ZÁKLAD KV PŘIJÍMAČE

Během výuky v radiokroužku jsme se dostali od krystalky přes tranzistorové audiony až ke zpětné vazbě v nejjednodušších přijímačích a jako ilustraci jsme si připravili velmi jednoduché a ekonomické zapojení. Celá jednoduchost je založena na zvláštní vlastnosti křemíkových bipolárních tranzistorů, totiž schopnosti pracovat při napětí kolektoru stejném jako napětí na bázi, kolem 0,5V. Skutečně, je-li v zapojení se společným emitorem v obvodu kolektoru dostatečně velká zátěž, a na bázi se přivede napětí, které jej otevře, pak při napětí kolem 0,5V (práh otevírání) se tranzistor otevře a kolektorové napětí klesne. Další zvýšení vstupního otevíracího napětí povede ke zmenšení kolektorového napětí až k 0,1V (saturační napětí přechodu kolektor – emitor při plně otevřeném tranzistoru). Pokud je stejnosměrně spojena báze s kolektorem, a tranzistor je napájen přes dostatečně velký odpor, napětí na tranzistoru se stabilizuje na úroveň 0,5V a současně je zachována schopnost tranzistoru zesílit signál s amplitudou menší než několik desetin voltu.

Na obrázku je uvedeno základní zapojení takového obvodu. Kolektor s bází tranzistoru T1 jsou stejnosměrně propojeny cívkou laděného obvodu L2 a zároveň pomocí odbočky na cívce se společným vodičem (zemí). Napájecí napětí je přivedeno na kolektor přes odpory R1 – R2 – R3. Změnou jejich hodnoty je možno v širokých mezích regulovat proud tranzistoru, a současně se změnou napětí v obvodech emitor – kolektor a emitor – báze se mění v malém rozsahu kolem hodnoty 0,5V. Proud tranzistorem je dán výrazem I = (U – 0,5 V) / R, kde R je součet hodnoty uvedených třech odporů. Proud může být od jednotek mikroampér do jednotek miliampér, ale prakticky při provozu zůstává v oblasti mikroampér.

Z hlediska střídavého proudu je tranzistor zapojen jako známý tříbodový oscilátor typu Hartley, tedy jako klasický zpětnovazební stupeň. Větší část cívky je zapojeno v obvodu kolektoru, menší do obvodu báze. Tato odbočka je přibližně v jedné třetině až čtvrtině celkového počtu závitů. Pomocí potenciometru R1 můžeme zde zavést zápornou zpětnou vazbu, která výhodně stabilizuje činnost zapojení v režimu násobiče Q. Kondenzátor C2 je blokovací, slouží k odstranění vysokofrekvenčního napětí. Když je na obvodu amplitudově modulovaný signál, proud tranzistoru se mění dle amplitudy kmitů, a tím v určitých mezích mění úbytek napětí na odporech R2 a R3, které slouží jako zátěž tranzistoru – na nich je pak možno odebírat detekovaný nf signál. Přes oddělovací kondenzátor C3 pak nf audio signál postupuje na nízkofrekvenční zesilovač, k dalšímu zpracování.

Zpětná vazba, nastavitelná pomocí potenciometru R2 mění proud tranzistoru, a tím tedy plynule i jeho zesílení. Jak praxe ukazuje, zesílení tranzistoru by mělo být malé, protože pracuje v oblasti mikroproudů, proto je jeho vstupní i výstupní odpor velký a jen velmi málo zatěžuje laděný obvod, a tím nesnižuje jeho součinitel jakosti Q. Vazbu s anténou je možno provést induktivní, jako je na obrázku, nebo kapacitní pomocí kapacitního trimru menší hodnoty na živý konec cívky laděného obvodu. Vazební cívka L1 má mít podstatně menší počet závitů než cívka laděného obvodu, jednak z důvodu menšího ovlivňování laděného obvodu anténou, a jednak z principu transformace – takto se vstupní napětí z antény přenese ve zvětšeném poměru. Obvykle se doporučuje navinout vazební cívku L1 u studeného konce laděné cívky L2, ale v tomto případě se osvědčilo ji navinout přes ní.

