Б. Гальперин
Трудности резонансного усиления высокой частоты уже при волнах короче 200 метров становятся почти неустранимыми благодаря тому, что при этих частотах небольшая внутренняя емкость лампы оказывается достаточной для возникновения обратной связи, ведущей к самовозбуждению схемы. Без применения резонанса на этих частотах вообще усиления нельзя получить, так как уменьшение действующего сопротивления цепи сетка-нить, (опять-таки вследствие емкости ее) не дает возможности поддерживать значительное переменное напряжение на ней. Таким образом усиление таких высоких частот, каким соответствует диапазон волн от 15—100 м, до сего времени почти не удавалось. Практически это усиление стало возможным только с применением экранированных ламп, в которых, кроме высоких усилительных качеств, достигнуто уменьшение емкости между сеткой и анодом до очень малой величины, путем экранирования последнего. Опытами наших радиолюбителей было обнаружено, что лампа МДС, при соответствующем включении, приобретает все свойства экранированной, хотя и в значительно меньшей мере. Преимущества метода усиления высокой частоты экранированными лампами, пользующегося уже второй год большой популярностью у американских коротковолновиков, побудили меня произвести аналогичные опыты в наших условиях. Если качеств МДС оказалось достаточно для получения большого эффекта в обычном радиовещательном диапазоне, то при усилении коротких волн приходится удовлетворяться меньшим. Однако существенно уже то, что при нашей радио-бедности вообще удалось осуществить вполне нормально работающий 1—V—2 и целиком использовать все те преимущества, какие он имеет перед регенератором.
Приступая к описанию, необходимо заметить, что для работы с описываемой схемой нужен некоторый опыт в работе с коротковолновым регенератором. Поэтому, рассчитывая на искушенного любителя, в подробности сборки, монтажа, изготовления тех или иных деталей входить не буду, так как любитель, знающий общие требования, предъявляемые к коротковолновым приемникам, сможет разрешить эту задачу самостоятельно (схема приемника приведена на рис. 1). При наличии хорошего, уверенно работающего и рационально смонтированного регенератора вопрос разрешается просто присоединением к нему блока высокой частоты с настроенным анодом. Для связи с антенной сперва применялся конденсатор емкостью 20—30 см; впоследствии оказалось, что выгоднее работать с индуктивной связью, которая осуществлялась поднесением подвешенной прямо на проводах антенны и противовеса катушки почти вплотную к катушке каскада высокой частоты. Колебания, попадающие из антенны в контур L1С1, подаются на катодную сетку МДС (зажим на цоколе). На экранирующую сетку дается напряжение 45—60 вольт, анодное напряжение 160—190 вольт. При этом на рабочую (т. е. катодную) сетку необходимо подать некоторое отрицательное напряжение, которое легко получить введением в минус накала постоянного сопротивления в 3—4 ома. Такое же сопротивление вводится в минус накала детекторной лампы. Это ставит схему в наивыгоднейшие условия: первые две лампы работают при пониженном (на 0,25 в.) накале, что удлиняет срок их службы и уменьшает склонность к генерации.
Далее схема заключает элементы обычного регенератора с усилением низкой частоты. Здесь только пришлось решительно отмахнуться от всех видов емкостной регулировки обратной связи, так как зависимость емкости контура от изменения обратной связи делает настройку весьма сложной и кропотливой, а градуировку замкнутого контура — почти невозможной. Пока в качестве регулятора обратной связи применялось переменное сопротивление в цепи анода детекторной лампы. Благодаря повышенному анодному напряжению достаточная громкость получается после одной ступени усиления низкой частоты, но наличие второго каскада на сопротивлениях иногда оказывается очень полезным — искажений он не вносит, а приемник удорожает незначительно. На сетку усилительных ламп дается отрицательное напряжение —5 вольт, что при анодном напряжении в 160 вольт заставляет их работать на прямолинейном участке характеристики. Переход с 1—V—1 на 1—V—2 осуществляется переключением одной телефонной вилки из гнезда Т1 в гнездо Т2. Сопротивление, остающееся приключенным параллельно телефону слышимости практически не уменьшает. Схема может очень просто быть превращенной в 0—V—1 или 0—V—2. Для этого антенна через небольшую емкость присоединяется к анодному гнезду первой лампы. Одна пластинка антенного конденсатора замонтирована в приемнике, (видна на снимке под катушкой), а другая укреплена на антенной вилке, которая втыкается в холостое гнездо (под пластинкой), так что имеется возможность вращать ее и тем самым менять емкость между пластинками.
