Как правило, практическое знакомство начинающего радиолюбителя с удивительным миром электроники начинается именно с детекторного радиоприемника. Это самая простая конструкция, не требующая ни дефицитных деталей, ни источника питания. В то же время в детекторном радиоприемнике есть основные элементы любого современного приемника: колебательный контур, детектор, преобразователь электрических сигналов в звуковые.
Детекторному радиоприемнику не страшны короткие замыкания между деталями или их неправильные подключения, поэтому с ним удобно проводить самые разнообразные эксперименты, позволяющие лучше познать принцип работы радиоприемного устройства и научиться самостоятельно настраивать его на нужные радиостанции.
Схема простейшего детекторного радиоприемника приведена на рис. Р-1. Катушка индуктивности L1 — один из главных элементов радиоприемника. Другим таким элементом является подстроечный конденсатор С1. Вместе с катушкой индуктивности он образует так называемый колебательный контур, позволяющий настраивать приемник на выбранную радиостанцию. Подстроечный конденсатор состоит из двух частей: неподвижной, называемой статором, и подвижной — ротора. Поворачивая ротор, изменяют емкость конденсатора и настраивают контур на волну той или иной радиостанции. При этом величина сигнала на контуре, то есть на выводах катушки, возрастает.
Этот сигнал подается далее на устройство, называемое детектором и состоящее из полупроводникового диода VD1, постоянного конденсатора С2 и головных телефонов BF1. Детектор преобразует сигнал радиостанции так, что через головные телефоны начинает протекать переменный ток звуковой частоты. А он в свою очередь преобразуется телефонами в звук. Телефоны и позволяют слышать передачу радиостанции. Чтобы передача была слышна возможно громче, к приемнику нужно подключить хорошую наружную антенну (к гнезду XS1) и заземление (к гнезду XS2).
Для постройки приемника в первую очередь нужно приобрести подстроечный конденсатор С1 типа КПК-3 с выступами-лапками для крепления. В крайнем случае подойдет конденсатор КПК-2 без лапок, тогда его придется прикрепить к плате приемника через центральное отверстие винтом с гайкой. В любом случае при вращении ротора конденсатора его емкость должна изменяться от 25 до 150 пФ. Эти пределы изменения на корпусе конденсатора обозначены так: 25/150. Конденсатор С2 — КСО-2 или другой, емкостью от 2000 до 4700 пФ. Диод можно взять любой из серии Д2 или Д9 (например, Д2А, Д2Б, Д9А, Д9Б, Д9В и т. д.).
Головные телефоны должны быть высокоомные, например ТОН-1, ТОН-2. Если у Вас будут телефоны других типов, измерьте их сопротивление, подключив омметр к штырькам вилки,— оно должно быть не менее 3000 Ом. Иначе не удастся получить достаточной громкости звука. Возможно, капсюли окажутся высокоомными, но соединенными параллельно. Тогда для получения нужных результатов соедините капсюли последовательно.
Гнезда XS1 и XS2 могут быть как готовые (например, клеммы, зажимы), так и самодельные. В последнем случае удобно использовать гнезда обычной сетевой розетки. Для этого розетку разбирают, гнезда отвинчивают, отгибают их хвостовики и прикрепляют гнезда к панели приемника.
Разъем Х1 нетрудно изготовить из жести от консервной банки (рис. Р-2) и толстой фанеры или другого изоляционного материала. Из фанеры выпиливают планку и сверлят в ней два отверстия диаметром 4,5 мм, расстояние между их центрами должно быть 19 мм (под стандартную вилку головных телефонов). Для гнезд вырезают из жести заготовку, делают на ней ножницами надрезы и обжимают заготовку вокруг вилки. Получившийся цилиндр вставляют в отверстие планки, отгибают с помощью кернов (или толстых гвоздей) края цилиндра и расправляют отгибы молотком. Планку с гнездами прикрепляют к монтажной панели приемника винтом М3, но предварительно сверлят в панели напротив гнезд отверстия диаметром 7...8 мм и пропускают через них проводники, заранее припаянные к отгибам гнезд.
Катушку индуктивности (рис. Р-3) удобнее всего намотать на картонный каркас с параметрами: наружный диаметр 20 мм, длина 58...60 мм, толщина стенок 1...2 мм. При отсутствии готового каркаса можно склеить его из плотной бумаги. Вверху и внизу каркаса устанавливают контакты под выводы катушки. Для этого в каркасе прокалывают шилом по два отверстия и пропускают через них отрезки луженого медного провода. Кроме того, если каркас самодельный, нужно прикрепить к нему внизу две лапки из жести, которыми каркас будут крепить к панели приемника.
