Как собрать fm-радиоприемник на лампах

50-60-е годы

Считается, что золотой век лампового радио в Советском Союзе пришелся именно на 1950-е годы. Именно тогда стали производиться качественные аппараты, которые к тому же можно было купить по доступным ценам. А еще производители соперничали в разработке схем и ящиков устройств. Сегодня коллекционирование радиоприемников СССР – это хобби, которое достойно уважения, ведь большинство моделей считаются раритетными, их просто так не купишь.

В 1960-е годы были универсализированы схемно-конструктивные и дизайнерские решения радиоприемников. На тот момент в стране было актуально удешевление всего процесса массового производства, поэтому приемники стали выглядеть примерно одинаково. Обезличенный дизайн так же грустно смотрелся, как и непонятный звук, так как вместо качества в стране было принято отдавать предпочтение низкой стоимости товара. Наверное, самые лучшие радиоприемники СССР – это «Фестиваль», громкость и диапазоны которого можно было настроить дистанционно с помощью пульта управления. Рассмотрим самые популярные приемники тех лет и их конструктивные особенности.

Как собрать своими руками?

Старые конструкции привлекательны. Но всегда можно собрать самодельные ламповые приемники. Коротковолновое устройство содержит лампу 6AN8. Она одновременно выполняет функцию регенеративного приемника и усилителя РЧ. Приемник выдает звук на наушники (что вполне приемлемо в дорожных условиях), а в обычном режиме это тюнер с последующим усилением низких частот.

Рекомендации:

• делать корпус из толстого алюминия;
• соблюдать моточные данные катушек и диаметр корпуса по схеме;
• блок питания снабжать трансформатором от любой старой радиолы;
• мостовой выпрямитель не хуже устройства со средней точкой;
• применять наборы для сборки на основе пальчикового пентода 6Ж5П;
• брать керамические конденсаторы;
• питать лампы от отдельного выпрямителя.

Обзор лампового радиоприемника RIGA 10 смотрите далее.

Эксплуатация и ремонт

Многие ламповые радиоприемники сейчас находятся в неприглядном состоянии. Их реставрация подразумевает:

• общую разборку;
• удаление грязи и пыли;
• проклейку швов деревянного корпуса;
• кварцевание внутреннего объема;
• очистку ткани;
• промывку шкалы, управляющих ручек и других рабочих элементов;
• чистку блоков настройки;
• продувку плотных компонентов сжатым воздухом;
• проверку усилителей нижних частот;
• проверку контуров приема;
• диагностику радиоламп и осветительных приборов.

Настройка и регулировка ламповых радиоприемников мало отличается от аналогичной процедуры у их транзисторных собратьев. Последовательно настраивают:

• детекторный каскад;
• усилитель ПЧ;
• гетеродин;
• входные контуры.

Лучший помощник в настройке — генератор высокой частоты.

В приемниках с несколькими диапазонами следует настраивать последовательно КВ, ДВ и СВ.

Ламповый ISM 433 МГц

Сверхрегенеративный приемник на лампах потребляет менее 1 мВт и работает в бесконтактной 433 МГц промышленной, научной и медицинской сети. В своей простейшей форме суперрегенеративный приемник содержит радиочастотный генератор, который периодически включает и выключает «сигнал гашения» или низкочастотный сигнал. Когда сигнал гашения переключается на генератор, колебания начинают нарастать с экспоненциально растущей оболочкой. Применение внешнего сигнала на номинальной частоте генератора ускоряет рост огибающей этих колебаний. Таким образом, рабочий цикл амплитуды погашенного осциллятора изменяется пропорционально амплитуде приложенного радиосигнала.

