>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Профессия СБОРЩИК РЭА

§ 65. Монтаж и регулировка отдельных блоков радиоприемных устройств и приборов

Современные радиоприемные устройства и приборы собираются по сложным схемам и имеют большое количество разнообразных блоков.

Наиболее распространенными из них являются блоки усилителя низкой частоты и усилителя высокой частоты.

Усилитель высокой частоты (УВЧ). УВЧ радиоприемника предназначен для усиления колебаний высокой частоты, возникающих в его антенне. Схема и сущность действия каскада усиления высокой частоты аналогичны схеме и работе усилителя низкой частоты.

Разница лишь в сопротивлении нагрузки коллекторной цепи, где получается усиленный транзистором сигнал. Этой нагрузкой, как и в каскаде усиления низкой частоты, может быть резистор, высокочастотный дроссель или высокочастотный трансформатор. Работа усилителя высокой частоты определяет эти параметры радиоприемника как селективность, т. е. избирательность, и чувствительность.

Селективность — это способность приемника выделять из всех колебаний высокой частоты, возникающих в его антенне, колебания только той частоты, на которую он настроен. Если приемник четко выделяет радиостанцию, на которую он настроен, то он обладает хорошей селективностью. Если при приеме одной радиостанции прослушиваются другие, близкие по частоте, то селективность приемника недостаточно хорошая. Одним из способов повышения селективности простейшего приемника является ослабление связи настраиваемого контура с приемником, а в более сложном — увеличение числа контуров, настраиваемых на частоту принимаемой радиостанции.

Чувствительность радиоприемника характеризует его способность улавливать слабые сигналы отдаленных радиостанций. Если приемник не реагирует на сигналы отдаленных радиостанций, то он обладает малой чувствительностью. Если приемник принимает большое количество отдаленных радиостанций, то у него хорошая чувствительность. Чувствительность приемника зависит от качества его входной цепи, числа каскадов усиления высокой частоты и режимов их работы.

Смонтированный блок УВЧ и его печатная плата со схемой расположения навесных электрорадиокомпонентов показаны на рис. 135.

Рис. 135. Смонтированный блок УВЧ (а) и его печатная плата (б)

Регулировка блока УВЧ сводится к подбору режимов работы его транзисторов и настройке входного колебательного контура на выбранные радиостанции.

Блоки УВЧ поступают на регулировку после проверки правильности электрических соединений, являющейся выходной и завершающей сборочно-монтажные работы операцией, а также после механического сопряжения оси блока конденсаторов переменной емкости с верньерно-шкальным устройством и установки шкалы настройки. Механическое сопряжение должно обеспечить вполне определенное взаимное угловое расположение роторных секций блока конденсаторов переменной емкости и шкалы настройки, на которую нанесены отметки секторов для частот точного сопряжения и отметки граничных частот.

Структурная схема регулировки блока УВЧ показана на рис. 136. Эквивалент тракта антенны А необходим, чтобы приблизить условия настройки входных контуров к реальным условиям работы антенны. Эквивалент ПЧ имеет такие же характеристики, что и реальный каскад ПЧ.

Рис. 136. Структурная схема регулировки блока УВЧ:
ГСС — генератор стандартных сигналов, А — эквивалент антенны, ВЦ — входная цепь, УВЧ — усилитель высокой частоты, С — смеситель, ПЧ - эквивалент тракта промежуточной частоты, VI, V2 — вольтметры, Г — гетеродин, Ч — частотомер

Для регулировки блок УВЧ устанавливают в специальный регулировочный стенд, включающий в себя эквивалент антенны, ПЧ и схему электропитания.

Регулировка блока начинается с проверки и установки напряжений на электродах транзисторов. Напряжения, допуски и метод установки указываются в инструкции по регулировке.

Наличие генерации гетеродина проверяют путем подключения вольтметра в каскад смесителя. Вращая ручку настройки, измеряют напряжение на всех поддиапазонах, начиная с длинноволнового, напряжение на каждом поддиапазоне должно изменяться монотонно, без провалов и пропаданий. Обнаружив провал напряжения, необходимо произвести регулировку контуров вращением сердечников катушек.

