Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Сворень Рудольф Анатольевич

В радиотрансляционных сетях предохранители применяют только для больших групп громкоговорителей или для сравнительно мощных потребителей (рупор). Отдельные абонентские громкоговорители снабжают ограничительными сопротивлениями (рис. 68, 10, г, д).

рис. 68, 10, г, д

В этом случае при коротком замыкании в цепи самого громкоговорителя линия уже не будет замкнута, так как между ее проводами окажутся включенными

ограничительные сопротивления. Внутри помещения провода абонентской линии прокладывают на большой высоте (под потолком) и непосредственно возле проводов линии устанавливают коробочку с ограничительными сопротивлениями. Обычно в каждый провод включают сопротивление R_ог около 70 ом. На линиях школьного радиоузла в виде исключения ограничитель можно и не ставить, рассчитывая на то, что все радиоточки расположены поблизости и любое повреждение можно сравнительно быстро найти и устранить. Правда, по «закону бутерброда» (бутерброд падает на пол всегда маслом вниз!) повреждение может произойти во время самой интересной, самой важной передачи. И вот тут-то вы пожалеете о том, что в свое время поленились поставить ограничительные коробки.

Весьма удобно, когда абонентские громкоговорители разбиты на сравнительно небольшие группы. Так, например, целесообразно сгруппировать громкоговорители, расположенные на одном этаже школьного здания (рис. 68, 10, б).

рис. 68, 10, б

Это позволит в случае необходимости целиком отключать ту или иную группу. Кроме того, конечно, в каждом громкоговорителе должны быть предусмотрены возможность отключения от линии (штепсельная розетка) и регулировка громкости (рис. 68, 11). Вместо обычной штепсельной розетки можно применить простейший выключатель, вмонтированный в корпус громкоговорителя. Некоторые типы регуляторов громкости одновременно являются и выключателями (рис. 68, 11, а).

рис. 68, 11

Работу усилителя проще всего контролировать с помощью обычного громкоговорителя, установленного в помещении радиоузла. Если в выходном трансформаторе имеется низковольтная обмотка, то непосредственно к ней можно подключить звуковую катушку громкоговорителя. Можно использовать и трансляционный громкоговоритель с выходным трансформатором, подключив его к общей абонентской линии.

Когда ведется передача с микрофона и он установлен в самом помещении радиоузла, то пользоваться контрольным громкоговорителем уже нельзя (рис. 69).

Рис. 69. Звуковые волны, попадая из громкоговорителя в микрофон, создают акустическую обратную связь — связь выходных цепей усилителя с входными через воздушную среду. При сильной акустической связи возникает самовозбуждение звуковоспроизводящей системы.

Созданные им мощные звуковые колебания попадут в микрофон и, усилившись, вновь пойдут на громкоговоритель. Так возникнет обратная связь громкоговоритель — микрофон. На какой-то частоте эта связь наверняка окажется положительной, и вся система возбудится (проще говоря, «завоет») — радиоузел превратится в генератор. Вот почему при работе с микрофонами контроль следует вести только с помощью головных телефонов-наушников.

Очень удобно контролировать работу радиоузла с помощью какого-либо оптического индикатора. Это может быть стрелочный прибор, например миллиамперметр постоянного тока с выпрямителем (рис. 68, 12, а) из любых полупроводниковых диодов. Такой индикатор можно подключить ко вторичной, а через конденсатор и к первичной обмотке выходного трансформатора. При этом сопротивление R^*_д подбирается с таким расчетом, чтобы при нормальной громкости стрелка совершала колебания на среднем участке шкалы. Чтобы ослабить рывки стрелки, можно зашунтировать прибор конденсатором емкостью в несколько десятков тысяч пикофарад.

Другой простейший индикатор — неоновая лампочка (рис. 68, 12, б). Она загорается лишь после того, как напряжение превысит некоторый порог зажигания. Для распространенных неоновых лампочек этот порог составляет 60–80 в, и поэтому лампочку нужно подключать только к той обмотке, где действует достаточно большое напряжение. Если в выходном трансформаторе нет высоковольтной обмотки для рупорного громкоговорителя, то лампочку-индикатор можно подключить непосредственно к аноду выходной лампы. При небольшом напряжении (тихий звук) лампочка не загорается, а непрерывно вспыхивает и меняет яркость в такт с изменением выходного сигнала. Характер свечения устанавливают подбором сопротивлений делителя R₁R₂.

