Naprawa i uruchamianie odbiorników - strojenie obwodów wejściowych

Do strojenia odbiornika przystępujemy dopiero gdy odbiornik jest elektrycznie sprawny - tj. wszystkie lampy mają właściwy punkt pracy, przełączniki są czyste i dają pewny styk itp. W przeciwnym wypadlu może się nam nie udać poprawnie zestroić odbiornika, ewentualnie poprawne zestrojenie przestaie byc poprawne po naprawie pozostałych elementów. Do strojenia obwodówq wejściowych potrzebny jest nam przestrajany generator w.cz. z pracujący w zakresie od 100kHz do 25MHz oraz jakis miernik napięcia w.cz., np. oscyloskop, sonda w.cz. do woltomierza itp. Stosowny miernik musi mieć małą pojemność wejściową, aby nie rozstrajał strojonego obwodu, w przypadku oscyloskopu wystarczy podłączyć sondę przez kondensator o małej pojemności, rzędu 1pF. Pojemność taka jest wystarczająca aby silny sygnał z generatora dał się obserwowac na oscyloskopie, a ewentualne tłumienie wprowadzone przez tak małą pojemność sprzęgającą jest nieistotne, bo i tak strojenie będzie się odbywac na maksymalną siłę sygnału.

Schemat jednoobwodowego układu wejściowego
Schemat obwodów wejściowych odbiornika

Schemat widoczny po lewej stronie przedstawia typowy układ jednoobwodowego filtru wejściowego, stosowanego w prostych superheterodynach, czy jako pierwszy stopień wieloobwodowych odbiorników reakcyjnych. Analogiczny schemat ma też sam detektor reakcyjny, posiada tylko dodatkowe cewki wprowadzające reakcję. W praktyce spotyka się różne warianty podłączenia elementów w obwodach. Cewki fal długich i średnich na ogół sa łączone szeregowo, tak jak w tym przypadku, dla fal długich pracują obie, dla fal średnich jedna. Jednak czasami, zwłaszcza w późniejszych odbiornikach, stosuje się dwie niezależne cewki, oddzielną dla fal długich, oddzielną dla fal średnich. Cewka krótkofalowa prawie zawsze jest niezalezna od cewek długo i średniofalowych, tak jak na załączonym schemacie. Przykładowy schemat posiada indukcyjne sprzężenie z anteną dla fal długich i średnich - cewki L1 i L2 są ze sobą sprzężone, podobnie cewki L3 i L4. Dla fal krótkich sprzężenie jest pojemnościowe, za pomocą kondensatora C3. Taki układ jest najczęściej spotykany, dość częste jest tez indukcyjne sprzęzenie dla fal krótkich, za to w praktyce prawie nigdy nie spotyka się pojemnościowego sprzężenia dla fal średnich i długich.

Zasada działania tego rodzaju obwodu jest prosta. Dla fal długich żaden styk nie jest zwarty, cewki antenowe L1 i L3 są połączone szeregowo, podbnie cewki siatkowe L2 i L4. Równolegle do cewek siatkowych podłączony jest kondensator strojeniowy C4, który tworzy wraz z tymi cewkami OBWÓD REZONANSOWY. Równolegle do każdej cewki siatkowej włączopny jest trymer dostrojczy - C1 dla fal średnich i C2 dla fal długich, same cewki siatkowe są przestrajane rdzeniami.

W pozycji fal długich na częstotliwość obwodu wpływają wszystkie elementy strojone - cewki L2, L4 oraz kondensatory C1, C2 i C4. W pozycji przełącznika zakresów dla fal średnich zwarte są styki 1 i 3, co oznacza, że zwarta jest długofalowa cewka antenowa i siatkowa wraz z jej trymerem. Dla tego zakresu częstotliwość obowdu ustalają cewka L2 oraz kondensatory C1 i C4. Widać więc, że te elementy mają wpłym na oba zakresy - długo i średniofalowy, co wymusza kolejność strojenia, najpierw fale średnie elementami L2 i C1, potem fale długie elementami L4 i C2. W pozycji przełącznika zakresów dla fal krótkich zwarty jest styk numer 2, który dołącza równolegle do cewek długo i średniofalowych cewkę L5, pracującą dla fla krótkich. Cewki łączone równolegle mają łączną indukcyjność mniejszą od każdej z cewek składowych (dokładniej - odwrotność indukcyjności wynikowej jest równa sumie odwrotności indukcyjności składowych). Przy tak dużej różnicy indukcyjności cewek (cewka krótkofalowa ma kilkaset razy mniejszą indukcyjność od cewki długofalowej) indukcyjność wynikowa jest praktycznie równa indukcyjności cewki krótkofalowej. Oznacza to w praktyce, że cewki średnio i długofalowe "nie przeszkadzają" cewce krótkofalowej, więc nie trzeba ich odłączać dodatkową sekcją przełącznika.

