"Радио Всем", №15, август, 1929 год, стр. 431-435

Н. Ульяновский

Фабричные детекторные приемники¹)

По пятилетнему плану радиофикации, разработанному КПиТ, в конце пятилетки на территории европейской части СССР значительную площадь займут области, в которых напряжения электромагнитного поля от какой-либо радиостанции будут не ниже 2500 микровольт на метр — величины, достаточной для приема на детекторный приемник на антенну — 8—10 метров высоты. Количество детекторных приемников к этому времени по плану должно достигнуть 4 миллионов штук. Отсюда ясно, что детекторный приемник явится одним из главных средств радиофикации. Для решения вопроса, каков должен быть приемник, который должен получить массовое распространение, необходимо прежде всего изучить существующую детекторную аппаратуру. Это изучение было произведено Центральной лабораторией связи НКПиТ. Результаты этих испытаний вместе с тем вполне характеризуют качества всех существующих типов детекторных приемников и могут служить для любителей материалом при решении вопроса о выборе приемника соответственно своим требованиям. Поэтому мы считаем целесообразным привести результаты этих испытаний и те важнейшие выводы, которые из них могут быть сделаны.

Были подвергнуты испытанию следующие приемники: 1) П-3 ЭТЗСТ, 2) ДВ-3 «Мэмза», 3) ДВ-4 — «Мэмза», 4) П-8 «ЭТЗСТ», Б) КС — «Профрадио», 6) ПД (П-6) ЭТЗСТ, 7) П-4 ЭТЗСТ, 8) один приемник фирмы «Телефункен».

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЕМНИКОВ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВЕЛИЧИНАМ.

Прежде всего о достоинствах приемника можно судить до некоторой степени по его электрическим величинам. Ниже приводится таблица этих величин для испытанных приемников. (См. таблицу 1 на стр. 434).

Как видно из таблицы, все приемники (кроме приемника «Телефункен») охватывают весь радиовещательный диапазон, покрывая его с запасом. Перекрытие волн между кнопками не у всех приемников сделано с одинаковым запасом. Наибольшее перекрытие, излишне большое у П-8, затем у П-3 и ДВ-3. Очень неравномерное перекрытие в процентном отношении к соответствующим длинам волн у «Профрадио» (на первых кнопках очень мало). Максимальные самоиндукции большинства приемников заключены в пределах 1—1,5 миллиона см. Как известно, достоинство всякой самоиндукции характеризуется величиной R/L (отношение омического сопротивления к самоиндукции). Чем меньше эта величина, тем лучше катушка самоиндукции и лучше контур, в который она входит. Как видим, наименьшее значение эта величина имеет у приемников: ДВ-3, «Профрадио» и ДВ-4, и, как увидим ниже, она стоит в определенной связи с чувствительностью приемника.

Интересно отметить вот что: приемник ДВ-4 — тип, повидимому, развившийся из ДВ-3, имеет максимальную самоиндукцию вдвое меньше, чем ДВ-3, но зато (для сохранения прежнего диапазона) вдвое большую емкость. Сопротивление же вариометра уменьшилось очень мало. Здесь ясно выражена экономия на проволоке (медь), что повело к ухудшению качества приемника, как увидим ниже.

Емкости в колебательных контурах у большинства приемников (за исключением «Телефункен», рассчитанного на другой диапазон) колеблются в пределах 200—400 см. Два приемника — П-3 и КС «Профрадио» имеют в контуре переменные емкости нормального любительского конденсатора 30—500 см. ДВ-3 при схеме длинных волн не имеет удлиняющего конденсатора, как другие, и в связи с этим имеет максимальную самоиндукцию вдвое больше, чем у большинства других приемников. П-4 резко отличается данными колебательного контура: он имеет большую постоянную емкость (1425 см.c) и малую сравнительно самоиндукцию (500000 см). Возможно, именно это не только обусловливает малую чувствительность приемника, но придает ему некоторые особые свойства в отношении чувствительности, как увидим ниже.

Рис. 1.

Емкость блокировочного конденсатора большинства приемников следует признать недостаточной. Лишь у двух из них — П-3 и П-8 — она больше 1500 см. У приемника «Профрадио» она почему-то совсем отсутствует и, возможно, это, как увидим ниже, скверно отражается на его чувствительности. Имея в виду, что емкость блокировочного конденсатора рекомендуется тем больше, чем длиннее волна, при нашем радиовещательном диапазоне до 1500 метров, следует эти емкости брать гораздо больше. Иллюстрацией может служить приемник «Телефункен», рассчитанный на диапазон гораздо ниже нашего (до 688 метров), но тем не менее имеющий блокировочную емкость 2280 см.