Конструкция панели определилась требованием рационализации и упрощения монтажа. Все органы управления помещены на передней вертикальной панели размером 300 × 200 мм. На высоте 7 см к ней прикреплена горизонтальная панель (300 × 160), на нижней строне которой помещены элементы схемы усилителя низкой частоты и большая часть монтажа, наверху же находятся лампы, катушка L1, сопротивления R1 и R2 и небольшая угловая панелька. На этой последней смонтированы панелька для катушек L2 и L3 (обыкновенная ламповая з-да Украинрадио), панелька для детекторной лампы, конденсатор и утечка сетки и конденсатор обратной связи. Тут же рядом находится конденсатор замкнутого контура С3. Таким образом ответственнейшая часть схемы (очерчена пунктиром) собрана очень компактно и монтаж выполнен наикратчайшим путем. Нужно еще иметь в виду, что конденсаторы С6, С7, С8 и С10, создающие пути токам высокой частоты, необходимо ставить непосредственно у выхода из катушек L2 и L3, дабы избежать участия в колебательном контуре монтажных проводов, которые при значительной длине могут сильно изменитъ расчет катушек и вообще отразиться на работе приемника.
Катушки L2 и L3 намотаны из провода ПШД 0,6 мм неподвижно на карболитовых цоколях от ламп «Микро» на расстоянии 7 мм одна от другой. Катушки следует мотать так, как указано на рисунке, располагая обмотки так, чтобы концы, идущие к сетке и аноду лампы, были крайними (рис. 2).
При конденсаторах С1 и С2 емкостью по 110 см катушки применялись с следующим числом витков:
| Диапа- зон. |
13—24 | 22—35 | 29—60 | 55—100 |
| L | 2 | 3 | 3 | 6 |
| L1 | 3 | 5 | 8 | 16 |
| L2 | 4,5 | 7—8 | 13 | 34 |
| L3 | 3—4 | 5—6 | 6—8 | 12—15 |
При использовании уже имеющихся катушек L2 и L3, конечно, нет надобности делать их заново, а нужно только подобрать к ним катушку L1 так, чтобы собственная волна обоих контуров была примерно одинакова при одинаковом положении конденсаторов С1 и С2. Последние могут быть взяты любой конструкции, но подходящей емкости и с надежной изоляцией. Мною были применены: С1 — системы инж. Шевцова (описан в «РЛ» № 7 за 27 г.) и С2 — «срочно» переделанный из «Мэмза» 600 см, в неподвижной системе которого были оставлены три пластины, и сделан соответствующий вырез, приближающий кривую изменения частот к прямой линии (расчет неоднократно приводился в литературе).
Дроссель «Др» намотан на пресшпановой трубке диаметром 30 мм из манганиновой проволоки (изолированной 0,07 мм в виде трех последовательных катушек в 30, 40 и 60 витков; омическое сопротивление его около 600 ом, что предохраняет от резких провалов генерации. Так или иначе, дроссель необходимо выверить в работе на простом регенераторе, дабы избежать казусов при налаживании схемы. Конденсатор обратной связи С3, ориентировочно берется емкостью 300 см, вследствие специфических условий монтажа, ламп и т. д., его вероятно придется подобрать в процессе налаживания. Конденсатор и утечка сетки С4R4 — обычные.
Трансформатор низкой частоты взят был з-да «Украинрадио» (1:4) — можно взять и другого завода. Генерация регулируется грубо — сопротивлением R5, изменяющим действующее напряжение на аноде детекторной лампы и плавно — потенциометром «П». При включении, указанном в схеме, потенциометр плавно изменяет напряжение на сетке лампы высокой частоты от 0 до 1,0 вольта (при малоомном источнике накала). Этого более чем достаточно для того, чтобы управлять генерацией на довольно широком (5—6 м) участке диапазона, при неизменном сопротивлении R5, которым приходится пользоваться только при переходе на другой диапазон.
Сопротивление R5 представляет собой нанесенный карандашом графитовый слой шириной в 1 см на полуокружности радиусом 40 мм, величина его, около 20 000 ом, достигается после нанесения трех-четырех слоев. Ползунок движется по легко пружинящей латуни, замыкая выведенную часть (рис. 3). Избежать необходимости потенциометра можно лишь в том случае, если удастся сконструировать сопротивление плавно и бесшумно изменяющееся и неизменное всегда при одном положении ползунка — в любительских условиях это оказалось невозможным, на рынке же такие переменные сопротивления отсутствуют. Для предоставления пути токам высокой частоты потенциометр шунтируется конденсаторами С6, С7 и С8, емкостью порядка 6 000 см. Реостат R3 — 10 ом. Сопротивление R6 — 70 000 ом. R7 — от 0,75 до 1 мегома. Постоянные конденсаторы: С8 — 800 см, С9 — 5 000 см, С10 — 25 000 см и С11 — не менее 2-х микрофарад. Переменные конденсаторы С1 и С2 снабжены верньерами (новый тип з-да «Мэмза» — 1:25), все же для облегчения подстройки к замкнутому контуру предлагаю применить небольшой электрический верньер. Панели для первых двух ламп — малоемкостные (за отсутствием безъемкостных). Лампа МДС обязательно на карболитовом цоколе и с проверенной эмиссией. Передняя панель экранируется листом станиоля, что ограждает приемник от воздействия рук оператора и упрощает монтаж. Экранирование контуров вообще не лишне, но, благодаря достаточному удалению их и малому диаметру катушки (небольшое поле) — оказалось необязательным.