U jednoduchých zpětnovazebních přijímačů se vyskytuje ještě jeden problém, změna kmitočtu ladění při regulaci zpětné vazby. V tomto zapojení vzniká změnou mezielektrodových kapacit, a je menší při použití tranzistorů s dostatečně vysokým mezním kmitočtem a při použití vyšší kapacity laděného obvodu (pak tedy samozřejmě i menší indukčnosti cívky L2).

Toto zapojení může pracovat prakticky v libovolném kmitočtovém pásmu, až do VKV a UKV. Navíc, pokud významně zvýšíme kapacitu blokovacího kondenzátoru C2 zesílí se stupeň zpětné vazby a zařízení se změní na  jednoduchý superregenerační přijímač s velmi vysokou citlivostí. Přerušovací kmitočet se dá pak nastavit změnou hodnot kondenzátoru C2 a odporu R2 do oblasti 15 až 50 kHz. Při pokusech bylo docíleno v AM přijímači na kmitočtu 46 MHz citlivosti 0,6 mV.

Praktické zapojení přijímače.

Jako příklad praktické konstrukce je na dalším obrázku uvedeno zapojení KV zpětnovazebního přijímače určeného pro pásmo 28 až 30 MHz, ve kterém je použit výše uvedený princip. Cívka laděného obvodu L1 má 6 závitů postříbřeným vodičem průměru 1 mm navinutým na keramické žebrované kostře z nějakého starého vojenského zařízení o průměru 20 mm, je možno použít i odřezek plastické trubky 20 až 25 mm. Vinutí je s krokem (mezerou mezi závity) alespoň 2 mm. Pokud by jste chtěli použít dolaďovací jádro, je nutno jej vybrat z kvalitního vysokofrekvenčního materiálu s malými ztrátami. Nízkofrekvenční ferity jsou zde nepoužitelné.

Kondenzátory C1 (vazba s anténou) a C3 (ladění) byly v jednom z exemplářů použity z upravených vzduchových trimrů z bývalého vojenského zařízení, ve druhém případě, kdy tyto trimry nebyly k dispozici, z upravených polystyrenových kondenzátorů z kapesních tranzistoráků, u kterých byly po rozebrání odstraněny statorové i rotorové desky, až na jednu. Hřídelky byly nastaveny pomocí kulatiny z umělé hmoty, aby byl zamezen vliv ruky na jejich kapacitu během ovládání, a vyvedeny předním kovovým panelem, kam je také vyvedena hřídelka potenciometru R1.  Ve vstupu byl použit tranzistor T1 z nalezeného vnitřního přijímače satelitní televize, dá se zde použít libovolný křemíkový bipolární typ s mezním kmitočtem kolem 800 MHz.

Nízkofrekvenční zesilovač s tranzistory T2 a T3 je použit v jednoduchém primitivním (ale spolehlivém) zapojení s přímou vazbou mezi stupni. Pro stabilizaci pracovního bodu prvého tranzistoru je použito napětí z emitorového obvodu druhého tranzistoru vznikajícího na odporu R5, střídavé napětí je odstraněno kondenzátorem C6. Zátěží nf zesilovače jsou běžná vysokoohmová sluchátka. Díky použití tranzistoru T2 s vysokým zesílením a zátěži druhého tranzistoru s vyšší impedancí, je docíleno značného zesílení – řádově 10 000 i více. Současně proud celého přijímače nedosahuje ani jeden miliampér. Uvádění nf zesilovače do chodu spočívá ve výběru hodnoty odporu R3 tak, aby napětí na emitoru tranzistoru T3 bylo v rozmezí 0,7 až 1 V.

Správně zapojený zpětnovazební stupeň nepotřebuje nastavování, kromě naladění pracovního pásma úpravou počtu závitů cívky laděného obvodu, případně jemněji jejich stlačováním a roztahováním. Citlivost tohoto přijímače při příjmu AM signálů je kolem 1 uV a při příjmu telegrafie CW kolem 0,5 uV. Přechod k bodu nasazení kmitů se ukázal být dostatečně plynulým.

Viz také http://amfan.ru