W praktyce mogą być stosowane pewne warianty tego układu. Często jest tak, równolegle do kondensatora strojeniowego C4 umieszczony jest trymer, i tylko jedna z cewek (długofalowa) siatkowych ma dodatkowy trymer. Może się zdarzyć tak, że poza trymerem równoległym do C4 nie ma innego trymera i nie ma możliwości dokładnego dostrojenia fal długich i średnich oddzielnie. Spotykane są też, choć dość rzadko trymery równoległe do cewki siatkowej - L5 na naszym przykładowym schemacie.

Zasada działania tego układu jest prosta. Strojenie odbiornika odbywa się za pomocą kondensatora zmiennego C4. Częstotliwość drgan obowdu rezonansowego określa wzór Thomsona: f = 1/(2*π*SQRT(L*C)). Ponieważ i indukcyjnośc i pojemność są we wzorze pod pierwiastkiem, to oznacza, że do dwukrotnej zmiany częstotliwości obwodu potrzebna jest czterokrotna zmiana parametrów elementów, dla trzykrotnej zmiany częstotliwości - dziewięciokrotna zmiana parametrów itp. W praktyce stosowane zakresy częstotliwości w radiofonii wynoszą od 150kHz do 450kHz dla fal długich, od 500kHz do 1.5MHz dla fla średnich i od 6MHz do ok 20MHz dla fal krótkich. Dla wszystkich tych zakresów jest to zmiana trzykrotna (dla fla krótkich minimalnie większa, choć różne odbiorniki miały różne granice zakreu fal krótkich), co oznacza dziewięciokrotną zmianę pojemności kondenstora strojeniowego.

W praktyce pojemność kondensatora strojeniowego jest zmieniana w zakresie dziesięciu razy. Zakres zmiany pojemności reguluje się trymerem równoległym do kondenstora, w naszym przykładzie są to elementy C1 i C2. Za pomocą zmiany indukcyjności cewki dobiera się obsługiwany zakres częstotliwości. W wariancie z trymerem dostrojczym dołączonym bezpośrednio równolegle do kondensatora strojeniowego wpływ trymera uwidocznia się we wszystkich zakresach, a ponieważ zakres zmian częstotliwości jest taki sam dla fal średnich, krótkich i długich to w prostych układach nie ma dodatkowych trymerów dla innych zakresów, założenie konstrukcyjne jest takie, że poprane zestrojenie jednego zakresu da wystarczająco dobry efekt w zakresach pozostałych. W takim przypadku strojenia trymera dokonuje się na zakesie najwrazliwszym na ewentualne błędy, czyli dla fal średniech.

Strojenie tego układu jest bardzo proste. Podłączamy generator do gniazda antenowego odbiornika poprzez układ sztucznej anteny (gdy go nie posiadamy wystarczy użyc opornika 500Ω w szereg z wejściem antenowym), a sondę miernika w.cz. do siatki lampy lub kondensatora strojeniowego. W tym czasie odbiornik nie musi być włączony, choć wskazane jest, aby miał włożone lampy, których pojemność też ma wpłym na strojenie. Sondę miernika poziomu w.cz. podłączamy albo do kondensatora strojeniowego, albo do siatki lampy. Strojenie obwodu odbywa sie nastepująco:

