Рис. 36. Диаграмма направленности ферритовой антенны.
Рис. 37. Диаграмма направленности рамочной антенны.
По своей форме диаграмма напоминает цифру 8.
Для того чтобы избавиться от этого неприятного явления, существует очень простой способ. На вход приемника вместе с ферритовой антенной включают штыревую. Штыревая антенна, как говорит само ее название, представляет собой штырь длиной 1,0–1,5 м. Для сложных приемников, способных принимать большое число радиостанций, штыревая антенна может быть даже короче. Изготовить штыревую антенну можно из латунного или медного прутка диаметром 4–5 мм. Можно использовать и телескопические антенны от карманных приемников или один «ус» от комнатной телевизионной антенны.
Диаграмма направленности штыревой антенны представляет собой окружность. Это означает, что на штыревую антенну прием происходит одинаково со всех направлений. Если на вход приемника включить сразу две антенны, входные сигналы, получаемые с этих антенн, будут складываться, сложатся и диаграммы направленности, и мы получим новую диаграмму, которая показана на рисунке 38.
Рис. 38. Сложение диаграмм направленности рамки и штыря.
Эта фигура давным-давно кому-то напомнила очертания сердца, и поэтому ее назвали кардиоидой (от латинского слова «кардиа» — «сердце»). Такая диаграмма направленности значительно удобнее, чем восьмерка, так как мы уже не спутаем направление, откуда приходят радиоволны, потому что наибольшая громкость будет только при одном положении ферритовой или рамочной антенны. С противоположной стороны мы почти ничего слышать не будем. Удобство сочетания двух антенн состоит еще и в том, что мы можем легко избавиться от всех мешающих радиостанций, расположенных в противоположном от «рабочей» радиостанции направлении.
Можно дать еще один совет тем, кто будет пользоваться комбинацией из двух антенн. Дело в том, что, пользуясь двумя антеннами, определить точно направление на радиостанцию по наибольшей громкости довольно трудно. Это происходит потому, что достаточная громкость приема будет и в том случае, если мы повернем антенну на некоторый угол от точного направления на радиостанцию. У кардиоиды максимум выражен неярко. Но ведь нам все равно, как определять направление: на радиостанцию или от радиостанции, важно, чтобы мы смогли ориентироваться на местности. Поэтому значительно удобнее поворачивать приемник так, чтобы станцию не слышать вовсе или слышать с наименьшей возможной громкостью. Это происходит оттого, что минимум слышимости при пользовании антеннами, дающими кардиоидную диаграмму направленности, выражен более резко, чем максимум. Мы не слышим (или слышим слабо) принимаемую радиостанцию только при одном, строго определенном положении ферритовой антенны (рамки) по отношению к направлению на принимаемую радиостанцию. Правильность выбранного направления проверяется в этом случае по принципу: станция не слышна — направление правильное. Такой способ дает значительно более точные результаты выбора направления. Хочется только предостеречь невнимательных от того, чтобы они не определяли направление неработающим приемником: с его помощью нельзя услышать ни одной радиостанции.
Как определять направление по максимуму и минимуму сигналов принимаемой радиостанции, поясняет рисунок 39.
Рис. 39. Определение направления по кардиоидной диаграмме (ША — штыревая антенна, МА — магнитная антенна).
Если при изготовлении такого «радиокомпаса» у вас возникнет вопрос, какая антенна лучше — ферритовая или рамочная, то советуем отдать предпочтение рамочной. У нее диаграмма направленности острее и минимум и максимум приема выражены значительно резче.
Заводской транзисторный приемник в любом походе лучше использовать по прямому его назначению. Веселая музыка, последние известия, проверка времени — вот для чего нужен вещательный приемник в походе. Радиокомпас лучше сделать только радиокомпасом и использовать его для определения направлений маршрута.
Схема и конструкция радиокомпаса очень просты, и изготовить его может даже малоопытный радиолюбитель.
Для радиокомпаса нам потребуются 3 транзистора, 10 резисторов, 8 конденсаторов постоянной емкости и 1 переменной, немного монтажного провода, наушники и батарея для карманного фонаря. Ну и, конечно, ферритовая или рамочная антенна, которую изготовляют самостоятельно.
