Ваш радиоприемник

Сворень Рудольф Анатольевич

Из «черного ящика» — в него мы пока поместили все, что находится между антенной и детектором — выводится высокочастотное модулированное напряжение. Оно подводится к детекторному узлу, или, как еще говорят, к детекторному каскаду, в который, как обычно, входит диод Д₁ и три фильтрующие цепи. По одной из них через сопротивление R₁ проходит постоянная составляющая продетектированного сигнала. Другого пути для этой составляющей нет, так как в каждой из двух остальных цепей имеется конденсатор — препятствие для постоянного тока непреодолимое.

Высокочастотная составляющая пройдет через конденсатор С₁. Несмотря на сравнительно небольшую емкость этот конденсатор не представляет заметного сопротивления для высокочастотного тока — мы только на предыдущей странице отметили,

что емкостное сопротивление уменьшается с увеличением частоты. Высокочастотная составляющая могла бы еще легче пройти через конденсатор С₂, емкость которого во много раз больше, а емкостное сопротивление, следовательно, во столько же раз меньше, чем у C₁. Однако последовательно с С₂ включено большое сопротивление R₂ и поэтому общее сопротивление цепи R₂C₂ для высокочастотного тока оказывается больше, чем емкостное сопротивление конденсатора C₁.

Теперь попробуем выяснить, куда направится низкочастотная составляющая. Через C₁ она не пойдет — слишком мала емкость этого конденсатора и поэтому слишком велико его сопротивление для низкочастотного тока. Сравнительно легко пройдет низкочастотная составляющая по цепи R₂C₂ (даже на низких частотах конденсатор С₂ благодаря значительной емкости не оказывает заметного сопротивления), а также частично по сопротивлению R₁. Ответвление низкочастотного тока в сопротивление R₁ это своего рода потери, но с ними можно мириться. Главная же задача решена нами без всяких скидок и абсолютно точно — мы разделили высокочастотный модулированный пульсирующий ток на три составляющие и одну из них, а именно низкочастотную, выделили в чистом виде, без примесей. Проходя по R₂, переменный ток низкой частоты создаст на этом сопротивлении такое же по частоте и форме кривой низкочастотное напряжение, которое мы в итоге направим к громкоговорителю.

* * *

ПРОВОД ОДЕВАЕТ КОЛЬЧУГУ

Несколько проводов в своеобразной кольчуге — плетеной металлической оболочке — можно увидеть почти в каждом приемнике. Такая защита (ее называют экраном, а сам провод — экранированным) нужна, чтобы укрыть провод от внешних электромагнитных полей. В частности, большую опасность представляют поля, создаваемые обычной электрической сетью переменного тока. Под действием этих полей в каждом проводнике, так же как и в обычной приемной антенне, наводится переменное напряжение с частотой 50 гц. Если такая наводка появляется в цепи детектора или в сеточной цепи первой лампы усилителя НЧ, то в громкоговорителе она превращается в громкий (часто говорят, «сильный») гул — фон переменного тока. Даже на небольшом проводнике наводки создают напряжение в несколько милливольт, а иногда и несколько десятков милливольт. Такую же величину может иметь и полезный сигнал на входе усилителя. А поскольку весь дальнейший путь сигнал и наводка проходят вместе, то и на выходе усилителя соотношение между фоном и сигналом оказывается таким же, как на входе первой лампы.

Наводки, появляющиеся в сеточной цепи выходной лампы, не столь неприятны. Здесь после усиления в первом каскаде напряжение сигнала достигает нескольких вольт, и сигнал оказывается но много раз больше наводки. Для высокочастотных каскадов электромагнитные волны низкой (сетевой) частоты практически совсем не страшны — здесь просто нет путей, по которым низкочастотный сигнал мог бы пройти с одного каскада в другой. Однако в тракте ВЧ существует другая опасность — высокочастотные токи в анодных цепях ламп тоже излучают и, воздействуя таким образом на сеточные цепи, создают «незапланированную» обратную связь. Поэтому высокочастотные контуры, особенно контуры ПЧ, одевают в броню, заключают их в тонкие алюминиевые экраны, а монтажные провода в анодных и сеточных цепях располагают так, чтобы они как можно слабее были связаны друг с другом.

В заключение самое важное — любой экран обязательно нужно заземлить, то есть соединить с металлическим шасси. Только в этом случае он примет на себя удар электромагнитных излучений и отведет их от защищаемой цепи. Это относится и к сплошным металлическим экранам, и к экранированному проводу. Кстати, если вам понадобится такой провод, то кольчугу вы легко изготовите сами, намотав поверх изоляции длинную спираль из любого не очень толстого провода.

