"Друг Радио", №9-10, сентябрь-октябрь, 1925 год, стр. 13-17.

Громкоговорители и громкоговорящие устройства.

Усилитель между мощным и приемником (или микрофоном) мы называем предварительным и он необходим в том случае, когда энергия, получаемая в телефонах приемника не особенно велики или когда с другой стороны есть желание получить особенно большую силу звука.

В том же случае, когда не нужна особенно большая сила звука, а наоборот хотят получить возможно большую ясность и полное отсутствие искажений, — можно его и не применять в общей схеме.

К сожалению, несмотря на то, что при изготовлении этого усилителя были приняты все меры к уменьшению искажений, он все же несколько искажает, и не может не искажать, так как он построен по трансформаторной схеме, а трансформаторные усилители в принципе все должны искажать в большей или меньшей мере в зависимости от предосторожностей, принимаемых при их изготовлении и сборке их схемы.

Поэтому при желании получения особенно художественной передачи желательно уменьшать елико возможно число каскадов усиления, переходя непосредственно от приемника на мощный усилитель.

Понятно, что это возможно лишь в тех случаях, когда сила приема на радиоприемнике достаточно велика и во всяком случае чистота передачи идет здесь за счет некоторого уменьшения ея силы.

Некоторое улучшение вводит соединение двух приемников каскадом, что дает при той же чистоте значительно большую слышимость.

Промежуточный усилитель, применяемый в аппаратах треста (тип М. П. ²/₀) построен как один трансформаторный каскад с двумя лампами работающими параллельно.

Сетки этих ламп имеют выводы на отдельные зажимы, куда следует, для получения большей чистоты (а не силы) включать некоторое добавочное напряжение (4—6 вольт, в зависимости от типа ламп и величины анодного напряжения). Кроме того этот усилитель имеет два трансформатора: один для перехода с микрофона, а другой для соединения с радио-приемником.

Первый, микрофонный трансформатор имеет относительно большой коэффициент трансформации (от 20 до 30) и сопротивление его первичной обмотки очень мало (порядка нескольких десятых долей ома).

Второй трансформатор (для радиоприема) имеет обычный в этих случаях коэффициент трансформации (около 4) и первичная его обмотка обладает большим числом витков и сравнительно большим омическим сопротивлением для включения в анодную цепь лампового приемника.

Вводы этих первичных обмоток обозначены буквами М—М и П—П, что означает: на микрофон М—М и на приемник П—П.

Вторичные обмотки этих трансформаторов имеют двухполюсный переключатель, помощью которого цепь сеток двух параллельно соединенных ламп может быть переброшена либо на приемный, либо на микрофонный трансформатор.

В цепь микрофонного трансформатора (первичную) кроме того необходимо включить батарею на 3—4 вольта.

Зажимы справа (2 зажима) служат для включения того усилителя к мощному таким образом, что эти два зажима ведут к анодной цепи двух параллельно соединенных ламп.

Выходного трансформатора в этом усилителе следовательно не имеется и в нем нет и надобности, так как в мощных и 6-ти и 10-ламповых усилителях имеются входные, в первичную обмотку которых и включаются два выходных зажима этого прибора.

На фотографиях ¹) промежуточный усилитель является вторым прибором, если считать слева направо.

На этом усилителе можно применять лампы Электротреста слабых токов типа Р₅ или микролампы.

Уменьшение искажений в этом приборе достигнуто следующими приемами.

1) Две работающие в параллель лампы искажают вообще несколько меньше, т. к. они не перегружаются.

2) Лампы поставлены по характеристике в положение наиболее благоприятное в смысле отсутствия искажения. Они работают лишь той частью прямолинейного участка характеристики, которая лежит в области отрицательных напряжений на сетке и где, следовательно, при нормальных условиях работы пустотных ламп ток сетки отсутствует. Это достигается добавочным потенциалом на сетку.

3) Нагружая вторичную обмотку трансформатор, мы вносим некоторое добавочное затухание в его систему, отчего при незначительном ослаблении его отдачи, мы до некоторой степени избавляемся от явлений резонанса в его обмотках, т. е. избавляемся от некоторой неравномерности усиления звуков различной высоты и параллельно с этим от искажения сложных звуков вследствие неравномерной передачи их обер-тонов.

