优质晶体管三管机

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这是一种适合在农村和无电源地方使用的普及型收音机。它的组成如图1方框图所示,线路图见图2。

图1
图1 🔍原图 (754×244)
图2
图2 🔍原图 (1212×492)

电路原理及特点

按照上述使用目的,对本机提出的要求是使用的晶体管要尽量少,耗电要省,成本要低,而性能效率却须达到较高的指标。为此本机电路采用来复再生式,以充分发挥晶体管的潜在能力。全机使用晶体三极管三只,其中一只扩散型高频管П401(或ZK306) 用作高频放大兼低频放大,由它直接推动两只面结合型低频管П6B作推挽式乙类功率放大输出。

收音机工作时,外来信号电压经磁性天线L\(_{1}\)感应到次级线圈L2,加到П401的基极进行高频放大。放大后的高频信号一部分经由半可变电容器C\(_{5}\)送回到输入回路,产生再生使选择性和灵敏度提高;一部分经由高频变压器T1送到晶体二极管D\(_{1}\)进行检波。由于音频输入变压器T2的初级线圈电感量很大(在5亨以上),同时还有电容器C\(_{1}\)0作为旁路,所以高频信号不致通过音频输入变压器。这里,高频放大和检波级之间采用高频变压器耦合,这样两极之间不发生直接联系, 两级可以各自处在最佳的工作点上。此外,高频变压器为升压式,通过高频变压器的升压作用, 把检波前电压适当提高,不但可以提高检波效率,还可以使失真减小。所以检波器虽然只用一只二极管,效果却很好。

检波以后,在负载电阻R\(_{4}\)上得到的音频电压经隔直流电容器C7耦合,送回到П401管的基极再进行一次音频放大。检波后剩余的高频成分则由电容器C\(_{a}\)旁路入地。检波器和负载电阻之间串联接有电阻R3,它可以减小检波失真,并防止大信号时可能产生寄生振荡。在这一级里还接有R\(_{2}\)、R3和C\(_{9}\)组成的T形自动增益控制电路。检波器输出的直流电流经过R5和C\(_{9}\)滤波, 经由R2反馈到П401管的基极。这个直流电流的极性与基极偏流相反,因此抵销一部分基极偏流。当接收信号增强,或接收强信号电台时,反馈的直流电流也增加,抵销的基极偏流也愈大,这时的增益也相应地下降愈大,这样就可以消除接收强信号产生失真,以及在强力电台附近只能收听一个电台的缺点。R\(_{2}\)的阻值愈小,反馈电流愈大,控制作用就愈显著,但R2也不能太小,以免过低地降低增益。实验证明,R\(_{2}\)选用82千欧可得到满意的效果。

放大后的音频信号经过高频变压器T\(_{1}\)初级,传送到音频输入变压器T2的初级上。由于T\(_{1}\)的初级线圈电感量很小(只有3毫亨左右),对于音频阻流作用很小,所以音频可以畅通无阻,经过T2的耦合,直接推动两只П6B作推挽功率放大,然后经由输出变压器T\(_{3}\)推动扬声器发音。这里采用了乙类推挽放大电路,它和一般附有一级末前级放大的单端甲类功率放大电路相比较,所用晶体管数量虽然相等,但是它在无信号时电流消耗很低,所以电源平均消耗较小,放大器的工作效率较高。在图2中可看到,两只П6B用分压器R6R\(_{7}\)供给基极偏流, 这样可以提高晶体管工作的稳定度。T3初级并联的C\(_{11}\)和R8用以改善频率特性。

电气性能指标

本机配用华北无线电器材厂产品YDL0.1—1型8欧0.1伏安扬声器,曾在华北、华东及沿海城市和农村等不同的收音环境下试用,效果良好。性能指标如下:

1.频率范围 不狭于535~1605千赫。

2.灵敏度 在1000千赫时2~3毫伏/米。

3.选择性 在1000千赫偏调±10千赫时大于-20~-30分贝。

4.电压频率特性 l50~4000赫内不均匀度小于10分贝。

5.整机电压谐波失真 在标称功率(80毫瓦)时小于10%;100毫瓦时小于12%。

6.最大输出功率150毫瓦。

7.电源电压6伏;下降到4.5伏时,仍能维持收音,灵敏度不低于60毫伏/米。

8.电流消耗 无信号时4~8毫安;标称功率时不大于32毫安。

9.稳定性 在200毫伏/米场强下无啸叫。

10.信号噪音比 优于-55分贝。

11.音量控制范围 45分贝以上。

元件的选用

磁性天线 采用ф10×140或ф10×180毫米的磁棒,按图3所示位置,以0.17(#37)漆包线L\(_{1}\)绕60圈,在50圈外(图3中的2点)抽头,L2绕3~4圈。

图3
图3 🔍原图 (614×224)

晶体管 高频管(VT\(_{1}\))需要选用β值在50以上的,可以保证灵敏度达到上列指标。β值在50以下的,整机灵敏度略低些。β值在30时,灵敏度下降为40毫伏/米。П401也可换用其他型号高频管,如П402、403或ZK306、307等代替。低频管(VT2、VT\(_{3}\))因作推挽放大,原则上要求两管参数对称一致。实验证明,对于管子的挑选可以不太严格,只须两管的β值相近,即可满足整机关于失真的指标要求。我们试制50部样机的经验,П6B管的采用率接近为100%。爱好者业余制作,只要简单地选择两管集电极电流相差不多的,基本上都可应用。二极管可以选用任何型号, Д1或Д2型均可。

