книги из ГПНТБ / Комаров Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера

вытянулись в одну линию (рис. 73). Затем для увеличения эффекта излучения проводник катушки также вытягивается. Для увеличения емкости полученной системы к длинному вертикальному проводу добавляется верхний, горизон­ тально расположенный проводник. Полученная система проводников обладает антенным эффектом, т. е. интенсивно

впадают между собой. Воз­ никнув около проводника антенны, электромагнитное поле начинает перемещаться в пространстве во все стороны в радиальных направлениях (отсюда и название «радио»), с большой скоростью, приблизительно равной 300 000 км/сек.

Такое сочетание электрического и магнитного полей, од­ новременно перемещающихся в пространстве, получило на­ звание р а д и о в о л н . Для распространяющихся в прост­ ранстве электромагнитных колебаний применимо понятие длины волны, под которым подразумевается кратчайшее рас­ стояние между двумя точками пространства с одинаковой фазой колебаний. Между частотой электромагнитных коле-

120

баний, скоростью распространения электромагнитной энер­ гии и длиной волны существует следующая зависимость:

где j — частота колебаний;

с — скорость распространения электромагнитной энер­ гии;

% — длина волны.

Скорость распространения электромагнитной энергии является п о с т о я н н о й величиной, не зависящей от ха­ рактера колебаний и их частоты. Это позволяет, зная частоту данных колебаний, определить соответствующую длину волны, и наоборот, если известна длина волны, то можно найти частоту колебаний:

бого рода. Если в обычном контуре колебательный процесс замкнут в малом по объему пространстве (замкнутый коле­ бательный контур), то колебания, возбуждаемые антенной, существуют в открытом пространстве, занимая в нем боль­ шой объем. Поэтому антенну иногда называют о т к р ы ­ т ы м к о л е б а т е л ь н ы м к о н т у р о м .

Электромагнитные колебания, возникнув около провод­ ника антенны, перемещаются во все стороны пространства, в том числе и в сторону, где расположен приемный пункт. Часто приемный пункт находится на большом расстоянии от передатчика, и тогда успешная передача^ информации будет в большой степени зависеть от условий и особенностей распространения радиоволн.

ПРИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ. СОСТАВ ПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ

ЕГО ОСНОВНЫХ УЗЛОВ

Электромагнитные колебания, излучаемые антенной пе­ редатчика, принимаются приемной антенной. Конструкции приемных антенн аналогичны конструкциям передающих. Силовые линии электромагнитного поля при его движении пересекают проводник приемной антенны и индуцируют в

121

нем переменные э. д. с. высокой частоты. Антенна подключа­

меряется сотнями и даже десятками микровольт. Поэтому первой задачей приемника является усиление напряжения, подведенного от антенны, до определенного необходимого уровня. Для этой цели в приемнике используется специаль­

ния самых различных частот, созданные разными передат­ чиками. Вторая задача радиоприемного устройства состоит в том, чтобы из всех сигналов, действующих на входе прием­ ника, избрать один сигнал нужной частоты. Эта задача также решается в блоке УМН. В нем полезный сиінал принимае­ мой частоты выделяется и усиливается, а все остальные сигналы других частот, создающие помехи, ослабляются и подавляются.

После выделения сигнала принимаемой частоты и его усиления в приемнике решается третья задача, которая заключается в том, чтобы из модулированного напряжения высокой частоты выделить напряжение модулирующей (низ­ кой) частоты. Этот процесс носит название д е т е к т и р о ­

частоты, т. е. такое же напряжение, как и то, которое было получено на выходе микрофона в студии. Это напряжение может быть непосредственно преобразовано в звуковые (акустические) колебания при помощи головных телефо­ нов. Однако громкость звучания при этом будет весьма малой. Поэтому сигналы низкой частоты, полученные с вы­ хода детектора, обычно дополнительно усиливаются у с и ­

коговорителю. В громкоговорителе происходит преобра­ зование электрических колебаний низкой частоты в акус­ тические (звуковые) колебания той же частоты.

122

У С Т Р О Й С Т В О И Р А Б О Т А Р А Д И О П Р И Е М Н И К А

УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Усилитель низкой частоты предназначен для усиления сигналов низкой частоты, полученных с выхода детектора приемника. Кроме детектора, источником входного сигнала для усилителя низкой частоты может быть звукосниматель, микрофон или воспроизводящая головка магнитофона. Все

усилителя низкой частоты. Он нагружен на громкоговори­ тель. Независимо от количества ламп в нем, он представляет собой один-единственный каскад. Усилитель напряжения (предварительный усилитель) — первая часть схемы УНЧ. Он может иметь несколько каскадов.

УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Предварительный усилитель (усилитель напряжения) предназначен для увеличения напряжения источника вход­ ного сигнала до величины, необходимой для нормальной работы оконечного усилителя.

Ранее (см. рис. 54) было показано, что работа усилитель­ ного каскада основана на использовании усилительных свойств ламп. Приведенная на рис. 54 схема усилителя в

123

принципе позволяет увеличить амплитуду входного сигнала, но для практического применения не пригодна, так как вносит в усиливаемый сигнал большие искажения. Покажем это, построив при помощи анодно-сеточной характеристики график анодного тока лампы.

При подаче на вход лампы переменного напряжения в первый положительный полупериод потенциал сетки лампы, который всегда отсчитывается относительно катода этой лампы, оказывается положительным. В течение второго полупериода сетка лампы имеет отрицательный потенциал. Это можно пояснить на графике следующим образом. От точки пересечения осей О (начало координат) проведем еще одну (третью) ось вниз и отложим на ней величины перемен­ ного входного напряжения (рис. 75,а, б). Из графика видно, что каждому конкретному значению входного напряжения соответствует вполне определенное значение анодного тока лампы. Так, при отсутствии входного напряжения величина анодного тока лампы определяется точкой РТ, которая нахо­ дится на пересечении вертикальной оси и самой характе­ ристики. Эта точка, определяющая собой ток покоя лампы (ток, протекающий в лампе при отсутствии напряжения на

характеристике лампы). При уменьшении входного напря­ жения до Ui (точка 4 на графике входного напряжения)

соответствующего значения анодного тока лампы необхо­ димо точку нижнего графика, определяющую величину входного напряжения, спроектировать вверх на характе­ ристику. Пересечение линии проекции и характеристики даст точку, уровень которой по отношению к горизонталь­ ной оси определит искомую величину анодного тока лампы.

Совокупность двух графиков (графика входного напряже­ ния и анодно-сеточной характеристики лампы) позволяет определить величину анодного тока лампы в зависимости от напряжения на входе, но не позволяет показать ф о р м у анодного тока. Для того чтобы иметь эту возможность, к первым двух графикам необходимо добавить еще один гра­ фик анодного тока. Для этой цели справа от оси ординат анодно-сеточной характеристики строится еще одна система

124

координат, на которой показывается зависимость анодного тока лампы от времени (см. рис. 75, а).

Из этого добавочного графика видно, что форма анод­ ного тока лампы оказалась искаженной, что приведет к искажению выходного напряжения. Причиной искажений является то, что при положительных потенциалах сетки за счет сеточного тока анодный ток возрастает медленнее, чем при отрицательных потенциалах на сетке, когда сеточный ток отсутствует. Различие в скорости изменения тока при­ водит к тому, что форма анодного тока оказывается н е с и м- м е т р и ч н о й . Появляются искажения усиливаемого сигнала. Задачей же усилителя является усиление входного сигнала с сохранением его первоначальной формы, т. е. уси­ ление без искажений. Для этого необходимо, чтобы п о т е н ­ ц и а л с е т к и л а м п ы не б ыл п о л о ж и т е л ь н ы м . Это можно осуществить, если на сетку лампы в допол­ нение к переменному входному напряжению подать постоян­ ное о т р и ц а т е л ь н о е н а п р я ж е н и е определен­ ной величины.

При подаче на сетку лампы постоянного напряжения оп­ ределенной величины в отрицательной полярности рабочая точка сместится на середину прямолинейного участка ха­ рактеристики (рис. 75, б). Такое постоянно действующее отрицательное напряжение, подаваемое на сетку лампы (точнее, между сеткой и катодом), носит название н а п р я ­ ж е н и я с м е щ е н и я {UCM).

Если рабочая точка находится на прямолинейном участ­ ке характеристики, то искажения формы анодного тока бу­ дут значительно уменьшены. Для смещения рабочей точки в заданное место характеристики на сетку лампы необходимо подавать отрицательное напряжение определенной вели­ чины. Одновременно с напряжением смещения к сетке лам­ пы подводят и переменное входное напряжение. Построим аналогичную систему графиков и для этого случая (рис. 75, б). Как видно из графика, при таком положении рабочей точки искажения формы анодного тока уменьшились. Такой режим работы лампы, при котором рабочая точка рас­ полагается в середине прямолинейного участка характе­ ристики, с точки зрения малых искажений, является наи­ лучшим режимом. Этот режим в радиотехнике называется р е ж и м о м А.