В сверхрегенеративном детекторе приход сигнала начинает радиочастотные колебания раньше, чем при отсутствии сигнала. Суперрегенеративный детектор может принимать сигналы АМ и хорошо подходит для обнаружения сигналов данных OOK (on/off-keyed). Суперрегенеративный детектор представляет собой систему дискредитированных данных, т. е. каждый период отсчитывает и усиливает радиочастотный сигнал. Чтобы точно восстановить исходную модуляцию, генератор подавления должен работать на частоте, несколько превышающей самую высокую частоту в исходном модулирующем сигнале. Добавление детектора огибающей, за которым следует фильтр нижних частот, улучшает демодуляцию AM.

Сердце приемника содержит обычный LC-генератор, сконфигурированный Colpitts, работающий на частоте, определяемой серийным резонансом L1, L2, C1, C2 и С3. При выключении устройства ток смещения Q1 гасит генератор. Каскадный транзистор Q2 и Q3 образует усилитель антенны, который улучшает показатель шума приемника и обеспечивает некоторую радиочастотную развязку между генератором и антенной. Для экономии энергии усилитель работает только при росте колебаний.

Преимущества передатчика

Супергетеродинное радио имеет ряд преимуществ перед другими формами радио. В результате своих преимуществ сверхрегенеративный приемник на транзисторах остался одним из передовых методов, используемых в радиотехнологии. И несмотря на то что сегодня на передний план выходят другие методы, супрет-приемник по-прежнему очень широко используется с учетом функций, которые он может предложить:

1. Замыкание селективности. Одним из основных преимуществ приемника является близость к избирательности, которую он может предложить.
2. Используя фильтры с фиксированной частотой, он может обеспечить качественное отключение соседнего канала.
3. Возможность приема нескольких режимов.
4. Благодаря топологии эта технология приемника может включать в себя множество различных типов демодуляторов, которые легко подбираются с учетом требований.
5. Получают очень высокочастотные сигналы.

Тот факт, что сверхрегенеративный приемник на полевом транзисторе использует технологию смешивания, означает, что большая часть обработки приемника выполняется на более низких частотах, предоставляя себе возможность получения высокочастотных сигналов. Эти и многие другие преимущества означают, что приемник был востребован не только с началом радиофикации, но и останется таким же еще на многие годы.

Популярные транзисторные приемники

Как мы уже говорили, эти модели появились несколько позже, а самым первым изделием такого рода стал «Фестиваль». Долгое время самым значительным достижением Союза были именно транзисторные радиоприемники СССР, так как они позволяли получить доступ к альтернативным источникам информации, которые передавались радиостанциями Запада. Первой ласточкой, связывающей СССР с Западом, стала «Спидола», которая не только отлично передавала трансляции западных передач, но и позволяла слушать музыку, которая звучала в эфире, причем не только советском.

«Спидола» начала выпускаться в начале 60-х на Рижском заводе, причем конструкторам завода никто задания по созданию транзистора не давал. И вообще даже не планировалось его массовое производство. Но ввиду неликвидности ламповых моделей, которыми были заполнены склады, требовалось создание чего-то компактного и удобного. И «Спидола» оказалась кстати…

Первые транзисторные радиоприемники СССР, которые были выпущены в массовое производство, сразу стали популярными, никогда не залеживались на прилавках и были востребованы средним классом населения. Примерно в это же время стали поставляться транзисторные приемники Ленинградским заводом. Устройства получили название «Нева» и строились на основе 6 транзисторов и полупроводникового диода. Они позволяли принимать передач радиовещательных станций в диапазоне длинных и средних волн. Стали активно разрабатываться и карманные транзисторные приемники, которые впоследствии выпускались уже серийно.

Настройка и устранение неисправностей

Настройтесь на желаемую станцию с помощью переменного конденсатора С5 примерно. Теперь конденсатором C6 — для точной настройки на станцию. Если ваш ресивер не будет нормально принимать, то либо менять значения резисторов R5 и R7, формирующих через потенциометр R6 дополнительное напряжение на 7-м выводе лампы, или просто поменять местами подключение контактов 3 и 4 на катушке обратной связи L2. Минимальная длина антенны будет около 3-х метров. С обычной телескопической принимать будет слабовато.

