Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником
Шрифт:
Антенна (см. рис. 73) представляет собой ферритовый стержень (диаметром 10x60 мм), на котором размещается подвижная бумажная гильза с контурной катушкой. В зависимости от выбранного диапазона катушка имеет следующее число витков: 10 для КВ, 64 — СВ и 110 — ДВ. Приемник в простейшем варианте является однодиапазонным и однопрограммным.
Настройка на конкретную станцию осуществляется по максимальной громкости приема поворотами антенны в горизонтальной плоскости и перемещениями катушки вдоль стержня. После получения приемлемого результата катушка фиксируется скотчем. Впоследствии приемник может быть доработан введением регулировочного конденсатора и переключателя диапазонов.
Виртуальная модель исследования входного контура в программе EWB показана на рис. 75, а.
Рис. 75. Модель
а — схема; б — АЧХ
В схеме, прилагаемой к набору, параметр L не известен. Для его определения есть несколько вариантов. Можно рассчитать индуктивность предварительно зная число витков, геометрические размеры и магнитную проницаемость стержня или по формуле Томсона, задавшись частотой и зная емкость С2. Экспериментально можно определить индуктивность следующим образом. Параллельно ей включается предварительно отградуированный конденсатор переменной емкости C = var. Берется другой радиоприемник, работающий на внешнюю антенну, и точно настраивается на определенную радиостанцию. После этого между антенной и работающим радиоприемником включается контур LC. Варьируя емкость С этого контура, добиваются минимального звучания принимаемой радиостанции. Поскольку АЧХ исследуемого контура будет аналогична ранее приведенной на рис. 72, т. е. он будет работать как фильтр-пробка, то дальнейшим расчетом нетрудно определить искомую индуктивность.
Проведение этих «увлекательных» процедур оставим пытливым читателям. Мы же выберем для моделирования настройку на радиостанцию «Маяк» в СВ-диапазоне, соответственно 546,4 м или 549 кГц. По этой частоте и емкости С2 прикидываем, что величина индуктивности составит порядка 0,7 мГн. Поэтому в виртуальной модели выбираем регулируемую индуктивность с запасом — 1 мГн. Дополнительный резистор R1 позволяет в этой схеме включения выявить резонансную частоту контура. Полученный результат показан на рис. 75, б.
Два Робинзона
…Нам, советским читателям, многое чуждо в Робинзоне. Был он купцом, и, как все купцы, заботился о собственной выгоде.
Первый Робинзон — отчаянный радиолюбитель, а не купец — попал на необитаемый остров и у него случайно (как рояль в кустах) оказались головные телефоны от плеера, какой-то диод да моток провода. Пошарив вокруг, Робинзон наткнулся на крупную картофелину. Из кармана он извлек перочинный нож и пачку сигарет (запрет Минздрава на острове не действовал). Картофелину можно бы съесть, но жить без радио, не зная прогноза погоды, последних известий и результатов чемпионата… Робинзон вспомнил, что в книге С. А. Шабалина видел простейший радиоприемник из картофелины (рис. 76).
Рис. 76. Радиоприемник из картофелины
Он разрезал картофелину пополам, оторвал от сигарет целлофановую пленку Ц и вставил ее между половинками. Затем шнурком Ш от ботинок связал картофелину. Воткнул в нее диод Д из проволоки сделал антенну А, затем заземление 3. Приспособил телефоны Тлф, и вот, что-то зашипело и заговорило. Забросил антенну повыше, заземление воткнул в песок, омываемый водой, так как радиатора парового отопления рядом не оказалось. Попытался поменять положения контактов, удовлетворил свое любопытство и заснул, а когда проснулся, картофелины не нашел.
Попробуем
Потому сделаем некоторую простейшую прикидку, глядя на рис. 76 и заменяя показанные там элементы реальной цепи их простейшими моделями.
Радиостанцию (Radio Transmitter), которую собирается «поймать» Робинзон, смоделируем специальным амплитудномодулированным источником AM Source со следующими характеристиками: частота несущей взята условно — 200 кГц; частота модуляции — 500 Гц; глубина модуляции — 100 %; напряжение, развиваемое на антенне, — 100 мВ (все цифры взяты условно для удобства моделирования). Задавшись примерными параметрами устройства, получим схему, представленную на рис. 77.
Рис. 77. Модель радиоприемника из картофелины в EWB
Для наблюдения результата используем двухканальный виртуальный осциллоскоп (вот бы его, да Робинзону!). Выполнив соответствующие установки режимов развертки, получаем картину (см. рис. 78) амплитудно-модулированных колебаний (канал — А) и частично «отдетектированного» сигнала (канал — В).
Рис. 78. Осциллограммы сигналов в модели радиоприемника из картофелины в EWB
Возможно, кто-либо придумает более удачную модель, тем более что картофелину можно заменить другим овощем или, если не жалко — заморским фруктом, например, бананом. Пожелаем успехов уважаемым «Радио-Робинзонам».
Второй Робинзон был ближе к купцу, а точнее, — к современным деловым людям. Прежде чем оказаться на том самом необитаемом острове, он оплатил по электронной почте отправление туда электронных наборов Мастер КИТ и необходимого инструмента. Так что когда с ним приключилось кораблекрушение, он оказался во всеоружии. Как только обсох, распаковал набор Мастер КИТ NK105 и принялся собирать радиоприемник согласно приложенной инструкции.
Схема радиоприемника, выполненная в программе EWB с некоторыми изменениями относительно первоисточника из-за специфики моделирования, показана на рис. 79.
Рис. 79. Модель радиоприемника Мастер КИТ NK105 в программе EWB
Здесь элементы, позиционные обозначения которых даны заглавными буквами, соответствуют исходному набору. Микросхема (IC) в виртуальной модели выбрана в виде идеального ОУ, поэтому на виртуальной схеме отсутствует источник питания.
Это, конечно, не «супер» (в смысле не «супергетеродин»), а детекторный радиоприемник прямого усиления, но и не картофелина! Воображаемая радиостанция — та же. Результат показан в виде осциллограмм на рис. 80.
Рис. 80. Осциллограммы сигналов в модели радиоприемника Мастер КИТ NK105 в программе EWB
С этим радиоприемником Робинзон не расставался, пока не сделал из другого набора Мастер КИТ радиопередатчик, по которому сообщил своим друзьям-радиолюбителям, где он находится.