Простой приемник, представленный в 192-м номере журнала Megaherz, завоевал большую популярность среди радиолюбителей. Этот успех был обусловлен простотой сборки, доступностью недорогих компонентов и гарантированной повторяемостью схемы. Проект активно использовался в радиоклубах и технических школах для обучения студентов, а также заинтересовал опытных мастеров старшего поколения, желающих вернуться к экспериментам.

Модернизированная версия устройства сохраняет прежнюю философию доступности, но предлагает значительно расширенный функционал. Теперь приемник позволяет принимать сигналы в трех любительских диапазонах частот, что делает работу с ним гораздо интереснее. Кроме того, в схему добавлена автоматическая регулировка усиления (АРУ) — это обеспечит комфортное прослушивание эфира без резких перепадов громкости. При этом габариты печатной платы остались прежними, благодаря чему новую плату можно установить в корпус от первой версии устройства.

Опытные радиолюбители могут пропустить этот раздел. Приведенные ниже упрощенные пояснения предназначены для начинающих мастеров и необходимы для понимания работы устройства, хотя собрать приемник можно и без глубокого изучения теории.

Приемник построен по схеме прямого преобразования. Принцип работы этой архитектуры предельно прост: она содержит высокочастотный смеситель-генератор на микросхеме NE612 и усилитель низкой частоты (УНЧ) на LM386. Поскольку частота встроенного гетеродина (или ее гармоники) близка к частоте принимаемого сигнала, их разностная частота попадает непосредственно в звуковой (низкочастотный) спектр. Суммарная частота, которая неизбежно образуется в процессе преобразования, лежит в высокочастотном спектре и полностью срезается фильтром нижних частот (ФНЧ). Отсутствие промежуточной частоты (ПЧ) значительно упрощает конструкцию, но качество приема при этом остается исключительно высоким — четкость сигналов, особенно при приеме телеграфа (CW), приятно удивляет.

Классические недостатки схем прямого преобразования в данной конструкции практически полностью устранены:

• Отсутствие микрофонного эффекта: Микросхема NE612 обеспечивает собственное усиление около 15 дБ. В схемах с пассивными диодными смесителями (имеющими потери порядка –6 дБ) этот дефицит приходится компенсировать избыточным усилением в тракте УНЧ, что неизбежно приводит к появлению микрофонного эффекта и наводок. В нашем случае требуемое усиление по звуковой частоте (ЗЧ) на 21 дБ меньше, что полностью решает проблему.
• Отсутствие сетевого гула: Снижение общего усиления тракта ЗЧ в сочетании с интегральным стабилизатором напряжения полностью ликвидировало фон переменного тока при питании от сети.
• Защита от перегрузки: Возможная проблема одновременного приема мощных вещательных станций (интермодуляция и насыщение смесителя) эффективно устраняется плавным входным ВЧ-аттенюатором.

Единственным принципиальным ограничением схемы остается одновременный прием обеих боковых полос (DSB-прием). Целевая станция будет слышна по обе стороны от точки нулевых биений, в отличие от супергетеродинных SSB-приемников, где одна из полос подавляется аппаратно. В периоды высокой активности на диапазонах это может создавать помехи, однако человеческий слух отлично адаптируется к разделению таких сигналов. Более того, для многодиапазонного приемника это свойство стало преимуществом: отпадает необходимость в коммутации опорного гетеродина, и устройство одинаково хорошо принимает станции как на нижней (LSB), так и на верхней (USB) боковой полосе.

Рассмотрим принципиальную схему приемника подробнее. Высокочастотный (ВЧ) сигнал с антенны поступает на потенциометр Pot1, выполняющий функцию входного аттенюатора. Регулировка уровня входного сигнала эффективно защищает смеситель от перегрузки и прямого детектирования мощных внеполосных сигналов (особенно со стороны вещательных КВ-станций в вечернее время), которые иначе накладывались бы на полезный прием.

