Как сделать радиоприемник своими руками?

Собираемый своими руками радиоприёмник включает в себя антенну, радиоплату и устройство для воспроизведения принятого сигнала – громкоговоритель или наушники. Блок питания может быть и внешним, и встроенным. Шкала принимаемого диапазона – в килогерцах или мегагерцах. Радиовещание использует лишь кило- и мегагерцевые частоты.

Приёмник, изготовленный в домашних условиях, должен быть мобильным или возимым. Советские магнитолы VEF Sigma и «Урал-Авто», более современный Manbo S-202 – тому пример.

Приемник содержит минимум радиоэлементов. Это несколько транзисторов или одна микросхема, без учёта навесных деталей в схеме. Они не должны стоить дорого. Вещательный приёмник, обходящийся в миллион рублей, – почти фантастика: это не профессиональная рация для военных и спецслужб. Качество приёма должно быть приемлемым – без лишних шумов, с возможностью на КВ-диапазоне слушать весь мир в поездках по странам, а на УКВ – удаляться от передатчика на десятки километров.

Нужна шкала (или хотя бы разметка на ручке настройки), позволяющая прикинуть, какой диапазон и какая частота прослушивается. Многие радиостанции напоминают слушателям, на какой частоте производится вещание. Но повторять 100 раз в день, например, «Европа Плюс», «Москва 106,2» уже не в моде.

Приемник должен быть пыле- и влагозащищённым. Это обеспечит корпус, например, от мощной колонки, в которой есть резиновые вставки. Самому сделать такой корпус тоже можно, но он герметично закрыт почти со всех сторон.

В качестве расходных материалов потребуются.

1. Набор радиодеталей – список составляется по выбранной схеме. Нужны резисторы, конденсаторы, высокочастотные диоды, самодельные катушки индуктивности (или дросселя вместо них), ВЧ-транзисторы малой и средней мощности. Сборка на микросхемах сделает устройство малогабаритным – меньше смартфона, чего не скажешь о транзисторной модели. В последнем случае потребуется разъём стандарта на 3,5 мм для наушников.
2. Диэлектрическая пластина для печатной платы – из подручных материалов, не проводящих ток.
3. Винты с гайками и гровер-шайбами.
4. Корпус – например, от старой колонки. Деревянный корпус изготавливается из фанеры – для него также понадобятся мебельные уголки.
5. Антенна. Телескопическая (лучше использовать готовую), но подойдёт и кусок изолированного провода. Магнитная – наматывается на ферритовый сердечник самостоятельно.
6. Обмоточный провод двух разных сечений. Тонким проводом наматывается магнитная антенна, толстым – катушки колебательных контуров.
7. Сетевой шнур.
8. Трансформатор, диодный мост и стабилизатор на микросхеме – при питании от сетевого напряжения. Для питания от аккумуляторов размером с обыкновенную батарейку встроенный адаптер питания не нужен.
9. Провода для внутреннего монтажа.

Инструменты:

• пассатижи;
• бокорезы;
• набор отвёрток для мелкого ремонта;
• ножовка по дереву;
• ручной лобзик.

Есть несколько схем радиоприёмников:

1. детекторная;
2. прямого усиления;
3. (супер) гетеродинная;
4. на синтезаторе частот.

Приёмники с двойным, тройным преобразованием (2 или 3 гетеродина в схеме) применяются для профессиональной работы на предельно допустимых, сверхдальних расстояниях.

Минус детекторного приёмника – низкая избирательность: одновременно слышны сигналы нескольких радиостанций. Достоинство – нет отдельного электропитания: энергии приходящих радиоволн хватает, чтобы прослушивать эфир без электропитания всей схемы. В вашей местности должен вещать хотя бы один ретранслятор – в диапазоне длинных (148-375 килогерц) или средних (530-1710 кГц) частот. При удалении от него на 300 км и более вы вряд ли что-то услышите. Вокруг должно быть тихо – слушать передачу лучше в наушниках с высоким (сотни и тысячи ом) сопротивлением. Звук будет еле слышимым, но и речь, и музыку разобрать удастся.

Собирается детекторный приёмник следующим образом. Колебательный контур состоит из переменного конденсатора и катушки. Один его конец подключается к внешней антенне. Заземление подаётся через контур здания, трубы отопительной сети – на другой конец контура. Последовательно с контуром включён любой ВЧ диод – он выделит звуковую составляющую из ВЧ сигнала. К параллельно получившейся сборке подключается конденсатор – он сгладит пульсации. Для извлечения звуковой информации применяется капсюль – сопротивление его обмотки не менее 600 Ом.

Если отключить наушник от ДП и подать сигнал на простейший звуковой усилитель, то детекторный приёмник станет приёмником прямого усиления. Подключив на вход – к контуру – усилитель радиочастоты СВ или ДВ диапазона, вы повысите чувствительность. Можно удалиться от АМ ретранслятора до 1000 км. Приёмник с простейшим диодным детектором не работает на (У) КВ диапазоне.

Чтобы обеспечить селективность и по соседнему каналу, нужны гетеродин, смеситель и дополнительный усилитель. Гетеродин – местный автогенератор с переменным контуром. Схема гетеродинного приёмника работает следующим образом.

