Радиоприёмник

Радиоприёмник (радиовещательный приёмник). Кроме прослушивания передач радиовещательных станций, большинство радиоприёмников даёт также возможность воспроизводить граммофонную запись с помощью электропроигрывающего устройства и осуществлять запись радиопередач на магнитофон.

Рис. 1. Принципиальная схема детекторного радиоприёмника: А - антенна; L и С - катушка и конденсатор, образующие входное устройство (входной контур); П - переключатель диапазонов принимаемых волн; Д - детектор; С_Б - блокировочный конденсатор; ГТ - головной телефон (наушники). Приёмник с постоянной настройкой не имеет переключателя (показан пунктиром), а вместо конденсатора переменной ёмкости (со стрелкой) подбирается постоянный конденсатор

Радиоволны передающих радиостанций, достигая антенны приемника, возбуждают в ней очень слабые электрические колебания тока высокой частоты, модулированные по амплитуде или частоте в соответствии с передаваемым сообщением. Эти токи поступают на входное устройство радиоприёмника, важнейшим свойством которого является избирательность, т. е. способность отделять сигналы нужной станции от остальных приходящих сигналов. Радиовещательные станции занимают четыре отведенные для них полосы частот - т. н. диапазоны - длинных волн (ДВ), средних (СВ), коротких (KB) и ультракоротких (УКВ), на которые соответственно рассчитываются и входные устройства приемников. Фабричные радиоприёмники имеют обычно от 2 (ДВ и СВ) до 5 - 7 диапазонов (диапазон KB для удобства настройки часто разделяется на несколько поддиапазонов).

Рис. 2. Внешний вид и конструкция простейшего детекторного радиоприёмника: а - внешний вид; б - примерное расположение деталей на крышке; L - катушка диаметром 50 мм с одним слоем (50 - 70 витков) эмалированного провода толщиной примерно 0,5 мм для приёма СВ радиостанции и с тремя слоями (200 - 350 витков) для ДВ; А, 3 и ГТ - гнёзда для включения антенны, заземления и головного телефона; Д - полупроводниковый диод; С_Б - блокировочный конденсатор ёмкостью 1 - 2 тысячи пФ, конденсатор С подбирается при настройке (от десятков до нескольких сотен пикофарад)

В простейшем радиоприёмнике выделенный входным устройством сигнал сразу же детектируется, т. е. преобразуется в электрические колебания низкой (звуковой) частоты, и поступает в наушники, воспроизводящие звуки передачи. Такой приёмник называется детекторным (рис. 1). Недостаточная громкость и низкая избирательность делают его пригодным для приёма только расположенных поблизости мощных радиостанций; для усиления звучания к детекторному приёмнику нужно добавить усилитель низкой частоты.

Рис. 3. Принципиальная схема простого детекторно - транзисторного приёмника: С₁ - антенный (разделительный) конденсатор ёмкостью 62 пФ; С₂ - переменный (настроечный) конденсатор с максимальной ёмкостью 500 пФ; С₃ - блокировочный конденсатор ёмкостью 6200 пФ; R₁ - резистор сопротивлением 30 кОм (килоом); R₂ - переменный резистор сопротивлением 220 кОм; L₁ и L₂ - контурные катушки ДВ и СВ диапазонов (от входных контуров соответствующих диапазонов любого фабричного приёмника или самодельные, как указано на рис. 2): П - переключатель на два положения; Т - транзистор типа П13 - П16 с коэффициентом усиления β 20 - 50 и больше; ГТ - головной телефон (наушники); Б - батареи питания на напряжение 9 В (например, типа 'Крона')

Детекторный приёмник можно сделать своими силами. Простейшая конструкция с постоянной настройкой на одну местную длинно- или средневолновую радиостанцию показана на рис. 2. Самодельная здесь только проволочная картонная катушка с двумя круглыми крышками из пропитанной парафином фанеры, органического стекла (плексигласа) или другого влагостойкого изоляционного материала; остальные детали и наушники - покупные. Собранный приёмник необходимо настроить на нужную станцию, добиваясь максимальной слышимости подбором конденсатора С или изменением числа витков катушки (чем больше длина волны принимаемой станции, тем больше должно быть число витков катушки или ёмкость конденсатора).