Переключатель SW1 осуществляет коммутацию входных полосовых фильтров. Каждый из них представляет собой высокоизбирательный двухконтурный фильтр, настроенный на свой диапазон. Высокая избирательность здесь критически важна, поскольку частота встроенного гетеродина не перестраивается напрямую под каждый диапазон — вместо этого используется метод приема на гармониках.

Принцип работы гетеродина на гармониках

Прямая коммутация (механическая или электронная) частотозадающих элементов в генераторах плавного диапазона (ГПД) резко снижает стабильность частоты. Для простой конструкции это неприемлемо, так как превратило бы прибор в нестабильную игрушку.

Чтобы сохранить стабильность частоты и упростить схему, было реализовано оригинальное решение. Встроенный генератор микросхемы NE612, как и любой автогенератор, помимо основного сигнала излучает высшие гармоники. То, что в классических супергетеродинах считается паразитным явлением, здесь используется во благо. Поскольку сетка частот основных любительских КВ-диапазонов кратна друг другу, базовая частота гетеродина была выбрана для самого низкочастотного диапазона — 80 метров (3.5 МГц). В результате:

• На основном канале генератора принимается диапазон 3.5 МГц (80 метров).
• На второй гармонике гетеродина обеспечивается прием диапазона 7.0 МГц (40 метров).
• На четвертой гармонике — диапазон 14.0 МГц (20 метров).

Таким образом, для смены диапазона достаточно переключить входной полосовой фильтр (SW1), который выделит нужный участок эфира и отсечет лишние частоты, в то время как сам гетеродин продолжит работать в стабильном низкочастотном режиме.

Качественная фильтрация ВЧ-сигналов на входе исключает одновременный прием станций из разных диапазонов. Для этой цели используются эффективные двухконтурные полосовые фильтры, позволяющие реализовать простую, но надежную трехдиапазонную архитектуру. Попытка расширить возможности схемы на диапазоны 15 и 10 метров (третью и восьмую гармоники) приводит к нестабильности работы ГПД, поэтому конфигурация ограничена тремя наиболее популярными диапазонами: 80, 40 и 20 метров.

От полосового фильтра полезный сигнал поступает на усилитель высокой частоты (УВЧ), выполненный на транзисторе Q1. Резистор R2 задает коэффициент усиления этого каскада. Его значение намеренно выбрано небольшим, чтобы гарантировать устойчивость усилителя и исключить самовозбуждение на высокочастотных диапазонах.

Микросхема смесителя NE612 питается стабильным напряжением 6 В от интегрального стабилизатора 78L06 (IC4). Конденсаторы фильтра C33 и C34 обеспечивают высокочастотную развязку по цепи питания, предотвращая паразитную генерацию.

Частота встроенного гетеродина определяется элементами контура: C21, C22, CV7, L8, а также матрицей из варикапов D1 и D2. Емкость этих диодов изменяется пропорционально приложенному управляющему напряжению. Основная перестройка по частоте (грубая настройка) осуществляется изменением этого напряжения с помощью потенциометра Pot2. Потенциометр Pot3 включен параллельно и служит для точной подстройки на выбранную станцию. Использование пары стандартных потенциометров вместо дорогостоящего многооборотного резистора существенно снижает общую стоимость деталей проекта.

Подстроечные резисторы P1, P2 и P3 предназначены для точной установки границ частотных поддиапазонов при калибровке приемника.

Полезный сигнал, преобразованный микросхемой IC1 в область низких (звуковых) частот, снимается с балансных выводов 4 и 5. Далее он поступает на пассивный фильтр нижних частот (ФНЧ) на элементах C24, R4 и C27, который эффективно срезает спектр выше 3 кГц. Это устраняет лишний высокочастотный шум эфира и делает прослушивание комфортным. Конденсаторы C25 и C26 выполняют роль разделительных для блокировки постоянной составляющей напряжения.

Связь между смесителем IC1 и аудиоусилителем LM386 (IC2) выполнена по симметричной схеме. Такое решение надежно защищает тракт от синфазных наводок и повышает коэффициент усиления полезного сигнала на 6 дБ. Собственный коэффициент усиления микросхемы IC2 выставлен на максимальный уровень (46 дБ) с помощью конденсатора C29, что необходимо в приемниках прямого преобразования для достижения достаточной громкости при работе на динамик.