  1. W odbiorniku ustawiamy zakres fal średnich
  2. Nastrajamy odbiornik na największą częstotliwość - 1500kHz, nastawiamy generator na taką samą częstotliwość, kręcimy trymerem C1 aż do uzyskania maksymalnego poziomu napięcia na mierniku.
  3. Przestrajamy odbiornik i generator na najniższą częstotliwość - 500kHz i stroimy rdzeniem cewki L2 aż do uzyskania maksymalnego wskaznia miernika w.cz.
  4. Powtarzamy punkt 2 i 3 aż do chwili, aż zaniknie konieczność dostrajania trymera i cewki
  5. Przełączamy odbiornik na zakres fal długich
  6. Nastrajamy odbiornik i generator na największą częstotliwość - 450kHz, kręcimy trymerem C2 aż do uzyskania maksymalnego wskazania miernika w.cz.
  7. Nastrajamy odbiornik i generator na najmniejszę częstotliwość - 150kHz, stroimy rdzeniem cewki L4 aż do uzyskania maksymalnego wskaznia miernikw w.cz.
  8. Powtarzamy punkty 6 i 7 aż do chiwli, gdy przestanie być koniecznośc dostrajania trymera i cewki
  9. Przełączamy odbiornik na zakres fal krótkich
  10. Ustawiamy generator i odbiornik na dolną częstotliwość zakresu - 6MHz
  11. Stroimy rdzeniem cewki L5 aż do uzyskania maksymalnego wskazania miernika w.cz.

Punkty 9, 10 i 11 oczywiśie wykonujemy tylko gdy cewka krótkofalowa umozliwia dostrajanie, co nie było zawsze spotykane. Gdy osiągnie się maksimum wskazań miernika w.cz. w punktach 2, 3, 6 i 7 za pierwszym razem warto lekko odstroic w obie strony generator, aby zobaczyc, czy poziom wskazania miernika będzie spadał. Jak się tak nie stanie, to oznacza, że obwód jest źle zestrojony, zakres zmian elementu strojeniowego (trymera lub cewki) jest za mały. Oznacza to albo bardzo silne rozstrojenie obwodu, albo uszkodzone elementy. Przy strojeniu trymerem można wtedy próbować regulować też cewką aż do osiągnięcia maksymalnego dostrojenia, jeżeli takiej sytuacji nie da sie osiągnąć, ewentualnie nie da się poprawnie zestroić góry i dołu zakresu (czyli punkty 2 i 3 lub 6 i 7 będą powtarzane w nieskończoność) to oznacza uszkodzenie elementów, na ogół trymerów.

Schemat dwuobwodowego układu wejściowego
Schemat obwodów wejściowych odbiornika z filtrem pasmowym

Drugi schemat przedstawia obwody wejściowe odbiornika w postaci dwuobwodowego filtru pasmowego. Układ jest bardziej skomlikowany od poprzedniego, zarówno z powodu większej ilości obwdoów, jak i tego, że zawiera dodatkowe elementy zapewniające większą równomierność czułości i szerokości pasma w całym zakresie przestrajania. Dodatkowo zawiera pułapkę złożoną z cewki L1 i trymera 1, w postaci szeregowego obwodu rezonansowegi, nastrojoną na częstotliwość pośrednią. Zwiera ona wszelkie sygnały o częstotliwości pośredniej przychodzące na wejście antenowe likwidując potencjalne, spowodowane nimi gwizdy. GTa wersja obwodów wejściowych zawiera dwuobwodowy filtr wejścowy dla fal długich i średnich, i prosty, jednoobwodowy filtr dla fal krótkich, identyczny jak w poprzednim przypadku. Dla fal krótkich praktycznie nigdy nie były spotykane dwuobwodowe filtry wejściowe.

Sprzężenie z anteną dla fal krótkic jest pojemnościowe, poprzez kondensator C9, dla fal długich i średnich mieszane, indukcyjno-pojemnościowe. Sprzężenie indukcyjne zachodzi dla fal srednich poprzez cewkę L2, dla fal długich poprzez szeregowo połączone cewki L2 i L5. Dodatkowo jest jeszcze sprzężenie pojemnościowe, istotne zwłaszcza dla górnego końca zakresu przestrajania, poprzez kondensator C4 Powrót do teorii