М. И. Семенов
Все увеличивающееся число радиовещательных станций не позволяет радиолюбителю забыть о том, что одним из необходимых качеств приемника должна быть его избирательность. Потому, время от времени, по мере накопления опытного, проверенного материала, приходится возвращаться к описанию конструкций супергетеродина, как приемника по своей избирательности до сих пор никакими другими приемниками непревзойденного.
Все приемники, заключающие в своих устройствах три и даже четыре настраивающихся контура, будучи сложными по конструкции и управлению, все же не дают тех результатов по отстройке, какие можно получить с супером, не говоря уже о том, что иметь две ручки настройки, или четыре — большая разница. Если при двух ручках станции находятся легко и без графика градуировки приемника, то при четырех ручках график совершенно необходим.
В настоящей статье мы хотим описать конструкцию супергетеродина, выполненную нами в двух отдельных частях, причем в одной из них помещены приемная (1-й детектор) и налагающая (гетеродин) лампы, а во второй — трехкаскадный усилитель промежуточной частоты и 2-й детектор. Принципиальная схема для первой части приемника заимствована из американского журнала «Radio News» июнь 1926 г., но конструктивно, применительно к диапазону волн от 250 до 2000 метров, разработана нами во всех деталях. Что касается второй части, а именно усилителя промежуточной частоты, то конструкция трансформаторов и их данные полностью нами разработаны в лаборатории и проверены на опыте, причем результаты в смысле усиления получены значительно выше, чем с трансформаторами, предложенными нами в статье об «Ультрадине» (журн. «Радио всем» № 3 за 1927 г.). Но этим самым мы отнюдь не собираемся сказать, что радиолюбители, построившие в свое время трансформаторы для «Ультрадина», не могут успешно ими воспользоваться в описываемой конструкции, наоборот, в этом случае мы советуем радиолюбителям выполнить только первую часть приемника, а в остальной части схемы воспользоваться прежней конструкцией, взятой от «Ультрадина», в результате чего получится супергетеродиннный приемник с значительной избирательностью.
Описания третьей части приемника, усилителя низкой частоты, мы не будет касаться в этой статье, так как каждый усилитель низкой частоты годится для схемы и будучи к ней присоединен, внесет в нее все те и хорошие и плохие качества, которые ему присущи.
На рис. 1 изображена принципиальная схема первой (I) и второй (II) частей приемника, каждая из которых для ясности очерчена пунктирными линиями. Обе части приемника, как видно из схемы, имеют общие батареи питания, а следовательно, и соответствующие этой цели три вывода проводов, в остальном же схема их имеет только одну общую точку А. Прежде чем перейти к подробному описанию отдельных деталей схемы, про первую (I) ее часть нужно сказать, что в том случае, когда при работе пользуются антенной, последняя связывается с приемником индуктивно, через катушку L с катушкой L1, находящейся в контуре сетки приемной лампы П (1-й детектор). Если прием ведется на рамку, то обе катушки, как L, так и L1, отпадают, а рамка присоединяется на место катушки L1, к точкам а, б, в, причем как катушка L1, так и рамка своими концами присоединяются к точкам а и в, а к точке б присоедидяется их средняя точка, наличие которой в описываемой схеме необходимо и которая соединяется через катушку L4, с минусом батареи накала, или, что то же, с нитью накала лампы. Такое соединение дает при помощи конденсатора С1 обратную связь на катушку L1, или рамку.
Особое внимание придется обратить на изготовление катушек для 1-й части приемника, а именно: катушек приемного контура и катушек гетеродина. Разработанная нами конструкция катушек очень удобна и компактна, вместе с тем и весьма несложна в изготовлении. Опытный любитель, конечно, не встретит при их постройке никаких затруднений.
Приемный контур состоит из двух катушек: L и L1. L — это катушка ненастроенной антенны, она берется обыкновенной сотовой намотки, число витков ее берется в зависимости от принимаемых длин волн. Вращающийся станочек для этой катушки имеет два зажима, к которым присоединяются антенна и земля и укрепляется на внешней стороне стенки первого ящика. Расположение его совершенно ясно видно на фотографии общего вида приемника. Таким образом, катушка L1 переменно индуктивно связана с катушкой L. Для наглядности нами приводится рисунок катушки L1 (см. рис. 2); включение же ее концов показывает помещенная ниже схема. Катушка L1 наматывается на прямоугольный остов. Материалом для последнего служит эбонит, но с таким же успехом остов можно сделать из сухого дерева или накатать из бумаги.