Элементы защиты и стабилизации УНЧ:

• Фильтрация шумов: Цепь R6-C17 снижает уровень белого шума, возникающего из-за высокого усиления ИС.
• Цепочка Цобеля: Резистор R7 и конденсатор C32 предотвращают самовозбуждение усилителя при работе на низкоомную нагрузку.
• Стабилизация питания: Элементы R5 и C28 выполняют аналогичную защитную функцию. Они предотвращают паразитную генерацию микросхемы IC2, которая может возникнуть из-за высокого внутреннего сопротивления частично разряженного источника питания. Благодаря этому контуру приемник стабильно работает даже от старых батарей.

Конденсатор C31 блокирует постоянное напряжение на выводе 5 микросхемы IC2, беспрепятственно пропуская переменный звуковой сигнал на динамик или разъем наушников.

Выходной мощности УНЧ достаточно для работы с любыми динамическими головками, включая крупногабаритные акустические колонки, что обеспечивает отличное качество звучания. К выходу приемника можно также подключать стандартные наушники или активную компьютерную акустическую систему.

Принцип работы системы АРУ

Для предотвращения перегрузки тракта мощными сигналами и обеспечения комфортного прослушивания в схему добавлена упрощенная система автоматической регулировки усиления (АРУ).

Принцип её работы основан на регулировании режима работы смесителя. В штатном режиме постоянное напряжение на выводах 1 и 2 микросхемы NE612 (IC1) составляет около 1.4 В. При искусственном снижении этого напряжения коэффициент передачи микросхемы IC1 падает (такое решение нетипично для NE612, но на практике доказало свою высокую эффективность).

Регулирующим элементом выступает светодиод, катод которого соединен с общим проводом (землей) через низкоомную обмотку динамика. Падение напряжения на светодиоде в открытом состоянии составляет около 1.7 В. При приеме слабых станций амплитуда сигнала на выходе УНЧ мала, и светодиод заперт. Когда на динамик поступает мощный сигнал с амплитудой полуволны более 0.6 В, светодиод начинает приоткрываться во время отрицательных полупериодов звуковой частоты. Это приводит к падению потенциала на выводах 1 и 2 микросхемы IC1 и, как следствие, к снижению ее усиления.

• Конденсатор C17 задает постоянную времени (время удержания и отпускания) цепи АРУ, а также сглаживает пульсации звуковой частоты в управляющем напряжении.
• Дроссель L7 выравнивает постоянные напряжения на балансных входах 1 и 2 микросхемы IC1, предотвращая при этом утечку полезного ВЧ-сигнала на землю через емкость конденсатора C17.

Защиту всей схемы от выхода из строя при случайной переполюсовке источника питания обеспечивает диод D4.

Подготовка к первому включению

Перед подачей питания тщательно перепроверьте номиналы всех компонентов и правильность их монтажа на плате. Микросхемы IC1 и IC2 устанавливаются в панели (сокеты) в самую последнюю очередь — строго в соответствии с ключами на корпусах. При безошибочной сборке приемник начинает работать сразу после включения.

Для калибровки и укладки частот диапазонов потребуется либо высокочастотный (ВЧ) генератор сигналов, либо контрольный связной SSB-приемник. При отсутствии этих приборов можно обратиться за помощью в местный радиоклуб, где всегда найдется необходимое измерительное оборудование.

Настройка с помощью контрольного приемника

Процедуру калибровки гетеродина удобно выполнять с помощью эталонного трансивера или связного приемника (далее — контрольный приемник), соединенного с вашим устройством коротким коаксиальным кабелем через антенные входы. В этом режиме контрольный приемник будет фиксировать излучение встроенного гетеродина настраиваемой платы.