Промежуточный усилитель не требует особой сноровки при его эксплоатации. Обычно, уже во время работы всего устройства регулируют его окончательно, при чем, главным образом, приходится обращать внимание на правильнуто установку накала (реостат накала) и на выбор надлежащего потенциала на сетку ламп.

Наиболее часто встречающиеся "капризы" этого усилителя имеют (вернее имели в первых выпущенных образцах) место обычно в переключателе, который по тем или иным причинам во время транспорта, от ударов и т. д. иногда дает в какой-либо цепи несовершенный контакт.

Разобрав прибор и улучшив контакты переключателя, мы устраним этот недостаток.

Б остальном прибор очень прост и работает вполне надежно.

Промежуточный усилитель в двух рассматриваемых устройствах работает либо на входной трансформатор мощного усилителя W ¹/₁, либо то же — усилителя W ¹/₄₀.

Иногда для получения большего звукового эффекта при высокой степени чистоты передачи, в применении усилителя W ¹/₄₀ — полезно на предварительном усилении увеличить анодное напряжение, не доводя его впрочем выше 240 вольт. В этом случае, само собой разумеется, необходимо увеличить несколько отрицательный потенциал на сетке его ламп, доводя его иногда до 10 вольт. За промежуточным усилителем МП ²/₀ идет либо мощный 6-ти ламповый (W ¹/₁), либо мощный 10-ти ламповый (W ¹/₄₀), входные зажимы которых по-просту соединяются с выходными зажимами усилителя МП ²/₀.

Этим самым мы в первичную цепь входного трансформатора мощных усилителей включаем аноды ламп предварительного усиления.

Рассмотрим теперь порознь мощные усилители, так как они несколько отличаются по схеме. Усилитель W ¹/₁, собственно говоря, представляет усовершенствованный трех-каскадный усилитель на трансформаторах в качестве переходов от одного каскада к другому.

Лампы в этом усилителе скомбинированы следующим образом.

Вторичная обмотка входного трансформатора действует на цепь сетки первой лампы, в анодной цепи которой включена первичная обмотка переходного трансформатора.

Вторичная обмотка этого трансформатора подает напряжение на сетку второй лампы, анодная цепь которой опять-таки работает на первичную обмотку второго переходного трансформатора. Вторичная обмотка этого второго трансформатора действует на сетки четырех параллельно соединенных ламп.

Таким образом, в первом каскаде мы имеем одну лампу, во втором также одну, и в третьем — четыре, соединенных параллельно.

Аноды этих четырех ламп, конечно, также должны быть соединены параллельно, если желательно получить суммарную работу более чем на четыре рупора.

Даже в случае работы на 4 рупора лучше соединить их параллельно, так как лампы работают тогда несколько ровнее.

В случае же включения одного большого репродуктора, соединение 4-х анодов обязательно, что само собой понятно.

Усилитель W ¹/₁ может быть использован при разных анодных напряжениях, в зависимости от пожеланий его хозяина (или его так сказать "богатства").

Минимальное напряжение, меньше которого нельзя рекомендовать при применении этого усилителя — 120 вольт.

Лучше же взять за минимум 160 вольт, это удобнее и в смысле соединений (две батареи нормальных по 80 вольт) и по достигаемым результатам.

При 120 и 160 вольтах усилитель дает энергию для нагрузки не более 4 репродукторов малой модели.

При желании включения большего числа малых репродукторов или одного большого, необходимо применять анодное напряжение еще выше, а именно 240 и до 320 вольт. Последняя цифра есть предельное напряжение для прибора этого типа и выше его форсировать не рекомендуется.

Конечно, соответственно повышению анодного напряжения, повышается и потенциал, задаваемый сеткам всех ламп этого усилителя, для чего имеются на его доске специальные зажимы.

Примерно при 120—160 вольтах приходится давать 4—6 вольт, при 240 вольтах 6—8 вольт и при 320 вольтах 10—12 вольт на сетку.

Как и при работе промежуточного усилителя, точный вольтаж на сетку необходимо подобрать практически во время пробной работы, добиваясь максимума чистоты передачи, а не силы.

Больное место работы этого усилителя пока еще составляют лампы, так как он предназначен для работы на лампах обычного усилительного типа Р₅ но с некоторым перекалом. Для накала этих ламп применяется 6-ти вольтовая батарея и в действительности на зажимах нитей ламп оказывается необходимым иметь от 4,5 до 5 вольт, что несомненно сильно форсирует лампу этого типа, особенно при высоких анодных напряжениях.