Катушку наматывают медным проводом в эмалевой изоляции (марка провода ПЭ, ПЭЛ и ПЭВ) диаметром 0,15...0,25 мм. Начало провода припаивают к верхнему контакту каркаса. Для этого с конца провода на длине примерно 10...15 мм счищают изоляцию. Сделать это можно с помощью лезвия бритвы или мелкозернистой шлифовальной шкуркой. Затем провод облуживают и только после этого припаивают к контакту. Провода наматывают виток к витку, чтобы получилась сплошная намотка. Всего нужно уложить 135 витков. Конец провода подпаивают к нижнему контакту каркаса.
Итак, все детали подготовлены, можно размещать их на плате приемника (рис. Р-4). Саму плату выпилите из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, фанера) толщиной не менее 1,5 мм. Размеры платы 70X125 мм. На плате предварительно расставьте катушку, подстроечный конденсатор, гнезда, разъем, пометьте точки их крепления и просверлите отверстия нужного диаметра. По углам платы сделайте отверстия диаметром 3 мм под стойки — пластмассовые колпачки от тюбиков зубной пасты.
В местах, показанных на чертеже точками, установите проволочные стойки-шпильки из луженой медной проволоки толщиной не менее 1 мм. Если среди Ваших запасов такой проволоки нет, возьмите медную проволоку в эмалевой изоляции, удалите изоляцию лезвием бритвы или шлифовальной шкуркой и облудите проволоку мощным паяльником. Из этой проволоки нарежьте шпильки длиной 8...10 мм. Затем высверлите в плате отверстия, диаметром несколько меньшим толщины шпилек, и вставьте в них шпильки так, чтобы снизу и сверху платы они выступали примерно на одинаковую длину. Шпильки, конечно, должны сидеть в плате плотно, не выскакивая. В крайнем случае их можно слегка расплющить с обеих сторон платы плоскогубцами. В дальнейшем этим способом Вы будете изготавливать монтажные платы для всех собираемых конструкций.
Настало время зафиксировать детали на плате и соединить их между собой в соответствии со схемой. Поможет Вам в этом рис. Р-5. На нем изображен чертеж монтажной платы и схема соединений деталей. Они показывают взаимное расположение деталей на плате и соединение их выводов. Выводы диода и постоянного конденсатора предварительно изгибают, концы скручивают в кольцо и припаивают их к шпилькам. Контакты катушки соединяют со шпильками отрезками монтажного провода (можно использовать и одножильный медный провод). Входные гнезда соединяют со шпильками медным проводом. Гнезда разъема Х1 соединяют со шпильками, к которым подпаян конденсатор С2, снизу платы.
Настало время налаживания приемника. Включив в гнездо XS1 антенну, в гнездо XS2 заземление, а в розетку Х1 головные телефоны, медленно вращайте ротор подстроечного конденсатора. Его емкость изменяется от минимальной (25 пФ) до максимальной (150 пФ) при поворачивании ротора на половину оборота, то есть на 180°. Но, к сожалению, на корпусе конденсатора нет отметок начальной и конечной емкостей. Поэтому придется повернуть ротор на полный оборот и попытаться поймать хотя бы одну радиостанцию. Поскольку приемник рассчитан на работу в диапазоне средних волн примерно от 600 до 400 м, наиболее вероятная станция, которую можно услышать на большей территории нашей страны,— «Маяк» (547 м).
Если не удалось поймать ни одной радиостанции, попробуйте изменить диапазон настройки приемника. Наиболее просто это можно сделать с помощью ферритового стержня диаметром 8 мм и длиной не менее 100 мм от магнитной антенны транзисторных радиоприемников. Медленно вводите его внутрь каркаса катушки (рис. Р-6). Приемник будет перестраиваться на более длинные волны, и Вы наверняка услышите работу местной радиостанции. Опустив стержень внутрь каркаса на возможную длину, плавно настраивайте приемник подстроечным конденсатором в новом диапазоне.
Возможно, станция хорошо будет слышна при неполном введении стержня. Тогда сделайте для стержня простейший фиксатор. Вырежьте из толстого картона полоску длиной немногим более диаметра каркаса и прорежьте в центре ее отверстие, в которое стержень должен войти с трением. Наложите полоску на каркас катушки и, придерживая ее рукой, перемещением стержня настройтесь на радиостанцию. Теперь стержень будет удерживаться в нужном положении полоской-фиксатором.