1. Исходное положение органов управления:

• Подстроечные конденсаторы CV1–CV7 переведите в среднее положение (на половину емкости).
• Потенциометр входного аттенюатора Pot1 поверните полностью против часовой стрелки (минимальное усиление).
• Потенциометр настройки частоты Pot2 поверните полностью против часовой стрелки (минимальное управляющее напряжение 0 В).
• Подстроечные резисторы P1, P2 и P3 также выставите в крайнее левое положение (против часовой стрелки).
• Потенциометр точной настройки Pot3 установите в среднее положение.

2. Укладка диапазона 80 метров:

• Подайте питание на оба устройства.
• Переключатель диапазонов SW1 настраиваемого приемника установите в положение «80 м».
• Контрольный приемник настройте на частоту 3.500 МГц в режиме SSB.
• Плавно вращая ротор подстроечного конденсатора CV7 на плате, добейтесь появления стабильного сигнала (несущей частоты) в динамике контрольного приемника.

3. Укладка верхней границы диапазона 80 метров:

• Поверните потенциометр настройки частоты Pot2 до упора по часовой стрелке.
• Перестройте контрольный приемник на частоту 3.800 МГц.
• Регулировкой подстроечного резистора P1 добейтесь приема сигнала гетеродина на этой частоте.

4. Настройка диапазона 40 метров (работа на 2-й гармонике):

• Переведите переключатель диапазонов SW1 в положение «40 м».
• Поверните потенциометр Pot2 полностью по часовой стрелке.
• Настройте контрольный приемник на частоту 3.600 МГц (поскольку рабочая частота диапазона 7.200 МГц формируется второй гармоникой гетеродина: 7.200 / 2 = 3.600 МГц).
• Подстроечным резистором P2 добейтесь стабильного приема сигнала в контрольном приемнике.

5. Настройка диапазона 20 метров (работа на 4-й гармонике):

• Переведите переключатель SW1 в положение «20 м».
• Поверните потенциометр Pot2 полностью по часовой стрелке.
• Настройте контрольный приемник на частоту 3.5875 МГц (поскольку верхняя граница диапазона 14.350 МГц формируется четвертой гармоникой гетеродина: 14.350 / 4 = 3.5875 МГц).
• Подстроечным резистором P3 поймайте сигнал гетеродина в контрольном приемнике.

Теперь границы всех трех поддиапазонов четко уложены: 3.500–3.800 МГц (80 метров), 7.000–7.200 МГц (40 метров) и 14.000–14.350 МГц (20 метров). На этапе регулировки резисторами P1–P3 можно намеренно сделать запас по краям на несколько килогерц, чтобы гарантировать полное перекрытие любительских участков эфира.

Настройка входных полосовых фильтров

После укладки частот гетеродина контрольный приемник больше не требуется, его можно отключить.

1. Подключите к антенному входу настраиваемого приемника внешнюю антенну. На этапе отладки подойдет простой провод длиной около 10 метров, хотя использование полноценной многодиапазонной согласованной антенны существенно повысит качество приема.
2. Поверните потенциометр входного аттенюатора Pot1 до упора по часовой стрелке (максимальное усиление).
3. Переведите переключатель SW1 в положение «80 м».
4. Вращением потенциометра Pot2 найдите любую работающую любительскую станцию примерно в середине диапазона.
5. Поочередным вращением роторов подстроечных конденсаторов CV1 и CV2 добейтесь максимальной громкости и чистоты приема выбранной станции.

6. Настройка фильтров диапазона 40 метров: Переведите переключатель SW1 в положение «40 м». Найдите любительскую станцию в середине этого диапазона и поочередным вращением роторов подстроечных конденсаторов CV3 и CV4 добейтесь максимального уровня полезного сигнала.
7. Настройка фильтров диапазона 20 метров: Переведите переключатель SW1 в положение «20 м». Аналогично найдите работающую станцию и настройте подстроечные конденсаторы CV5 и CV6 по максимуму громкости.

Для достижения наилучших результатов рекомендуется повторить процедуру подстройки конденсаторов (CV1–CV6) на каждом из диапазонов два-три раза. При использовании качественных компонентов с точными номиналами итоговое положение роторов подстроечных конденсаторов должно практически полностью совпадать с их положением на фотографии прототипа устройства.

