Серия «А не построить ли нам радио?»

Частота и длина волны.
В посте Грибы и радио. 08.10.2022
подробно описаны характеристики радиоволн по диапазонам. Наш радиоприёмник будет принимать средние волны, и нижнюю часть коротковолнового диапазона. Остановимся на средних волнах чуть подробнее.
Средние волны на обычном радиоприёмнике обозначаются "МW" или "АМ". Частоты для радиовещания: от 520 до 1750 КГц. Соответственно, длина волны от 170 до 575 метров. Определить длину волны в метрах очень просто - надо 300 000 поделить на частоту в килогерцах. Длина волны обратно пропорциональна частоте, то есть чем выше частота, тем короче волна.
Средние волны распространяются СВ в светлое время суток так называемой "Приземной волной", то есть радиоволна идёт вдоль земли, и может "загибаться" за горизонт. В тёмное время суток СВ распространяется переотражениями от земной поверхности и ионизированных слоёв атмосферы.

Максимальное расстояние, на котором мы можем услышать сигналы СВ радиостанций днём - 500 километров, ночью - 3000 километров. Иногда дальность связи на средних волнах может достигать 20 000 километров, ибо пути радиоволн неисповедимы (с).

Как "поймать" радиостанцию?
Очевидно, что в радиоэфире одновременно работают миллионы радиостанций, и радиоприёмник каким-то волшебным образом имеет способность не принимать их все одновременно, а настраиваться на волну (правильнее говорить - на частоту) одной конкретной радиостанции.
Антенна приёмника собирает все сигналы от всех радиостанций мира. Конечно, большинство станций либо очень маломощные, либо находятся далеко, но даже в простой антенне одновременно имеются сигналы нескольких тысяч передатчиков.

Возникает задача выделения из тысяч сигналов одного - нужного нам.
Всем известно, что каждая радиостанция имеет свою волну - и, соответственно, свою частоту. Например, "Радио России", работает на частоте 999 кГц (длина волны 300 метров).
Для того, чтобы из антенны в радиоприёмник попадали не все сигналы, используются избирательные входные цепи - сочетания радиоэлементов, пропускающих сигналы одной частоты, и не пропускающие сигналы других частот.

В предполагаемом радиоприёмнике входная цепь используется самая простая - параллельный колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и электрической ёмкости (конденсатора). Вот его электрическая схема:

L - это индуктивность, а С - ёмкость. Контур имеет собственную частоту. Допустим, мы на мгновение присоединили к контуру батарейку и тут же её уберём. Что произойдёт дальше?
1. Конденсатор зарядится (электрическая ёмкость примет в себя некоторый заряд).
2. Конденсатор разрядится на катушку индуктивности.
3. Вокруг катушки образуется магнитное поле, которое индуцирует (наведёт) в катушке электрический ток, который зарядит конденсатор...
... Возвращаемся к п. 1
В контуре возникают электрические колебания, с некоторой частотой. Формулу для определения частоты не привожу, подробности о колебательном контуре можно почитать здесь:
https://www.ruselectronic.com/parallelnyj-kolebatelnyj-kontu...
Но это не обязательно... Принцип мы уже понимаем.

Параллельный колебательный контур работает как короткое замыкание для всех радиочастот, кроме собственной, которая зависит от индуктивности катушки и ёмкости конденсатора.
Соответственно, параллельный колебательный контур "замыкает накоротко" все частоты - кроме одной. И сигнал именно с этой частотой попадает на вход приёмника.

Для "Радио России" нам нужен колебательный контур с катушкой индуктивностью 253 микрогенри и конденсатор ёмкостью 100 пикофарад.

Физически колебательный контур выглядит так:

И в нашем приёмнике входная цепь будет очень похожа на эту картинку.