В данном посте будет рассказ об очень интересном раритетном экземпляре: радиоприемник «Стрела» модель 1958 года рождения (сейчас ему 55 лет). Досталось мне это гениальное творение советских техников от моей бабушки, которой я предложил его отремонтировать и оставить на память. Несмотря на столь большой возраст аппарат очень хорошо сохранился. Хорошо помню как этот приемник слушала еще моя прабабушка в селе, а отец даже сделал длинную спиральную антенну из медного провода для улучшенного приема дальних радиостанций. Мне уже тогда было интересно что же это за стеклянные трубочки светятся внутри, которые заставляют говорить и петь эту симпатичную коробочку)

Конструкция приемника

Конструктивно приемник выполнен навесным монтажом внутри сборной алюминиевой коробки размером 50 х 120 х 240 мм. Крышка изготовлена из алюминия толщиной 2,5 мм, стенки и дно — из алюминия толщиной 1 мм. Дном можно пренебречь, но это несколько ухудшит стабильность работы приемника. На крышке расположены восемь панелек для ламп (одна из них осталась незадействованной), также на ней закреплен трансформатор УЗЧ и переменный конденсатор.

FM-радиоприемник на лампах. Вид сверху

Шасси соединено с общим проводом, внутри размещены шины из медной проволоки диаметром 2 мм, соединенные с шасси и играющие роль общего провода. Монтаж навесной. Конечно, туда стоило добавить несколько стоек с лепестками контактов, но я поленился.

FM-радиоприемник на лампах. Вид снизу.

На передней стенке закреплены резисторы регулировки громкости и режима работы смесителя, туда же выведена ручка переменного конденсатора.

FM-радиоприемник на лампах. Вид спереди.

На задней стенке закреплены разъемы блока питания, динамика и антенны.

FM-радиоприемник на лампах. Вид сзади.

Блок питания выполнен в отдельном корпусе, но такое исполнение не принципиально. Правильнее было бы немного увеличить размеры девайса и смонтировать блок питания в одном корпусе с ним (трансформатора на 100 Вт хватит с избытком). Впрочем, это можно рассматривать как фичу: в двадцатых годах прошлого века блоки питания тоже часто делали отдельными.

Блок питания радиоприемника

Дроссели, примененные в приемнике, самодельные. Дроссели в цепи накала наматываются на резисторы 0,25 Вт сопротивлением больше 100 К и включают 150 витков эмалированного провода диаметром 0,12 мм. Высокочастотные дроссели представляют собой 75 см (четверть длинны волны на 100 МГц) эмалированного провода диаметром 0,7 мм, намотанного на бумажный каркас диаметром 5 мм. Контурная катушка содержит четыре витка эмалированного провода диаметром 2 мм.

Настройка сверхрегенеративного приемника

Хотя она и более сложная, чем у некоторых других видов радиоприемников, но обладает преимуществом с точки зрения производительности и избирательности. Таким образом, настройка способна удалять нежелательные сигналы более эффективно, чем другие настройки TRF (Tuned Radio Frequency) или радиостанции, которые использовались в первые дни радио.

Основная концепция и теория, лежащие в основе супергетеродинного радио, включают процесс смешивания. Это позволяет передавать сигналы с одной частоты на другую. Входную частоту часто называют ВЧ-входом, тогда как локально генерируемый сигнал генератора называется локальным генератором, а выходная частота называется промежуточной частотой, так как она находится между ВЧ и аудиочастотами.

Блок-схема базового сверхрегенеративного приемника на одном транзисторе такова. В смесителе мгновенная амплитуда двух входных сигналов (f1 и f2) умножается, что приводит к сигналам на выходе частот (f1 + f2) и (f1 — f2). Это позволяет передавать входящую частоту до фиксированной частоты, где ее можно эффективно фильтровать. Изменение частоты локального генератора позволяет настроить приемник на разные частоты. Сигналы на двух разных частотах могут поступать на промежуточные этапы.