Можно собрать индикатор выходного сигнала с «глазком» — лампой 6Е5С или 6Е1П (рис. 68, 12, в). Питается лампа от выпрямителя самого радиоузла, и на ее сетку подается предварительно выпрямленный низкочастотный сигнал. Сопротивления делителя подбирают с таким расчетом, чтобы теневой сектор почти полностью закрывался при номинальном напряжении на выходе радиоузла. Несколько уменьшив R₃ и С₃, можно добиться того, что во время передачи ширина теневого сектора будет непрерывно меняться в такт с изменением уровня выходного сигнала.

рис. 68, 12

Расчет выходного трансформатора для радиоузла производится так же, как и расчет обычного выходного трансформатора, к которому подключаются два разных громкоговорителя (рис. 74). Роль одного из них будет играть рупор или звуковая колонка, роль другого — все абонентские громкоговорители.

Общее сопротивление абонентской цепи вычисляют, исходя из того, что сопротивление каждого громкоговорителя равно 8 ком. Строго говоря (рис. 30, 8, г), это сопротивление составляет 9 ком (напряжение 30 в, мощность 0,1 вт), но мы считаем, что нагрузка несколько больше, и таким образом учитываем потери. Если применяются громкоговорители мощностью 0,25 вт, то сопротивление каждого из них составляет 3 ком. Нетрудно подсчитать сопротивление и для линейного напряжения 15 в. Чтобы подсчитать входное сопротивление всей линии, а именно оно и служит нагрузкой выходного каскада, нужно сопротивление одного громкоговорителя разделить на общее их число. Это обычный прием для вычисления общего сопротивления одинаковых элементов, соединенных параллельно. Так, например, 20 громкоговорителей мощностью 0,1 вт (сопротивление 8 ком) следует рассматривать как нагрузку с сопротивлением 400 ом, потребляющую мощность немногим более 2 вт.

Сопротивление десятиваттного рупорного громкоговорителя при напряжении 240 в составляет 5,8 ком, при напряжении 120 в— 1,45 ком и, наконец, при 30 в — 90 ом.

В случае когда к радиоузлу подключаются и рупор, и абонентские громкоговорители, выходной трансформатор удобно рассчитывать следующим упрощенным способом.

Сначала нужно проверить, хватит ли мощности усилителя на то, чтобы «прокормить» всех своих потребителей. При нехватке выходной мощности громкоговорители будут работать тише, чем в нормальных условиях. Избыток мощности также нежелателен, так как в этом случае сопротивление анодной нагрузки будет отличаться от оптимального, и в результате несколько повысятся искажения.

Проверив мощность, можно подсчитать примерную величину номинального переменного напряжения U_I на первичной обмотке выходного трансформатора.

Для однотактной схемы оно составляет 60 % от постоянного (U_I ~= 0,6U_а0), а для двухтактной схемы на 20 % больше постоянного (U_I ~= 1,2U_а0). Откуда взялись эти цифры?

Уже говорилось (рис. 53, 2), что коэффициент использования анодного напряжения не может быть больше единицы. Для выходных каскадов усилителей НЧ этот коэффициент обычно составляет 0,9, то есть можно считать, что переменное напряжение на аноде составляет 90 % от постоянного. Но ведь здесь речь идет об амплитуде переменного напряжения — именно она входит в определение коэффициента. Чтобы получить эффективное значение, нужно амплитуду умножить на 0,7 (рис. 30, 9, г). В итоге и получается, что эффективное переменное напряжение на первичной обмотке выходного трансформатора равно 0,6 от постоянного напряжения U_а0 на аноде (0,9·0,7 ~= 0,6). Это для однотактной схемы, а для двухтактной переменное напряжение вдвое больше (0,6·2 = 1,2).