Введение стержня внутрь каркаса свидетельствует о том, что для приема хорошо слышимой в Вашей местности радиостанции катушка индуктивности должна иметь большее число витков. Задача, конечно, простая, и Вы легко справитесь с ней. Отпаяйте нижний вывод катушки от контакта, подсоедините к выводу конец такого же провода и домотайте 165 витков (теперь общее число витков катушки составит 300). Намотку надо производить виток к витку. Когда дойдете до конца каркаса, намотайте провод поверх уже имеющейся обмотки, но в обратном направлении — к верхнему контакту. Конец обмотки подключите к нижнему контакту.
Настройте конденсатором приемник на радиостанцию. Вращая ротор вкруговую, вы заметите, что станция слышна при двух положениях его, поскольку емкость конденсатора будет дважды изменять свое значение от максимального до минимального. Эту особенность конструкции конденсатора можно использовать для оценки правильности подбора числа витков катушки. Если обе настройки находятся на значительном расстоянии друг от друга, все в порядке. Когда Вы заметите, что обе настройки располагаются рядом друг с другом или практически сливаются в одну, значит, число витков катушки подобрано неточно.
Остается определить, в какую сторону изменить число витков катушки. Ответить на этот вопрос поможет ферритовый стержень. Введите его внутрь каркаса катушки настолько, чтобы громкость звука уменьшилась, а затем вращением ротора конденсатора попытайтесь добиться прежней громкости. Если это удалось сделать, значит, нужно увеличить число витков катушки на несколько десятков и вновь проверить настройку на радиостанцию. Если же при вращении ротора громкость еще более падает, придется отмотать несколько десятков витков. Так, отматывая или добавляя витки катушки, можно настроить приемник на любую хорошо слышимую в данной местности радиостанцию диапазона длинных или средних волн.
С собранным детекторным приемником можно проделать интересные эксперименты. Настроившись на радиостанцию, попробуйте включить между антенной и приемником постоянный конденсатор емкостью около 200 пФ (рис. Р-7, а). Вы заметите, что настройка приемника изменилась, и для получения прежней громкости придется повернуть ручку подстроечного конденсатора в сторону увеличения емкости.
А теперь подберите конденсаторы емкостью 150, 100, 51 пФ и подключите их в качестве дополнительного конденсатора. Нетрудно видеть, что в каждом случае приходится еще более увеличивать емкость подстроечного конденсатора. Отсюда можно сделать вывод, что при включении конденсатора между антенной и приемником настройка приемника изменяется в сторону меньших длин волн. Так, если раньше приемник был настроен, скажем, на волну 547 м, то при включении дополнительного конденсатора емкостью 200 пФ он окажется настроенным на волну 500 м, а с конденсатором 150 пФ — на волну 450 м. Этим свойством можно пользоваться для перестройки приемника без изменения числа витков катушки.
А вот для того чтобы приемник перестроить на более длинные волны, нужно параллельно подстроечному конденсатору подключить постоянный (рис. Р-7, б). Чем больше его емкость, тем более длинноволновые радиостанции будет принимать приемник.
Громкость звучания детекторного приемника невелика, и каждому из Вас, конечно, хотелось бы увеличить ее. Один из способов — заменить катушку другой, лучшего качества. Дело в том, что громкость приемника во многом зависит от того, каким проводом намотана катушка. Чем толще провод, тем большую громкость удастся получить. Естественно, изменятся и раз меры катушки — каркас для нее теперь должен быть диаметром 60...80 мм и длиной 120...150 мм (рис. Р-8). На каркас намотайте 150 витков провода марки ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,6...0,7 мм. При намотке делайте отводы от 25, 50, 75-го витков, считая от нижнего по схеме («заземленного») вывода. Отводы выполните в виде петель, которые затем зачистите лезвием бритвы или шлифовальной шкуркой и облудите. К этим отводам подключите во время эксперимента «заземленный» вывод конденсатора С1 (рис. Р-9). Для этого подпаяйте к конденсатору проводник и припаивайте его к тому или иному от-воду. Можно поступить и иначе: подпаять к концу проводника зажим «крокодил» и подключить его к выводам. Чем меньшее число витков окажется включенным между антенной и проводником (или зажимом «крокодил»), тем более короткие волны будет принимать детекторный приемник. Естественно, на время эксперимента старую катушку приемника придется отключить и подключить вместо нее новую. Сама же катушка может находиться на столе рядом с платой приемника. Настройка на радиостанцию в этом случае производится подстроечным конденсатором — сначала при полном включении катушки, а затем после каждого переключения отвода. Не забывайте о ферритовом стержне: введя его внутрь каркаса, можете добиться более плавной настройки на радиостанцию.
