"Радиолюбитель", №1, январь, 1926 год, стр. 19-21

Основные принципы конструирования радиоприемников

Инж. А. Беркман

Fundamental principoj de konstruado de radio-akceptiloj. — Jngh. A. BERKMAN. — En artikolo estas donitaj principoj, kiel farinte preparan specifikacion kaj kunmetinte la skemon, efektivigi la plej racie fermitan konstrukcion de muhtajho de akceptilo. Por la ekzemple oni donas regenerativan akceptilon, tuta muntajho de ghi estas farata sur supra parto de akceptilo.

Перед всяким начинающим радиолюбителем, приступающим к постройке приемника, всегда возникают два вопроса: что строить и как строить? Оба вопроса должны казаться особенно сложными тем радиолюбителям, которые имеют возможность просматривать но только наши, но и иностранные радиожурналы, так как каждый такой журнал печатает почти в каждом очередном номере по крайней мере одну схему детекторного (безлампового) и одну схему лампового приемника. Эти схемы обычно сопровождаются полным описанием соответствующего приемника. Совсем другой материал мы находим в многочисленных, так называемых, схемниках (некоторые из них уже переведены на русский язык и выпущены в продажу); здесь обычно дается громадное количество всевозможных схем с указанием главнейших данных — емкости конденсаторов, числа витков катушек самоиндукции и т п.; конструктивных данных схемники не дают, и в этом случае конструкция должна быть выявлена творчеством самого радиолюбителя. Схему вместе с соответствующей конструкцией можно взять и у товарища, который проверил их на опыте, и использовать их для подражания, но этот путь удовлетворяет лишь немногих радиолюбителей. Большинство стремится к самостоятельному конструированию, но при этом не всегда находит верный путь к удовлетворению и развитию своих конструкторских наклонностей, в результате чего иногда выполняется заведомо плохая конструкция, а иногда такая "собственная" конструкция приносит автору полное разочарование.

Вот почему начинающему радиолюбителю, прежде чем перейти к самостоятельному конструированию приемников, необходимо непременно усвоить основные принципы самого конструирования. Для этого ему необходимо выполнить хотя бы несколько подробно описанных хороших конструкций, при чем последние должны быть сделаны без каких бы то ни было изменений как самой конструкции так и ее деталей. Такая работа постепенно приучает радиолюбителя к известной систематичности в расположении отдельных частей приемника и невольно направляет техническое творчество новичка по правильному пути. Лишь после такого предварительного опыта можно приступить к самостоятельному конструированию.

Но это путь долгий. Чтобы сократить его, мы в ряде статей попытаемся дать любителю указания, как подходить к конструированию, и покажем ряд типичных конструкций.

В настоящей статье мы рассмотрим осуществление конструкции простейшего лампового приемника.

Выбор принципиальной схемы

В качестве основы для конструкции берется либо определенная схема, либо схема, составленная на основании определенных заданий. Если нет данных для отдельных деталей схемы, то они определяются путем расчета.

Рис. 1. Принципиальная схема.

Мы для нашей показательной конструкции выберем простую схему однолампового приемника с обратной связью. Так как в задачу настоящей статьи не входит расчет приемника, то мы данные отдельных частей и деталей приемника возьмем из какого-нибудь схемника (приведены дальше в спецификации). Взяв таким образом за основу принципиальную схему, изображенную на рис. 1, мы прежде всего должны представить себе, какое общее конструктивное оформление мы дадим нашему приемнику, и какими конструктивными особенностями он будет отличаться. Предположим, что наши требования сводятся к следующему: 1) иметь возможность принимать в пределах широкого диапазона волн; 2) пользоваться без'емкостными катушками самоиндукции; 3) иметь возможность осуществлять в антенном колебательном контуре соединение для длинных и соединение для коротких волн, при чем переключение с одной схемы на другую должно происходить без переключателя.

Рис. 2. Переключение со схемы длинных волн на схему коротких волн при помощи двойного переключателя.

Для выполнения пунктов 1 и 2 мы будем пользоваться сменными сотовыми катушками. Подбор катушки L₁ производится на основании формулы Томсона и данных о сотовых катушках.

Катушка L₂ берется с числом витков в 1—1½ раза большим, чем у катушки L₁.

Для выполнения пункта 3 мы вместо обычного двойного переключателя, применяемого для переключения с длинных на короткие волны (рис. 2), соединим емкость и самоиндукцию так, как показано на рис. 3. Заземление присоединено всегда к клемме T₂. Присоединяя антенну к клемме T₁ и замыкая клеммы T₂ и T₃ накоротко, мы получаем (рис. 3а) схему длинных волн. Присоединяя же антенну к клемме T₂ и раз‘единяя клеммы T₂ и T₃ (рис. 3б), мы получаем схему коротких волн. Такой способ переключения позволяет обойтись без двойного переключателя и крайне прост.