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ

Прежде чем перейти к основным испытаниям, которым подвергались приемники, именно на чувствительность и селективность, опишем установку, которая служила этой цели, и способ определения величин, по которым можно судить о достоинствах приемника.

Эта схема (рис. 1) содержит в себе, как видим, основные элементы каждой радиовещательной станции: генератор выс. частоты, модулятор. Последний модулирует высокую частоту одним тоном (1000 пер/сек.). Кроме того, имеется несколько подсобных приборов для регулировки и контроля частоты и глубины модуляции. Последняя держалась во всех измерениях равной 40 проц., что соответствует средней практической глубине модуляции.

Рис. 2.

Главное отличие этой лабораторной «радиостанции» (кроме, конечно, небольшой мощности) состоит в том, что она не излучает в эфир, а непосредственно питает приемник посредством связи через часть сопротивления Ra, (рис. 2), входящего в эквивалент антенны (контур, заменяющий собой антенну). Такое питание приемника нужно для того, чтобы строго учитывать величину напряжения, подводимого к приемнику. Никаким другим путем (напр., через излучение) приемник не должен получать энергии, которая не может быть учтена. Для этой цели все подводящие высокую и низкую частоту провода, а также и сам генератор тщательно заэкранированы. На рис. 2 способ включения испытуемого приемника подробно указан. К клеммам антенна—земля присоединен эквивалент антенны. Он состоит из самоиндукции Lа = 320.000 см емкости Са = 320 см и сопротивления Rа = 25 ом. Эти величины выбраны соответствующими нормальной любительской антенне. На часть сопротивления Rас подается через тепловой миллиамперметр J модулированный ток высокой частоты. Тогда электродвижущая сила Eа, которая будет действовать на колебательный контур приемника, определится произведением силы тока J на сопротивление Rас, Eа = J·Rас.

Приемник П-3 ЭТЗСТ.

В цепь телефона приемника включен микроамперметр, который показывает постоянную слагающую тока в телефоне. Микроамперметр выбран с малым омическим сопротивлением, чтобы он не изменял собой общее сопротивление цепи телефона. Телефон употреблялся двойной — ЭТЗСТ, с общим сопротивлением 4000 ом.

ИЗМЕРЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИЕМНИКОВ

Чувствительность приемника можно характеризовать так: чем меньше электродвижущая сила (ЭДС), которую нужно создать в контуре приемника, чтобы получить в цепи телефона определенную силу тока, соответствующую какой-то определенной слышимости (конечно при одной и той же глубине модуляции и чувствительности детектора), тем приемник чувствительнее. Разумеется, это относится к случаю, когда приемники настроены в резонанс с частотой внешней ЭДС. Таким образом, в одинаковых условиях более чувствительный приемник дает лучшую слышимость, а одинаковую с менее чувствительным приемником слышимость он даст на большем расстоянии от принимаемой станции, т.-е., как говорят, этот приемник будет обладать большей дальностью действия.

Рис. 3. Кривые чувствительности приемника П-3.

Так как чувствительность приемника прежде всего зависит от чувствительности детектора, то все измерения были произведены при точке определенной, стандартной (не слишком большой) чувствительности. Эта точка периодически в течение работы проверялась и если сбивалась, то подыскивалась новая, равная по чувствительности. Отклонения допускались не более 5 проц. в обе стороны от избранной чувствительности.

Измерение чувствительности приемника заключалось, как ясно из предыдущего, в определении ЭДС Eа = J·Rас, необходимой для получения определенной, наперед установленной силы тока в цепи телефона, при настроенном в резонанс с приходящей частотой приемнике. Полученная величина Е и будет характеризовать чувствительность. За стандартную силу тока телефона Im были приняты три величины: Im = 20, Im = 50 и Im = 100 микроампер, соответствующие удовлетворительной, хорошей и громкой слышимости (при принятой глубине модуляции 40 проц.). Ток телефона Im = 100 µА соответствует примерно силе звука, который слышен на расстоянии 10—15 см от телефона.

Рис. 4. Кривые чувствительности приемника ДВ-3.