Тюнинг RF удаляет один и принимает другой. Когда присутствуют сигналы, они могут вызывать нежелательные помехи, маскируя требуемые сигналы, если они появляются одновременно в промежуточной частотной секции. Часто в недорогих радиостанциях гармоники локального осциллятора могут отслеживать на разных частотах, что приводит к изменению гетеродинов при настройке приемника.

Общая блок-схема сверхрегенеративного приемника на одном транзисторе показывает основные блоки, которые могут использоваться в приемнике. В более сложных радиостанциях на базовую блок-диаграмму добавятся дополнительные для демодуляторов.

К тому же некоторые сверхгетеродинные радиостанции могут иметь два или более преобразования, чтобы обеспечить повышенную производительность, для улучшения функционирования элементов схемы, можно использовать два или даже три преобразования.

Где:

• тюнинг-колпачок — это переменная 15pF;
• индуктор «L» представляет собой не что иное, как 2-дюймовую металлическую проволоку No 20, изогнутую в форме «U».

FM-радиостанции (88-108 МГц) нуждаются в большей индуктивности, а нижняя половина полосы (приблизительно 109-130 МГц) потребует меньше, так как она выше FM-диапазона.

Настройка

Приемник достаточно неприхотлив и при правильной сборке начинает работать сразу. Тем не менее есть ряд общих рекомендаций по его настройке.

1. После включения проверяют наличие накала ламп. Если накала нет, то следует проверить исправность лампы или искать обрыв/замыкание в цепи накала. Нити подогревателей прогретой лампы должны светиться оранжевым.
2. Следует проверить наличие анодных напряжений. Некоторые напряжения указаны на схеме.
3. Проверь режим работы ламп, установив требуемые напряжения в катодной цепи. Если отклонения существенны (больше 50%), следует подобрать соответствующие резисторы.
4. Проверь работу УНЧ: при прикосновении к движку резистора пальцем должен слышаться характерный шум в динамике. Проверить работу УПЧ без осциллографа сложнее, но, если напряжения установлены верно и ошибок при сборке нет, он будет работать.
5. Проверь работу смесителя. Когда вращаешь ручку управления режимом работы смесителя в месте начала генерации, должен появляться шум в динамиках.
6. Проверь работу УВЧ: при касании антенного входа отверткой в динамиках раздаются характерные щелчки.

Если все работает, то ручкой регулировки режима смесителя получаем появление шума в динамиках, после чего переменным конденсатором настраиваемся на радиостанцию. Затем более точной подстройкой режима смесителя и частоты добиваемся наилучшего качества приема. В этом помогает индикатор настройки. Все! Можно наслаждаться теплым ламповым звуком. Качество звучания этого приемника оказалось достаточно хорошим, во всяком случае, с качеством звучания сверхрегенератора оно не сравнится.

Ну и напоследок самое интересное, то, ради чего все и затевалось, — осциллограммы сигнала в разных точках схемы. Осциллограмм работ смесителя у меня нет по причине того, что щупы осциллографа сильно влияют на режим его работы, поэтому начнем с УПЧ.

Рассмотрим сигнал на входе и выходе первого каскада УПЧ. На осциллограмме входного (снизу) сигнала видно, что из смесителя, кроме сигнала ПЧ, проходит высокочастотный шум, и его амплитуда даже больше амплитуды нужного сигнала. Но это не страшно, так как он отфильтруется полосой пропускания каскада. И действительно, в осциллограмме выходного сигнала виден только сигнал ПЧ с амплитудой около 200 МВ

Обрати внимание, что у осциллограмм разный масштаб. Из этих осциллограмм можно увидеть, что реальный коэффициент усиления каскада составляет около 30 против расчетных 80

Сигнал на входе и выходе первого каскада УПЧ

Уже в этом месте с помощью осциллографа можно увидеть настройку на станцию, что выглядит как повышение амплитуды сигнала и пульсирующее изменение его частоты (частотная модуляция).

