"Хитрая" ВЧ схемотехника радиоприемных устройств

к.т.н. РОЗОВ Андрей Валентинович

       Начиная со второго курса  студенты радиотехнических ВУЗов усиленно со всех сторон изучают полупроводниковые приборы и, конечно же основу основ схемотехники - транзистор.  ("Микроэлектроника", "Полупроводниковые приборы", "Теоретические основы основы радиотехники" , "Основы теории цепей", "Радиоприемные устройства", "Усилительные устройства", "Радиопередающие устройства" и т.д. - вот только небольшой перечень дисциплин на которых рассматривается и принцип работы транзистора, и вопросы расчета и проектирования узлов и устройств на их базе.). Однако, как показала практика, большинство из выпускников так и не знает как же эта "штучка о трех ножках" работает. При этом ничто им не мешает становится разработчиками и создавать "шедевры" отечественной электроники. Сегодня идет достаточно серьезная полемика: а нужно ли вообще влезать в эти дебри. Есть большое множество различных программ моделирования радиотехнических устройств, в которых не только транзистор, а сам узел рассматривается как "черный ящик". Задай для него исходные данные -схема готова. Можно пойти другим путем: взял известную схему, опять же завел ее в программу и она тебе выдает все параметры входа-выхода при изменении тех или иных номиналов.

     Одно удовольствие от разработки. Если еще учесть, что сейчас модно полностью доверять этим программам моделирования, то и вопрос макетирования изделия отпадает. Паяльник и измерительные приборы - это уже дело прошлых лет. Однако не так все просто. Разработчики этих программ вводят классические модели активных и пассивных компонентов. А если Вы использовали нестандартное схемотехническое решение или не стандартный подход при выборе элементов? 

     В последующих  статьях будут приведены ряд схем, анализ которых с помощью известных программ приводит к  абсурдным результатам. Но это позднее.  

    Цель данной статьи  показать читателям, что в любом деле, в том числе и в вопросе схемотехники, не стоит мыслить стереотипно. К любому вопросу надо подходить творчески и ...  с долей иронии.

     Работая достаточно большое время на кафедре радиотехнических устройств и занимаясь разработкой специализированных радиоприемных  устройств у меня с коллегами находилось свободное время, которое мы занимали тем, что создавали "всякие безделушки" для души.

    В начале 90-х годов прошлого века по стране прокатился бум по носимым радиостанциям. Еще бы, у нас разрешили для индивидуального использования диапазон 27 МГц! Все радиозаводы страны бросились выпускать радиостанции на этот диапазон. Они были очень малогабаритные (размером с хороший кирпич), мало потребляли (комплекта батареек хватало на один день работы), а качество связи было таким, что иногда проще было докричаться до абонента, чем что-то услышать из динамика. Тем не менее спрос на них был сумасшедшим.

  Так вот, в свободное от основной работы время, мы решили тоже что-то сделать, но более приятное и удобное, чем то, что было. При этом было естественное желание сделать что-то не стандартное, изящное.

    Правильно говорят - лень двигатель прогресса. Скажите кому захочется заниматься сложным расчетом каскадов приемника, сначала по постоянному току (цепи смещения и т.д.) потом по высокой частоте. Это достаточно утомительный процесс. Поэтому мы пошли другим путем.

    На рис. 1  приведен УВЧ, выполненный по схеме с ОБ (общей базой). Это не какой-то ВЧ эквивалент, это реально работающая схема. Как

видно из рис. здесь всего лишь один резистор, расчет которого требует только знания закона Ома.

Кстати, даже некоторые солидные преподаватели с учеными степенями пытались нам доказать, что такая схема работать не будет. Они видно просто забыли, что когда Uбк=0. то это еще активный режим работы транзистора. В конечном итоге самый лучший критерий - практика. Спаять такую конструкцию можно за десять минут.

Рис. 1 Схема УВЧ ОБ

 Многие наверное помнят, что в радиотехнике широко применяются и каскодные схемы включения транзистора. Я не буду вдаваться в плюсы каскодных схем (об этом достаточно хорошо написано во многих книгах по радиоприемным устройствам). Просто из ходя из вышеизложенного принципа, на рис. 2 приведена реальная каскодная схема ОК-ОБ и опять же всего с одним резистором! Следует заметить, что каскодная схема ОК-ОБ является хорошим усилителем-ограничителем. (это как раз и необходимо при приеме ЧМ сигналов)

Рис. 2 Каскодная схема ОК-ОБ

Занимаясь и дальше этими "штучками" мы разработали для "души" достаточно неплохую радиостанцию.

Схема приемной части этой радиостанции приведена на Рис.3

                                                                            Рис. 3  Схема радиоприемной части радиостанции.

    Вот вам и УВЧ,  и смеситель с гетеродином, и УПЧ, и детектор. Причем данная схема работает от 3В (сколько потребляет при этом - легко подсчитать). Продолжение следует...

    P.S. В нашей рубрике "Искусство схемотехники" мы будем делать акцент именно на оригинальных схемотехнических решениях той или иной проблемы.