Далее приступают к установке частотных границ поддиапазонов (начиная с длинноволнового). Для этого по шкале настройки устанавливают высшую граничную частоту поддиапазона, а от генератора стандартных сигналов на вход блока подают напряжение такой же частоты. Путем вращения ротора подстроечного конденсатора входного контура смесителя подбирают на выходе регулировочного стенда частоту, равную промежуточной. Затем по частотомеру на выходе регулировочного стенда путем вращения сердечника катушки входного контура смесителя устанавливают низшую граничную частоту поддиапазона (частотомер при этом должен показывать номинальную промежуточную частоту). После этого на высшей граничной частоте подстраивают контур гетеродина, потом подстраивают его на низшей частоте и так до 3—4 раз, пока подстройка на одном конце поддиапазона не перестанет влиять на настройку другого конца. Регулировка остальных поддиапазонов производится аналогично.

Законтрив сердечники в контурах гетеродина, приступают к регулировке контуров каскадов УВЧ и входных цепей. Сопряжение контуров УВЧ и гетеродина производится по двум частотам — вблизи высшей граничной и вблизи низшей граничной частот каждого поддиапазона. Сопряжение начинают с низкочастотного поддиапазона. Шкалу блока устанавливают на отметку, соответствующую номинальной высшей частоте сопряжения данного поддиапазона и от измерительного генератора подают сигнал с такой же частотой. Амплитуда сигнала должна быть такой, чтобы стрелка выходного вольтметра заметно отклонилась. Вращением роторов подстроечных конденсаторов поочередно подстраивают все контуры данного поддиапазона в резонанс, начиная с контура последнего каскада УВЧ, по максимуму показаний выходного вольтметра.

После настройки контуров всех каскадов и входной цепи необходимо, пользуясь ручной настройкой, подстроить гетеродин по максимуму показаний вольтметра и вновь подстроить все контуры в резонанс.

По окончании настройки высокочастотной части поддиапазона шкалу блока устанавливают на отметку, соответствующую номинальной низшей частоте точного сопряжения, и подстраивают контуры с помощью сердечников катушек индуктивности. На высшей частоте сопряжения снова подстраивают гетеродин и контуры в резонанс, потом подстраивают их на низшей частоте и так до 3 — 4 раз, пока подстройка одной части диапазона не перестанет влиять на настройку другой его части.

Усилитель низкой частоты (УНЧ). УНЧ — составная часть каждого современного радиоприемника, радиолы, любого телевизора или магнитофона. Усилитель НЧ является основой радиовещания но проводам, аппаратуры телеуправления, контрольно-измерительных приборов, электронной автоматики и вычислительной техники.

Усилитель низкой частоты характеризуется выходной мощностью, чувствительностью и частотной характеристикой.

Выходная мощность — это мощность электрических колебаний звуковой частоты, выраженная в ваттах или в милливаттах, которую усилитель отдает нагрузке. В соответствии с установленными нормами различают номинальную и максимальную мощности. Номинальной называют такую мощность, при которой так называемые нелинейные искажения выходного сигнала, вносимые деталями усилителя, не превышают 3 — 5% по отношению к неискаженному сигналу. По мере дальнейшего повышения мощности нелинейные искажения выходного сигнала увеличиваются. Мощность, при которой искажения достигают 10 %, называют максимальной. Максимальная выходная мощность может быть в 5—10 раз больше номинальной, но при этом заметны искажения звукового сигнала. Обычно УНЧ рассчитывают на усредненную выходную мощность.

Чувствительностью усилителя низкой частоты называют напряжение низкочастотного сигнала, выраженное в милливольтах, которое надо подать на его вход, чтобы мощность на нагрузке достигла номинальной. Чем меньше это напряжение, тем лучше чувствительность усилителя. Чувствительность большинства промышленных усилителей равна 100 — 200 мВ.