Рис. 3. Переключение со схемы длинных волн на схему коротких волн при помощи клемм

Выяснив таким образом особенности приемника на основании принципиальной схемы, учитывают те составные части, из которых приходится конструировать приемник, и составляют так называемую предварительную спецификацию.

Предварительная спецификация

Из фиг. 1 видно, что для сборки схемы необходимы:

Перечисленные детали составляют главную части стоимости приемника. Поэтому, проставив против каждой детали стоимость, можно приблизительно учесть стоимость изготовляемого приемника (Мы не приняли во внимание стоимости ящика, клемм, гнезд и шурупов).

Летучая схема

Подобрав все части и детали, проверяют их исправность, размещают их либо на столе, либо на специальной доске, соединяют их по схеме гибкими проводниками и проверяют получившуюся установку в действии. Собранная в таком простейшем виде схема называется летучей схемой. Она значительно облегчает задачу конструктора, позволяя заблаговременно до сборки выяснить в работе правильность взятой схемы, правильность подборки деталей и некоторые особенности схемы, могущие иметь большое значение при конструировании приемника; так, например, можно выяснить возможность возникновения паразитных собственных колебаний в ламповом приемнике, вследствие взаимодействия отдельных деталей схемы (при одном расположении соединительных проводов эти колебания получаются, при другом нет). До получения предварительных результатов с летучей схемой к конструированию переходить ни в коем случае не следует.

Общие принципы конструирования

Всякий приемник может быть собран либо в виде открытой, либо в виде закрытой конструкции.

Рис. 4. Открытая учебная конструкция приемника.

Открытая конструкция отличается по внешнему виду от летучей схемы лишь солидностью соединений и аккуратностью выполнения. Такие конструкции применяются часто для наглядности в учебных целях. Одна из таких конструкций представлена на рис. 4. Расположение как частей, так и соединительных проводников должно быть по возможности ближе к принципиальной схеме и должно быть во всяком случае очень понятно по своей наглядности и простоте. Закрытые конструкции, в которых большинство частей помещается внутри футляра (ящика), имеют значительно большее распространение. В этих конструкциях необходимо стремиться к известной портативности, возможно меньшему об‘ему приемника, удобству обращения с ним и известному внешнему благообразию.

Необходимо отметить, что закрытый тип приемника имеет одно неот'емлемое преимущество: в нем большинство частей приемника предохранено от пыли и отчасти от сырости. Никогда не следует гнаться за особой изысканностью выполнения и вычурностью форм приемника, так как тогда внимание конструктора невольно отвлекается от поставленных ему существенных задач конструирования. Тем более следует избегать (по крайней мере — на первых порах, когда работающий не приобрел еще навыков конструирования) каких бы то ни было фокусных ухищрений, приспособлений и устройств.

В случае сложных схем нет необходимости сосредоточивать все части в одном ящике; их можно распределить так, чтобы, например, в одном ящике были собраны все настраивающиеся и регулирующиеся части, а в другом — лампы с междуламповыми трансформаторами, конденсаторами, гридликами и т. п. Так устроены некоторые усилители Треста слабых токов. Если все части приемника располагаются в одном ящике, то по характеру расположения частей можно выделить две типовых конструкции.

1) Более простые конструкции с меньшим числом частей. Все части располагаются только на верхней крышке ящика (панели). Таким образом, крышку (панель) можно легко отвинчивать и снимать, не обрывая при этом внутренних соединений приемника, а это дает в случае надобности возможность легко проверить схему и исправность частей. Приемник, рассматриваемый нами в данной статье, принадлежит именно к этому типу конструкций.

2) Более сложные конструкции с большим числом частей монтируются на двух взаимно перпендикулярных панелях, связанных в жесткую систему при помощи угольников, рам или каким-нибудь другим способом. Такой тип конструкций будет рассмотрен нами в особой статье.

Рис. 5. Разметка схемы.

Рассмотрим теперь постепенные этапы конструктивного выполнения и воплощения взятой нами в виде примера схемы.

Разметка принципиальной схемы

Правильная разметка принципиальной схемы может сослужить немалую службу начинающему конструктору. Прежде всего, на схеме отмечают те части приемника, которые не имеют вращающихся и подвижных частей, т.-е. блокировочный конденсатор, трансформатор, катодные лампы и т. д., и выделяют пунктиром все те части, которые характеризуются переменной физической величиной и требуют специальных органов для изменения этой величины. Сюда нужно отнести реостаты накала, вариометры, конденсаторы с вращающимися пластинами, катушку связи, катушки самоиндукции и т. п. Особыми знаками отмечают те места схемы, где должны быть установлены клеммы, гнезда и т. п. (рис. 5). Для удобства все клеммы нумеруются.

