme jej dále na nízkofrekvenční zesilovač přes regulátor hlasitosti R10. Změnou hodnoty odporu R8 nastavíme na kolektoru T4 napětí 1,5V.

Nízkofrekvenční zesilovač můžeme již použít libovolný, doporučuji na výstup připojit aktivní reproduktor od počítače, nebo nízkofrekvenční zesilovač vlastní výroby, velmi výhodné je zde použít integrovaný obvod LM386, například podle popisů ZDE nebo ZDE, případně ZDE. Pokud vám bude stačit poslech na sluchátka (aby jste nerušili ostatní v místnosti), můžete zkusit něco takového, jako na následujícím obrázku. Je to v podstatě ten nejjednodušší třístupňový zesilovač, na jehož výstup můžeme připojit buď sluchátka od přehrávače MP3, nebo i reproduktor s impedancí kolem 25 až 50 ohmů.

Poznámky k tomuto zapojení zesilovače - pomocí změny hodnoty odporu R2 nastavíme maximální nezkreslenou hlasitost na výstupu, pro uvádění do chodu jsme zde použili odporový trimr M68 a po nastavení jsme jej změřili a nahradili pevným odporem. Jeho hodnota totiž závisí na zesilovacím činiteli použitých tranzistorů, takže předem se nedá odhadnout.

Podobný přijímač viz také http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/sw_prijimac.htm

Závěrem bych ještě doplnil několik poznámek k přijímacím anténám, sice je to z knihy poněkud starší, ze které jsem se sám učil, ale všechny tyto rady jsou nadčasové – platily tehdy, platí v současné době a budou platit stále.

Zabezpečování antény, uzemnění.

Venkovní anténa je zdrojem dvojího nebezpečí: může do ní udeřiti blesk, anebo může spadnout a někoho zranit, po případě se při tom dotknout třebas elektrovodné sítě a způsobit celý řetězec nehod i neštěstí. Občas o nich přinášejí noviny zprávy tak barvité, až to v člověku budí přesvědčení, že jako posluchač a majetník venkovní antény je vydán aspoň takovému nebezpečí, jako aviatik v roce 1900. Bylo by nesvědomité nebezpečí zamlčovat, je však třeba připomenout, že je snadné úplně je vyloučit.

Anténu umisťujeme vždy tak, aby nemohla vůbec spadnouti na elektrovodnou nebo telefonní síť anebo naopak. To znamená, že se vyhneme všemu křižování a přibližování a ještě použijeme v těch případech, kdy je síťové nebo telefonní vedení na blízku, isolovaného vodiče s isolací, vzdorující povětrnosti (známý červený drát s isolací N nebo NG). Dále neděláme anténu nebezpečně vysokou a stožáry volíme náležitě pevné, ne takové, které jsou tahem antény prohnuty jako luk. Zakotvíme je železným pozinkovaným drátem síly 1,5 mm. Proti blesku zajistíme anténu nejsnáze tím, že ji spojíme bleskojistkou a zemnicím spínačem s dobrým uzemněním. Bleskojistka je zařízení, které svede k zemi jakékoliv napětí, které by na anténě vzniklo ať atmosférickým nábojem, nebo spojením s vodiči silnoproudé či telefonní sítě. Zemnicí spínač zase spojuje anténu se zemí trvale v těch případech, kdy jí buď delší čas nepoužíváme, anebo je nablízko bouře. Bleskojistka tedy uzemňuje anténu samočinně, spínačem to v čas potřeby provádíme sami.

Hlavní součástí bleskojistky je jiskřiště. Jsou to dva kovové hroty, vzdálené asi 0,5 mm. Vznikne — li na anténě napětí několika set voltů, přeskočí mezi hroty jiskra a elektrický náboj odteče do země dříve, než může zpustošit přijímač. Dokonalejší bleskojistky mají ještě druhé jiskřiště, uzavřené ve skleněné trubičce, naplněné zředěným neonem. V této trubce nastane vyrovnávací výboj již při napětí necelých 100 voltů mezi anténou a zemí, a je tedy ochrana ještě dokonalejší. Úpravu bleskojistky a její spojení s anténou ukazuje obrázek 22. Nejvhodnější je umístiti ji mimo dům, buď přímo na střeše pod anténu, kde ji s výhodou připevníme přímo na bleskosvod, anebo aspoň těsně před oknem. S bleskosvodem ji spojíme silným měděným drátem (je předepsána tloušťka 2,5 mm).

