"Друг Радио", №9-10, сентябрь-октябрь, 1925 год, стр. 43-48.
Каждому радиолюбителю небесполезно ознакомиться с нижеприводимыми опытами, которые могут быть произведены, пользуясь материалом имеющимся в домашней обстановке. Эти опыты позволят выяснить работу главнейших частей приемника и предостерегут любителя от покупки приборов, несоответствующих своему назначению.
Чтобы начать опыты, необходимо иметь сухой элемент, а еще лучше батарею из таких элементов, головной телефон сопротивлением хотя бы 120 ом, регулируемое сопротивление (реостат) на 6—8 ом и пищик (зуммер). Остальное можно сделать самому, по мере надобности.
1. Телефон. Присоединим один конец телефонного шнура к одному из полюсов сухого элемента, а другим концом будем прикасаться к другому полюсу (рис. 1). Каждый раз, в момент замыкания или размыкания цепи, в телефоне будет слышно потрескивание, между тем, при прохождении тока через телефон, при длительном замыкании цепи, мы никакого звука в телефоне не услышим. Таким образом, мы видим, что телефон действует только при изменении тока; чтобы достичь автоматического прерывания тока в цепи в последнюю включают так называемый пищик.
В качестве последнего лучше всего воспользоваться электрическим звонком (рис. 2), предварительно сняв с последнего колокольчик и молоток. Необходимо обратить внимание на то, чтобы контакт между пружинкой и винтиком был бы всегда вполне чистым. Следует также сказать, что надежная работа пищика удастся при правильной его регулировке, что достигается путем опыта и постепенного навыка. Любитель, желающий серьезно заняться опытами, безусловно должен иметь хороший пищик, т. к. он пригодится во многих практических работах. Сопротивление обмоток катушек такого пищика бывает в пределах 5—10 ом. В цепь пищика, как указано на рис. 2, включается регулируемый реостат сопротивлением 6—8 ом.
Так как телефон, в качестве оконечного органа, является весьма важной частью приемника, то на его выбор следует обратить большое внимание. Прежде всего необходимо осмотреть магнитную систему; кольцевой магнит, составленный из тонких пластинок почти всегда сильнее обыкновенных, а чем сильнее магнит, тем чувствительнее телефон. Магниты должны обладать значительной под'емной силой, которая принимается за меру для магнитного поля. В современных головных телефонах при наименьшем весе магнитов до 26 гр. под'емная сила определяется в 1000 гр. 2) что достигнуто применением лучших сортов стали и особой ее обработкой. Сталь должна обладать высокой задерживающей силой, чтобы остаточный магнетизм в ней был велик и долго сохранял свое высокое значение. Полюсные наконечники наоборот, изготовляются из наилучшего мягкого железа. Чтобы убедиться в достаточной под'емной силе магнитов телефона достаточно, если они будут держать притянутыми небольшую связку ключей.
Что касается вопроса закрепления к телефонному корпусу шнуров, то присоединению последних снаружи корпуса следует отдать предпочтение, т. к. такой способ дает возможность более легко произвести замену шнуров в случае их порчи. При включении телефона в ламповый приемник или усилитель, необходимо обращать внимание, чтобы штепсель, имеющий обозначение + присоединялся к положительному полюсу батареи. При несоблюдении этого условия магниты размагничиваются, что понижает чувствительность телефона, а с течением времени может привести их в негодность.
Мембрана телефона изготовляется из наилучшего мягкого железа. Они обычно имеют диаметр от 50 до 60 мм. и толщину от 0,2 до 0,3 мм. Мембраны указанных размеров отличаются хорошим затуханием и быстро следуют сообщаемым им колебаниям; в то же время их собственные колебания совпадают с колебаниями высших тонов человеческого голоса.
