Радиолампа по праву ассоциируется с чем-то массивным и энергоёмким, но бывают и исключения… При разработке этого сверхкомпактного лампового радиоприёмника были поставлены следующие основные задачи:
- обеспечить уверенный приём радиостанции на частоте 225 кГц;
- использовать компактный источник питания, помещающийся в спичечный коробок и обеспечивающий не менее 5 часов автономной работы;
- предусмотреть работу с высокоомными наушниками без применения выходного трансформатора;
- добиться максимально возможной чувствительности при минимальном количестве компонентов;
- обеспечить возможность работы как с обычной антенной и заземлением, так и с магнитной рамочной антенной;
- реализовать плавную настройку на принимаемую станцию.
Выбор схемотехнического решения
Для выполнения поставленных требований оптимальным оказался одноламповый регенеративный приёмник. Подобная схема отличается высокой чувствительностью при минимальном числе деталей и позволяет отказаться от сложных каскадов усиления. Вот её прообраз 80-летней давности:
В качестве анодного источника питания используется батарея напряжением 12 В, обладающая достаточной ёмкостью при компактных размерах. Для питания нити накала применяется никель-металлгидридный аккумулятор 1,2 В.
Чтобы обеспечить продолжительную автономную работу, необходима лампа с минимальным током накала и высокой крутизной характеристики.
Высокоомные наушники подключаются непосредственно в анодную цепь, благодаря чему схема не требует дополнительного согласующего трансформатора.
При использовании внешней антенны она подключается непосредственно к колебательному контуру через конденсатор небольшой ёмкости. Это позволяет отказаться от отдельной антенной катушки, хотя требует компромисса между чувствительностью и влиянием антенны на настройку.
Из-за крайне ограниченных размеров конструкции использование переменного конденсатора оказалось нецелесообразным, поэтому настройка выполнена изменением индуктивности катушки с помощью ферритового сердечника.
Выбор электронной лампы
Для данного проекта наиболее подходящей оказалась миниатюрная батарейная пентодная лампа DL68. Она отличается небольшими размерами, током накала всего 25 мА и достаточно высокой крутизной характеристики даже при сравнительно низком анодном напряжении.
В качестве альтернативы может использоваться советская 1Ж29Б, которая также обладает хорошими характеристиками, правда имеет несколько большие размеры.
Колебательный контур
Компактные размеры приёмника накладывают серьёзные ограничения на параметры катушки. Практические испытания показали, что катушка с 600 витками провода диаметром 0,05 мм и небольшим ферритовым сердечником обеспечивает максимальную индуктивность около 6 мГн, а без сердечника — примерно 2,5 мГн.
Катушка обратной связи содержит приблизительно 200 витков, что составляет около трети числа витков основной катушки и обеспечивает устойчивую работу регенеративного каскада.
Особенности схемы приёмника
Испытания показали стабильную работу схемы уже при анодном напряжении 9 В. Регулировка регенерации осуществляется изменением напряжения на второй сетке лампы при помощи миниатюрного потенциометра. Такое решение оказалось значительно удобнее механического перемещения катушки обратной связи, обеспечивая более плавную и стабильную регулировку.
Для увеличения общего коэффициента усиления применяется миниатюрный межкаскадный трансформатор с коэффициентом трансформации около 1:3, возвращающий усиленный низкочастотный сигнал обратно на управляющую сетку лампы.
Энергопотребление
Приёмник отличается очень низким потреблением энергии. Анодная цепь потребляет менее 0,7 мА, поэтому батарея A27 ёмкостью около 55 мА·ч обеспечивает приблизительно 80 часов работы.
Основное энергопотребление приходится на цепь накала. При токе 25 мА и аккумуляторе ёмкостью 170 мА·ч продолжительность непрерывной работы составляет около 7 часов. Настройка выполняется вращением ферритового сердечника миниатюрной отвёрткой.
Работа с различными антеннами
Наилучшие результаты достигаются при использовании внешней проволочной антенны длиной около 20 м совместно с заземлением.
Также приёмник успешно работает с рамочной антенной размером около 40×40 см, содержащей 50 витков провода. Для достижения максимальной чувствительности рамочная антенна дополнительно настраивается переменным конденсатором.
Испытания показали уверенный приём станции на расстоянии около 190 км при использовании рамочной антенны и до 330 км при подключении длинной проволочной антенны с заземлением. Использование ферритовой антенны также возможно, но уровень принимаемого сигнала при этом заметно ниже.
Готовая конструкция
Несмотря на миниатюрные размеры, все элементы удалось разместить внутри корпуса размером почти со спичечный коробок. Лампа установлена в самодельную панель, изготовленную из контактов микросхемной колодки. Большинство компонентов смонтировано непосредственно на небольшом основании из бакелита, а для подключения наушников предусмотрено компактное встроенное гнездо.
В результате получился полностью работоспособный ламповый радиоприёмник, состоящий всего из десяти основных деталей, обладающий высокой чувствительностью, малым энергопотреблением и способный уверенно принимать длинноволновые радиостанции даже на значительном расстоянии от передатчика.
