Беседа четырнадцатая

Беседа четырнадцатая

Чем меньше цепи какой-либо лампы связаны с цепями соседних ламп, тем лучше работает радиоприемник. Такой вывод сделали наши друзья после изучения паразитных связей. Помимо рекомендованного ранее экранирования, они рассматривают также возможность применения развязывающих цепей для устранения паразитных связей. Переходя к изучению практической схемы, Любознайкин сообщает интересные сведения о способах переключения настраиваемых контуров,

ЗАПУТАННЫЕ СВЯЗИ

Любознайкин. — До сих пор мы говорили только об индуктивной и емкостной связях, но существуют также связи за счет общих элементов, которыми могут оказаться активные и реактивные сопротивления.

Незнайкин. — Я не вижу, где же прячутся эти «общие» сопротивления?

Л. — Вот смотри. На рис. 73 схематически изображен трехкаскадный усилитель высокой частоты.

Для большей ясности на схеме нарисованы только анодные цепи, в которых протекают токи I₁, I₂ и I₃ ламп Л₁, Л₂ и Л₃, соответственно. Цепи управляющих экранирующих сеток опущены. Проследим теперь с карандашом в руке пути электронных потоков ламп.

Ты видишь, что ток I₁ от катода лампы Л₁ проходит через контур L₁С₂, потом через участок провода, обозначенный I₁, далее через источник высокого напряжения и по «минусовому» проводу возвращается через R₁ (резистор смещения) на катод. Теперь проследи таким же образом за анодным током второй лампы I₂ Что ты видишь?

Рис. 73. В этой схеме анодные токи различных ламп идут по общим путям. Источник высокого (анодного) напряжения Ua условно изображен, как сопротивление.

Н. — Действительно, ток I₂ часть своего пути проходит по тем же участкам цепи, что и ток I₁, а также через источник высокого напряжения. То же происходит и с током I₃, проходящим через источник высокого напряжения и участки I₁ + I₂ + I₃, по которым протекают одновременно три тока. Вот где возникает мешанина и путаница токов!

Л. — Если бы источник высокого напряжения и соединительные цепи не имели сопротивления, можно было бы не бояться никакой мешанины. Но, к несчастью, это не так: каждый из токов вызывает на сопротивлениях общих участков падение напряжения. Постоянные составляющие не представляют никакой опасности. Но напряжения переменных составляющих, образующиеся на общих участках сопротивлений, попадают в другие цепи, в результате чего падение напряжения от переменной составляющей тока I₁ будет приложено между катодом и анодом ламп Л₂ и Л₃. То же будет и с напряжениями от токов I₂ и I₃.

Н. — Вот теперь я вижу, в чем состоит опасность рассмотренного вида паразитной связи. Из-за нее все лампы оказываются связанными и колебания тока каждой из них тотчас же отражаются на напряжениях на электродах других ламп. Это, конечно, приведет к очень неприятным явлениям.

Л. — Совершенно очевидно. Если напряжение, образованное токами других ламп, действует навстречу колебаниям, приложенным к сетке одной из них, то происходит уменьшение усиления. Однако очень часто в результате этой связи происходит сложение напряжении, вызванных токами других ламп, и усиливаемого первой лампой напряжения, в результате чего возникают самопроизвольные паразитные колебания.

Н. — Но ведь должно же быть средство изолировать одну лампу от другой?

Л. — Да. Этим средством является развязывающая цепь или сокращенно «развязка». Она не дает переменным составляющим анодных токов путешествовать по всем цепям приемника: по общим участкам и через источник высокого напряжения.

«ТРИУМФ НЕЗАВИСИМОСТИ»

Н. — Я полагаю, что сначала надо отделить переменную составляющую.

Л. — Так и делают. Как только анодный ток, например лампы Л₁ (рис. 74), прошел через анодную нагрузку, в данном случае контур L₁C₁, из него выделяют высокочастотную переменную составляющую, создавая для нее ответвление через конденсатор С₅, подобно тому, как и при регулировке обратной связи конденсатором переменной емкости Переменная составляющая попадает сразу на катод через конденсатор С₅, который одновременно преграждает путь постоянной составляющей, возвращающейся на катод через резистор R₂, источник высокого напряжения и резистор смещения R₁. Таким образом, путь переменной составляющей, показанный на рис. 74 жирной линией, ограничен цепью катод — анод данной лампы, и ее переменная составляющая нигде не встречается с аналогичной составляющей других ламп.