Что надо купить, чтобы собрать входную цепь нашего будущего радиоприёмника?
1. Конденсатор переменной ёмкости. Это одна из самых дорогих деталей нашего приёмника. Дороговизна вызвана тем, что конденсатор переменной ёмкости с воздушным диэлектриком - изделие ручной работы. А нам нужен именно такой. В магазинах их не продают, надо искать на Авито. Желательно КПВ-2. Ссылку не даю, т.к. их много разных. По цене: если удастся купить дешевле 1000 рублей - считайте, что Вам повезло.

Почему конденсатор нужен переменный?
Потому, что менять индуктивность катушки очень сложно. А собственная частота контура зависит от индуктивности и ёмкости. Менять ёмкость довольно легко - перемещением пластин конденсатора. Именно перемещением пластин конденсатора переменной ёмкости и занимается ручка настройки радиоприёмника.

2. Каркас для катушки индуктивности.
Только не надо смеяться... Лучший каркас - это сантехническая муфта, вот такая:

Муфт покупайте две. Ещё вот такую:
https://www.ozon.ru/product/mufta-d50-mm-kanalizatsionnaya-r...
Зачем она понадобится, расскажу в одном из следующих постов.

3. Собственно провод для катушки. Нам понадобится эмалированный провод трёх толщин: 1,0, 0,6 и 0,3 мм. Вот такой:

Он есть на Озоне, в разных вариантах. Нам нужно:
- Толщиной 0,3 мм 50 метров;
- Толщиной 0,6 мм 15 метров;
- толщиной 1,0 мм - 10 метров.

И ещё нам понадобятся палочки... Вот такие:

Дубовые или берёзовые, диаметром 6 мм, длиной 20 - 30 сантиметров... Куда мы из будем использовать - тоже расскажу в следующих постах.

С Вами - AlexRadio. На связи!

Чтобы паять, ещё понадобится припой, канифоль и подставка для паяльника.

Помните, что канифоли много не бывает!

Ну и припой... Обычный, оловянно - свинцовый, ПОС-61.

Подставку под паяльник и губку для протирки жала предлагаю выбрать самостоятельно. Только не забудьте. Они понадобятся.

Измерительная техника.
Для строительства радио нам понадобятся самые простые приборы:
1. Мультиметр
2. Генератор каких-то сигналов (пробник).

Мультиметр выбираем недорогой цифровой, без автоматики, с ручным переключением режимов. Вот такого вполне достаточно:

Мультиметром мы будем мерять напряжение, сопротивление, а также "прозванивать" цепи - на предмет наличия или отсутствия контакта. Генератор потребуется для подачи испытательного сигнала на входы усилителя и радиоприёмника - для проверки их работоспособности в отсутствии антенны.
Генератор можно купить готовый, примерно вот такой:

Но я советую приобрести набор... Во-первых, он дешевле. Во-вторых, у него пошире диапазон генерируемых частот, а главное - можно потренироваться держать паяльник :) Изделие очень простое. И даже если не получится - не страшно, стоит недорого. Можно пережить.
Проверить работоспособность генератора после сборки можно просто подключив к его выходу наушники.

Ещё нам понадобятся бокорезы, маленькие длиннгоубцы, пинцет, лупа, несколько разных отвёрток... Но, я уверен, что у Уважаемых Читателей, которые решат строить радиоприёмник, это всё уже есть.

С Вами - AlexRadio. На связи!

Надеюсь, что у меня найдётся достаточно времени, чтобы расписать подробно всё, что понадобится купить, и описать то, что мы будем делать.
Естественно, в один пост всё категорически не влезет, да и голова может лопнуть, если взяться за формирование списка "одним днём". Поэтому строительство приёмника будем описывать в серии постов.
А если Вы не занимались радиотехникой ранее, то кроме собственно деталей и материалов для строительства приёмника Вам понадобится минимальная радиолаборатория, о которой я тоже напишу.