高频变压器 绕制圈数数据见图4甲。为了成批生产绕制方便,铁心宜采用E形铁淦氧磁心(见图4乙) ,其起始导磁率为2000。初、次级均用0.15(#38)漆包线隔层平绕。初、次级的圈数比为1:1.5,初级线圈电感量约为3毫亨。业余制作时可以采用外径为ф17或ф10的小环形磁心(图4丙)绕制,圈数同上,导线改用0.10(#42)漆包线,初、次级线圈可以均匀地绕在环形磁心的四周, 这样制成的变压器体积小,效果极好。

图4
图4 🔍原图 (662×434)

输入和输出变压器 本机采用的音频输入和输出变压器,其铁心规格及绕线数据见图5。铁心为0.35毫米厚的U形硅钢片叠厚12毫米,对插成口字形,线圈绕在它的一个长边上。自制时可用E形铁淦氧磁心。图中输出变压器的次级圈数为配合8欧扬声器使用的。如用3.5欧扬声器,可绕55圈;3.2欧扬声器绕50圈。

图5
图5 🔍原图 (401×870)

安装和调整

图6
图6 🔍原图 (1722×2043)

安装工艺好坏,也会影响收音机的性能。本机的安装结构见封四附图。图中结构外形是按在城市家庭或供携带使用而设计的。机箱用木质三合板制成,外包人造革,并镶有金属网和装饰条,以增加美观和强度。对于农村使用的可以适当修改,以降低成本并符合那里的使用特点。机内元件全部装在一块90×130毫米的层压安装板上。调谐电容器(C\(_{4}\))和音量控制电位器(R4)为普通收音机用大型元件,利用L形铁支架固定在安装板的背面。电池使用大号手电筒干电池四节,以专制的夹子固定在箱内扬声器下面。机箱侧面有天线和地线插口,是为了在远离电台的地方或在屏蔽很强的钢筋结构建筑物内收音而用。各零件的位置和接线见图6。如须改变安装位置,应当着重考虑以下几点:①磁性天线与高频变压器及音频变压器之间要有适当的距离。特别是高频变压器,它的位置安排得适当,可使再生控制均衡稳定,改善全波段高、低端灵敏度的不均匀性。②磁性天线与扬声器的磁心之间的距离也要远些,以减小对灵敏度的不良影响。同时它们之间的位置还应固定。如果是活动的,频率复盖可能随时变化。

图7
图7 🔍原图 (1123×945)

本机的调试步骤如下:

1.检查线路焊接是否牢固,连接是否正确。

2.低频部分,末级比较稳定,只要两只П6B管的集电极电流或β值相差不多,一般不需要调整,最多只是更换R\(_{6}\)。R6阻值可从6.8千欧、7.5千欧和8.2千欧中选择一个,使起始电流不过大也不过小,一般在4~8毫安左右。如果没有电表测量,直接焊用7.5千欧,就能满意工作。

3. 检波器和自动增益控制部分也无须调整。电容器C\(_{8}\)可在4700~20000微微法之间选用。电容量大一些,低频(400赫)的失真要略小些,但整机灵敏度也略低些。故以采用4700或6800微微法左右为佳。自动增益控制用的电解电容器C9,电容量在2~10微法之间都可用。不过电容太大,会使时间常数增加而来不及起控制作用:电容太小,又会引起失真。

4.高频及来复低放级的调整,主要是调整半可变电容器C\(_{5}\)( 调整时使用胶质螺丝刀)。按照一般设计,П401的集电极电流都是调整在0.5~1毫安左右,实验证明,在本电路中把它加大一些,收音机的灵敏度可以显著提高而不致影响选择性。这里它是选在2~3毫安之间。调整中如出现高频振荡,可以减小一些再生量,或把R1阻值加大一些。高频变压器初级两个线头接反,也会产生振荡,这时可把两个线头对调换试一下。这一级使用П401时,R\(_{1}\)阻值一般可从150~270千欧中选择。如用ZK306,则在200~390千欧中选用。本机的再生控制是半固定的,经过一次调整,以后可以不动。再生最好不要调到起振的边缘,这样可使整机在整个频率范围内稳定而无啸叫。

5.频率复盖的调整:频率复盖要求在535~1605千赫之内,不宜太宽。电路中C\(_{2}\)、C3为调整频率复盖电容器。一般在波段的低端复盖变化不大,高端如达不到复盖要求,可调节C\(_{2}\)来调整。

6.提高灵敏度的措施:①可以加大再生电容C\(_{5}\),但要照顾机器的稳定性,在整个频率范围内应无啸叫。②适当减小R1限值,但R\(_{1}\)过小会使选择性变坏,并使收音机工作不稳定。③适当增加高频变压器升压比,但不宜过大,否则又会引起不稳定。经过试验,这里所取的1:1.5比例是最适宜的。④在不影响选择性和稳定的条件下,可以加多天线次级线圈L2的圈数,但不要多于6圈。过多则会影响天线回路的Q值而使选择性下降。

7.提高选择性的措施:①加大再生电容。②在不影响灵敏度的条件下,减少高频变压器的升压比。③减小天线次级线圈,但不要少于3圈,否则会显著降低整机灵敏度。(詹正权)