Рис. 4. Блок-схема радиоприёмника прямого усиления

Немного сложнее детекторный радиоприёмник с плавной настройкой на различные станции: в этом случае в конструкцию добавляется переключатель диапазона, замыкающий неработающие части катушки (через каждые 50 витков), конденсатор С берётся переменный с максимальной ёмкостью 500 пФ (пикофарад), а катушка наматывается в один слой на каркасе диаметром 75 мм (общее число витков 250). В качестве простейшего переключателя (если нет покупного) можно использовать телефонные гнёзда и однополюсную вилку, соединённую гибким проводом с заземлением. При отсутствии фабричных гнёзд их можно заменить латунными пистонами для обуви. Все соединения для надёжной работы приёмника необходимо пропаять.

Рис. 5. Блок-схема супергетеродина

Начинающему радиолюбителю, желающему построить несколько более сложный приёмник, можно рекомендовать детекторно-транзисторный приёмник (рис. 3). Когда питание к этому приёмнику не подключено, он работает как детекторный (роль детектора в этом случае выполняет обозначенный стрелкой эмиттерный переход транзистора Т). При подключении батареи транзистор работает одновременно как детектор и как усилитель низкой частоты. Регулировка громкости осуществляется переменным резистором.

Уверенный громкоговорящий приём дают ещё более сложные ламповые и транзисторные (см. статьи Радиолампа и Транзистор) радиоприемники прямого усиления, в которых сигнал дважды усиливается - по высокой и низкой частотам (рис. 4).

Способность радиоприёмника принимать слабые сигналы отдалённых станций зависит от усиления и характеризуется его чувствительностью, определяемой как минимальный уровень радиосигнала (напряжённость электрического поля вблизи антенны или индуцируемая в ней электродвижущая сила), при котором обеспечивается удовлетворительное качество звучания. Чувствительность радиоприёмника обычно выражается в милливольтах на метр (мВ/м) или в микровольтах (мкВ). Наибольшей чувствительностью обладают супергетеродинные радиоприёмники (супергетеродины), в которых с помощью специальных устройств - гетеродина и смесителя (рис. 5) - перед детектированием производится преобразование (понижение) частоты радиосигнала, не изменяющее закона модуляции. Полученный в результате преобразования сигнал т. н. промежуточной частоты дополнительно усиливается по ней, после чего детектируется и снова усиливается (по звуковой частоте). Кроме высокой чувствительности, супергетеродины обладают рядом других преимуществ, особенно возможностью легко отстраиваться от соседних станций благодаря высокой избирательности (острой настройке на нужную волну, и, следовательно, резком ослаблении соседних мешающих сигналов при приёме). Избирательность измеряется в децибелах (дБ), выражающих отношение напряжений принимаемого и соседнего сигналов (1 дБ равен примерно изменению уровня сигнала на величину, ещё различимую нормальным человеческим ухом при воспроизведении).

Для самостоятельного изготовления приёмников прямого усиления и простейших супергетеродинов продаются готовые наборы деталей с инструкциями по сборке и налаживанию (транзисторные приёмники "Электрон", "Юность", наборы деталей "Юный техник", детский радиоконструктор "Старт" и др.).

Кроме числа диапазонов, избирательности и чувствительности, радиоприёмник имеет другие важные технические характеристики (параметры): выходную мощность, качество звучания, полосу пропускаемых и воспроизводимых частот, устойчивость приёма и пр.

В радиоприёмнике имеются также вспомогательные устройства, обеспечивающие удобство управления, - регуляторы громкости и тембра, индикатор точной настройки и др. Выходная мощность - мощность, отдаваемая выходным усилителем громкоговорителю без заметных искажений, зависит от усиления приёмника и величины принятого сигнала; она изменяется регулятором громкости и поддерживается на установленном уровне устройством автоматической регулировки усиления (АРУ). Выходная мощность, достигающая у больших приёмников 2 Вт (ватт) и более, определяет звуковое давление (громкость работы приёмника), измеряемое в паскалях (Па) и барах (бар), и, следовательно, размеры помещения, которое он может обслужить; для большой жилой комнаты требуется мощность 1,5 - 2 Вт, для комнаты средних размеров достаточно 1 Вт.

Качество звучания характеризуется степенью приближения воспроизводимых звуков к естественным; зависит гл. обр. от искажений (в %), возникающих в радиоприёмнике, ширины пропускаемой им полосы частот в герцах (Гц) и уровня помех, сопровождающих полезный сигнал (складывается из помех от атмосферных разрядов и индустриальных помех от различных электроустановок, а также внутренних электрических шумов радиоприёмника).

