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239-1二级军用收信机换成硅管

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#楼主# 2023-4-17

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本帖最后由 磁暴步兵 于 2023-4-18 15:55 编辑

笔者今年六月份于老火腿处拿到一台没有任何修理、改装的239-1。
到手的时候发现低段的灵敏度正常,但是高段的灵敏度极低,因为低波段的台标可以正常听到但是高波段的根本听不到,无法校准刻度盘。
先附上一张整机的电路图:

整机电路图

整机电路图

思索再三,我决定先从低放开始换三极管,把所有的锗管(除了功放管)全都换成A1015-GR。这个过程得从后往前进行,不然很容易导致越改越烂。
低放部分的每一个管子换完之后都得调整工作点,大致是每一级将Ube都调整到略大于0.7V。但是得注意有一个给射频部分供电的线性稳压电路也在低放板上面,如果要改的话最好买个79L09给换上,把原来的3AX81去掉,电路上也得改改,切记不要直接把这个管子给换成A1015GR,否则很容易导致射频部分的供电电压偏低,然后连带着增益也变得很低。如果没有条件换成三端稳压器的话也可以在换了硅管之后把稳压管给断开,然后串上一个可调电阻,慢慢的调大阻值,让电压上升到9V(这个过程最好在板子插在机器上的时候完成,所以最好自己预先做一套测试线,方便把要引出调试的电阻给拿在手上调整阻值,也方便给脱离主机的组件板上工作电压,笔者之前在维修77型一级军用收信机的功放部分的时候深有感触,有一套原厂的测试线非常方便,直接把模块提出来,带电夹上仪器调试,不然就得边换零件边拆装了)。
我不是很推荐换掉两个推挽三极管(BG24-5、BG24-6)。因为锗管由于温度越大HFE越大的特性,很适合做功放管,没有必要换成特性稳定的硅管,而且如果换成8550一类的硅管的话,会导致增益突然变得很大,这种时候输出变压器的电磁波就会耦合到CW滤波器上,如果这时候没有把CW滤波器的电路给断掉的话会导致切换到窄带滤波器挡位的时候直接啸叫,如果你是一个CW爱好者而且还能忍受锗管做功放带来的那种很温和的噪声的话,我觉得没有必要更换功放管。
低放、高频电源.jpg
关于改装239-1的功放的方案:
网上有很多把239-1的功放给换成LM386或者TDA2030的方案。看着似乎很合理的,但是实际上却忽略了一个很大的问题,那就是239-1的电源功率其实很小,如果用那么大功率的芯片做功放的话就得换个电源,例如直接把线性电源给换成开关电源之类的。但是着犯了一个很大的错误,那就是开关电源会产生干扰,导致机器的信噪比下降,甚至劣质的开关电源还会导致整机无法工作,满刻度盘都是噪声,还有就是,239-1这台机器实际上是可以用十节一号电池来供电的,这是因为239-1在战场上是深入阵地的设备,经常工作在各种恶劣环境下,所以设计了功耗非常低的电路,如果贸然给它加上了功耗很大的功放的话,很容易导致机器内部线路互相干扰,导致信噪比下降。
所以呢,我决定遵循过去的设计方案,给换成耗散功率和电流更大的S8550(注意装上散热片,这俩管子工作在甲乙类的状态,即便是静态也有一点点发热),至少可以不破坏推挽输出的音色。但是我把8550换上去之后,上电,开机,发现底噪很小很小,几乎没有声音,我还以为是因为噪声彻底没有了呢,但是当我调出一个广播电台的时候才发现声音贼难听,交越失真很严重。然后我才发现其实是静态电压太小了,才只有0.3V,这才想起来原来是板子上还有2只2AB1的玻璃封装二极管(黑色的玩意),这俩导致静态电压之内在0.3V上下浮动,而我需要的是0.7V左右,这样才能让三极管刚刚好导通(两只8550的静态电流之和为6mA左右合适),于是我就拿两只8550剪掉集电极的引脚,替换了2AB1,然后调整R24-21,这才让工作点回归正常,如果调整R24-21没法让这一级的静态电流处于6mA左右的话可以考虑拆掉R24-17、R24-21、R24-19,然后直接串联一个50K的电位器,从小到大调整静态电压,然后让静态电流达到6mA而BE电压达到0.7V(刚好进入放大区)。
然后是增益的问题,两只8550的发射极电阻决定了增益大小。但是这里我发现我无论怎么更改反馈电阻的大小都没法抑制掉切换到窄带滤波器的这一档的时候产生的自激。综合考虑之后,我决定把窄带滤波器给拆了,毕竟电感电容式的滤波器太容易干扰周围的器件了,而且二混频后的那个晶体滤波器其实有3K的带宽,拿来听单边带挺合适的,如果拿来听CW的话其实也够了,毕竟原来的CW音频滤波器的带宽太窄,损耗特别大,听电报的时候贼费劲。