Н. — Словом, если я хорошо понял, развязка дает возможность лампе сохранить полную независимость.

Л. — Совершенно верно. Заметь также, что развязка, сокращая пути переменных составляющих, одновременно уменьшает опасность паразитных индуктивных наводок.

Рис. 74. Благодаря применению развязки переменные составляющие тока каждой лампы замыкаются через отдельные цепи, показанные жирными линиями.

Теперь можно изобразить (рис. 75) полную схему одного каскада усиления высокой частоты современного радиоприемника. Это точно такая же схема, как и на рис. 74.

Рис. 75. Схема каскада усиления высокой частоты на пентоде с цепями развязки.

Н. — А мне кажется, что она не совсем такая. Ведь на рис. 74 конденсаторы развязки С₅, С₇ и С₉ присоединены непосредственно к катодам соответствующих ламп, а на рис. 75 конденсатор развязки С₅ присоединен к минусу источника высокого напряжения.

Л. — Ты прав. Теоретически такое включение менее действенно, так как переменная составляющая анодного тока вместо того, чтобы возвратиться на катод через конденсатор С₅, должна, кроме того, пройти через конденсатор С₃, что для высокочастотной составляющей несколько более утомительно. Однако практически эта схема имеет некоторые преимущества.

Ты, конечно, уже заметил, что большинство соединений в схеме радиоприемника оканчивается у отрицательного полюса источника высокого напряжения. Чтобы отрицательный полюс находился на возможно кратчайшем расстоянии от различных элементов, которые должны быть к нему присоединены, прокладывают общую шину из более толстого проводника, идущую от минуса высокого напряжения через весь приемник. Или, что встречается чаще, но менее желательно, в качестве этого провода используется металлический корпус (шасси), на котором монтируется приемник. В данном случае корпус служит также и минусом высокого напряжения. И тогда вместо того, чтобы сказать, что соединение заканчивается у минуса высокого напряжения, говорят, что соединение производится на корпус.

ОТ СКЕЛЕТНОЙ СХЕМЫ К ПОЛНОЙ СХЕМЕ

Н. — Словом, я понял конденсаторы развязки гораздо легче присоединить к корпусу, чем тянуть их выводы к катоду.

Л. — Да, это так. Обычно корпус обозначают символом, похожим на символ заземления, так что вместо того, чтобы рисовать общую шину минуса высокого напряжения, знаки корпуса рисуют непосредственно в тех местах, где это требуется по схеме. По этому принципу схема на рис. 75 будет иметь вид, показанный на рис. 76. Но запомни хорошенько, что когда ты видишь на схеме много знаков корпуса, в действительности это только одно единственное соединение, ведущее к отрицательному полюсу высокого напряжения.

Рис. 76. Та же схема, что и на рис. 75, но нарисованная с применением символа заземления.

Н. — Но теперь-то знаю ли я, наконец, обо всех скрытых опасностях в схемах радиоприемников и могу ли я сам составить схему, по которой можно было бы собрать действующий приемник?

Л. — Да, я думаю, что теперь ты знаешь примерно все, что необходимо для этого. Вернемся к схеме, которую ты по неведению начертил во время нашей двенадцатой беседы, и попробуем придать ей практически осуществимый вид Вначале нарисуем ее в упрощенном виде — это прекрасный метод (рис. 77).

Н. — Я надеюсь, что в обоих высокочастотных каскадах ты используешь пентоды.

Л. — Ты можешь в этом убедиться сам, посмотрев на рисунок. Но я пойду дальше, используя пентод также и во втором каскаде низкой частоты. В настоящее время охотно используют пентоды для этой цели. Ты видишь, что в этой схеме представлены только основные цепи связи между лампами. Элементы же развязки, а также резисторы для получения напряжения смещения и резисторы в цепях экранирующих сеток в упрощенную схему не включают.

Рис. 77. Упрощенная схема приемника с двумя каскадами усиления высокой частоты.

Н. — Словом, ты изобразил «скелет» схемы с двумя каскадам» усиления высокой частоты (УВЧ₁ и УВЧ₂), диодным детектором (Д) и двумя каскадами низкой частоты (УНЧ₁ и УНЧ₂). Можешь ли ты теперь нарастить на этот скелет тело и кожу и составить таким образом целый организм?