Частотная характеристика УНЧ (полоса рабочих частот усилителя) — это зависимость напряжения выходного сигнала от его частоты при неизменном входном напряжении. Графически она выражается горизонтальной линией. Любой усилитель по ряду причин неодинаково усиливает сигналы разных частот. Как правило, хуже всего усиливаются колебания самых низших и самых высших частот звукового диапазона, поэтому частотные характеристики УНЧ неравномерны и имеют завалы по краям. Колебания крайних низших и высших частот, усиление которых по сравнению с колебаниями средних частот (800—100 Гц) падает до 30%, считают границами полосы частот усилителя. Полоса частот усилителей, предназначенных для воспроизведения грамзаписи, составляет 20 Гц — 30 кГц, усилителей сетевых радиовещательных приемников 60 Гц — 10 кГц, а усилителей малогабаритных транзисторных приемников 200 Гц — 4 кГц.

Электрическая схема УНЧ с двухтактным выходным каскадом показана на рис. 137. Все детали усилителя монтируются на одной печатной плате, выполненной из фольгированного диэлектрика толщиной 1,5 — 2 мм.

Рис. 137. Электрическая схема двухтактового УНЧ

Монтажная плата и схема соединений деталей УНЧ показаны на рис. 138. Монтаж может быть навесным с использованием пустотелых заклепок или стоек, запрессованных в отверстиях гетинаксовых или текстолитовых плат.

Рис. 138. Монтажная плата двухтактового УНЧ

Сначала на плату устанавливают и монтируют транзисторы, диоды и электрические конденсаторы, выводы которых следует подключать с учетом определенной полярности. Выводные концы радиодеталей припаивают к контактным площадкам и после этого кусачками (бокорезами) откусывают ненужную их часть. За пределами наплыва припоя должен оставаться выступающий на 1—2 мм конец проводника. По концам проводников можно легко обнаружить некачественную пайку или при ошибке без затруднений выпаять неправильно установленную деталь.

На печатную (монтажную) плату устанавливают и припаивают постоянные резисторы и конденсаторы так, чтобы их надписи номиналов были бы хорошо видны. Остальные детали усилителя НЧ монтируют в последнюю очередь. Низкочастотные трансформаторы Тр1, Тр2 закрепляют на печатной плате пайкой специальных конструктивных лепестков. Переменный резистор соединяют с печатной платой с помощью гаек или металлической скобой, изготовленной из латуни или дюраля. Для этого в плате высверливают два дополнительных отверстия рядом с крайними выводами резистора и через изоляционную прокладку (прессшпан, лакоткань и др.) прижимают резистор к плате.

Пайку выводов радиодеталей к контактным площадкам платы осуществляют электропаяльником мощностью 40 — 60 Вт с заземлением. Для пайки применяют спиртоканифольный флюс. Пайку следует выполнять быстро (не более 3 — 5 с); при пайке полупроводниковых приборов необходимо устанавливать теплоотводы.

При навесном монтаже радиодеталей соединительные проводники должны быть по возможности более короткими, а проводники входной цепи должны быть по возможности дальше от проводников и деталей выходной цепи. Иначе между ними через магнитные поля возникнет паразитная связь, из-за чего усилитель может возбудиться. Условием нормальной работы УНЧ является отсутствие самовозбуждения.

Как правило, в схемах УНЧ предусмотрены элементы регулировки усиления сигнала и тембра. Простейший регулятор усиления — потенциометр на входе УНЧ. В одном крайнем положении движка потенциометра будет максимальное усиление, в другом сигнал на входе усилителя отсутствует. Регуляторы тембра позволяют изменять частотную характеристику УНЧ, а следовательно, и тембр звучания.

Перед регулировкой УНЧ нужно убедиться в отсутствии самовозбуждения. Для этого отключают звуковой генератор Г (рис. 139), включают усилитель У, регулятор громкости устанавливают в положение наибольшего усиления и определяют напряжение на нагрузке Н усилителя. Нагрузкой УНЧ может служить собственный громкоговоритель приемника или эквивалент его в виде сопротивления. При наличии самовозбуждения вольтметр V покажет какое-то напряжение, а в громкоговорителе появится прерывистый или постоянный звук одного тона.