Каждый приемник на некотором участке волн может быть настроен различно, т.-е. по схеме КВ и ДВ, а также (благодаря перекрытию) на различных кнопках и градусах шкал настроек. Неизвестно при этом, какая комбинация настроек лучше. Поэтому чувствительность определялась на всех кнопках (или катушках) самоиндукции при трех положениях шкалы настройки вариометра или переменного конденсатора (в начале, середине и конце шкалы). Приемник во всех случаях, конечно, был настроен в резонанс с генератором, волна которого менялась в соответствии с настройкой приемника. Детекторная связь при этом выбиралась наивыгоднейшая, возможная в приемнике. По трем точкам, полученным для каждой кнопки, строилась кривая чувствительности, которая показывает, как меняется чувствительность на данном диапазоне волн, при вращении вариометра или переменного конденсатора. Чем ниже опускается кривая, тем меньшее, значит, нужно подвести напряжение, чтобы получить ту же силу тока. Следовательно, чем ниже опускается кривая, тем больше чувствительность приемника. Это необходимо помнить при рассмотрении всех кривых чувствительности, приведенных ниже. В качество примера эти кривые приведены для приемников П-3, ДВ-3, ДВ-4 (см. рис. 3, 4, 5). Цифра над каждой кривой означает номер катушки или кнопки, а буквы К или Д схему КВ или ДВ. Три группы кривых соответствуют трем токам в цепи телефона: 20 µА, 50 µА и 100 µА. Кривые для разных токов лежат одни под другими, так как ясно, что для получения большего тока телефона требуется большая величина Е. Возьмем, например, волну 700 метров. Ее можно у П-3 получить, как нетрудно видеть, из кривых на 3 катушке КВ (3к) и 1 катушке ДВ (1д), при чем кривые показывают, что на схеме ДВ ее брать лучше, так как в этом случае приемник более чувствителен (для 1д кривая идет ниже, для 3к).

Приемник ДВ-3 завода МЭМЗА.

Из этих кривых можно, напр., видеть, что приемник П-3 (рис. 3) при схеме КВ на всех катушках повышает чувствительность (кривые идут вниз) при увеличении емкости переменного конденсатора (следовательно, с увеличением волны). При схеме ДВ, наоборот, понижает (кривые подымаются кверху), но очень незначительно. Для приемника ДВ-4 (рис. 5) ход кривых схемы КВ обратный тому, который имеет П-3. При схеме ДВ-3, напр., на III кнопке ДВ чувствительность совершенно постоянна для всего диапазона, на других несколько падает и не одинаково для различных токов.

Рис. 5.

Все приемники на участке волн, перекрываемом как схемой КВ, так и ДВ, на последней имеют большую чувствительность, за исключением приемника П-4. Это, повидимому, и следует поставить в связь с другими отношениями в данных его колебательного контура (см. таблицу 1).

Таблица 1

Приемник	Максим. самоинд. в см. L	Сопр. в омах R	R × 108      L	Схема КВ		Схема ДВ		Емкость		Число кнопок дет. связи	Примечание.
				Миним. волна	Максим. волна	Миним. волна	Максим. волна	Конд. контура в см. CK	Блок. конд. в см. Сбл.
П-3 ЭТЗСТ	952.000	4,26	4,5	288	1.040	700	1.900	30—535	1.750	ин- дукт.	Перем. конд. в контуре катуш. детект. связи.
»	3.300.000	8,15	2,47
ДВ-3 МЭМЗА	2.050.000	2,53	1,26	322	1.290	420	1.720	254	415	4	По сх. «ДВ» удлин. без параллельн. конд-ра.
ДВ-4 МЭМЗА	1.000.000	2,3	2,3	354	885	610	1.700	437	706	3
П-8 ЭТЗСТ	1.660.000	12,5	7,25	337	1.040	640	1.900	200	1.650	6
КС «Профрад.»	1.255.000	2,68	2,14	288	575	320	2.200	36—508	нет	6	Перем. конд. в контуре.
ПД (П6) ЭТЗСТ	1.560.000	3,75	2,4	240	1.200	388	2.200	404	1.052	пост.
П-4 ЭТЗСТ	580.000	2,55	4,4	260	835	460	2.050	1.425	823	"
«Телефункен»	460.000	1,8	3,95	227	460	388	688	99 266	2.280	"	по сх. «КВ» имеет два конд. с перекл. по сх. «ДВ» удлинение без параллельн. конденсатора.

Из этих разобранных кривых выведены кривые максимальной чувствительности, т.-е. чувствительности, достижимой при наилучшей комбинации настроек (рис. 6).

Приемник П-8 ЭТЗСТ.