Для высококачественного воспроизведения полоса пропускания приёмника должна соответствовать ширине полосы частот, излучаемых радиостанцией. Сужение полосы ухудшает качество воспроизведения, но повышает избирательность и наоборот. Поэтому у наиболее совершенных радиоприёмников полоса пропускания по высокой частоте нередко делается переменной, регулируемой при наличии помех автоматически или вручную. С этой же целью многие приёмники снабжены клавишей "местный приём", обеспечивающей высококачественное воспроизведение передач близких радиостанций. Лучшие радиоприёмники при приёме в диапазоне УКВ и проигрывании грамзаписи (см. статью Граммофонная пластинка) воспроизводят звуковые частоты примерно от 40 до 15000 Гц, т. е. почти все слышимые звуки (которые занимают диапазон от 15 - 20 Гц до 16000 - 20000 Гц).

Основные технические характеристики некоторых радиоприёмников отечественного производства

Устойчивость приёма - способность радиоприёмника длительное время сохранять настройку на некоторую частоту и установленную громкость - имеет особенно большое значение при приёме KB и в достаточной мере обеспечивается только приёмниками высших классов.

Удобство управления - в современных радиоприёмниках для облегчения настройки имеется крупная хорошо освещённая шкала с чёткими надписями; переключение производится простым нажатием соответствующей кнопки или клавиши. Многие приёмники оборудуются различными вспомогательными и сервисными (обслуживающими) устройствами. К ним относятся регуляторы громкости и полосы пропускания, регулятор тембра звучания или раздельные регуляторы для высоких и низких частот, специальное гнездо, позволяющее подключать микротелефон для индивидуального прослушивания передач, телескопическая (выдвижная) антенна для приёма в диапазоне KB, внутренние антенны - магнитная для ДВ и СВ и диполь для УКВ, дистанционное (на расстоянии) управление, автоматическая подстройка (обычно для УКВ), ручка точной настройки, облегчающая поиски желаемой станции на KB, и пр.

Преобразование частоты и усиление в радиоприёмнике производится электронными лампами или полупроводниковыми приборами (транзисторами), потребляющими электроэнергию. В зависимости от источников питания различают радиоприёмники сетевые, работающие от осветительной сети переменного тока с частотой 50 Гц (50 колебаний в секунду), и с питанием от автономных источников тока, работающие от гальванических элементов и батареек (элементы 373, 316, 343, "Крона") или аккумуляторов, иногда от солнечных батарей и термоэлектрогенераторов (термобатарей). Некоторые радиоприёмники имеют универсальное питание, т. е. могут работать как от сети, так и от батарей или аккумуляторов. Потребление энергии имеет при этом существенное значение, т. к. оно определяет стоимость эксплуатации приёмника, а при питании от батарей - и срок службы последних; зависит от числа и типов ламп или транзисторов и колеблется от долей ватта у самых маленьких "карманных" приёмников до 100 Вт и более у мощных радиол. При питании от сети переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямляется) особым устройством, называемым выпрямителем. Последний обычно присоединяется к сети через специальный трансформатор или автотрансформатор, установленный внутри радиоприёмника.

По назначению приёмники подразделяют на стационарные (комнатные), переносные и автомобильные.

Стационарные приёмники нередко объединяют в общем корпусе с электропроигрывателем, магнитофоном или телевизором (см. статьи Радиола, Магнитола, Магниторадиола).

Удобны радиоприёмники с часами, в которых имеется устройство для автоматического включения приёмника в установленное время (радиобудильники).

Переносные радиоприёмники менее сложны, более легки и экономичны (питание обычно от батарей или аккумуляторов). Они чаще всего используются в походах, на экскурсиях, на отдыхе, поэтому отличаются миниатюрностью и оригинальностью оформления (в виде сумочки, чемодана и т. п.). Малогабаритные переносные приёмники часто называют карманными.

Для автомобильных приёмников характерны стойкость к вибрации и сотрясениям, пониженная чувствительность к помехам и упрощённое управление.

Современные радиоприёмники, в т. ч. входящие в состав комбинированных установок (кроме миниатюрных приёмников объёмом менее 0,3 дм³, автомобильных и специального назначения), по своим параметрам, а также в зависимости от наличия вспомогательных (сервисных) устройств делятся на 5 классов: высший, I, П, III и IV. К высшему классу относятся наиболее сложные по конструкции многоламповые, транзисторные приёмники радиол с большим набором сервисных устройств; они отличаются наиболее высокими параметрами и принимают большое количество передач местных и дальних станций на всех диапазонах. Имеют широкополосные акустические агрегаты (из нескольких направленных в разные стороны громкоговорителей или двух звуковых колонок), которые обеспечивают высокое качество звучания и создают стереофонический эффект или впечатление объёмного звучания (псевдостереофонический эффект).