Внешние размеры катушки указаны на рисунке. Намотка производится проволокой d = 0,25 ПШО или ПШД и состоит из 2 секций по 95 витков в каждой. Намечают намотку, отступив на 10 мм от края остова и производят ее все время в одну сторону. Расстояние между секциями 20 мм. Обе части имеют разрыв после 70-го витка (если считать от края катушки). Обширный диапазон, который приходится перекрывать приемнику, обычно требует или применения целого набора катушек или катушек с отпайками и переключателями. В описываемом приемнике этот вопрос решен несколько иначе. Как видно из рис. 2, в зазор между частями намотки вмонтировано шесть штепсельных гнезд, по три с двух противоположных сторон. К двум из них, носящим на рис. 2 номера 1 и 3, присоединены концы катушки, гнезда 2 и 5 соединены с серединой намотки, и, наконец, гнезда 4 и 6 соединены с 25-ми витками (считать от среднего) секций. Другие концы обрывов, т. е. 70-е витки (при счете от краев катушки), присоединены к латунным пружинкам (а), имеющим контакт с гнездами 4 и 6. Одним своим концом пружинка прикреплена шурупом к остову катушки, на другом свободном конце укреплен эбонитовый цилиндрик (б), свободно входящий в отверстие штепсельного гнезда и не мешающий контакту между пружинкой и гнездом.
На панели приемника укреплены три штепсельных ножки, присоединенные соответственно к точкам а, б, и в схемы (см. рис. 1). Таким образом, если мы катушку включим в приемник гнездами 1, 2 и 3, все витки будут включены в схему и аппарат будет работать на длинных волнах. Стоит только перевернуть катушку и вставить штепсельные ножки в гнезда 4, 5 и 6, как приемник будет готов для коротких волн, так как в этом случае катушка имеет 50 витков. Вместе с тем штепсельные ножки, входя в гнезда 4 и 6, упираются в эбонитовые цилиндрики и приподымают пружинки, тем самым отключая от катушки часть так называемых мертвых витков.
Катушки L2 и L3 наматываются на общий остов той же формы и тех же размеров, что и для катушки приемного контура. Катушку L2 начинают наматывать, отступив на 10 мм от края остова (см. рис. 3), делают отвод после 30-го витка и кончают, намотав 95 витков. Затем, отступив на 15 мм, начинают наматывать катушку L3, наматывая 75 витков, с отводом после 50-го (если считать от средины катушки) витка. Катушка L4, служащая для связи приемного контура с гетеродином, наматывается на особом остове, размером 65 × 45 × 25 мм, проволокою также d = 0,25 мм; эта катушка имеет 30 витков, с отводом после 10-го витка. Катушка L4 вкладывается внутрь остова катушек L2—L3 и укрепляется в положении, указанном на рис. 3. В остове катушек L2—L3 укрепляется 6 пар штепсельных гнезд, к которым присоединяются концы и отводы намоток. Соединения делают согласно приведенной схеме.
На монтажной панели (рис. 4) укреплены соответственно три пары штепсельных ножек, с помощью которых и происходит включение катушек в схему. Включив катушку гнездами 1, 2, 3, 4, 5, 6, мы заставляем гетеродин работать на короткой волне, а перевернув катушку противоположной стороной, мы получим диапазон длинных волн. Может случиться, что по тем или иным соображениям, читатель, заинтересовавшийся супером, пожелает построить для приемника цилиндрические катушки. В этом случае следует брать внешний диаметр цилиндра катушки, равный 80 мм, сохранив число витков, указанное для прямоугольных катушек, так как при приведенных размерах, самоиндукция витка обоих типов катушек одинакова.