Zemnicí spínač je docela prostý přepínač, kterým můžeme anténu zavésti buď k přijímači nebo přímo do země. Nejúčelnější a svými rozměry i přehledností nejbezpečnější je přepínač pákový s isolací porcelánovou nebo mramorovou, který je také na našich obrázcích. Spínače v krytech, stlačené do malého prostoru a isolované nedosti dokonale bakelitem nebo jinou isolační hmotou, jsou méně vhodné. Také zemnicí spínač spojíme silným drátem s uzemněním bleskosvodu anebo s vodovodem. Je ovšem zbytečné montovati spínač na př. vně domu, ale pak vésti jeho uzemnění desítky metrů bytem k vodovodu. V tomto případě může být spínač mezi vnitřním a vnějším oknem a je alespoň chráněn proti povětrnosti. Zapojení ukazuje obr. 22.

Avšak ani nejdokonalejší bleskojistka a naprosto správně zapojený zemnicí spínač anténu nijak nechrání, nejsou — li spojeny s dobrým uzemněním. Obyvatelům města poslouží za uzemnění vodovodní potrubí anebo potrubí ústředního topení, protéká — li jím voda. Podle obr. 23 provedeme v tomto případě důkladné spojení zemnícího vedení s trubkou buď tak, že na očištěné potrubí přitáhneme dvojitou svorku (do spáry mezi svorku a trubku vložíme cínový staniol), anebo drát několikrát kolem očištěného potrubí ovineme a připájíme. Na potrubí, stále chlazené vodou, se však špatně spájí a práce se podaří jen velmi horkým pájedlem anebo benzinovou lampou. Protože zemnicí drát musí být vždy dosti silný, nejméně 2 mm, můžeme použíti k spolehlivějšímu a účinnějšímu očištění spájecí vody z kyseliny solné a zinku. Důležitou podmínkou účinnosti a bezpečnosti uzemnění je, aby zemnicí spoj nebyl delší než asi 10 m. Nastavování provádíme spájením cínem, nikoliv pouhým stočením. Uzemnění provedené tenkým drátem a klikatící se desítky metrů po celém bytě nemá ani pro poslech, ani pro ochranu antény valné ceny.

Tam, kde není nablízku vodovodní potrubí, můžeme provést uzemnění na blízké vedení bleskosvodu. Nevydáváme tím svůj přijímač nijakému nebezpečí, neboť uzemnění bleskosvodu je zpravidla dokonalé a bývá pravidelně zkoušeno. Spojení poměrně tenkého zemnícího přívodu s bleskosvodním lanem provedeme tak zv. drápkovou svorkou, kterou koupíme v každém odborném závodě. Před upevněním s lana oškrábeme nečistotu, svorku důkladně sevřeme klíčem a pak několikrát natřeme asfaltovým lakem.

Musíme — li zřídit uzemnění samostatné, zakopeme do hloubky aspoň 1 m měděný anebo železný pozinkovaný plech tloušťky 0,5 až 0,8 mm, rozměrů 50 x 50 až 70 x 70 centimetrů. Plech umístíme nejlépe do místa, kde je poněkud vlhko, možno — li až do spodní vody; pak stačí i rozměry mnohem menší. Obklopíme jej kovovými odpadky, na př. starými plechovými nádobami a pod., které leckde bez užitku odpočívají a které i po zrezivění jsou nám zde užitečné tím, že činí půdu vodivější a vlhčí. Stejný úkol splňuje také drobný koks, který podstatně zlepší vodivost půdy a uzemnění. V půdě písečné a trvale suché učiníme dobře, zavedeme — li nad místo uzemnění odpad z okapu, aby alespoň občas bylo uzemnění dobře vodivé.

Výhodné je také uzemnění do tekoucí vody nebo do studny. Zde však musíme dát pozor na to, že kovy se ve vodě rozpouštějí a její vlastnosti s hlediska požívání kazí. Proto nikdy nesmíme dát do studny plech měděný, který by její vodu otravoval jedovatým hydroxidem měďnatým. Plech železný nedává jedovatých sloučenin; také se hodí asi 20 x 50 cm veliký kus plechu hliníkového, k němuž je jako přívod přinýtován hliníkový pásek nebo drát (nýtovat musíme rovněž hliníkovými nýtky) a teprve na místě, kde už není vlhko, nastavíme pásek drátem měděným. Spoj hliníku a mědi musíme dobře chrániti před vlhkem, jinak se elektrolytickou korosí kazí. U pumpy železné stačí přitáhnout zemnicí přívod pod nějakou matici na tělese pumpy. — Uzemnění do studny je velmi dokonalé, stejně do tekoucí vody; přívod k němu nesmí být ovšem klikatý a zbytečně dlouhý. Přívodní drát má být s ohledem na bezpečnost proti poškození a na značné proudy, které by jím protékaly při úderu blesku do antény, alespoň 2 mm silný.