Схема радиокомпаса изображена на рисунке 40.
Рис. 40. Принципиальная схема радиокомпаса.
Это простейший приемник, собранный по схеме прямого усиления, сокращенно обозначаемой формулой I–V-I. Это означает, что приемник имеет один каскад усиления по высокой частоте, детектор и один каскад усиления по низкой частоте.
Радиоволны местной или иногородней мощной радиостанции наводят в контуре L1С1 магнитной антенны и на штыревой антенне очень небольшие высокочастотные напряжения. Через катушку связи L2 это напряжение поступает на вход усилителя высокой частоты, который собран на транзисторе Т1. Входной контур (контур магнитной антенны) настраивается с помощью конденсатора переменной емкости в резонанс с электромагнитными колебаниями (радиоволнами) принимаемой радиостанции. Это означает, что на контуре будет выделено напряжение с частотой только одной, нужной нам радиостанции, сигналы же других радиостанций, работающих в то же самое время на частотах, отличных от резонансной частоты контура L1C1, не будут «пойманы» этим контуром.
Резисторы R1, R2, R3 и R4 служат для создания определенного режима работы транзистора по постоянному току. С помощью этих резисторов на коллекторе, эмиттере и базе транзистора получают необходимые напряжения питания, обеспечивающие заданный режим работы.
Резисторы R1 и R2 образуют делитель (они включены между полюсами батареи источника питания), со средней точки которого снимается напряжение смещения на базу транзистора Т1. Обычно это напряжение равно 0,1 части от общего напряжения питания. В соответствии с этим и выбирают величины сопротивлений резисторов (110 ком и 15 ком). Резистор R3 называют нагрузкой каскада усилителя высокой частоты (ВЧ). На этом сопротивлении выделяется усиленное напряжение высокой частоты. Чем больше сопротивление этого резистора, тем значительнее будет на нем падение напряжения, то есть больше усиление каскада. Однако устанавливать очень большое сопротивление в цепи коллектора нельзя, потому что в этом случае на коллекторе будет слишком маленькое напряжение питания и транзистор будет иметь плохие усилительные свойства. Выбирают какое-то оптимальное значение сопротивления резистора нагрузки, при котором на коллектор поступает достаточное напряжение питания и в то же время на этом сопротивлении выделится заметно усиленное напряжение высокой частоты. Резистор R4 служит для создания дополнительного автоматического смещения на базе транзистора Т1. Ток эмиттера работающего транзистора, проходя по этому резистору, создает на нем падение напряжения тем большее, чем больше ток эмиттера. Это напряжение со знаком плюс поступает на базу через резистор R2 и катушку связи L2.
Конденсатор С2 служит для того, чтобы на резисторе R2 не падало напряжение высокочастотной составляющей усиливаемого сигнала. Дело в том, что это напряжение создает отрицательную обратную связь, уменьшающую общее усиление каскада.
В связи с тем, что пользоваться радиокомпасом придется при самых различных условиях, в нем необходимо предусмотреть температурную стабилизацию. Транзисторы очень чутки к колебаниям окружающей температуры. При изменении температуры, при которой работает транзистор, изменяется и коэффициент его усиления. В некоторых случаях каскад, собранный на нем, может оказаться запертым и все устройство перестанет работать.
Нестабильность работы транзисторных усилителей можно значительно уменьшить, подав на базу транзистора небольшое отрицательное смещение со специального делителя. Одновременно с этим в цепь эмиттера транзистора включают резистор автоматического смещения.
На рисунке 41 изображена схема оконечного усилителя радиокомпаса.
Рис. 41. Элементы термостабилизации транзисторного каскада.
Резисторы R8, R9 и R10 являются элементами термостабилизации. Сопротивление резистора автоматического смещения и сопротивления резисторов R8, R9 делителя выбирают такими, чтобы начальное отрицательное напряжение на базе по отношению к эмиттеру было равно 0,1–0,3 в. Значения сопротивлений этих резисторов подбирают при налаживании, и они могут значительно отличаться от указанных на схеме. Величины этих сопротивлений зависят от режима работы транзистора и напряжения источников питания.
