Усиление промежуточной частоты

Гетеродин всегда настраивается так, чтобы разность между его частотой и частотой принимаемых колебаний была равна заданной промежуточной частоте. В настоящее время эта величина стандартизована и принята равной 465 кгц. Хотя эта частота несколько выше частоты длинноволновых передатчиков, она ниже частот средних и особенно коротких волн, а, как мы помним, именно эти два диапазона особенно нуждаются в понижении частоты.

Усилитель промежуточной частоты, как правило, состоит из одного или – реже – двух каскадов, в которых используются пентоды В качестве междукаскадной связи чаще всего служат трансформаторы, первичная и вторичная обмотки которых настроены на промежуточную частоту. При одном каскаде усиления промежуточной частоты имеются четыре настроенных контура: два, составляющие трансформатор связи с преобразователем частоты, и два, представляющие собой трансформатор связи усилителя с детектором (так как после усиления промежуточной частоты ток детектируется и усиливается по низкой частоте).

Легко понять, как наличие этих четырех настроенных контуров содействует повышению избирательности и как было бы трудно настраивать их в случае установки в усилителе высокой частоты. В то же время в рассматриваемом случае они настраиваются только один раз на промежуточную частоту и при достаточной стабильности не требуют впоследствии никакой дополнительной регулировки.

Современные трансформаторы промежуточной частоты состоят обычно из двух обмоток с сердечником из магнитодиэлектрика; настройка может осуществляться с помощью маленьких подстроечных конденсаторов. В одной из удобных конструкций конденсатор представляет собой слюдяную пластинку, посеребренную с обеих сторон (слюда играет роль диэлектрика, а серебро – роль обкладок). Соскабливая слой серебра, можно уменьшить емкость до нужной величины. Другие подстроечные конденсаторы представляют собой упругие металлические пластинки, которые больше или меньше изгибаются винтом. Существуют также конструкции, воспроизводящие в миниатюре конденсаторы переменной емкости. В последнее время очень распространены керамические подстроечные конденсаторы.

Однако настройка трансформаторов промежуточной частоты чаще осуществляется изменением не емкости, а индуктивности катушек при постоянных контурных конденсаторах. Магнитные сердечники таких трансформаторов могут перемещаться внутри катушек, изменяя тем самым индуктивность.

Какова бы ни была конструкция трансформаторов промежуточной частоты, они вместе с конденсаторами контура экранируются во избежание паразитных индуктивных связей.

Наличие четырех настроенных контуров промежуточной частоты (не считая тех, которые могут находиться в высокочастотной части, т.е. до преобразователя частоты) содействует, как мы уже говорили, повышению избирательности. Однако повышению избирательности способствует и сам факт снижения частоты. Разъяснение этого, простого самого по себе явления, выходит за рамки наших комментариев. Достаточно упомянуть о самом факте, объясняющем очень высокую избирательность, которой отличаются супергетеродины.

Сопряженная настройка

Одна из наиболее острых проблем, которые ставит перед нами супергетеродин, заключается в устройстве сопряженной настройки его высокочастотных контуров с помощью одной ручки управления. В приемнике прямого усиления сопряженная настройка осуществляется относительно просто: достаточно, чтобы все контуры, состоящие из идентичных катушек индуктивности, настраивались таким же количеством идентичных конденсаторов переменной емкости, имеющих общую ось вращения и управляемых одной ручкой. Небольшие отклонения (вызываемые, например, паразитными емкостями между проводниками) устраняются с помощью подстроечных конденсаторов малой емкости, включаемых параллельно колебательным контурам.

Но в случае супергетеродина проблема сопряженной настройки становится более сложной. Здесь необходимо настраивать высокочастотный контур и контур гетеродина на две разные частоты, сохраняя между ними на всем диапазоне постоянную разность, равную величине промежуточной частоты. Так, например, в приемнике, промежуточная частота которого 465 кгц, частота гетеродина должна быть на 465 кгц выше (или ниже) частоты настраиваемого контура высокой частоты и это должно иметь место на всех диапазонах и при всех положениях конденсатора переменной емкости. Так как конденсаторы переменной емкости, включаемые в оба контура, имеют одинаковую емкость, для создания разности по частоте, естественно, приходится прибегать к применению катушек с различной индуктивностью в контурах высокой частоты гетеродина.

К несчастью, эта разность не сохраняется постоянной при всех положениях конденсатора переменной емкости. Чтобы тем не менее сохранить ее постоянной, прибегают к уловке, позволяющей изменить характер изменения настройки колебательного контура в зависимости от положения конденсатора переменной емкости. Для этого параллельно конденсатору переменной емкости С включают конденсатор малой емкости С_п, называемый подстроечным, а последовательно с конденсатором настройки – другой конденсатор с большей емкостью С_с, называемый сопрягающим. Включение этих конденсаторов может осуществляться одним из трех способов, показанных на рис. 151.

Рис. 151. Три способа включения подстроечных и сопрягающих конденсаторов в колебательный контур гетеродина для сопряженной настройки.

Вспомнив правила параллельного и последовательного соединений конденсаторов, мы поймем, что конденсатор С_п увеличивает емкость конденсатора С, тогда как включенный последовательно сопрягающий конденсатор С_с уменьшает его емкость. Но каждый из этих конденсаторов действует на настройку больше или меньше в зависимости от положения подвижных пластин конденсатора переменной емкости С. Действительно, когда конденсатор С имеет минимальную емкость, емкость подстроечного конденсатора, несмотря на малую величину, оказывается по сравнению с нею значительной. При этом роль сопрягающего конденсатора практически сведена на нет, так как, будучи последовательно соединенным с малой емкостью конденсатора С, он может лишь еще уменьшить ее. Поэтому в начальном положении ротора конденсатора переменной емкости (т. е. для наиболее высоких частот или наиболее коротких волн данного диапазона) основную роль в коррекции частоты настройки играет подстроечный конденсатор Совершенно иное происходит в конечном положении ротора конденсатора переменной емкости, когда его емкость достигает максимума. В этом случае небольшой емкостью подстроечного конденсатора можно просто пренебречь. А сопрягающий конденсатор оказывает заметное воздействие, снижая емкость конденсатора С.

Таким образом, подбирая емкость подстроечного конденсатора в начале и сопрягающего в конце хода ротора, удается придать нужный характер изменению емкости при вращении подвижных пластин конденсатора настройки. Благодаря этому конденсатор переменной емкости гетеродина может управляться той же ручкой, что и конденсатор настройки входного контура.

Само собой разумеется, что для каждого диапазона требуются отдельные подстроечный и сопрягающий конденсаторы. Все эти конденсаторы подстраиваются один раз навсегда в процессе регулировки приемника. Регулировка должна также обеспечить совпадение принимаемых передач с отметками, нанесенными на шкале приемника.

В современных приемниках в качестве сопрягающего конденсатора часто устанавливаются конденсаторы постоянной емкости, а подстройка осуществляется соответствующей регулировкой сердечников катушек.