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 (УНЧ₁и 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 L ₁, 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 R ₁₄ 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 R ₁₄ служит для регулировки громкости приема.

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

 

 

 

Беседа пятнадцатая

 

 

До настоящего времени Любознайкин умышленно обходил вопросы питания приемника. Он говорил об источниках тока накала и анода, не уточняя их свойств. Сегодня Незнайкин познакомится с выпрямлением и фильтрацией переменного тока. Будет рассмотрено также питание приемника от сети постоянного тока, так что вопросы питания не будут больше секретом для читателя.

 

ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ

Незнайкин. – Иногда мне кажется, что я похож на путешественника в пустыне, страдающего от жажды и гоняющегося за соблазнительными миражами. Мне казалось во время нашей последней беседы, что я, наконец, имею полную и окончательную схему радиоприемника. Однако, вернувшись домой, я с огорчением констатировал, что в рассмотренной нами схеме чего‑то не хватает.

Любознайкин. – Чего же, мой бедный Незнайкин?

Н. – Очень существенной части – питания, которое ты просто обозначил U_a. Однако не приходит же это напряжение к нам с неба в виде молнии!

Л. – Ты прав, но ты всегда можешь предположить, что питание берется от батареи гальванических элементов или от аккумуляторов.

 

 

Н. – Но я вовсе не избегаю такого предположения. Я хорошо знаю, что батареи и аккумуляторы уже давно используются в маленьких портативных приемниках или в установках, предназначенных для удаленных районов, не охваченных электрификацией. Большинство же современных радиоприемников рассчитано на питание от осветительной сети. Как сообщается в рекламах: «Штепсельная розетка – и это все».

Мне не совсем понятно – ведь в большинстве мест электрические сети имеют переменный ток, однако им пользуются для питания анодных цепей ламп

Л. – Это удается благодаря предварительному выпрямлению переменного тока. Выпрямить переменный ток – это значит помешать ему течь в двух направлениях и заставить его течь только в одном направлении.

Н. – Словом, выпрямление – это вроде детектирования?

Л. – Да. Но при детектировании происходит преобразование высокочастотного модулированного сигнала в низкочастотное напряжение, тогда как в случае выпрямления мы имеем дело с током промышленной частоты 50 гц, и, кроме того, выпрямленный ток должен быть достаточно большой величины (несколько десятков миллиампер). Само собой разумеется, что для выпрямления используются диоды, электроды которых больше электродов детекторного диода. Такой диод называется кенотроном.

Н. – Значит, достаточно расположить такой диод на пути тока из сети, чтобы он оказался выпрямленным, так как электроны могут идти только от катода к аноду, а не обратно.

Л. – Правильно. Кенотрон (рис. 80) может быть включен как со стороны положительного, так и отрицательного конца. Главное – это сделать так, чтобы направление движения электронов, полученное в результате работы кенотрона, соответствовало направлению их движения в лампах, по дорогам, идущим от катодов к анодам.

 

 

Рис. 80. Схема простейшего выпрямителя.

 

 

 

ОПАСНО!.. ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Н. – Боюсь, что высокое напряжение, полученное таким образом, будет недостаточным. Сеть, которая имеется у нас, дает только 127 или 220 в. А ведь ты говорил, что некоторые лампы должны иметь анодное напряжение в несколько сотен волы. Что же я сделаю с этим напряжением?..

Л. – Да у тебя не будет и этого, так как на выпрямительной лампе упадет часть напряжения; ведь она тоже имеет некоторое внутреннее сопротивление. Таким образом ты далеко не уедешь. К счастью, мы располагаем очень простым средством, позволяющим повышать в желаемом отношении напряжение переменного тока из сети.

Н. – Что же это за чудесное средство?

Л. – Это наш старый знакомый – трансформатор. Допустим, что мы имеем трансформатор с одинаковым количеством витков в первичной и вторичной обмотках. Если к первичной обмотке такого трансформатора подвести некоторое напряжение, то какое же напряжение появится на концах вторичной?

 

 

Н. – Я полагаю, что такое же, так как обмотки имеют одинаковое количество витков.

Л. – Правильно Теперь допустим, что трансформатор сделан с несколькими вторичными обмотками, например с тремя, каждая из которых имеет то же число витков, что и первичная обмотка. Подавая 127 в на первичную обмотку, мы получим также 127 в на каждой из вторичных обмоток. Соединим последовательно три вторичные обмотки так, чтобы одна являлась продолжением другой. Тогда напряжения всех обмоток сложатся и между началом первой обмотки и концом третьей мы получим напряжение, равное 380 в.

Н. – При этом три вторичные обмотки являются по существу одной обмоткой. И чтобы показать, что я не забыл законов индукции, я делаю вывод что трансформатор способен повышать (или понижать) напряжение во столько раз, во сколько его вторичная обмотка имеет больше (или меньше) витков, чем первичная обмотка.

Л. – Ну, Незнайкин, я тебя поздравляю, ты ответил прямо как урок по физике и все меньше заслуживаешь свое имя. Таким образом, мы установили, что, применяя трансформатор, можно повысить напряжение перед тем, как его выпрямить (рис. 81). В зависимости от требуемого напряжения мы выбираем необходимое соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток, или коэффициент трансформации.

 

 

Рис. 81. Схема выпрямителя с повышающим трансформатором.

 

 

Н. – Но во всем этом есть одно обстоятельство, которое меня смущает. Каждый период переменного тока имеет два полупериода различной полярности, а для работы мы используем только один из них (рис. 82). Нет ли какого‑либо устройства, которое позволило бы использовать для питания приемника также и второй полупериод переменного тока, придав ему необходимое напряжение?

 

 

Рис. 82. Сплошной линией показаны положительные полупериоды тока, выпрямленного по схемам на рис. 80 и 81; пунктиром изображены отрицательные полупериоды, не пропущенные кенотроном.