В каждом из постов будет рекомендация на закупку какой-то части деталей и материалов, а также будет рассмотрен какой-то участок схемы радиоприёмника, для того чтобы мы не просто "соединяли детальки по рисунку", но и понимали, как эта железяка потом будет работать.

Базовая теория радиосвязи в двух словах описана здесь:
О радиолюбительстве. Баян №6. 18.07.2023

А строить приёмник мы будем на основании решений, приведённых вот в этой книге:
https://djvu.online/file/CM1mGP8a58RVY?ysclid=mi2t3vec329309...

Естественно, строительство радиоприёмника не будет точно соответствовать книге. Книга предлагает строить радио "с начала", то есть с его радиоприёмной части. Когда я был молодым радиолюбителем, я тоже так поступал... В результате у меня в кладовке до сих пор валяется некоторое количество самоделок, которые заработали "с начала", а потом были брошены, т.к. стало не интересно помещать это в корпус, оснащать блоком питания и т.д.

Поэтому, мы будем строить радио "с конца". То есть - с корпуса. В который сперва установим все элементы питания, потом - поставим усилитель низкой частоты (УНЧ) на радиолампе 6Ж2П, потом - вставим туда копеечный ВТ-MP3-FM модуль, чтобы проверить работу УНЧ, и только когда вся эта история заработает, приступим к строительству высокочастотной части радиоприёмника.

Что мы получим в результате?
В результате будет аппарат, построенный на самых аутентичных лампах, но - с применением некоторых современных решений. Например - цифровых вольтметров (они будут показывать напряжение на аноде и на накале лампы), ВТ-MP3-FM модуля (чтобы слушать современное радио, а не только дальний эфир), современных батарей для питания анодных и накальных цепей радиоламп.
Архаичная высокочастотная часть, которая будет строиться в самый последний момент, позволит принимать радиостанции в средневолновом и нижнем коротковолновом диапазоне, примерно - до 10 мегагерц. Причём регенеративная схема приёмника позволит нам принимать не только радиовещательные станции, но и радиолюбительские, и специальные. В том числе - УВБ-76, которая работает на частоте 4,625 мегагерца.
Приёмник громкоговорящий, то есть слушать будем на динамик, а не на наушники.

Радиоприёмник будет большой.
Его размеры - ширина 400 мм, глубина 300 мм, высота 300 мм. Меньше делать не имеет смысла, т.к. это отнюдь не микроэлектроника :)
А в заявленные размеры точно влезет всё, включая батарейки.

Итак, первая закупка. Радиолампы и фанера.
Нам понадобятся радиолампы 6Ж2П. Лучше взять 3 штуки, на случай, если одну разобьём или сожжём - будет запас.
Для корпуса очень хорошо подойдёт вот такая фанера:
https://www.ozon.ru/product/fanera-dlya-lazernoy-rezki-i-gra...
и вот такие бруски:
https://www.ozon.ru/product/brusok-derevyannyy-30h40h500-mm-...
Также очень полезно купить ламповые панельки, куда будем вставлять лампы. Рекомендую взять с запасом. Часть точно испортим, пока будем заниматься строительством.
https://www.ozon.ru/product/panelka-dlya-radiolampy-plk-7-5-...
По этой ссылке - 5 штук панелек.
Все ссылки - не реклама.

В первую закупку поставлены лампы и материалы корпуса для того, чтобы "отрезать путь назад". Как можно отказаться от строительства радио, если лампы и детали корпуса уже есть?

И да, кстати... Планируемое радио устойчиво к воздействию электромагнитного импульса ядерного взрыва.

С Вами - AlexRadio. На связи!

P.S. ВНИМАНИЕ!!!
Поискал описанные в книге радиолампы... Их нет. Либо дорого. Поэтому лампы меняем. Приёмник будет на лампочках 6Ж2П. Они есть везде. И недорого, можно найти до 100 рублей штука.

ТЕКСТ ПОСТА ПОМЕНЯЛ ПОД ЛАМПЫ 6Ж2П