Собрав первый детекторный приемник и проведя с ним эксперименты, Вы бегло познакомились с действием ферритового стержня. Изготовлен он из материала с очень высокими магнитными свойствами. Такой стержень можно встретить в любом малогабаритном транзисторном приемнике. Он позволяет значительно сократить размеры катушки индуктивности и в то же время получить катушку более высокого качества по сравнению с обычной (даже намотанной толстым проводом, как это было в последнем эксперименте с детекторным приемником), без стержня. Воспользовавшись ферритовым стержнем, можно построить миниатюрный детекторный приемник, позволяющий принимать несколько вещательных радиостанций (естественно, с хорошей наружной антенной и заземлением).
Схема детекторного приемника-малютки приведена на рис. Р-10. Она похожа на схему предыдущего приемника, за исключением двух деталей: катушки индуктивности и конденсатора С1. Рядом с условным обозначением катушки появилась прямая линия, проведенная вдоль ее витков. Так обозначают ферритовый стержень, на котором намотаны витки катушки. Что же касается конденсатора, то он переменной емкости, хотя можно использовать и подстроечный.
Для постройки этого приемника прежде всего приобретите малогабаритный переменный конденсатор. Это может быть, например, конденсатор КП-180, максимальная емкость которого равна 180 пФ, а минимальная — 5 пФ. Конденсатор С2 возьмите типа ПМ-1, К40П-2, КСО-2 или другой, емкостью от 2000 до 6800 пФ. Диод такой же, как и в предыдущем приемнике.
Катушку индуктивности намотайте на отрезке ферритового стержня длиной около 35 мм. В продаже стержня такой длины нет, поэтому придется взять длинный стержень и отломить от него нужный отрезок. Делают это так. Обертывают стержень материей и зажимают его в тисках так, чтобы поверх выступала часть стержня нужной длины. Достаточно теперь резкого удара молотком по выступающей части, и она отломится. Острые края стержня в месте скола стачивают напильником.
Обмотку (она занимает на стержне около 20 мм) намотайте проводом марки ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,17...0,2 мм. Всего нужно уложить 100 витков. Начало обмотки закрепите на стержне клеем или несколькими витками провода, уложенными поверх первого витка. Сначала наматывайте виток к витку на указанной длине, а затем продолжайте намотку поверх витков первого слоя, но укладывайте витки возможно ровнее и плотнее друг к другу. Конец обмотки можно закрепить также клеем или небольшим кусочком лейкопластыря.
Следующий этап — изготовление платы. Вырежьте ее из гетинакса, текстолита или другого изоляционного материала. Как и в предыдущем приемнике, установите на плате монтажные шпильки — их должно быть четыре. Стержень катушки закрепите на плате между двух скобок, изготовленных из толстой проволоки. Переменный конденсатор прикрепите к плате двумя винтами, пропущенными через отверстия в плате снизу.
Детали припаяйте к шпилькам, как показано на рис. Р-11. Чтобы приемник имел законченный вид, подумайте об изготовлении его корпуса. Это может быть, например, шкатулка размерами 45X60X20 мм, склеенная из тонкого оргстекла или фанеры. Основание шкатулки лучше сделать съемным в виде крышки, тогда легко будет вставить внутрь шкатулки плату и соединить ее с гнездами и разъемом (эти детали установите на боковых стенках шкатулки). Соединительные проводники в этом случае возьмите такой же толщины, что и шпильки, — это избавит от необходимости крепить плату к корпусу.
Установите плату так, чтобы ось переменного конденсатора прошла через отверстие в верхней стенке корпуса. На оси закрепите ручку настройки (она входит в комплект конденсатора КП-180) винтом с потайной головкой.
Приемник налаживания не требует и готов к работе сразу после подключения антенны, заземления и головных телефонов. Хотя с приведенными данными катушки приемник работает в диапазоне средних волн (500...300 м), его нетрудно перестроить на длинноволновый диапазон. Для этого намотайте на стержень феррита (на длине 20 мм) 250...300 витков провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,17...0,2 мм.