1. Сигнал поступает с антенны на усилитель радиочастоты (УРЧ).
2. Усиленный ВЧ сигнал проходит через смеситель. На него накладывается сигнал гетеродина. Смеситель – это вычитатель частоты: из значения входного сигнала отнимается значение гетеродина. Например, чтобы принять станцию на 106,2 МГц в FM-диапазоне, частота гетеродина должна быть 95,5 МГц (остаётся 10,7 для дальнейшей обработки). Величина 10,7 постоянна – смеситель и гетеродин настраиваются синхронно. Рассогласование этого функционального узла сразу же приведёт к неработоспособности всей схемы.
3. Полученная промежуточная частота (ПЧ) в 10,7 МГц поступает в блок УПЧ. Сам УПЧ выполняет функцию селектора: его полосовой фильтр урезает спектр радиосигнала до полосы всего лишь в 50-100 кГц. Так обеспечивается избирательность по соседнему каналу: в плотно забитом FM-диапазоне большого города радиостанции располагаются через каждые 300-500 кГц.
4. Усиленная ПЧ – сигнал, готовый к переносу из области радиочастот в область звуковых. Амплитудный детектор преобразует AM-сигнал в звуковой, выделяя НЧ огибающую радиосигнала.
5. Полученный звуковой сигнал поступает на усилитель низкой частоты (УНЧ) – и далее на динамик (или наушники).

Достоинство схемы (супер) гетеродинного приёмника – удовлетворительная чувствительность. Можно удаляться от FM-передатчика на десятки километров. Селективность по соседнему каналу позволит слушать понравившуюся радиостанцию, а не одновременную какофонию из нескольких радиопередач. Недостаток – вся схема требует питания – несколько вольт и до десятков миллиампер постоянного тока.

Есть и избирательность по зеркальному каналу. У AM-приёмников (ДВ, СВ, КВ диапазонов) ПЧ равна 465 кГц. Если в СВ диапазоне приёмник настроен на частоту 1551 кГц, то эту же частоту он «поймает» и на 621 кГц. Зеркальная частота равна удвоенному значению ПЧ, отнятому от значения частоты передатчика. У FM (ЧМ) приёмников, работающих с диапазоном УКВ (66-108 МГц), ПЧ равна 10,7 МГц.

Так, сигнал от авиационной рации («комарика»), работающей на 121,5 мегагерцах, примется при настройке приёмника на 100,1 МГц (минус 21,4 МГц). Чтобы устранить приём помехи в виде «зеркальной» частоты, между УРЧ и антенной включается входной контур – один или несколько колебательных контуров (катушка и конденсатор, соединённые параллельно). Недостаток многоконтурной входной цепи – снижение чувствительности, а с ней и дальности приёма, что требует подключения антенны с дополнительным усилителем.

Недостаток гетеродинных приёмников – сигнал от гетеродина без входного контура и при наличии обратной связи УРЧ попадает в антенну и переизлучается в эфир. Если включить два таких приёмника, настроив их на одну и ту же радиостанцию, и расположить рядом, вплотную – в динамиках у обоих появится лёгкое посвистывание меняющегося тона. В схеме на основе синтезатора частот гетеродин не применяется.

В стереоприёмниках FM после УПЧ и детектора располагается стереодекодер. Кодирование стереосигнала на передатчике и декодирование на приёмнике осуществляется по пилот-тональной технологии. После стереодекодера ставят стереоусилитель и два динамика (по одному для каждого канала).

Чтобы собрать электронику приёмника, сделайте следующее.

1. Высверлите отверстия в заготовке под радиоплату, сверяясь с чертежами (топология, расположение элементов).
2. Разместите радиоэлементы.
3. Намотайте катушки контуров и магнитную антенну. Разместите их согласно схеме.
4. Выполните дорожки на плате, сверяясь с топологией из чертежа. Дорожки выполняют как прорезыванием, так и травлением.
5. Спаяйте на плате детали. Проверьте правильность произведённого монтажа.
6. Припаяйте провода на вход антенны, питания и на выход для динамика.
7. Установите регуляторы и переключатели. Многодиапазонная модель потребует многопозиционный переключатель.
8. Подключите динамик и антенну. Включите блок питания.
9. В динамике появится шум ненастроенного приёмника. Покрутите ручку настройки. Настройтесь на одну из доступных станций. Звук радиосигнала должен быть без хрипов и шумов. Подключите внешнюю антенну. Нужны подстройка катушек, сдвиг диапазона. Дроссельные катушки настраиваются вращением сердечника, бескаркасные – растяжением и сжатием витков. Для них нужна диэлектрическая отвёртка.
10. Выберите на FM-модуляторе крайнюю частоту (например, 108 МГц) и подвигайте витки гетеродинной катушки (она располагается рядом с переменным конденсатором), чтобы верхний край диапазона приёмника устойчиво принял сигнал модулятора.

Соберите корпус:

1. Разметьте и распилите фанеру или пластик на 6 граней будущего корпуса.
2. Разметьте и просверлите отверстия под уголки.
3. Выпилите круглый большой зазор для динамика.
4. Сверху и/или сбоку выпилите щели под регулятор громкости, выключатель питания, переключатель диапазонов, антенну и ручку настройки частоты, ориентируясь по сборочному чертежу.
5. Установите радиоплату на одной из стенок с помощью винтовых стоек «свайного» типа. Соотнесите органы управления с технологическими отверстиями на соседних гранях корпуса.
6. Смонтируйте блок питания – или USB-плату с литий-ионной батареей (для мини-радио) – в стороне от основной платы.
7. Подключите радиоплату к плате блока питания (или к контроллеру USB и аккумулятору).
8. Подключите и закрепите магнитную антенну для AM и телескопическую для FM. Все соединения проводов надёжно заизолируйте.
9. Если изготавливается громкоговорящая модель, установите динамик на переднюю грань корпуса.
10. С помощью уголков соедините все грани корпуса между собой.

Рекомендации для начинающих

• Чтобы не перегреть диоды, транзисторы и микросхемы, не работайте паяльником мощностью более 30 ватт без флюса.
• Не подвергайте приёмник воздействию осадков, тумана и мороза, кислотных паров.
• Не прикасайтесь к выводам высоковольтной части блока питания, когда тестируемое устройство под напряжением.

О том, как собрать радио своими руками, смотрите далее.