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

Рис. 132. В супергетеродине может появиться помеха с частотой, равной промежуточной, для которой все контуры усилителя ПЧ оказываются настроенными в резонанс.

Несмотря на то что на промежуточной частоте радиостанции не работают, в приемную антенну все же попадают помехи, имеющие частоту 465 кгц. Они появляются в результате грозовых разрядов и в процессе работы различных электрических устройств: коллекторных двигателей, сварочных аппаратов и т. п. Легко проникая в приемник, помехи с частотой fпр будут мешать нормальному приему всех без исключения станций. Для борьбы с этим видом помех в антенной цепи приемника устанавливаются различные фильтры (лист 163). Один из таких фильтров, получивший название «фильтр-пробка», представляет собой обычный параллельный колебательный контур Lф-пр, Сф-пр, настроенный на частоту fпр и включенный в цепь антенны (рис. 133, лист 163).

Рис. 133. Для борьбы с помехой, частота которой равна промежуточной, на входе приемника можно установить заграждающий фильтр («фильтр-пробку»).

Как известно (см. лист 152), на резонансной частоте такой контур имеет большое сопротивление, поэтому он и не пропускает на вход приемника помехи с частотой fпр. Можно применить и последовательный контур (лист 151), который будет накоротко замыкать сигнал с частотой fпр, не пропуская его ко входному контуру.

К недостаткам супергетеродинного приемника иногда относят некоторую сложность его схемы (например, необходимость вспомогательного генератора — гетеродина) и трудность налаживания приемника. Что касается усложнения схемы, то оно с лихвой окупается высокими качественными показателями приемника, который удается получить при сравнительно небольшом числе ламп.

Наладить супергетеродин действительно труднее, чем приемник прямого усиления, однако эта задача по силам даже начинающему радиолюбителю. Конечно, при условии, что он достаточно хорошо знаком со схемой и устройством супергетеродина, назначением отдельных его узлов и с порядком настройки приемника.

В заключение можно сделать следующий вывод: супергетеродинный приемник имеет ряд решающих преимуществ по сравнению с приемником прямого усиления. Именно поэтому супергетеродинный приемник является основным типом приемников, выпускаемых промышленностью. Именно поэтому его можно рекомендовать радиолюбителям как основную конструкцию для самостоятельного изготовления. А с недостатками супергетеродинного приемника можно успешно бороться. Прежде чем приступить к постройке супергетеродина, рассмотрим вкратце отдельные элементы этого приемника.

Основными узлами супергетеродинного приемника являются: входная цепь с колебательным контуром, преобразователь частоты, гетеродин, усилитель промежуточной частоты, детектор и усилитель низкой частоты с громкоговорителем (рис. 134).

Рис. 134. Основными узлами супергетеродина являются: входная цепь, преобразователь частоты с гетеродином, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель низкой частоты и, как обычно, блок питания.

В приемник входит также блок питания, с которого подается анодное напряжение и напряжение накала на все ламповые каскады.

В приемниках высокого класса между входной цепью и преобразовательным каскадом обычно имеется еще и усилитель высокой частоты с настраивающимся колебательным контуром в качестве анодной нагрузки. Такой усилитель не только повышает чувствительность приемника, но и улучшает его избирательность по зеркальному каналу, так как два контура ослабляют зеркальную помеху лучше, чем один. Как по всей схеме, так и по применяемым деталям входная цепь супергетеродина не отличается от входных цепей приемника прямого усиления. Для настройки входных контуров используется одна из секций сдвоенного блока конденсаторов переменной емкости. Вторая секция этого блока используется для изменения частоты гетеродина. Во входных, так же, впрочем, как и в гетеродинных контурах фабричных приемников, можно встретить два вида коммутации: переключение и замыкание (лист 165).

