Методическая разработка "Технология монтажа радиоприемника на транзисторах"
методическая разработка на тему

Министерство образования Республики Мордовия

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Республики Мордовия среднего профессионального образования

«Саранский техникум сферы услуг и промышленных технологий»

РАССМОТРЕНО                                                 УТВЕРЖДАЮ

«___»____________2014 г.                                 «___» ______________2014 г.

На заседании метод.комиссии                            Зам.директора по УПР

______________ О.А.Маркина                            _____________ Н.А.Маркова

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

«Технология монтажа радиоприемника

на транзисторах»

                                                                  Подготовила: В.А.Коровина,

преподаватель специальных дисциплин

г. Саранск

Пояснительная записка

Данная методическая разработка предназначена для проведения уроков теоретического и производственного обучения по теме «Технология монтажа супергетеродинных радиоприемников» по профессии «Монтажник радиоэлектронной аппаратуры и приборов».

Урок разработан с элементами педагогической технологии -    формирования профессиональных и общих компетенций.

В разработке представлена учебно-производственная работа по  теме «Технология монтажа супергетеродинных радиоприемников», вопросы по проверке знаний учащихся по теме.

 Вопросы составлены таким образом, что позволяют мастеру производственного обучения, преподавателю отследить теоретический уровень подготовки учащихся по данной теме. Вместе с тем каждый учащийся имеет возможность самостоятельной проверки своих знаний, как по теоретической части урока, так и по производственной при сборке и налаживании  радиоприемника с помощью осциллографа и генератора звуковой частоты.

Урок обеспечен необходимым инструментом, материалами, оборудованием и дидактическими средствами обучения.

 В ходе урока у учащихся формируются:

Профессиональные  компетенции:

ПК 1. Производить монтаж печатных схем, навесных элементов;

ПК 2. Выполнять сборку и монтаж устройств импульсной и вычислительной техники ;

ПК 5. Комплектовать изделия по монтажным, принципиальным схемам, схемам подключения и расположения.

Общие компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем;

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.

 Повышаются профессиональные навыки по применению современных технологий и развивается логическое и техническое  мышление.

Назначение и применение радиоприемников

 История развития технологий радио началась в конце 19 века, когда выдающимся физиком Герцем был сконструирован первый передатчик радиоволн. Но настоящее развитие началось в тот момент, когда очевидным стал потенциал нового изобретения и Попов продемонстрировал возможности изобретенного им грозоотметчика или радиоприемника.

На сегодняшний день существует несколько основных разновидностей радиоприемников. Различаются они, прежде всего по своему целевому назначению. Радиоприемные устройства используют для радиосвязи, звукового и телевизионного вещания, радионавигации, радиолокации, paдио - телеуправления и т.д. Радиоприемное устройство должно содержать все необходимые узлы для осуществления следующих процессов:

• выделения из всей совокупности электрических колебаний, создаваемых в антенне внешними электромагнитными полями, сигнала от нужного радиопередатчика;
• усиления высокочастотного сигнала;
• детектирования, т.е. преобразования высокочастотного модулированного сигнала в ток, изменяющийся по закону модуляции;
• усиления продетектированного сигнала.

Дальнейшее преобразование сигнала зависит от конкретных особенностей применения радиоприемника. Если, например, приемник предназначен для одноканальной радиотелефонной связи либо звукового или телевизионного вещания, то принятый сигнал после усиления превращается в звук и изображение при помощи телефона, громкоговорителя и приемной телевизионной трубки.

Если приемник предназначен для многоканальной радиосвязи, то продетектированный и усиленный сигнал подводится к оконечному устройству, в котором происходит разделение сигналов по отдельным каналам и, если требуется, дополнительная их обработка.

Применяемые в настоящее время радиоприемники делятся на профессиональные и бытовые. Первые предназначаются для использования на линиях радиосвязи и для решения различных навигационных, телеметрических и других специальных задач. Вторые служат для приема программ звукового и телевизионного вещания.

Радиоприемные устройства можно классифицировать:

• по роду работы (радиотелефонные, радиотелеграфные, телевизионные, радионавигационные, радиолокационные и др.);
• по виду модуляции (с амплитудной модуляцией (AM), частотной модуляцией (ЧМ), однополосной амплитудной модуляцией (ОБП) и т.д.);
• по диапазону волн принимаемых сигналов (километровые, гектометровые, декаметровые и т.д.);
• по месту установки (стационарные, переносные, самолетные, автомобильные и др.);
• по схеме электропитания (от сети постоянного и переменного токов).

Структурная схема радиоприемников

 В настоящее время находят применение приемники прямого усиления, регенеративные, суперрегенеративные, супергетеродинные с одинарным и двойным преобразованиями частоты. Ha рисунке 1 представлена структурная схема приемника прямого усиления.

 1. Структурная схема приемника прямого усиления

Входная цепь (ВЦ) - выделяет полезный сигнал из всей совокупности колебаний, наводимых в антенне от различных радиопередатчиков и других источников электромагнитных колебаний, ослабляет мешающие сигналы.

Усилитель радиочастоты (УРЧ) - усиливает поступающие из входной цепи полезные сигналы и обеспечивает дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций.