Чтобы закончить описание 1-й части приемника, следует указать еще данные остальных деталей. Переменные конденсаторы С1 и С2 лучше взять прямочастотными и обязательно с верньером, емкостью Сmax 500 см. Конденсатор С — 40—50 см (нейтродинного типа) имеет постоянную установку на лучшую слышимость. Реостата два, по 25 Ω сопротивления. Гридлик обычный для детекторной лампы: конденсатор слюдяной 300 см и сопротивление утечки два мегома. Чтобы уничтожить влияние емкости руки, заметной при настройке конденсатора генератора С2, перед ним на панели приемника укрепляется металлический экран.
В начале статьи уже было сказано несколько слов о трансформаторах промежуточной частоты, теперь же мы дадим практические указания для их постройки.
Не следует пугаться некоторых трудностей, которые, может быть, могут встретиться при их изготовлении, и во всяком случае следует строго придерживаться приводимых в статье данных, обоснованных теоретически и проверенных в лабораторной обстановке. Описываемый трансформатор, несомненно, представляет собою один из правильно сконструированных типов тр-ра промежуточной частоты и, будучи аккуратно выполнен, даст хорошие результаты при работе в усилителе.
Остов трансформатора вытачивается на токарном станке из эбонита или твердого дерева. Величины всех размеров его указаны на рис. 5. Форма остова, намотка трансформатора по секциям и взаимное расположение самих секций обеспечивают наименьшие емкостные потери. Отверстие диаметром 15 мм, выточенное вдоль оси трансформатора, необходимо также для уменьшения емкостных потерь в диэлектрике. С нижней стороны трансформатора монтируется четыре штепсельных ножки по образцу цокля лампы; к ним будут присоединены концы обмоток трансформатора. Такое устройство удобно тем, что оно сильно упрощает монтаж усилителя и позволяет быстрое и простое включение трансформатора в схему, стоит только на монтажной панели укрепить гнезда, соответствующие размеру и расположению ножек на трансформаторе, и подвести к ним необходимые соединения. По перпендикулярным диаметрам, вдоль остова, делаются четыре пропила шириной около 1 мм для пропускания проволоки обмоток; расположение и размеры пропилов ясны из рис. 5.
Как фильтр, так и трансформаторы промежуточной частоты наматываются из проволоки d = 0,1 мм с двойной шелковой изоляцией. Намотка как первичной, так и вторичиой обмоток производится в одну и ту же стороиу, возможно аккуратнее.
Коэффициент трансформации фильтра приблизительно равен единице, первичная обмотка его имеет 1 000 витков, вторичная — 1 100 витков. Укрепив конец первичной обмотки под штепсельной ножкой, пропускают проводничок через пропил и начинают намотку в секции № 1. Уложив 250 витков, пропускают проволоку дальше через секцию № 2 и продолжают намотку в третьей секции и т. д. Уложив в секциях № 1, 3, 5 и 7 по 250 витков в каждой, выводят другой конец намотки через пропил в верхней щеке и по наружной стороне последней ведут до смежного пропила и затем пропускают его назад вниз и закрепляют у другой ножки. Вторичная обмотка укладывается в 2, 4, 6 и 8 секциях, по 275 витков в каждую; намотка производится в ту же сторону, что и первичная. Чтобы облегчить любителю выбор правильного приключения к ножкам концов намоток, на рис. 5 внизу показана схема включения последних. Кроме того ножки трансформатора на рис. 5 занумерованы; та же нумерация сохранена и для соответствующих гнезд на монтажной схеме усилителя. Трансформаторы промежуточной частоты имеют коэффициент трансформации 1:2 и работают на повышение. Первичная обмотка их имеет 1 200 витков, вторичная — 2 400 витков. Аналогично фильтру намотка каждой обмотки производится в разных частях в четыре соответствующие секции. Концы обмоток также поджимаются под соответствующие ножки.
