Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина - Рудольф Сворень

Приемники без усилителей ВЧ (0-V-1, 0-V-2 и др.) удовлетворительно принимают только местные станции, так как при детектировании слабых сигналов неизбежно возникают искажения. С другой стороны, осуществить громкоговорящий прием без усилителя НЧ тоже нельзя. В этом случае пришлось бы подавать на детектор очень мощный высокочастотный сигнал, а постройка мощных усилителей ВЧ связана с большими трудностями. Обычно к детектору подводится высокочастотный сигнал небольшой мощности и миллионные доли ватта и меньше) при напряжении 0,5–1,5 в. Примерно такую же мощность и напряжение имеет низкочастотный сигнал на выходе детектора. Все дальнейшее усиление, необходимое для того чтобы обеспечить громкоговорящий прием, осуществляется в усилителе НЧ.

Для начала построим приемник 0-V-2, который позволит нам вести громкоговорящий прием местных радиостанций. В этом приемнике мы используем уже имеющийся у нас усилитель низкой частоты, затем введем приемник в каскад усиления ВЧ и получим приемник по схеме 1-V-2, который позволит принимать большее число радиостанций в диапазоне длинных и средних волн.

С работой детектора мы познакомились еще во второй главе. И, хотя работу детекторного каскада мы рассмотрели тогда упрощенно, все же основная рать самого детектора (вентиля) была определена довольно точно — он преобразует модулированный переменный ток высокой частоты в пульсирующий ток.

Теперь мы уже знаем (см. рис. 79), что всякий пульсирующий ток можно разделить на переменную и постоянную составляющие. Такую операцию можно провести и с пульсирующим током в цепи детектора (рис. 107), собрав для этого простейший фильтр из конденсатора СД и сопротивления RД. Сопротивление RД называют сопротивлением нагрузки детектора. В описанном ранее детекторном приемнике роль сопротивления нагрузки выполняет головной телефон. При соответствующем выборе деталей фильтра переменная составляющая, имеющая высокую частоту — ВЧ составляющая, — пройдет по пути наименьшего сопротивления — через конденсатор СД.

Рис. 107. Полученный в результате детектирования пульсирующий ток можно разделить на три составляющие: постоянную, ВЧ (высокочастотную) и НЧ (низкочастотную). К усилителю низкой частоты подводится только НЧ составляющая.

Казалось бы, что по сопротивлению нагрузки должна пойти постоянная составляющая пульсирующего тока. Однако в действительности это не так. К детектору подводится модулированный сигнал, и поэтому величина импульсов тока в цепи детектора все время меняется. В результате этого ток, который проходит по сопротивлению также меняется в соответствии с модуляцией и фактически представляет собой пульсирующий ток, который, в свою очередь, можно разделить на переменную составляющую низкой частоты — НЧ составляющую и постоянную составляющую.

Для выделения НЧ составляющей в фильтр вводится еще одна цепь, состоящая из конденсатора Сс и сопротивления Rc, которая не пропускает постоянного тока, создает большое сопротивление для ВЧ составляющей, но сравнительно легко пропускает НЧ составляющую. Таким образом, пульсирующий ток, полученный при детектировании, мы разделили на три составляющие: постоянную, высокочастотную и низкочастотную. Последняя как раз и представляет собой тот низкочастотный сигнал, который необходимо было выделить в процессе детектирования.

На чертеже 13 приведены схемы детекторных приемников 0-V-2, в которых используется ранее построенный усилитель НЧ. Эти схемы как бы объединяют двухдиапазонный детекторный приемник (чертеж 2) с усилителем НЧ (чертеж 12).

Для упрощения схемы не изображаются некоторые детали входной цепи (катушки L3L4, подстроечные конденсаторы), а схема усилителя НЧ не приводится вообще. Чтобы легче было объединить детекторный приемник с усилителем НЧ, на всех схемах чертежа 13 показаны некоторые элементы Входной цепи усилителя: R11 R12 С27.

Сопротивление R11 (регулировка громкости усилителя НЧ) используется в качестве нагрузки детектора, конденсатор С27 и сопротивление утечки R12 первой лампы усилителя образуют цепь, которая отделяет низкочастотную составляющую продетектированного сигнала от постоянной составляющей (цепь RcCc). Проходя по этой цепи, низкочастотная составляющая создает на сопротивлении R12 напряжение НЧ, действующее между сеткой и катодом первой лампы усилителя.