Uzemnění však nemá význam jen pro zabezpečení antény, nýbrž prospívá i jakosti poslechu. Dobré uzemnění zlepšuje předně každou anténu: tak, jako má být anténa dobře isolovaná od země, tak má mít naopak uzemnění malý odpor. Tím je antény nejlépe využito. Druhý prospěch z dobrého uzemnění je omezení poruch technického původu, jimiž trpí zejména městští posluchači. K dobré anténě patří tedy dobré uzemnění a proto svou amatérskou činnost jejich stavbou nebo zřízením započneme a také později trvale pečujeme o jejich dobrý stav.

Anténa stíněná, ano nebo ne?

Městské poruchy technického původu donutily konstruktéry hledat ochranu proti nim. Protože poruchy vznikají zpravidla v domech a jsou po celé jejich oblasti důkladně rozšířeny prostřednictvím elektrovodné sítě, zábradlí, okapů a železných konstrukcí, je výhodné umístit anténu co možno vysoko, aby byla mimo oblast poruch. Co je však platna tato opatrnost, vede — li její svod k přijímači oblastí, zamořenou poruchami?

Abychom jich byli zbaveni, je anténa umístěna hodně vysoko, aby měla co možno značnou účinnou výšku pro příjem signálů, avšak její svod je obklopen uzemněným stínícím pláštěm, takže jeho užitečná výška (využívaná hlavně poruchami) je nepatrná. Situaci ukazuje obrázek 24. Aby bylo možno dostat se s anténou co možno vysoko a aby anténa sama měla vlastnosti pro použití stíněného svodu vhodnější, používá se často namístě prve popsaných antén drátových rozmanitých konstrukcí, více méně složitých. Jsou to známé, isolovaně upevněné stožáry, které tak vynikajícím způsobem vítězí výškou nad okolními bleskosvody, takže už proto může opatrný posluchač nabýt jistoty, že nebezpečí zásahu bleskem není asi veliké. Dále si někteří podnikavci vymysleli všelijaké košaté útvary, mající (podle jejich tvrzení) přímo zázračné vlastnosti pro příjem vln. To všecko má pomoci ubohému velkoměstskému posluchači k příjmu bez poruch.

Co si z toho má k prospěchu vybrati náš čtenář? Radíme mu docela upřímně, aby jen klidně zůstal věren své nejprostší anténě drátové se svodem nestíněným, ať už bydlí na venkově anebo ve městě. Dokonale provedená a účelně vybraná anténa stíněná by jej možná zbavila některých poruch, zato by mu však poslech zeslabila tak vydatně, že krystalka, kterou si zatím postavil, zůstala by s největší pravděpodobností téměř němá. Dobrá stíněná anténa je také mnohem dražší, než by svědčilo kapse velké části mladých zájemců, stojí zpravidla několik set korun, je také vůbec nevhodná pro krátké vlny. A konečně, jakmile se jednou stíněný svod poškodí — a při jeho choulostivosti dojde k tomu mnohdy za několik měsíců — má majetník takové antény všecky její nevýhody (zejména podstatně menší užitkovou výšku), avšak ztratil její hlavní výhodu, totiž omezení poruch. Abyste uvěřili, že menší výkonnost stíněné antény má svou příčinu, uvažte, že stíněný kabel velmi dobré jakosti má na jeden metr délky kapacitu asi 5 pF a svodový odpor několik desítek megaohmů, kdežto kabely tenké, jakých se pro přístupnější cenu běžně používá, dosahují až 30 pF na metr a svod i při neporušeném stavu sotva kolem jednoho megaohmu. Použijete — li pak svodu několik desítek metrů dlouhého, je na tom přijímač asi tak, jako byste při obyčejné nestíněné anténě zapojili ještě mezi anténní a zemní svorku kondensátor 1000 cm a odpor 10 000 ohmů paralelně. Zkuste to a uvidíte, co zbude z poslechu.1

Velkou kapacitu svodu mohou ovšem ve škodlivém účinku mírniti tak zvané anténové transformátory; mají však zase tu podstatnou nevýhodu, že vyhovují jen pro poměrně úzký vlnový rozsah, zpravidla sotva pro střední a dlouhé vlny, nikoliv však pro krátké. A to ovšem musí být transformátory dobré, jejichž návrh není nikterak snadný, zatím co různé, efektně označované a balené výrobky tohoto druhu spíše uškodí, než prospívají.

Převzato z:
Praktická škola radiotechniky
Ing. Miroslav Pacák
1943