2. Трансформатор. С трансформаторами любителю придется часто встречаться в приемных устройствах в качестве входных или междуламповых трансформаторов. Поэтому начинающему будет весьма полезно ознакомиться с ним ближе. Модель трансформатора не трудно сделать самому. Для этого необходимо намотать на катушку около 5 мтр. изолированной медной проволоки диаметром от 0,3—0,4 мм. и концы ее вывести наружу. На эту "первичную" обмотку снова наматывается около 5 мтр. проволоки того же диаметра; концы этой "вторичной" обмотки присоединяются к телефону. Присоединив один конец первичной обмотки трансформатора к одному из полюсов элемента, а другим концом касаясь другого полюса, можно заметить, что всякий раз, когда первичная цепь замыкается или размыкается в телефоне слышится треск. В остальное время телефон молчит. Итак, значит, во вторичной обмотке ток появляется лишь тогда, когда ток, протекающий по первичной обмотке меняет свое направление. Когда же по первичной обмотке проходит постоянный ток, то во вторичной обмотке не возбуждается никакого тока. В большинстве случаев обе катушки наматываются на железный сердечник, вследствие чего индуктивное действие значительно увеличивается. Это можно проверить на нашей модели трансформатора если в отверстие катушки вставить железный гвоздь (рис. 3). При размыкании и замыкании тока батареи (первичный ток) в телефоне будет раздаваться более сильный треск, чем тот, который был в отсутствии гвоздя.
Если соединить между собой пишик, источник тока и первичную обмотку трансформатора подобно предыдущей схеме и привести пищик в действие, то в телефоне, включенном во вторичную обмотку мы услышим тональный звук.
3. Кристаллический детектор. Детектор в приемном устройстве имеет своим назначением выпрямлять токи высокой частоты. Детектор представляет собою контакт, т. е. точку соприкосновения между двумя кристаллами или кристаллом и металлическим острием. Такое сочетание определенной пары материалов представляет очень большое сопротивление току в одном направлении и значительно меньшее сопротивление току в противоположном направлении. С выпрямительными свойствами кристаллического детектора можно познакомиться на следующем опыте. Собирают схему, соединяя, как указано на рис. 4, сухой элемент, реостат, детектор и телефон. При кратковременном замыкании или размыкании цепи прикосновением проводника к одному из полюсов, в телефоне послышится потрескивание, силу которого следует заметить. Затем пересоединяют у элемента концы проводников в обратном направлении и поступая также, как только что сказано, снова замечают силу треска в телефоне. Оказывается, что сила слышимых в телефоне звуков в обоих случаях, различна. Отсюда можно сделать заключение, что ток проходит через детектор в одном направлении лучше, чем в другом. С большинством кристаллов удается получить весьма ощутительную разницу в проводимости в различном направлении. Очень хорошие результаты дает пара, состоящая из цинкита и халькопирита (периконовый детектор). Цинкит — минерал, представляющий природную окись цинка. Он имеет от примеси окиси марганца кровавокрасный цвет и блестящую поверхность. Халькопирит это — медный колчедан; весьма распространенная руда зеленовато-желтого цвета.
4. Исследование чувствительности кристаллического детектора. Для этого опыта надо последовательно соединить сухой элемент с пищиком, а к винту, имеющему контакт с якорной пружиной, или к якорю пищика присоединить прямолинейный провод длиною приблизительно около 60 см. Рис. 5 и 6. Этот "излучающий" провод кладут на стол, на котором собирают в удалении на 50 см. цепь, состоящую из телефона и детектора, рис. 7. Теперь надо отрегулировать детектор так, чтобы тон пищика был хорошо слышен в телефоне. Регулировка детектора состоит в приискании чувствительной точки контакта и степени нажатия пружинки или кристалла на кристалл.
Собранная схема пищика, во время работы последнего, будет излучать затухающие электрические колебания, хотя и очень слабые, однако вполне достаточные, чтобы произвести необходимые испытания детектора. Таким образом, применяя разные детектора (в одинаковом расстоянии от зуммера), можно получить в телефоне различную силу звука; это дает возможность подобрать пару, обладающую наибольшей чувствительностью.
5. Постройка и градуирование волномера. Для этого случая необходимо в применявшемся нами в предыдущих опытах пищике сделать некоторое добавление во избежание искрения в контате Р (рис. 8). Благодаря искрению, цепь элемента не будет полностью размыкаться, а это поведет к следующему. Конденсатор колебательной цепи начнет разряжаться не только через катушку k, но и через обмотку пищика, что может повлечь за собою появление в цепи двух колебаний, а следовательно и двух волн. Одна волна будет соответствовать цепи состоящей из переменного конденсаторя с и катушки самоиндукции k, а другая — цепи, содержащей тот же конденсатор и обмотки катушки пищика.