Переносные радиоприёмники (слева направо): 'Россия-303', 'Ленинград-010', 'Сокол-309', 'Сигнал-402'

К I классу относятся лампово-полупроводниковые и транзисторные приёмники, почти не уступающие приёмникам высшего класса по параметрам, но имеющие меньше сервисных устройств; II класс - приёмники с 15 - 20 транзисторами; III и IV классы - массовые модели небольшого размера с 5 - 10 транзисторами и 2 - 4 диапазонами, рассчитанные на приём преимущественно местных радиостанций; качество звучания, воспроизводимого обычно одним громкоговорителем, сравнительно невысокое.

Особое место среди приёмников занимают транзисторные. Отличаясь несколько худшими параметрами, они значительно легче, более надёжны и просты в обращении, чем ламповые, удобны при передвижении, т. к. благодаря внутренней магнитной антенне позволяют вести радиоприём даже во время ходьбы.

Что необходимо знать, приобретая радиоприёмник. Для хорошего приёма передач дальних станций на комнатную антенну требуется чувствительный приёмник высокого класса. В отдалённых районах предпочтение следует отдавать радиоприёмникам высшего и I классов. В крупных городах, где из-за помех приём многих дальних станций практически невозможен, вполне удовлетворительно работают приёмники III и IV классов, предназначенные для прослушивания передач преимущественно местных станций. Приёмники II класса примерно одинаково пригодны для любых мест.

Установка и включение радиоприёмника. Перед установкой радиоприёмника необходимо внимательно ознакомиться с прилагаемой к нему инструкцией и надписями на задней стенке футляра. Для радиоприёмника выбирается сухое нежаркое место, по возможности удалённое от нагревательных приборов и окон. Провода от антенны и заземления к радиоприёмнику должны быть как можно короче. Пользование вместо антенны осветительной или радиотрансляционной сетью недопустимо. При наличии наружной антенны необходимы грозовой переключатель с разрядником и заземлением. Необязательное при комнатной и внутренней антеннах заземление часто улучшает качество приёма. Запрещено использовать в качестве заземления батареи центрального отопления и трубы газопровода. К сетевым радиоприёмникам, имеющим выпрямитель с автотрансформатором или бестрансформаторную схему питания (для постоянного и переменного тока), присоединение заземления недопустимо; такой приёмник обычно имеет соответствующие указания в инструкции и предупредительную надпись на задней стенке футляра. Включение в гнёзда "Антенна" и "Земля" рекомендуется производить с помощью специальных однополюсных вилок. Все соединения должны быть надёжными и плотными, места присоединения провода желательно пропаять и защитить изоляционной лентой (рекомендуется хлорвиниловая). Если радиоприёмник принесён с холода, перед включением ему надо дать прогреться и просохнуть в течение 2 - 3 часов. У радиоприёмника, бывшего в употреблении, следует снять заднюю стенку и осмотреть, нет ли внутри механических повреждений, проверить, плотно ли вставлены в гнёзда лампы и съёмные транзисторы. Включение радиоприёмника требует аккуратности и внимания - ошибка может привести к немедленной порче.

Чтобы включить сетевой радиоприёмник, надо установить переключатель напряжения на 127 В или 220 В в зависимости от напряжения сети; проверить по инструкции, соответствует ли рабочим напряжению и току предохранитель и при необходимости заменить его; присоединить к соответствующим зажимам или гнёздам приёмника провода от антенны и заземления; вставить вилку питания в штепсельную розетку; поворотом ручки включения или нажатием клавиши включить радиоприёмник.

При включении батарейного приёмника обычно достаточно внимательно ознакомиться с приложенной к нему инструкцией и проверить правильность присоединения батарей (или элементов), а также соответствие их типу и количеству, указанным в описании.

Пользование радиоприёмником. В ламповом и питающемся от сети транзисторном радиоприёмниках имеются детали, которые при включённом состоянии находятся под высоким напряжением, поэтому нельзя менять предохранители, снимать заднюю стенку или переключать радиоприёмник на другое напряжение, не отсоединив от сети.