Определение размеров и формы панели и приемника

Берут лист белой бумаги, лучше всего клетчатой, закрепляют его на столе и располагают на нем лампы и те составные части приемника, которые требуют регулировки и управления, при этом стремятся занять приборами возможно меньшую площадь. Вообще экономное и правильное расположение отдельных частей приемника является одной из наиболее трудных задач конструирования, так как, помимо выполнения таких простых и очевидных требований, как, например, чтобы вращающиеся подвижные части одной детали не задевали при движении частей другой детали, и помимо выполнения особых требований, которые будут указаны в дальнейшем, — необходимо помнить, что, кроме этих деталей, на внутренней поверхности панели располагаются еще и неподвижные детали, для которых также должно быть отведено соответствующее место. При расположении деталей не следует гнаться за особой симметрией, в особенности, если последняя может пойти во вред свойствам приемника.

Рис. 6. Формы ящиков для приемников.

Всякая деталь устанавливается раньше всего с точки зрения целесообразности, а затем с точки зрения удобства управления ею. Так, например, располагая части на вертикальной панели, необходимо ту часть, при помощи которой приемнику дается окончательная тонкая настройка, располагать ближе к столу для того, чтобы эту настройку можно было производить, опираясь кистью руки на стол, и чтобы меньше менять собственные емкости в приемнике приближением и удалением руки. Части, относящиеся к одному элемеyту, следует располагать по возможности группой для более легкого нахождения соответствующих деталей приемника. В качестве самоиндукций следует пользоваться по возможности катушками сотового типа, так как они отличаются минимальной собственной емкостью и дают возможность использовать приемник для большего диапазона волн. Конструктор должен так располагать все детали, чтобы соединительные проводники были по возможности короче, чтобы монтажная схема этих соединений была по возможности проще и чтобы самые соединения были доступны для обследования. Каждый раз, меняя расположение деталей, необходимо мысленно учитывать и общую картину расположения всех частей и деталей приемника, а также систему соединений между ними. Проверяя таким образом целый ряд расположений, приходят, наконец, к конструкции, наиболее выгодной как в смысле занимаемого пространства, так и в смысле простоты обращения с приемником. Тогда это расположение закрепляют на бумаге, обводя карандашом отдельные детали, и получают на бумаге грубое изображение нижней стороны панели. Все фигуры вписывают в прямоугольник так, чтобы ни одна деталь не касалась сторон прямоугольника. Вокруг этого прямоугольника описывают второй прямоугольник, стороны которого отстоят от сторон первого прямоугольника на расстоянии, равном толщине стенок ящика. Этот второй прямоугольник и будет представлять в точности размеры панели. Размеры ящика будут зависеть от двух причин: 1) от высоты наиболее высокой детали; 2) от самой формы ящика. На рис. 6 представлены наиболее употребительные формы приемников. Разные формы обусловливаются как формой детали, так и вкусами конструктора. В рассматриваемом нами примере мы пользовались наиболее простой моделью А. В моделях A, Б и Г все части, включая лампы и клеммы, располагаются на панелях n. Однако, возможно и другое расположение (В). Так, лампы могут быть расположены на панели л, присоединительные клеммы на боковых стенках, ручки конденсаторов и реостатов накала на панели n. Можно также все части приемника В расположить на панели n.

Разметка панели

Получившийся грубый рисунок панели более или менее приблизителен. Руководясь им, вычерчивают точный чертеж панели, в котором с большой точностью отмечены, главным образом, точки пересечения осей с панелью и места расположения клемм (фиг. 7). Все размеры, как это принято вообще в технических чертежах, проставляются в миллиметрах. Чертеж вырезают и наклеивают на приготовленную заранее панель так, чтобы края бумаги чертежа совпадали аккуратно с краями панели.

Рис. 7. Разметка панели.

В качестве материала для панели может служить не только лучший в смысле изоляции эбонит, который и дорог и требует более сложной обработки, но и медленно и хорошо просушенное дерево. В случае применения деревянной панели, сверление ее по размеченному листу не представит никаких трудностей. После сверления бумага с разметкой смывается, и в просверленных дырках закрепляются клеммы и части. Разметку можно делать и непосредственно сразу на панели, производя ее при помощи острия ножа. Карандашом размечать не следует, так как карандашные полосы представляют из себя соединения (правда, очень большого сопротивления), могущие в ламповом приемнике исказить прием. В случае эбонитовой панели точки пересечения осей с панелью отмечаются центровкой или острым гвоздем.

Монтажная схема.

Для того, чтобы соединения были произведены правильно и целесообразно, и во избежание присоединений и лишних припаек и отпаек, необходимо составить так называемую монтажную схему. С этой целью на бумагу наносят в плане общий вид панели со всеми прикрепленными деталями и отыскивают наиболее выгодные формы соединений, соответствующие размеченной принципиальной схеме. Вычертив их в окончательном виде, получают монтажную схему, по которой производится монтаж панели (рис. 8).

Рис. 8. Монтажная схема.

На основании монтажной схемы производят окончательную сборку панели (рис. 9) и всего приемника (рис. 10).

Рис 9. Вид панели со всеми частями.

При сборке следует уделить особое внимание контактам и местам спайки. Собранный приемник испытывается: при испытании он должен давать результаты не худшие, чем в летучей схеме.

Рис. 10. Общий вид приемника.