Эксплуатация приемника

Если в процессе работы эфирные сигналы оказываются избыточно мощными или на всем протяжении шкалы регулятора Pot2 прослушивается сквозная помеха от вещательной станции (прямое детектирование), просто снизьте уровень входного сигнала с помощью аттенюатора Pot1.

Отдельно описывать методику калибровки с помощью профессионального ВЧ-генератора сигналов нет необходимости: если в вашей лаборатории есть этот прибор, вы без труда выполните стандартную процедуру подачи контрольных частот (3.65 МГц, 7.10 МГц и 14.17 МГц) на антенный вход.

На этом настройка трехдиапазонного приемника прямого преобразования полностью завершена. Желаем вам чистого эфира и долгих часов увлекательного наблюдения за радиолюбительским миром!

Оригинальные размеры печатной платы составляют 132 x 74 мм.

---

Список современных и доступных аналогов радиодеталей:

Смеситель-генератор (IC1)

• Оригинал: NE612 (или NE602) в корпусе DIP-8.
• Прямые импортные аналоги: SA612AN, SA602AN (полные индустриальные аналоги от NXP/Philips, полностью совпадают по ножкам).
• Примечание: Советских прямых аналогов в таком же корпусе нет.

Аудиоусилитель (IC2)

• Оригинал: LM386 в корпусе DIP-8.
• Прямые импортные аналоги: NJM386D, JRC386, KA386, GL386.
• Отечественный аналог: К174УН31 (функциональный аналог, перед монтажом проверьте цоколевку корпуса).

Стабилизатор напряжения гетеродина (IC4)

• Оригинал: 78L06 в корпусе TO-92 (маломощный стабилизатор на 6 Вольт, 100 мА).
• Прямые импортные аналоги: LM78L06ACZ, MC78L06ABP, L78L06ACZ.
• Отечественный аналог: КР1157ЕН6А (или Б) в корпусе TO-92.
• Важно: Не перепутайте его со стабилизатором основного питания (если там используется стандартный 78L05 на 5 В). Для гетеродина второй версии автор применил именно 6-вольтовую версию для повышения стабильности частоты.

Транзистор УВЧ (Q1)

• Оригинал: В тексте марка не указана, но это стандартный кремниевый обратный высокочастотный транзистор (NPN).
• Популярные импортные аналоги: 2N2222A, BC547, MPS2222A, SS9014.
• Отечественные аналоги: КТ315 (с любым буквенным индексом), КТ3102 (А, Б, В), КТ368А (отличный малошумящий высокочастотный транзистор).

Варикапы настройки частоты (D1, D2)

• Оригинал: Конкретная марка не указана, но для работы гетеродина в диапазоне 3.5–3.8 МГц с учетом гармоник требуются варикапы со значительным перекрытием по емкости (примерно 30–150 пФ).
• Популярные импортные аналоги: BB112 (отличный вариант с большим перекрытием), BB139, 1SV149.
• Отечественные аналоги: КВ135А, КВ139А, КВ109 (А, Б, В). Для расширения диапазона перестройки их часто включают параллельно, как и сделано в этой схеме (D1 и D2).

Светодиод в цепи АРУ (LED)

• Оригинал: Обычный индикаторный светодиод, начинающий открываться при напряжении около 1.7 В.
• Аналог: Подойдет любой классический красный светодиод диаметром 3 мм или 5 мм (например, серии AL307 или импортный L-53HD).
• Важно: Используйте именно красный светодиод. У зеленых, синих и белых светодиодов напряжение открытия гораздо выше (от 2.2 до 3.4 В), и цепь АРУ с ними просто не будет срабатывать на нужной амплитуде звука.

Защитный диод питания (D4)

• Оригинал: Любой кремниевый выпрямительный диод.
• Импортные аналоги: 1N4007, 1N4001, 1N4148.
• Отечественный аналог: КД522, КД105, КД209.