Частотная модуляция сигнала ПЧ

Далее посмотрим на работу второго каскада УПЧ. Тут все просто и понятно, входной сигнал усиливается примерно в 30 раз, и на выходе мы получаем уже около 5 В.

Сигнал на входе и выходе второго каскада УПЧ

После второго каскада сигнал попадает в ограничитель, в котором он дополнительно усиливается и амплитуда ограничивается на уровне 70 В. Здесь хорошо видно подавление паразитной амплитудной модуляции и почти меандр на выходе.

Сигнал на входе и выходе ограничителя

Также тут можно посмотреть на частотную модуляцию.

Частотная модуляция в ограничителе

Теперь взглянем на осциллограммы работы счетного детектора. Видно, что на каждом восходящем фронте сигнала из ограничителя регенерируется импульс примерно одинаковой длительности и амплитуды.

Импульсы в счетном детекторе

Также здесь отчетливо видна частотная модуляция. Например, изменение частоты входного сигнала меняет частоту следования импульсов на выходе детектора.

Импульсы в счетном детекторе

Затем импульсы идут на интегрирующую RC-цепочку, что приводит к формированию низкочастотного сигнала на выходе. На осциллограмме отчетливо видно влияние частотной модуляции на выходной сигнал.

Формирование звукового сигнала

Суммарно работа детектора выглядит так, как показано на рисунках ниже. Здесь видно, что аудиосигнал несколько запаздывает относительно модулированной ПЧ, это связано с интегрирующей RC-цепочкой.

Работа ЧМ-детектора

C детектора сигнал идет на первый каскад УЗЧ, где он усиливается, а кроме того, отфильтровываются остаточные шумы из детектора.

Работа первого каскада УЗЧ

На этом можно и остановиться.

Работа с радиоприемником

Подключив к приемнику провода от антенны и заземления, подсоединив наушники включаем питание приемника. Переключатель диапазонов ставим на нужный диапазон, на СВ у меня получается словить больше станций чем на ДВ причем станций много только в вечернее время, днем очень мало. 

Если у вас все верно собрано по схеме то никакого налаживания радиоприемник не требует и начнет работать сразу же через несколько секунд после включения питания.

При приеме радиостанций что находятся вблизи медленно вращают ручку настройки приемника до положения когда громкость приема максимальная.

Теперь, вращая ручку КПЕ обратной связи, устанавливаем нужную громкость, но так чтобы не довести приемник до генерации (в наушниках слышится свист с меняющейся тональностью при вращении ручки КПЕ). Потом снова крутим ручку КПЕ настройки и добиваемся наилучшего качества звучания радиостанции.

При приеме дальних радиостанций производим настройку ручкой КПЕ обратной связи чтобы прием велся на пороге появления генерации, в таком положении приемник производит наибольшее усиление сигнала.

Ручку обратной связи вращаем до появления в телефонах характерного щелчка и шума, потом вращая ручку настройки ищем радиостанцию. Работу радиостанций будет слышно с сопровождением свиста высокого тона, далее по мере вращения ручки настройки этот свист будет по затухать то усиливаться — нам нужно выбрать среднее положение где хорошо слышно радиостанцию.

После этого ручку обратной связи крутим до того положения когда не слышно свистов и приемник не производит собственных колебаний. В завершение делаем ручкой настройки донастройку на радиостанцию для лучшего приема.

Если не убрать сильную обратную связь то приемник начинает излучать в антенну свои колебания, что может создать помехи другим радиослушателям, приемник превращается в радиопередатчик.