Во избежание пожара нельзя оставлять включённый радиоприёмник без присмотра; при его выключении необходимо всегда заземлять наружную антенну. Во время грозы рекомендуется полностью отсоединить радиоприёмник от наружной антенны и осветительной сети, вынув штепсельную вилку из розетки. Предохранитель приёмника должен всегда соответствовать указанному в инструкции номиналу; совершенно недопустимо заменять его проволокой или другими нестандартными проводниками.

Радиоприём имеет ряд особенностей. В любое время суток он бывает примерно одинаковым лишь на ДВ и УКВ. Средневолновые станции хорошо слышны только с наступлением темноты. KB отличаются неравномерностью приёма в разные часы суток на различных поддиапазонах, часто наблюдается "дрожание" звуков и замирание передачи. Плохой приём, а также большое количество помех (от трамваев, троллейбусов, пылесосов, швейных машин, рентгеновских установок, люминесцентных ламп и др.) нередко создают впечатление неисправности радиоприёмника. В случае сильного треска следует для проверки отключить антенну; если шум резко ослабеет или прекратится, - источник его находится вне приёмника.

Очень важно следить за напряжением питания. При его понижении приёмник работает тихо, иногда хрипит. Перенапряжение ведёт к быстрому износу ламп и порче некоторых деталей. Для радиоприёмников с автономным питанием наблюдение сводится к своевременному переключению (оговаривается в инструкции к приёмнику) или замене батарей и зарядке аккумуляторов. Для современных батарейных приёмников на транзисторах выпускают специальные миниатюрные зарядные устройства для подзарядки аккумуляторов и выпрямительные приставки для питания приёмника в домашних условиях от сети переменного тока.

Сетевые радиоприёмники при ненормальном напряжении в сети следует включать через автотрансформатор или лучше всего через автоматический стабилизатор напряжения. Пользуясь ручным регулятором, нельзя забывать переключать его при каждом изменении напряжения, а по окончании работы отсоединить от сети. Мощность, отдаваемая автотрансформатором или стабилизатором, не должна быть меньше мощности, потребляемой приёмником.

Радиоприёмник необходимо оберегать от ударов и сотрясений, от перегрева, сырости и грязи. Ставить радиоприёмник (для смягчения вибрации при работе, а также во избежание возможного появления дребезжания и других посторонних звуков) лучше всего на войлок, резину или толстую ткань. Не нужно класть на него посторонние предметы. Ручки и клавиши следует приводить в движение плавно, без усилий. Для предохранения от пыли желательно затянуть заднюю стенку марлей или лёгкой тканью.

Небольшой нагрев в результате длительной работы приёмника - явление нормальное. Перегрев же (например, прямыми солнечными лучами) вредит не только его внешней отделке, но и внутренним деталям. При малейших признаках перегрева, а тем более при появлении дыма или запаха гари надо немедленно выключить радиоприёмник и обратиться к специалисту. Два-три раза в год (после окончания гарантии) необходимо производить чистку радиоприёмника. Для этого он полностью отключается, указатель настройки ставится на самую длинную волну любого диапазона, задняя стенка снимается и пыль удаляется продуванием. В тесных местах удобно пользоваться трубкой или резиновой грушей, одновременно сметая пыль кисточкой. С открытых мест грязь удаляется чуть влажной тряпкой. Лампы при сильном загрязнении вынимаются и протираются отдельно. Снимать нижнюю крышку (поддон) приёмника и производить чистку монтажа не рекомендуется.

В домашних условиях, кроме замены предохранителей, ламп и батарей, можно производить только мелкий ремонт, не связанный с разборкой приёмника (укрепление ослабевших ручек, исправление штепсельной вилки и т. п.). Во всех остальных случаях следует обращаться в ремонтную мастерскую.

Лит.: Айсберг Е., Радио и телевидение?... Это очень просто!, 2 изд., Москва, 1979 г.; Путятин Н., Три приёмника на микросхемах, журнал "Радио", 1977 г., № 1; Томилин В., Приёмник - радиоточка, там же, 1978 г., № 8; Хохлов Ю., Наручный приемник "Мишка", там же, 1980 г., № 6; Юлин В., Приёмник прямого усиления, там же, 1982 г., № 3.

Источники:

1. Краткая энциклопедия домашнего хозяйства./Глав. ред. И. М. Терехов - М.: Советская энциклопедия, 1984. - 576 с. с ил.