Детектор (Д) - преобразует модулированные колебания радиочастоты в колебания, соответствующие передаваемому сообщению: звуковому, телеграфному и др.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) - усиливает продетектированный сигнал по напряжению и мощности до величины, достаточной для приведения в действие оконечного устройства (громкоговорителя, реле, приемной телевизионной трубки и др.).

Оконечное устройство (ОУ) - преобразует электрические сигналы в исходную информацию (звуковую, световую, буквенную и др.).

Основные параметры  радиоприемников

Электрические и акустические качества радиовещательных приемников характеризуются следующими параметрами:  

1. Чувствительность - характеризует способность приемника принимать слабые сигналы. Она определяется величиной поступающего на вход приемника сигнала, который обеспечивает нормальную выходную мощность (или выходное напряжение). Чем меньше ЭДС сигнала, необходимая для получения заданной мощности (или напряжения), тем выше чувствительность приемника.  
2. Селективность (избирательность) - характеризует способность приемника выделять сигналы нужной радиостанции из всех ЭДС , наводящихся в приемной антенне, и подавлять сигналы других станций и помех, мешающих приему. Селективность зависит от количества, качества и точности их настройки, она выражается в децибелах (дБ). Различают селективность по соседнему каналу, зеркальному каналу и частоте, равной промежуточной.
3. Диапазон принимаемых частот — это область частот или волн, в пределах которых настраивается радиоприемник. Радиовещательные приемники имеют следующие диапазоны:

          ДВ: 150,0...405,0 кГц (2000Д..740.7 м);

          СВ : 525,0... 1605,0 кГц (571,4...186,9 м);

          KB: 3,95...12,1 МГц (75,9...24,8 м);

          УКВ: 65,8...73,0 МГц (4,56.-4,11 м).

4. Номинальная выходная мощность — это максимальная мощность, которая может быть получена на выходе приемника при заданной величине гармонических искажений. Она измеряется обычно единицами ватт и зависит от типа ламп и транзисторов, работающих в выходном каскаде приемника.
5. Качество воспроизведения сигналов приемника характеризуется его способностью воспроизводить на выходе форму огибающей кривой модулированного сигнала, воздействующего на входе. Этот один из основных показателей приемника зависит от величины искажений, возникающих в его каскадах. Чем меньше вносимые приемником искажения, тем выше качество воспроизведения принимаемого сигнала.
6. Потребляемая мощность определяет экономичность приемника и зависит от числа ламп или транзисторов и режима их работы. Сетевые приемники потребляют большую мощность, чем ламповые батарейные, а ламповые батарейные в свою очередь — большую, чем транзисторные.

Сборка, монтаж и контроль радиоприемника

 Основными документами при проведении сборки и монтажа радиоприемника являются технологические карты  и чертежи (схемы). В технологических картах указываются последовательность проведения сборочно – монтажных операций и используемые при этом оборудование, инструмент и приспособления.

 Радиоприемник на двух транзисторах обладает большей чувствительностью и обеспечивает более громкое звучание принимаемых радиостанций. Прослушивание ведется на высокоомные  головные телефоны.

 Один из основных узлов приемника - магнитная антенна WA1. Это, по сути дела, тот же ферритовый стержень с намотанными на нем катушками L1 и L2, причем катушка L1 является контурной и вместе с переменным конденсатором С2 составляет колебательный контур, a L2 - катушка связи. Чувствительность приемника в данном случае достаточна для того, чтобы мощные близлежащие радиостанции принимать без наружной антенны - ее роль выполняет ферритовый стержень с контуром L1C2 (иначе говоря, магнитная антенна). Для приема менее мощных и удаленных радиостанций к колебательному контуру магнитной антенны нужно подключить наружную антенну и заземление.

С катушки связи L2 сигнал подается на первый каскад, собранный на транзисторе VT1. После него сигнал поступает на детектор из диодов VD1 и VD2. Выделенный на детекторе звуковой сигнал подается через конденсатор С6 на последний каскад, собранный на транзисторе VT2. Питается приемник от батареи GB1 напряжением 9 В, но работать может и при меньшем напряжении, например 4,5 В. Правда, громкость звучания при этом падает примерно вдвое.

 Какие же детали понадобятся для сборки двухтранзисторного приемника? Прежде всего, конечно, транзисторы. В первом каскаде можно использовать транзистор типа П416Б, П401—П403, П422 с коэффициентом передачи тока от 60 до 100. Для выходного каскада подойдет транзистор МП39Б или МП42Б с коэффициентом передачи тока не менее 40. Диоды могут быть типа Д9 или Д2 с любой буквой на конце.

Магнитную антенну надо намотать на ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной 45...50 мм. Катушка L1 содержит 90 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,15...0,2 мм, a L2—15 витков. Расстояние между катушками около 5 мм, намотка — виток к витку.

Переменный конденсатор С2 типа КП-180 или другой, например от радиоприемника «Селга» (используется, естественно, только одна секция). Важно, чтобы максимальная емкость конденсатора была не менее 180 пФ, тогда приемник будет принимать радиостанции средневолнового диапазона (примерно от 150 до 600 м).