Все усилительные лампы, выпускаемые нашей промыш­ ленностью (кроме одной — типа 6Н7С), являются левыми.

126

Их анодно-сеточная характеристика в большей своей части

ж е н и е м н а с е т к е . Для каждого конкретного типа лампы при определенных напряжениях на аноде и экрани­ рующей сетке (для пентодов) имеется вполне определенная величина напряжения смещения, при котором лампа обес­ печивает наименьшие искажения сигнала.

Практически в схеме усилительного каскада напряжения смещения можно получить, включив специальный допол­ нительный источник Есм постоянной э.д. с. (рис. 76). Од-

нако такой способ неудобен и экономически невыгоден, так как требуется отдельный источник э. д. с.Гораздо целесооб­

разнее получить напряжение смещения в самой схеме кас­ када за счет использования энергии уже имеющегося источ­ ника постоянной э. д. с. Еа. Это возможно потому, что на­ пряжение смещения по абсолютной величине значительно меньше напряжения анодного питания. Проще всего это сделать, получив падение напряжения на некотором сопро­ тивлении, включенном в цепь анодного тока лампы данного каскада. Наиболее удобным местом для включения этого сопротивления оказывается участок цепи между катрдом

иминусом источника (рис. 77).

Вданной схеме анодный ток протекает через резистор RK и согласно закону Ома создает на его концах падение напряжения UK, причем в точке а напряжение будет выше, чем в точке б. Для того чтобы напряжение UK действовало

127

как напряжение смещения, необходимо потенциал точки б подать каким-либо образом на сетку лампы. Это оказывает­ ся возможным, если между сеткой лампы и землей вклю­

чить резистор Яс.

Схема получения отрицательного напряжения смеще­

При подаче на вход лампы переменного напряжения ІІЪХ ее анодный ток изменяется по величине, оставаясь постоян­ ным по направлению. Следователь­

ния, которое, действуя навстречу входному напряжению, тем самым у м е н ь ш а е т к о э ф ф и ц и е н т усиления каскада.

Чтобы сохранить величину коэффициента усиления кас­ када и не допустить появления переменного напряжения на резисторе RK, в схему каскада (рис. 78) вводится конденсатор Ск большой емкости (десятки микрофарад). Тогда перемен­ ная составляющая анодного тока лампы будет протекать уже не через резистор RK, а через конденсатор Ск, и на резис­ торе будет создаваться падение напряжения только от постоянной составляющей тока.

Эта схема усилительного каскада, работающего на трио­ де, является вполне работоспособной схемой и в таком виде используется во многих радиоприемных устройствах. Одна­ ко часто коэффициент усиления такого каскада оказывается недостаточным для практических целей. Тогда в каскаде применяется более сложная лампа — пентод, которая может обеспечить значительно больший коэффициент усиления.

128

Для нормальной работы пентода на его экранирующую сетку нужно подать положительное напряжение достаточно боль­ шой величины, но меньше, чем Еа. Для этого между экра­ нирующей сеткой пентода и положительным зажимом источ­ ника питания Еа включают резистор R 3, через который про­ текает ток экранирующей сетки и на котором происходит падение напряжения £/дэ. Это падение напряжения будет

вычитаться из напряжения источника, и напряжение на эк­ ранирующей сетке и э уменьшится. Величину напряжения на экранирующей сетке можно найти из формулы:

Подбирая сопротивление резистора R3 (см. рис. 79), мож­ но в очень широких пределах (практически от нуля до вели­ чины Еа) изменять напряжение на экранирующей сетке лам­ пы. Необходимый для расчета ток экранирующей сетки /э находится из характеристик лампы.

Ток экранирующей сетки также является пульсирующим током, что приводит к пульсации напряжения на экрани­ рующей сетке, причем фаза этого напряжения оказывается противоположной фазе входного напряжения.

Наличие на экранирующей сетке пентода переменного напряжения, изменяющегося с частотой входного напря­ жения, но имеющего по отношению к нему противоположную фазу, сильно влияет на усилительные свойства лампы,умень­ шая крутизну ее характеристики. При этом уменьшится и коэффициент усиления каскада. В схеме каскада будет на­ блюдаться обратное воздействие изменений выходного сиг­