我日后的打算是用LM324做个专门的CW滤波器放在原来那两个大电感的位置。效率还比电感滤波器高,后面要是再来一级放大的话就完美了。
去掉CW滤波器之后,接上电源试听的时候觉得增益还有点小,于是乎就把发射极对地的那个24Ω的电阻(R24-23)给换成了10欧姆的电阻,增益一下子就上来了,但是随之而来的还有轻微的啸叫,也许是阻抗匹配的锅吧,于是我就参照77型接收机那个用了3DG12的推挽放大电路的结构,在每个三极管的BC之间串联了一个10K电阻和一个0.047uf(飞利浦薄膜电容473),好像是可以降低阻抗吧,这么改完之后就不啸叫了。
关于这里我还得提醒一下,传统的手工布线其实对于电路的旁路做的不是很好,有条件的话首先得提高滤波电容的容量,换上1000uF的上去,还得在线路上的电解电容的位置并联上薄膜电容,不然会在提高了增益之后导致交流声变大,在一些很安静的波段非常明显,交流声会很突出的。还得把所有变压器的外壳都做好良好的接地,原来的设计并没有给变压器的外壳接地,这也是导致噪声大的原因之一。
不得不说,参照后来的更高级的收信机的电路去改造现有的电路确实是一种更好的方案,尤其是77型军用收信机这种很高端的军机,有些设计思路一直延续到了现代,可以说,77型一级军用收信机的技术开创了了中国在**十年代设计全硅管的电台的先河,尤其是全JFET射频电路的方面。
有传闻说77型接收机的原型是我国在抗美援朝战场上缴获的美军装甲车上的收信机仿制而成的,同一时期苏联配备的一级军用收信机应该是KPOT(克劳特),对应传入中国的版本应该是56型接收机(和KPOT的结构几乎一模一样),我个人觉得应该是把那时候的苏联技术和美国的技术结合产生了56型接收机,然后再在我国的JFET技术开始抬头的时候产生了77型接收机,我记得抗美援朝那时候美军还没生产出JFET,如果不出意外的话在美军装甲车上缴获的应该是大量应用了电子管的收信机,也就是柯林斯R390A或者柯林斯R393A吧,我记得R393A是在阵地上用的,R390A是在基地里面架设的,而390A似乎还在阿波罗登月的过程中大显身手了,至今中情局的一些部门还钟爱着R390A,因为这款机器的噪声非常小,没有信号的时候出奇的安静,这是因为电子管电路里面信号的电压很高,和噪声比起来幅度大多了,所以电子管的电路信噪比非常高,这一点是因为电子管的载流子的噪声低,不容易受干扰,这是BJT无法克服的问题:载流子噪声大,导致整机的信噪比没法做到很高,尤其是锗管,热噪声相当大,漏电也很大,在我给整机除了功放之外换上A1015GR之后热噪声几乎消失,信噪比高了很多,灵敏度也上去了。
这里单独讲一讲老机器的电容的更换吧。
239-1里面大量使用了天和电解电容和金属化纸介电容,这俩玩意时间久了之后都会出现严重的容量损耗和漏电,导致整机的噪声变大,尤其是交流声。
我自己用电桥测试了一下,金属化纸介电容的容量大都出现了衰减,而天河电容的容量变化大都也是变小了还伴随着漏电(指针万用表欧姆档测量的时候阻值不会变成无限大)。这里建议如果有条件的话可以给高频部分的金属纸介电容全部换成独石电容(家里有矿的话可以换成银云母电容)或者飞利浦的薄膜电容(这个性价比最高),最好备用大量473电容(这台机器大量应用0.047uf的纸介电容),低放部分我大力推荐使用飞利浦薄膜电容,对线路上的交流信号的屏蔽效果比独石电容要好。所有的天和电容都要换成新的电解电容,如果找不到合适的就适当使用容量稍微大一点的,而电源走线上的那些滤波电容我的建议是越大越好,这样可以弥补有些电路上由于设计造成的交流声,当然,也不要忘记给每个电解电容并联一个小的旁路电容,因为电解电容的高频特性不好,咱也不可能为了改一台收信机去买一堆发烧级的高频电解电容吧?
不过一本振、二本振部分的任何元器件的替换都有可能会造成频率偏移,尤其是一本振,换了之后会造成将近100K的频率偏移,所以我的建议是:先换元器件,等所有的元器件换完了之后确定除了刻度不准确之外没有别的问题之后再开始统调。
二中放.jpg
二中放换硅管过程:
拆下BG22-1、2、3、4,注意拆卸过程电烙铁温度不可以超过350℃,否则很容易造成铜箔脱落(电木板电路的通病,包括不防潮,这也是239-1的防潮和气密性很好的原因),尽量边加热焊点边用镊子夹着元器件往下拽,用锡枪拆焊很容易导致铜箔脱落或者飞溅一些锡渣到电路板上。换上A1015GR的时候要注意这个晶体管的管脚排列是BCE而不是CBE,由于硅管耐热性强,所以最好只留下很短的一段管脚,没必要像原来一样把晶体管安装在一个很高的位置,这有利于降低噪声。在这个区域中,BG22-3的静态电流是在AGC关闭并且射频增益旋钮最低的时候为1.8mA,可以通过调整R22-11达到目的,BG22-1、BG22-4则需要调整基极对地电阻来调整工作点,而BG22-2的工作点则需要在加上增益电压后边观察电流边调整对地电阻的值来确定,最好是在增益电压最大的时候电流能达到0.8mA,BG22-1的静态电流为1mA,BG22-4的静态电流则为0.5mA,调整完之后能确定的是每个管子都处于乙类的工作状态,即所有的Ube都在略大于0.7V的区间,没有信号时截止,有信号即进入放大区,而且BG22-1~3电流依次递增。BG22-4的作用是AGC控制,故不在这个递增体系中。
一中放、二混频.jpg
一中放、二混频换硅管的过程:
拆卸三极管的过程同上,但是一定注意操作过程中不要碰到电路板上的可变电容的动片,更不要碰歪了动片。BG20-1的电流在增益最大的时候应该是0.8~1mA左右,通过调整R20-2实现,BG20-2的电流在0.6mA左右(混频管工作在非线性区,Ube应该是低于0.7V的),直接调整R20-7就行了。
着重讲一下二本振的换管过程:
拆下板子背面的三根线(记得先拍照),拧开盖子,拧下两颗螺丝和背面的两颗螺母,取下整个屏蔽盒,用一字螺丝刀就可以慢慢的把限位环给取出来,电路就拆下来了。
高能预警!!!这里的电路换了元器件会导致大概20KHz左右的频偏!!!
这里换完了A1015GR之后得调整下偏置电阻,而且还是给电路上9V电压再调整的,这个过程一定得使用频谱仪,不能让振荡器超负荷运行,否则会导致严重啸叫和巨大的噪声,得让振荡器产生很干净的本振信号(只有一个1.8MHz的尖峰,不得有杂波),然后接上机器,调到一个信号适中的广播电台上,边听语音和底噪边调整电阻,要让语音清晰无失真,切到单边带模式的时候没有刺耳的底噪,说白了就是声音好听而且没有刺耳的声音,完事还得调整磁芯到本振幅度最大,再装回板子上。
接下来是一混频、一本振的调整:
高放、混频、一本振.jpg
拆下这三块板子的过程中一定要注意不要被弹起来的焊锡飞溅到皮肤上,还得先拍照记录几根焊接到焊片上的线的位置,一定要拍清楚!!!,不然容易在焊回去的时候一脸懵逼。  
一混频态工作点为0.5~0.6mA,这里也是处于非线性区。
一本振的电流为1mA~1.4mA,这里的元器件换了之后会显著改善温度漂移的现象,但是在这之前会发生将近100KHz甚至更多的频率偏移
高放电路的工作电流在1.3mA左右,得分别调节下偏置电阻,让两个管子在增益旋钮顺时针到底的时候都处于线性区(Ube为0.7V),其实大致就是把R25-3换成15K的,把R25-10换成30K~33K的。
晶体校准器的调整:
晶体校准器.jpg
把管子换成A1015GR后,得和调整二本振一样去调整下偏压电阻,不过这个时候就得连上频谱仪,扫宽为30MHz,先看基准频率500KHz有没有起振,如果起振了,那就调整偏压电阻到让整个短波波段都热闹起来(参考调整二本振的时候偏压过高的时候整个瀑布图都红了的情况),然后得调整磁芯让整个短波波段的所有尖峰都在差不多的高度,这样才能保证各个频率标准点都能听到一声差拍声,至此,应该就把谐波制造器:晶体校准器调整好了。
这么调整完了的话,整机在半导体器件质量的角度就达到了现代的标准。
最后再附上电源部分的电路板:
电源.jpg

1.8MHz二本振.jpg
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zycxjl 发表于 2023-5-1 10:18:22
军用的看起来很骚啊
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zycxjl 发表于 2023-6-4 09:44:34
看起来还是很不错的,哈哈哈。
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zycxjl 发表于 2023-7-19 12:34:34
感觉思路很清晰,改装成功。
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zycxjl 发表于 2024-1-7 21:46:41
技术活,还真不是谁都能改的……
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