Переход с одной кнопки на другую меняет чувствительность скачком, поэтому кривая имеет ступенчатый вид, На рис. 6 приведены эти кривые для всех приемников. По этим кривым удобнее судить об изменении чувствительности с длиной волны. Мы видим, что наилучшую чувствительность почти все приемники имеют на самом коротком диапазоне при схеме ДВ, она для всех приемников, кроме П-4 и ПД, довольно равномерна на всем диапазоне. Сравнивая эти кривые между собой, легко можно заключить, что наибольшей чувствительностью обладает приемник ДВ-3, за ним следует П-3, затем ДВ-4 и т. д.

На кривой рис. 7 дан порядок расположения приемников по убывающей чувствительности при λ = 1500 метр. и токе телефона Iт = 50 µА. В этих графиках, как и в приведенных раньше, чувствительность тем больше, чем ниже точка, соответствующая данному приемнику.

Рис. 6.

Кривая рис. 8 дает сравненне приемников другим методом. Здесь чувствительность приемника П-3 (при тех же условиях λ = 1500 метр. и Jт = 50 µА) принята за единицу и выражается вертикальным отрезком (ординатой), равным 1. Вертикальные отрезки, соответствующие другим приемникам, дают величину отношения чувствительности данного приемника к чувствительности П-3 (т.-е. в этом случае чувствительность тем меньше, чем ниже кривая). Из кривой видно, что чувствительность наименее чувствительного при этой волне приемника П-4 равна 0,4 чувствительности П-3. Иначе говоря, он в ¹/_0,4 = 2,5 раза менее чувствителен, чем П-3. Конечно, подобное сравнение приемников на другой волне даст несколько иной результат. Ниже приводится таблица 2 сравнительной чувствительности приемников на трех волнах 500, 1000 и 1500 метров. При рассмотрении кривых и таблицы чувствительности необходимо помнить, сделанное выше указание, именно: чем меньше величина Еа, (для определенного тока), тем больше чувствительность.

Рис. 7.

Приведенное графическое сравнение (кривые рис. 6, 7, 8, 9), а также сравнительная таблица № 2 и таблица электрических величин (таб. 1) дают нам право сделать некоторые выводы.

Таблица 2. Чувствительность

Тип приемника	Еа при Iт — пост.			Примечание
	λ = 500	λ = 1000	λ = 1500
	Сх. КВ	Сх. ДВ	Сх. ДВ
ЭТЗСТ П3	35 83 165	34 90 163	42 100 200	Iт = 20 μА Iт = 50 μА Iт = 100 μА
МЭМЗА ДВ3.	32 62 122	38 75 150	42 90 166	""
МЭМЗА ДВ4	56 112 240	56 115 240	65 140 295	""
ЭТЗСТ П8	110 295 545	70 163 307	62 147 310	""
«Профрадио» КС	52 130 260	67 155 297	63 150 285	""
ЭТЗСТ ПД.	73 162 348	78 178 350	97 232 465	""
ЭТЗСТ П4	44 87 198	100 202 397	125 265 487	""
	λ = 360	λ = 787
Телефункен.	103 237 484	60 135 295

Приемники с неизменяющейся детекторной связью (П-3 и ПД) резко отличаются от остальных пониженной чувствительностью в большей части рассмотренного диапазона волн. На примере ДВ-3 и ДВ-4 видим, что уменьшение величины ^R/_Z действует в сторону улучшения чувствительности. Также, повидимому, лучше, если удлинение воллы достигается одной катушкой без параллельного конденсатора. Однако, как показывает пример приемника П-8, даже и при большом омическом сопротивлении катушки колебательного контура (тонкая проволока), приемник может иметь сравнительно хорошую чувствительность, если детекторную связь рациональнее выбрать и более мелко секционировать (у П-8 имеется 6 кнопок детекторной связи вместо 4 у других и 3-х у ДВ-4) и взять достаточно большой емкости блокировочный конденсатор, который у большинства других приемников явно недостаточен. На коротких волнах этот приемник, однако, благодаря своей тонкой проволоке, оказывается гораздо хуже.

Рис. 8.

Приемник «Профрадио» дает чувствительность ниже той, которую можно было от него ожидать сравнительно с другими. Можно предположить об'яснение этому в отсутствии у него блокировочного конденсатора.

Надо, однако, заметить, что все приемники с переменной детекторной связью не дали между собой очень резкой разницы в чувствительности. Но все они сильно отличаются по чувствительности от приемников без переменной детекторной связи (П-4 и ПД).

Сделанных нами выводов достаточно для того, чтобы решить вопрос о том, какой приемник выбрать, если от приемника требуется только чувствительность. Однако, во многих случаях от приемника требуется не только чувствительность, но и селективность (острота настройки). Вопросу о том, как отличаются друг от друга наши приемники в отношении селективности, будет посвящена вторая часть статьи.