Последние материалы

• Регенеративный КВ приемник на диапазон 41м
• Модернизация лампового усилителя Прибой 50УМ-204С
• Преобразователи напряжения для питания переносных ламповых радиоустройств
• Самодельный экономичный генератор белого шума, схема и описание
• Как повысить стабильность лампового УНЧ по рассеиваемой мощности
• Высокостабильный ламповый усилитель НЧ, вариант 2 (6Н2П, 6П45С)
• Высокостабильный ламповый усилитель В.Васильева — High-Grade (2х250Вт)
• УКВ радио из блока УКВ ИП-2 с УПЧЗ 6,5МГЦ на лампе 6Ф1П
• Самодельные электронные часы на ИН-12 (ИН-14, ИН-18)
• Ламповый усилитель на 6Н8С и 6П3С с трансформаторами ТПП-258-127/220-50

Что такое регенеративный радиоприемник?

Регенеративный радиоприемник — это устройство для приема и преобразования радиоволн в котором используется положительная обратная связь в одном из каскадов усиления радиочастоты. Такие радиоприемники отличаются более высокой чувствительностью но как следствие этих преимуществ — пониженной устойчивостью работы. Регенеративный приемник был изобретен Эдвином Армстронгом в то время когда он учился в колледже, а патент на такой приемник появился в 1914 году.

Большим плюсом регенераторов на те времена, когда радиолампы, резисторы, конденсаторы и батареи были дорогими, считалось то что в таком приемнике можно получить максимальную отдачу от одного усилительного элемента (в данном случае это радиолампа), то есть на одной радиолампе можно построить вполне себе такой неплохой радиоприемник.

Такие приемники получаются дешевыми, с высокой чувствительностью и очень экономичны, что позволяет им питаться от батарей. Но за все нужно платить, поэтому минусы у регенеративных радиоприемников тоже присутствуют. Регенераторы излучают помехи в радиоэфир при работе в режиме генерации и поэтому нужно уметь ими пользоваться чтобы не навредить соседним радиослушателям, а также хорошо настроиться на радиостанцию с максимальной громкостью приема. Также за чувствительность и избирательность регенеративного радиоприемника приходится расплачиваться не очень хорошей стабильностью работы.

Супергетеродин

Супергетеродинный приемник, в отличие от приемника прямого усиления, предполагает преобразование принимаемого сигнала в промежуточную частоту, на которой выполняется селекция. Такое решение позволяет сократить количество перестраиваемых элементов, что значительно облегчает задачу.

Блок-схема типичного гетеродинного приемника

На схеме хорошо видно, что принимаемый сигнал усиливается и поступает в смеситель, туда же подается выход с гетеродина (вспомогательного генератора). В результате сигнал смесителя содержит биения, частота которых равна разности принимаемого сигнала и сигнала гетеродина. Из смесителя поток попадает в полосовой фильтр, который выделяет сигнал промежуточной частоты.

Именно в этом месте выполняется селекция. Далее промежуточная частота усиливается и поступает в детектор, выделяющий аудиосигнал. Последний преобразовывается УНЧ и подается на динамик или наушники. Схема в целом достаточно сложная, но зато она выигрывает с точки зрения стабильности работы.

Можно ли в этой схеме что-нибудь упростить? Да, можно! Если сделать промежуточную частоту достаточно низкой (~200 кГц), то полосовой фильтр можно заменить фильтром низких частот, что существенно упрощает конструкцию (собственно, так работает микросхема К174ХА34). А еще упростить схему можно? Конечно! Можно совместить смеситель с гетеродином, подобные приемники еще называют автодинами.

Заключение

Что мы имеем в сухом остатке? Мы удостоверились в том, что возможно относительно небольшими усилиями и с привлечением скромных инвестиций собрать теплый ламповый приемник, который не «режет ухо» и выглядит в стиле лютого киберпанка. Особенно удачно из этого приемника звучит джаз, аутентично так. Ретро, одним словом.

Что можно доработать или изменить в конструкции? Можно соорудить деревянный корпус в стиле двадцатых или тридцатых годов. Еще можно прицепить цифровой синтезатор частоты в качестве гетеродина, изменив схему смесителя. В результате мы получим бонусом цифровую шкалу и повод для холивара с фанатами лампового звука.