В каждом усилительном каскаде всегда имеется входная емкость Свх, которая складывается из емкости между входными проводами, емкости монтажа и емкости между управляющей сеткой и катодом лампы (лист 149). Чтобы ВЧ составляющая IД-вч не прошла через Rн-Д во входную цепь усилителя НЧ (такое «пролезание» может привести к самовозбуждению усилителя НЧ), в детекторный каскад вводят еще одно сопротивление Rф-Д. Это сопротивление преграждает путь ВЧ составляющей, и она замыкается только через конденсатор С26(СД). Для того чтобы уяснить роль сопротивления R10, представьте себе, что этого сопротивления вообще нет, а движок потенциометра R11 находится в крайнем верхнем по схеме положении (лист 149). В этом случае высокочастотная составляющая продетектированного сигнала легко пройдет в сеточную цепь лампы Л3.

Когда же движок потенциометра будет несколько сдвинут вниз, то путь к лампе для ВЧ составляющей затруднится — она должна будет преодолеть сопротивление верхнего участка потенциометра. Таким образом, опасность пролезания ВЧ составляющей на сетку лампы Л3 существует лишь тогда, когда сопротивление верхнего участка потенциометра R11, очень мало, и тем более, когда движок этого сопротивления находится в крайнем верхнем положении. Теперь вы видите, что включенное последовательно с потенциометром R11 сопротивление R10 всегда препятствует пролезанию к сетке первой лампы (Л3) высокочастотной составляющей продетектированного сигнала.

Обычно величина сопротивления R10 составляет 10–20 % сопротивления нагрузки детектора (лист 148).

Из всех составляющих продетектированного сигнала нам нужно выделить лишь НЧ составляющую, обе другие составляющие (постоянная и ВЧ) являются своего рода «отходами производства». Однако в некоторых схемах, с которыми мы познакомимся позже, и эти составляющие могут быть использованы для улучшения работы приемника.

В нашем приемнике в качестве детектора используется точечный германиевый диод. С равным успехом в детекторном каскаде можно применить и ламповый диод — двухэлектродную лампу.

Здесь уместно заметить, что существуют две основные схемы детекторных каскадов: параллельная и последовательная (рис. 109). В первой из них контур, детектор и нагрузка детектора соединены последовательно, а во второй все эти элементы соединены параллельно. Последовательная схема имеет некоторые преимущества (детектор слабее шунтирует контур), и поэтому там, где возможно, стараются применять ее.

В промышленных приемниках специальную лампу для детектора используют редко. Необходимый для детектирования диод имеется в некоторых усилительных лампах (комбинированные лампы), например в пентоде, а точнее, в диод-пентоде 1Б2П, двойном диод-пентоде 6Б8С, двойном диод-триоде 6Г2С и др. В супергетеродин ном приемнике, который нам предстоит построить, будет использована лампа 6И1П — триод-гептод. Именно для нее мы установили на панели ВЧ (см. чертеж 2) девятиштырьковую ламповую панельку. Триодную часть этой лампы можно временно использовать в качестве диодного детектора, соединив ее управляющую сетку с анодом. В этом случае сетка и анод будут действовать как один электрод, и лампа фактически превратится в диод (рис. 108, 109).

Рис. 108. В детекторе в качестве вентиля можно применить любую усилительную лампу. Чтобы эта лампа не оказалась «запертой», ее управляющую сетку (а если есть другие сетки, то и их тоже) необходимо соединить с анодом, превратив тем самым усилительную лампу в обычный диод.

Рис. 109. Существуют две схемы детекторов: последовательная и параллельная.

Использовать для детектирования только анод и катод лампы, оставив управляющую сетку никуда не подключенной, ни в коем случае нельзя, так как при этом лампа окажется запертой. Попутно нужно отметить, что многоэлектродная лампа — пентод, тетрод или гептод — будет заперта, если не подать питание на экранную сетку или не заземлить антидинатронную сетку, то есть иными словами, если будет закрыт путь для постоянной составляющей тока какой-либо сетки и попадающие на нее электроны не смогут вернуться к катоду.