Со входного контура напряжение сигнала подается на преобразователь частоты (лист 164), куда одновременно подводится и напряжение гетеродина (лист 166). Гетеродин по своей схеме и используемым деталям очень напоминает регенеративный детектор. В нем также имеются колебательный контур (LK-ГCK-Г) в цепи сетки и катушка обратной связи Loc в цепи анода лампы. В некоторых случаях контур включают в анодную цепь, а катушку обратной связи — в сеточную (лист 167).

В гетеродине, в отличие от регенеративного каскада, обратную связь между катушками LK-Г и Loc , а также режим лампы подбирают с таким расчетом, чтобы энергия, поступающая из анодной цепи в сеточную, полностью компенсировала потери в контуре. При этом каскад работает в режиме самовозбуждения, то есть в контуре появляются незатухающие электромагнитные колебания (рис. 119). Иными словами, рассматриваемый каскад — гетеродин представляет собой ламповый генератор переменного тока — устройство, которое, используя энергию источников питания лампы, создает переменное напряжение UГ~ определенной частоты. Частота переменного напряжения, действующего на контуре гетеродина, практически равна частоте собственных колебаний этого контура:

Это значит, что, изменяя величину индуктивности LK-Г или емкости контура гетеродина СК-Г, можно менять частоту генерируемых колебаний fГ, осуществляя таким образом настройку приемника. При переходе с одного диапазона на другой в контуре гетеродина, так же как и во входном контуре, переключают катушки индуктивности (лист 165). Плавная настройка в пределах диапазона осуществляется конденсатором переменной емкости.

Для одновременной настройки гетеродинного и входного контура в супергетеродинном приемнике применяется стандартный блок из двух конденсаторов переменной емкости. Каждый из этих конденсаторов обычно имеет минимальную емкость 15–25 пф и максимальную 450–520 пф.

Во входном контуре с помощью такого конденсатора удается легко изменять частоту в необходимых пределах. Что же касается гетеродинного контура, то здесь стандартный конденсатор может быть использован только вместе со специальными конденсаторами постоянной емкости, пат учившими название сопрягающих (пединговых) конденсаторов.

Дело в том, что входящие в блок одинаковые конденсаторы настройки будут изменять резонансную частоту входного контура fк-вх гетеродина fГ в одно и то же число раз. А для того чтобы эти частоты всегда отличались одна от другой на 465 кгц, нужно, чтобы частота гетеродина изменялась не так резко, как частота входного контура (рис. 135).

Рис. 135. Если во входном контуре и в гетеродине применить одинаковые конденсаторы, то резонансная частота входного контура fк-вх и частота гетеродина fГ в пределах диапазона будут изменяться в одно и то же число раз, и разница между этими частотами будет изменяться так же. Это значит, что почти всегда станция, на которую настроен входной контур, вообще приниматься не будет, а сигнал принимаемой станции (то есть той, которая вместе с гетеродином дает промежуточную частоту) будет сильно ослабляться входным контуром.

Поясним это простейшим примером. Допустим, что у вас имеется 4 яблока, а у вашего товарища на 6 штук больше, то есть 10 яблок. Теперь представьте, что какой-то добрый волшебник взмахнул своей палочкой и у каждого из вас число яблок увеличилось вдвое, то есть у вас оказалось 8 яблок, а у товарища 20. Сейчас уже ваш товарищ имеет не на 6, а на 12 яблок больше. Отсюда следует, что если два разных числа увеличить в одинаковое число раз, то разница между этими числами также изменится.

Если бы наш воображаемый волшебник захотел, чтобы у товарища оставалось бы на 6 яблок больше, чем у вас, то, увеличив ваши запасы вдвое, он должен был увеличить запасы вашего товарища лишь в 1,4 раза. Тогда у вас, как и в первом случае, оказалось бы 8 яблок, а у товарища 14, и разница осталась бы равной шести. Одним словом, для того чтобы разница между двумя какими-нибудь числами оставалась неизменной, эти числа нужно увеличить в различное число раз.

Примерно к тем же выводам мы придем, рассматривая изменение частоты гетеродина fГ и входного контура fк-вх при настройке супергетеродинного приемника в пределах диапазона.