Л. — Это нетрудно. Вот полная схема (рис. 78). Кроме других особенностей, прежде всего отметь резисторы для смещения R₁, R₂, R₆ и R₄ резисторы, задающие напряжения на экранирующих сетках, R₅ и R₆; резисторы развязки R₇, R₈ и R₉, а также блокировочные конденсаторы под теми же номерами.

Рис. 78. Окончательная схема приемника.

Н. — Подожди… Меня очень интригует другая вещь: это катушки L₁, L₂, L₃, L₄ и L₅, которые как бы состоят из трех частей.

ВОЛНА ВОЛНЕ РОЗНЬ

Л. — Это требует объяснения. Ты знаешь, что во всем мире имеется очень большое число радиовещательных передатчиков. Длины волн в радиовещании распределены в трех основных диапазонах. Это длинные волны (ДВ) от 1000 до 2 000 м, средние волны (СВ) от 200 до 600 м и короткие волны (КВ) от H до 50 м. Каждому из этих диапазонов соответствует одна из трех обмоток, образующих катушку. Любую из них можно включить в контур с помощью переключателя П.

Н. — Но в таком случае для перехода с диапазона на диапазон нужно одновременно изменить положение пяти переключателей. Требуется ли для быстрого переключения иметь, подобно пауку, большое число лап?

Л. — О нет, не волнуйся, Незнайкин. Все контакты переключаются одновременно с помощью одной ручки управления.

Н. — К счастью, в нашем приемнике имеются лишь три диапазона. Иначе это было бы дьявольски сложно.

Л. — В действительности передачи ведут и на других волнах. Однако и в этих трех диапазонах нужно по крайней мере пять катушек, чтобы перекрыть весь интервал от 10 до 2 000 м с помощью конденсатора переменной емкости 500 пф. Поэтому приходится применять переключатель на пять положений (рис. 79).

Рис. 79. Схема переключения пяти диапазонов.

Н. — Я снова смотрю на схему приемника (рис. 78) и не могу понять странный способ включения конденсатора С₇. По-видимому, этот конденсатор совместно с резистором R₇ служит для развязки анодной цепи первой лампы. Но почему он входит в цепь контура L₃C₁₅?

Л. — По очень простой причине. В современных конденсаторах переменной емкости подвижные пластины связаны с металлическим корпусом конденсатора (изолированы только неподвижные пластины). В свою очередь корпус конденсатора укреплен на металлическом шасси, которое, как известно, связано с отрицательным полюсом источника высокого напряжения. Подвижные пластины конденсатора С₁₆ должны быть обязательно соединены с минусом источника питания. В то же время катушка L₃ через резистор R₇ соединена с полюсом. Следовательно, конденсатор C₁₆ надо отделить от катушки L₃ по постоянному напряжению, не разрывая, однако, колебательный контур по высокой частоте. Это легко достигается применением конденсатора С₇ большой емкости. Он создает свободный путь для токов высокой частоты и препятствует замыканию высокого напряжения через резистор R₇.

На этом мы пока можем закончить нашу беседу, тем более что даже башенные часы уже пробили полночь.

ОБМАНЧИВАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ

Н. — Расскажи еще, к чему эта стрелка, упирающаяся в резистор R₁₄?

Л. — В действительности это переменный резистор, включенный потенциометром…

Н. — Это что же, прибор для измерения потенциала?

Л. — Нет, название этого термина ввело тебя в заблуждение. Потенциометр — это резистор с подвижным контактом (обозначенным стрелкой) и выводами на концах. Движок (подвижный контакт) может соединяться с любой из промежуточных точек сопротивления.

Н. — Но для чего же он здесь нужен?

Л. — На резисторе R₁₄ выделяется детектированное напряжение. Иногда оно может быть очень большим, так что после усиления низкой частоты слышимость будет слишком громкой. Чтобы уменьшить громкость звука, на следующую лампу нужно подать только часть детектированного напряжения. Это и можно сделать при помощи потенциометра, движок которого может снимать любую часть напряжения, выделяющегося на всем сопротивлении потенциометра. Таким образом, потенциометр R₁₄ служит для регулировки громкости приема.

Н. — Оказывается, это действительно очень полезно. Я жалею, что мой сосед, обожающий игру на аккордеоне, не пользуется им.