Подобное явление представляется нежелательным. С целью избежать искрения, к зажимам обмотки пищика присоединяется, как указано без'индуктивное сопротивление R. Такое сопротивление приготовляется из проволоки, изолированной шелком и намотанной на деревянный парафинированный стержень следующим образом; провод длиною около 4 мтр. сгибают на половине его длины, складывают вдвое и наматывают эту сдвоенную проволоку так, чтобы каждый ряд наивозможно плотно приходился к соседнему. Если бы концы намотанной таким образом проволоки присоединить к зажимам источников тока, то в ветвях токи будут направлены навстречу друг к другу и потому влияние этих ветвей друг на друга (и на окружающую среду) будет нейтрализовано. Такая намотка проволоки называется "бифилярной" (в две нити, двойной), в отличие от "унифилярной" — в одну нить, в которой имеет место явление самоиндукции. Полученная катушка с бифилярно намотанной проволокой (общее сопротивление д. б. около 8 ом) предварительно просушивается, а затем заливается слоем парафина для предохранения от сырости и сдвигания проволок.
Присоединение такой катушки, как указано на рис. 8 почти совершенно устраняет искрение.
Далее, к пищику присоединяют катушку самоиндукции k (напр. сотовую) и конденсатор с переменной емкости.
В цепи, состоящей из конденсатора и самоиндукции при работе пищика будут возбуждаться затухающие колебания, частота которых, а следовательно и длина волны будут зависеть от выбранных величин емкости и самоиндукции.
Теперь собранный контур следует проградуировать, т. е. определить длины волн, соответствующие различным комбинациям емкости и самоиндукции этого контура. Градуировка производится при помощи прибора, называемого волномером, который представляет собой такую же колебательную цепь, возбуждаемую от элемента с пищиком, либо эл. магнитными волнами, но уже точно проградуированную в лаборатории. Для нашей градуировки можно воспользоваться волномером, находящимся в лабораториях О.Д.Р. или других.
Градуировка производится следующим образом. Располагают по близости от катушки колебательной цепи катушку волномера. Для получения наиболее точных результатов, градуируемую цепь и нормальный волномер приводят в возможно слабую связь, т. е. такую, при которой обратное действие цепи волномера на колебательную цепь практически незаметно. Установим конденсатор переменной емкости цепи (L) на определенное деление, скажем на 0°. Замыканием ключа Кл пускают в работу пищик; вставив телефон в гнезда волномера, вращают конденсатор последнего до тех пор, пока при некотором его положении в телефоне будет услышан наисильнейший звук. Очевидно в этот момент достигаются равенство длин волн колебательной цепи и волномера. Длина возбуждаемой волны прочитывается на шкале волномера или же определяется по имеющимся при каждом волномере таблицам. Затем конденсатор колебательной цепи ставится последовательно на 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160 и 180° и при каждом из этих положений снова измеряется длина волны.
По полученным данным можно составить таблицу кривых представленную на рис. 9; здесь на горизонтальной линии отмечены градусы конденсатора, на вертикальной же линии длины волн.
Можно наоборот, присоединив к колебательному контуру телефон и детектор, возбуждать пищиком волномер и произвести поверочную градуировку.
При точных измерениях можно установить, что полученные результаты достигнутые этими двумя способами измерения будут не совпадать и это вполне понятно, т. к. применявшиеся в первом случае пищик и в другом — детектор и телефон имеют не одинаковую собственную емкость, вследствие чего, несмотря на установку конденсатора на одно и тоже деление длина волн в обоих случаях будет несколько различна. В обычных же условиях любительской практики эта разница никакой существенной роли не играет.
1) Настоящая статья представляет переработку материала из журналов «Wireless World» и «Radio fur Alles».
(стр. 43.)
2) Для двухкатушечных, для однокатушечных ок. 500 гр.
(стр. 44.)