* * *

Мы довольно подробно, а может быть даже слишком подробно, разобрали работу простейших фильтров детекторного

каскада. Сделано это потому, что фильтры встречаются в радиоэлектронной аппаратуре буквально на каждом шагу, а сейчас нам попался весьма типичный пример построения фильтрующих цепей. Хочется верить, что время и энергия, затраченные на знакомство с фильтрами детектора, не пропадут напрасно. В дальнейшем, когда речь будет идти о фильтрах, мы будем понимать друг друга буквально с полуслова.

В расчете на будущее хочется обратить внимание и еще на одну весьма важную деталь. Вы уже заметили, что низкочастотная составляющая помимо нашего желания шла туда, куда ей идти не следовало, а именно по сопротивлению R₁. Более того, некоторая, хотя и очень небольшая, часть низкочастотного тока пройдет и через конденсатор C₁ — он создает хотя и большое, но все же не бесконечное сопротивление для этого тока. Если посчитать поточнее, то окажется, что незначительная часть высокочастотной составляющей вторгнется во владения низкой частоты — пойдет по цепи R₂C₂. В общем, когда речь идет о разделении частот, то идеальных фильтров нет, и они, кстати, не всегда нужны. Как правило, достаточно лишь ослабить какой-нибудь сигнал в определенное число раз, а не уничтожать его совсем. Поэтому обычно фильтрующие цепи строят, исходя из реальных возможностей и стараются не предъявлять к ним слишком жестких требований.

Теперь, пожалуй, можно было бы переходить к окончательной схеме детекторного каскада, но поскольку мы уже начали говорить о фильтрах, уместно будет рассмотреть еще одну их разновидность.

До сих пор мы с вами разбирали емкостные фильтры, сейчас скажем несколько слов об индуктивных (рис. 22, а). В фильтрующих цепях конденсатор находит применение только потому, что он оказывает различное сопротивление токам разных частот. Подобными свойствами обладает еще один элемент электрических цепей — катушка индуктивности.

Еще в самом начале книги, вспоминая основы электротехники, мы отметили, что у всякого движущегося заряда появляются магнитные свойства. Это положение можно перенести и на проводник с током — вокруг него всегда существует магнитное поле, причем это поле оказывается тем сильней, чем больше ток в проводнике. Наряду с увеличением тока есть и другой способ усилить магнитное поле — нужно свернуть проводник в спираль или намотать его на катушку, чтобы магнитные поля отдельных витков суммировались. Совершенно ясно, что чем больше витков в такой катушке, тем, при прочих равных условиях, сильнее будет созданное ею магнитное поле.

Способность катушки создавать магнитное поле характеризуют коэффициентом самоиндукции, который иногда для простоты называют индуктивностью. Чем больше витков в катушке, тем сильней создаваемое ею магнитное поле, тем больше ее индуктивность. Единицей индуктивности является генри (гн). Определить эту величину мы сможем, если вспомним, что такое электромагнитная индукция.

При всяком изменении магнитного поля — только при изменении — вокруг проводника возникает электрическое поле и на концах этого проводника наводится э. д с. С этим явлением мы уже встречались, когда говорили об излучении радиоволн и о наведении тока в приемной антенне. То же самое происходит, если менять ток в катушке. Когда мы меняем ток, то на концах катушки наводится электродвижущая сила — так называемая э. д. с. самоиндукции. Величина ее зависит как от скорости изменения тока (а следовательно, и магнитного поля), так и от индуктивности катушки. Из этого и выводится единица коэффициента самоиндукции. Если при скорости изменения тока в катушке на 1 а за 1 сек на ней наводится э. д. с., равная 1 в, то коэффициент самоиндукции (индуктивность) такой катушки равен 1 гн. Генри — величина очень большая — такой индуктивностью обладают катушки, которые содержат много тысяч витков. В приемнике нам приходится иметь дело с катушками, индуктивность которых измеряется в миллигенри (мгн, тысячная часть гн) и микрогенри (мкгн, миллионная часть гн).

Коэффициент самоиндукции сокращенно обозначается буквой L. Этой же буквой на схемах и чертежах обозначаются и сами катушки (рис. 24).

Рис. 24

Занимаясь определением коэффициента L, мы как-то незаметно проскочили мимо одной очень важной зависимости, не обратили внимания на то, что величина э. д. с. самоиндукции зависит от скорости изменения тока: чем быстрее меняется ток, тем больше эта э. д. с. Имея уже некоторый опыт с конденсатором, мы можем сразу же перейти к переменному току и отметить, что он создаст на катушке переменную э. д. с. самоиндукции. Величина ее будет тем больше, чем больше L катушки и чем быстрее меняется ток, то есть чем выше его частота.