Форсировка сказывается двояко: в уменьшении срока службы, из-за перекала нитей и — что гораздо хуже, — в возможности появления в некоторых лампах небольшой газовой атмосферы, которая особенно неприятна, т. к. не будучи видна на глаз, вызывает значительные искажения характеристик "загазивших" ламп, — а это, в свою очередь, отражается сейчас же на чистоте передачи: появляются хрипы и вообще усилитель начинает сильно искажать.

Страдают чаще всего первые две лампы (считая слева направо) и лучше всего при малейшем сомнении в чистоте работы усилителя попробовать заменить их свежими. Если чистота не улучшается, надо по очереди пробовать заменять лампы третьяго каскада.

При очень сильном уменьшении вакуума ламп (при появлении "ионной" бомбардировки анодов) явление это замечается сразу, если быстро выключить накал всех ламп: у загазивших ламп цилиндры окажутся красными, перегретыми.

Необходимо тогда переменить загазившие лампы и внимательнее отнестись к накалу: вероятно он был черезчур велик.

Практически накал можно установить следующим простым приемом.

Уменьшая накал до тех пор, пока усиление будет почти отсутствовать, начнем постепенно и плавно прибавлять ток накала.

Тогда мы заметим, что сначала появится небольшое усиление, но с заметным искажением (не хватает прямого участка характеристики), затем искажение пропадет и усиление будет расти вначале сильно, а затем очень мало.

Лучше всего остановиться на таком накале, который даст наибольший эффект сейчас же вслед за искажением, т. е. установить накал несколько более того, что требуется для получения первых признаков усиления без искажения.

Дальнейшее увеличение накала дает, правда, увеличение (незначительное) слышимости, но зато сильно изнашивает лампы и, особенно при высоких напряжениях, грозит выделением в лампах остатков газа.

В режиме с перекалом, лампы Р₅ работают без искажений и не перегорают в течение 60—100 часов, не более.

С этим обстоятельством приходится считаться и примириться, впредь до появления специально-усилительных ламп повышенной мощности (электро-вакуумный завод треста сл. токов в настоящее время заканчивает разработку такой лампы и в непродолжительном будущем она появится на любительском рынке).

Средства, примененные в усилителе W ¹/₁ для уничтожения (вернее сведения к минимуму) искажений, — в общем те же, что и в усилителе МП ²/₀, т. е.:

1) Применение относительно высокого вольтажа, при котором прямолинейная часть характеристики ламп оказывается в области отрицательных зарядов сетки и следовательно получается работа лампы при отсутствии тока в цепи сетки.

2) Сдвиг рабочей части характеристики ламп приблизительно на середину прямолинейной части этой характеристики, следствием чего получается полная пропорциональность усиления.

3) Шунтирование вторичных обмоток переходных и вводного трансформатора, чем достигается бо́льшее затухание собственных его колебаний и, следовательно, бо́льшая равномерность передачи звуков разных частот.

4) Увеличением размеров железа и сечения проволоки трансформаторов, что дает лучшую их отдачу и позволяет уменьшить довольно значительно коэффициенты трансформации. А это имеет, кроме того, еще и другой плюс: именно — вызывает уменьшение бесполезной собственной емкости вторичной обмотки, что опять-таки повышает значительно общий эффект.

5) Для уменьшения связи и магнитной и эл.-статической, между элементами этого усилителя и другими, входящими в комплект, приборами, — весь усилитель "бронирован", т. е. ящик его сделан из металла большой проводимости (в данном случае — аллюминий). Обращение с усилителем W ¹/₁ не подставляет особых трудностей, т. к. он имеет лишь два регулирующих приспособления: реостат накала и изменение потенциала на сетку всех ламп.

Не следует забывать присоединить зажим "З" к какому-либо местному заземлению. Лучше будет, если это заземление взято от отдельного пункта, а не общего со всем устройством. Впрочем, выполнение этого совета необязательно: усилитель работает достаточно чисто и при общем заземлении.

Ни в коем случае не рекомендуется брать заземление от пункта уже находящегося под каким-нибудь напряжением, напр., от рельсов трамвая (хотя это тоже прекрасная "земля"), от заземления какой-либо телеграфной или телефонной (вообще сигнализационной) станции и т. п.

