Простые приёмники АМ сигналов

Ключевые детекторы

Значительный «прорыв» в области усовершенствования AM детекторов сделали М. Балашов и В. Беляков. Они совсем отказались от диодов, заменив их управляемыми транзисторными ключами. Схема ключевого транзисторного детектора показана на рис. 3.14а. Она напоминает схему преобразователя напряжения, включенного «наоборот»: высокочастотный сигнал подается на выход преобразователя, а продетектированный снимается с его входа. Для управления транзисторами имеются вспомогательные обмотки связи III и IV, напряжения на которых поочередно открывают транзисторы V1 и V2. Через открытые переходы коллектор - эмиттер полуволны сигнала со вторичной обмотки ВЧ трансформатора Т1 передаются в нагрузку. Если бы не было сглаживающего конденсатора С, напряжение на нагрузке имело бы вид, как на рис. 3.13б. При наличии конденсатора напряжение на нагрузке сглажено, но, вероятно, появляются значительные коммутационные токи через транзисторы.

Ключевой транзисторный детектор

Тем не менее ключевой транзисторный детектор имеет ряд преимуществ сравнительно с диодным двухполупериодным детектором. Его амплитудная характеристика (кривая 1 на рис. 3.14б) более линейна, чем у диодного детектора (кривая 3), и имеет большую крутизну. При инверсном включении транзисторов, когда выводы эмиттера и коллектора меняются местами, наблюдается дальнейшее повышение крутизны характеристики и увеличение ее линейности. Эти преимущества объясняются тем, что сопротивление перехода коллектор-эмиттер меньше прямого сопротивления диода при тех же значениях входного напряжения.

При испытаниях ключевого детектора использовался трансформатор Т1 на двух сложенных вместе кольцах типоразмера К7х4х2 из феррита 600НН. Обмотка I содержала 75 витков провода ПЭВ 0,11, обмотка II - 2×45, обмотки III и IV - по 15 витков того же провода. Двухполупериодный детектор на диодах Д9Б (для сравнения) подключался к обмотке II. В ключевом детекторе, хорошо работают транзисторы ГТ108Г, ГТ109В, ГТ109Г, ГТ115В-Д и другие германиевые с коэффициентом передачи тока 100-200.

Приемник с ключевым детектором

Практическая схема приемника дана на рис. 3.15. В антенной цепи установлен переключатель S1, позволяющий переходить с последовательной схемы настройки на параллельную, для перестройки по частоте служит КПЕ С1. Катушки неподвижно закреплены на ферритовом стержне от магнитной антенны радиоприемника «Альпинист-405», причем секции обмотки I размещены ближе к краям, а обмотки II-IV в середине стержня. Индуктивность контурной катушки (обмотка I) можно изменять скачками, переключателем S2. Число витков изменяется от 17 до 125. Обмотка II содержит 2×15 витков, базовые обмотки - по 10 витков провода ПЭВ 0,18-0,44. Точками на схеме обозначены начала обмоток, все они наматываются в одну сторону. Полярность включения существенна по самому принципу работы детектора.

Выходной трансформатор намотан на пермаллоевом сердечнике Ш8х10. Обмотка I содержит 1650 витков ПЭВ 0,1, обмотка II - 165 витков ПЭВ 0,59. Гнезда ХЗ служат для подключения телефонов при приеме удаленных станций. Весь приемник собран в корпусе трансляционного громкоговорителя, автор рекомендует головки ЗГД-38Е, 4ГД-8Е, 4ГД-35. Приемник обеспечивал громкоговорящий прием радиостанции на частоте 173 кГц в 60 км от Москвы с антенной длиной 20 м и высотой подвеса около 18 м.

Анализируя полученные авторами результаты, заметим, что детектор работает при очень низком сопротивлении нагрузки (470 Ом), а следовательно, и при низком входном сопротивлении детектора. В этих условиях ключевой детектор, действительно, должен давать значительный выигрыш в коэффициенте передачи мощности, то есть в КПД. Оценим, примерно, уровень мощности сигнала, при котором снимались характеристики рис. 3.14. При максимальном выходном напряжении 0,3 В и сопротивлении нагрузки 470 Ом ток составит 0,64 мА и мощность 0,2 мВт. Этого едва достаточно для громкоговорящего приема.

Диодный детектор лучше работает при высоких сопротивлениях нагрузки, малых токах и значительных напряжениях. Ту же мощность можно получить при напряжении, скажем, 2 В, токе 0,1 мА и сопротивлении нагрузки 20 кОм. В этих условиях амплитудная характеристика диодного детектора достаточно линейна, а прямое сопротивление диода не превосходит 0,5-1 кОм, что дает и небольшие потери. При больших уровнях мощности потери в диодном детекторе еще меньше - вспомните про выпрямители, работающие с КПД почти 100%.

Читать дальше - Транзисторный детектор