Рис. 139. Структурная схема регулировки блока УНЧ

Наличие фона переменного тока на выходе УНЧ проверяется при отсутствии сигнала и закороченном входе. Напряжение фона определяется по вольтметру или измерителю выхода, оно не должно быть больше установленного в инструкции. Причиной возникновения фона является плохая фильтрация выпрямленного напряжения, которая может быть следствием замыкания витков дросселя фильтра или неисправности конденсаторов фильтра (малая емкость, большой ток утечки).

Собственные шумы усилителя определяют путем измерения напряжения на выходе усилителя при отключенном источнике входного напряжения. Параллельно входу при этом подключается сопротивление, равное номинальному входному сопротивлению усилителя. Регулятор усиления устанавливается на максимальное усиление, а регулятор тембра — на широкую полосу. Напряжение собственных шумов на выходе УНЧ можно измерять также с помощью осциллографа.

Затем проверяют работу усилителя при наличии сигнала на входе. Чтобы убедиться в прохождении сигнала, на вход УНЧ достаточно подать небольшое напряжение (50—100 мВ) от звукового генератора. Во многих случаях достаточно простого прикосновения к входным гнездам усилителя (или к базе транзистора первого каскада), чтобы на выходе появилось напряжение (хриплый звук в громкоговорителе или искаженная синусоида на экране осциллографа). Если на выходе напряжение не появляется, подают сигналы последовательно на все каскады. Покаскадную проверку УНЧ начинают с выходного каскада, так как он, являясь значительным потребителем тока, в большой мере влияет на режим работы усилителя в целом. В некоторых случаях усилитель может работать, но не давать нужного усиления. Причиной этого могут быть неисправности транзисторов, утечки в переходных емкостях. Регулировка каскадов производится изменением напряжения смещения усилительных транзисторов.

После каскадной регулировки УНЧ проверяют его работу при разных входных сигналах (от 1 до 20 — 30 мВ). Затем измеряют основные показатели и снимают характеристику усилителя.

Чувствительность (см. рис. 139) измеряют звуковыми генераторами, а также специальными генераторами с фиксированными частотами. Последние значительно ускоряют процесс измерения, так как уменьшается время, затрачиваемое на перестройку. Проверка чувствительности УНЧ состоит в том, что после включения питания и прогрева в течение 3 — 5 мин на его вход через экранированный шланг от звукового генератора подается сигнал с частотой 1000 Гц и напряжением, соответствующим его номинальной чувствительности. Регулятор усиления (громкости) устанавливают в положение максимального усиления, а регулятор тембра — в положение, оговариваемое в инструкциях (в положение наибольшей полосы пропускания частот). При этом напряжение на выходе должно соответствовать номинальному или превышать его. Если напряжение меньше номинального, то определяют характер неисправности.

Отношение номинального напряжения на выходе УНЧ к напряжению на его входе есть коэффициент усиления усилителя. В соответствии с ТУ коэффициент усиления может определяться при двух крайних положениях регулятора усиления, соответствующих максимальному и минимальному усилению.

Проверку частотной характеристики усилителя и работы регулятора тембра выполняют одновременно с проверкой чувствительности по той же блок-схеме. Изменением напряжения звукового генератора U₁ получают на выходе усилителя напряжение U₂, соответствующее нормальной мощности (0,1 от номинальной выходной мощности). Затем, поддерживая постоянным напряжение U₁, изменяют частоту звукового генератора, каждый раз определяя U₂, Частоты, на которых производятся измерения, указываются в ТУ или другой технической документации. Если в УНЧ имеется регулятор тембра, то частотная характеристика снимается в двух его крайних положениях.

Работу регулятора тембра проверяют аналогичными измерениями при разных его положениях. Выходные напряжения при этом должны находиться в пределах, предусмотренных инструкцией на регулировку. Отклонения от этих пределов свидетельствуют о неисправности в первую очередь в цепях нагрузки и регулятора тембра.