Конденсатор С1 можно взять КТ, КТК, КД емкостью от 33 до 47 пФ; СЗ, С4, С5, С7—БМТ-2, МБМ, К40П-2, ПМ-1 емкостью от 3300 до 9100 пФ; оксидный конденсатор С6—К50-6, К50-12, К50-16 емкостью от 2 до 10 мкФ на напряжение не ниже 10 В.

Все постоянные резисторы — МЛТ-0,5 (можно, конечно, МЛТ-0,25 и даже МЛТ-0,125). Головные телефоны BF1—ТОН-1, ТОН-2 или аналогичные высокоомные. Батарея питания GB1— «Крона».

 Часть деталей размещают на плате из изоляционного материала. В последнюю очередь припаивают к монтажным стойкам транзисторы. Важно не перепугать местами их выводы и, кроме того, соблюдать заданную последовательность подпайки выводов: сначала — базовый, затем — эмиттерный, в последнюю очередь — коллекторный. Смонтировав плату, проверьте монтаж и убедитесь, что все соединения соответствуют схеме, а пайки надежные (покачайте их пинцетом). Только после этого подключите к стойкам платы источник питания с выключателем и головные телефоны. Антенну и заземление можно пока не подсоединять.

 Подайте выключателем питание на приемник. В головных телефонах должен послышаться слабый шум, свидетельствующий о работе транзисторов. Измерьте вольтметром напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2 — оно должно равняться примерно половине напряжения источника питания, то есть около 4,5 В. Если измеренное напряжение значительно отличается от указанного, подберите резистор R4. Измерьте также напряжение между эмиттером и коллектором транзистора VT1 — оно должно быть в пределах 3...6 В. При необходимости точнее установить это напряжение можно подбором резистора R1.

Проверив и установив режимы работы транзисторов, подключите к приемнику антенну (можно даже комнатную или просто отрезок провода метровой длины) и заземление и попробуйте настроиться на какую-нибудь радиостанцию. Если появятся сильные искажения звука даже при небольшой громкости, сразу отмотайте от катушки L2 несколько витков (не более 5). Проверьте, сколько радиостанций можно услышать при вращении ручки переменного конденсатора. Помните, что с указанными параметрами магнитной антенны приемник рассчитан на работу в средневолновом диапазоне (примерно от 250 до 600 м).

Мощную близлежащую радиостанцию можно принимать без наружной антенны и заземления. Настраиваясь на нее переменным конденсатором, нужно держать приемник горизонтально и поворачивать его из стороны в сторону. Наибольшая громкость будет в том случае, когда ось стержня магнитной антенны окажется перпендикулярной направлению на радиостанцию.

А если смонтированный приемник должен принимать длинноволновые радиостанции? Тогда при изготовлении магнитной антенны надо намотать на ферритовый стержень другую катушку L1 — она должна содержать 220... 240 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,15...0,2 мм, уложенных на длине 20...25 мм в четырех- пяти секциях с равным числом витков в каждой. Ширина секции около 4 мм, расстояние между секциями 1...2 мм.

Закончив проверку и налаживание приемника, установите монтажную плату и все остальные детали (гнезда XS1 и XS2, разъем XI, выключатель SA1 и источник питания) в корпусе подходящих размеров.  

Электрическая схема радиоприемника на двух транзисторах

Печатная плата радиоприемника на двух транзисторах

Основные требования безопасности труда

 При работе с электрическими паяльниками следует соблюдать меры, предотвращающие поражение   электрическим током.  Ручка паяльника должна быть из изоляционного материала и сухой.  Горячий паяльник укладывают на специальную металлическую подставку. Перегретый паяльник не охлаждают в жидкости. Запрещено выполнять пайку деталей, в которых находились легковоспламеняющиеся материалы без предварительной очистки и промывки деталей, a также вблизи легковоспламеняющихся материалов. При отсутствии местной вентиляции тщательно моют руки после работы.

При пайке в производственных условиях напряжение в паяльнике должно быть не выше 36 В.  Запрещается производить пайку медно-цинковыми припоями или припоями, содержащими кадмий, в помещениях, не имеющих принудительной приточно-вытяжной вентиляции. Во время нагрева паяльника и деталей, а также при пайке необходимо принять меры предосторожности от ожогов. 

     При монтаже радиосхем запрещается:

- проверять на ощупь наличие напряжения и нагрев токоведущих частей схемы;

- применять для соединения блоков и приборов провода с поврежденной изоляцией;

- производить пайку и установку деталей в оборудовании, находящемся под напряжением;

- подключать блоки и приборы к оборудованию, находящемуся под напряжением;

Список литературы

1. Л.Н.Гуляева, Технология монтажа и регулировка радиоэлектронной аппаратуры и приборов, Москва, ИЦ «Академия», 2009
2. В.В.Бессонов, Кружок радиоэлектроники, Москва, «Просвещение»
3. Ю.С.Иванов, Энциклопедия начинающего радиолюбителя, Москва, Патриот. 1992
4. Л.Н.Гуляева, Высококвалифицированный монтажник радиоэлектронной аппаратуры, Москва. ИЦ «Академия», 2007