Трансформаторы промежуточной частоты взяты воздушные, т. е. без железного сердечника, и обладают очень острой настройкой на определенную волну. В виду того, что практически почти невозможно построить четыре в электрическом отношении совершенно одинаковые трансформатора, придется заняться подстройкой усилителя на определенную частоту. Легче всего это проделать, подобрав соответствующие постоянные конденсаторы и включив их параллельно обмоткам. Производить настройку усилителя следует таким образом: сначала включают постоянные конденсаторы К1 и К2 параллельно первичной и вторичной обмоткам фильтра. К1 имеет емкость 250 см, К2 — 200 см. Если приемник собран правильно, в этом случае уже станет возможен прием радиовещательных станций, в том числе и дальних. Затем одни за другим подбирают конденсаторы, приключенные параллельно первичным (а не вторичным, как это чаще всего встречается в схемах) обмоткам трансформаторов. Величины этих конденсаторов могут колебаться в пределах от 200 до 400 см.
Пробуя последовательно, начиная с первого трансформатора, включать параллельно первичной обмотке имеющиеся конденсаторы, останавливаются на тех из них, при которых наиболее ярко повышаются слышимость и селективность приемника. Вторичные обмотки фильтра и первых двух трансформаторов одним из своих концов соединены с сетками усилительных ламп, а другими — с движком потенциометра R сопротивлением 1 000 ом; это позволяет изменять на сетках потенциал в пределах 4 вольт, т. е. дает возможность выбрать наивыгоднейший для работы усилителя режим.
Реостат накала берется общий для всего усилителя сопротивлением 5—10 ом. Данные гридлика второго детектора те же, что указаны для первого детектора. Блокировочный конденсатор К7 имеет емкость 2 000 см.
Следует ли упоминать, что монтаж приемника необходимо производить очень внимательно и аккуратно; найти ошибку в монтаже 6 ламп по окончании работы вещь, конечно, очень трудная. Работу по монтажу облегчают приводимые фотографии и рис. 4 и 6.
Смонтирован приемник по принципу угловой панели, закрытой ящичком—чехлом. Такой приемник имеет изящный вид и, кроме того, отдельные части аппарата, в том числе и лампы, предохранены от случайных механических повреждений.
Не надо забывать, что супергетеродин представляет собой многоламповый приемник сложной схемы, сборка которой сама по себе является делом нелегким, поэтому, если приемник не начнет работать сразу, необходимо несколько раз тщательно проверить правильность всех соединений. Проверив схему, отдельно проверяют, работает ли усилитель промежуточной частоты. Для этого вставляют четыре лампы усилителя на их места, оставив гнезда генератора и первой лампы свободными. Слушая в телефон, вращают ручку потенциометра от плюса к минусу; при некотором положении движка в телефоне должен быть слышен короткий треск. Если треск налицо, усилитель работает исправно, если его нет, нужно еще раз просмотреть монтаж и проверить, не перепутаны ли концы трансформаторов промежуточной частоты. Другой способ узнать, работает ли усилитель, это, дав потенциометром на сетки ламп отрицательный потенциал, притронутъся мокрым пальцем к проводнику, составляющему цепь сеток. При правильной работе усилителя в телефоне бывает слышен резкий щелчок как при прикладывании, так и при отнимании пальца.
Убедившись, что усилитель работает исправно, а приемник все-таки молчит, следует еще обратить внимание на схему генератора и переменить местами концы анодной катушки L3.
Наладив приемник, следует позаботиться еще об одном положении — поставить каждую лампу именно на то место, где она будет работать лучше всего. Для этого следует испробовать каждую лампу, включая ее по очереди на место генератора, на место детекторной первой лампы и в усилитель.
Управление приемником очень просто: включив катушки соответственно на длинные или короткие волны, вращая переменные конденсаторы, легко отыскивают желаемые станции. Движок потенциометра ставится в положение наилучшей работы приемника.
В заключение следует посоветовать приступать к сборке приемника, предварительно хорошо ознакомившись с его теорией. В русских журналах уже много писалось о действии супергетеродинных схем1); только отдавая себе ясный отчет о действии каждой части приемника, можно рассчитывать на положительный результат. Механическое же копирование монтажной схемы может повести лишь к случайной удаче, а чаще кончается полной неудачей.
Поэтому пусть к постройке супергетеродина приступают лишь опытные любители, подготовленные теоретически и уже имевшие дело с монтажом многоламповых схем; для них этот тип приемника доставит большое удовлетворение.
Неопытный же любитель только потеряет зря время и разочаруется в одной из лучших схем, которую до настоящего времени может предложить радиотехника.