В тех случаях, когда, несмотря на выполнение всех предосторожностей, усилительное устройство склонно к самогенерированию (писк или вой в рупорах) надо, прежде всего, осмотреть заземление, проверить достаточно ли хороша изоляция всех батарей (особенно высокого напряжения), особенно, когда все устройство ставится на поверхность сравнительно хорошо проводящую (напр., земляной пол, стальная обишвка на кораблях и т. п.). Если все в порядке, а свист не прекращается даже при большом, сравнительно, расстоянии между приборами, — необходимо включить между предварительным и мощных усилителями, на входных зажимах мощного усилителя, — емкость, величиной в 20—30000 сантиметров. Включение такой емкости особенно полезно в тех случаях, когда на заземлении есть вероятность ожидать наличие быстропеременных токов или вблизи нашей установки работает сильный радио-передатчик (хотя бы и не на ту волну, которую мы принимаем).

В случае приема от радио-приемника обычно все эти мешающие действия слышны бывают уже на телефон приемника, при говорении же собственным микрофоном явных признаков мешания высокочастотными токами нет, а между тем их влияние на усилительные элементы сильно искажает их работу.

Усилитель W ¹/₄₀ построен также по принципу трех-каскадного усиления на промежуточных трансформаторах.

10 его ламп расположены по каскадам следующим образом.

Первый каскад — одна лампа, второй каскад — одна лампа и третий каскад — 8 ламп, работающих в двух параллельных группах по 4 лампы в каждом.

Вот этот-то последний каскад и представляет главное отличие схемы усилителя W ¹/₄₀ от W ¹/₁.

Дело в том, что при включении большого числа ламп в параллель, эффект ламп сначала складывается почти пропорционально числу вводимых ламп, а затем увеличение суммарной внутренней емкости ламп начинает плохо сказываться в смысле понижения напряжения за счет включения более или менее заметной емкости на зажимы вторичной обмотки трансформатора.

Приблизительно за пятой параллельно включенной лампой эффект почти не растет.

Поэтому желание включить 8 ламп параллельно вызвало необходимость специальной схемы, сущность которой заключается в том, что в трансформаторе, подающем напряжение от предыдущего каскада на сетки этих 8 ламп, строят две отдельных обмотки и на каждую обмотку нагружают 4 сетки параллельно соединенной группы четырех ламп. Эта хитрость, до некоторой степени, спасает от понижения суммарного эффекта при параллельном соединении большого числа ламп.

Если не считать конструкции трансформаторов этого усилителя (трансформаторы еще бо́льших размеров, чем в усилителе W ¹/₁), то во всем остальном усилитель W ¹/₄₀ ничем существенным не отличается от W ¹/₁.

Все, что было сказано о регулировке, уходе, пуске в ход и т. п. относительно усилителя W ¹/₁, — вполне применимо и к усилителю W ¹/₄₀.

Можно лишь заметить, что этот последний усилитель еще больше нуждается в специальных лампах повышенной мощности, чем W ¹/₁ и полный его эффект будет получен лишь с появлением нового типа специальных ламп.

Все же восьми-ламповый последний каскад дает большую мощность, чем 4-х ламповый в усилителе W ¹/₁ (хотя не вдвое) и этот усилитель W ¹/₄₀ может "тянуть" значительно большую нагрузку.

Нормальной нагрузкой для него являются 2 больших репродуктора типа D₅, но в случае более сильной предварительно подведенной энергии, он легко нагружает 3 таких репродуктора.

В скором времени на любительский рынок эл. трестом слабого тока будут выпущены два новых типа репродукторов — один по модели "Вестерн", другой по английской модели "Амплион".

Тогда нагрузку наших усилителей, как W ¹/₁, так и W ¹/₄₀ можно будет значительно увеличить, а именно," — W ¹/₁ сможет обслужить от 3 до 6, а усилитель W ¹/₄₀ от 6 до 9 репродукторов "Амплион" и "Вестерн".

Такое увеличение нагрузки усилителей произойдет, конечно, не от изменения свойств самих усилителей, а за счет увеличения чувствительности репродукторов, которые при той же приблизительно чистоте передачи потребуют, приблизительно, в три раза меньше энергии.

В ближайших нумерах нашего журнала мы надеемся поместить такое же подробное описание усилительного устройства американской системы "Вестерн Электрик Компани", как наиболее интересной и распространенной у нас в Республике заграничной аппаратуры этого рода.