Налаживание схемы требует предварительной уверенности в том, что: 1) дроссель не дает провалов на всем диапазоне, 2) напряжение накала, 1-ой и 2-ой лампы не менее 3,4 вольта, 3) направление витков катушки L3 выбрано правильно и 4) контура L1С1 и L2С2 дают приблизительно одинаковую настройку при одинаковых положениях конденсаторов.
Дав требуемый накал, при среднем положении ползунка слушают в телефон и добиваются резонанса контуров, который при соблюдении указанных 4-х условий не замедлит обнаружиться сильным щелчком, указывающим на появление генерации. Если увеличением сопротивления R5 не удастся прекратить генерацию, то необходимо уменьшить конденсатор С3 до 150 см, а в крайнем случае и снять 1—2 витка с катушки. Вообще налаживание сводится к тому, чтобы при максимальной связи с антенной добиться такого положения, когда на всем диапазоне, не выходя из резонанса, генерацию можно получить и погасить одним изменением сопротивления R5. При этом для плавного подхода к генерации катушка L3 должна иметь возможно меньше витков, а конденсатор С3 емкость не менее 150 см.
В случае продуманного монтажа и добросовестной сборки процедура налаживания приводит к желанному результату очень скоро: надо помнить, что неудачно подведенный провод от анода или сетки первой лампы (недостаточно далеко от прочих) может вызвать неудержимую и неустранимую никакими мерами генерацию. В отсутствии резонанса приемник генерировать не должен даже при минимуме сопротивления R5 и наибольшем отрицательном напряжении на ползунке потенциометра. Благодаря этой особенности настройка схемы несколько необычна. В поисках станции необходимо поддерживать непрерывно резонанс контуров, иначе генерация будет отсутствовать и сигналов обнаружить не удастся. Увеличивая обратную связь потенциометром, можно «затянуть» генерацию на некоторую часть шкалы, в ту и другую сторону от положения резонанса. Это облегчает поиски, так как при небольшой расстройке контуров (неизбежной, благодаря неидентичности переменных конденсаторов, хотя и равной емкости) генерация не будет исчезать. Таким образом, медленно проходят всю шкалу, вращая соответственно конденсаторы С1 и С2. Нащупав станцию, уменьшают обратную связь почти до срыва, и подстраиваются точно обоими конденсаторами. При приближении к резонансу генерация снова усиливается, так что обратную связь в процессе подстроки следует уменьшать до того предела, пока генерация будет существовать только в данном окончательном положении и будет обрываться при малейшем движении переменных конденсаторов в ту или другую сторону.
Работать при большей обратной связи не следует, так как при этом невозможно точно определить положение резонанса, и чувствительность схемы вообще будет меньше. При приеме «фона» без генерации момент резонанса опредреляется тем положением справа и слева, от которого генерация не возникает. Этим определением следует строго руководствоваться при настройке, ибо наибольший эффект получится только тогда, когда, контура точно в резонансе, работа же станции будет слышна и в отсутствии такового, и следовательно показателем его не является. Сопротивление нужно регулировать так, чтобы потенциометром пришлось работать недалеко от его среднего положения — в этих пределах напряжение на сетке первой лампы наиболее подходящее и изменения его наиболее плавны. Эта окончательная подстройка требует от оператора немалой сноровки, которая приобретается в процессе самой работы и заменить которую описанием полностью нельзя. Во всяком случае некоторое и неизбежное усложнение настройки (сравнительно с обычным регенератором) особых затруднений для мало-мальски квалифицированного любителя не представит и безусловно окупится теми результатами, которые дает эта схема при добросовестном ее выполнении.
Достигнутые с этим приемником результаты были выяснены путем сравнения его с регенератором, прием на который производился тут же: для этого лампа МДС вынимается из гнезда, и антенна через небольшую емкость присоединяется к анодному гнезду первой лампы. Напомним, что сам по себе регенератор дает колоссальное усиление, но при условии, что переменное напряжение, подаваемое на его сетку, не меньше некоторого необходимого минимума. Следовательно, усиление высокой частоты может дать заметный эффект только тогда когда без него, непосредственно из антенны, этого минимума нельзя получитъ. Поэтому усиление, даваемое первой лампой, заметно проявляется только при приеме очень слабых сигналов. Опыт действительно доказал это. Усиление слабых сигналов особенно резко заметно при приеме без антенны. Возможность надежного приема без антенны (хотя и не на больших расстояниях) открывает некоторые перспективы для дуплексной работы, что особенно важно в походных условиях.
Интересно, что за границей в большом ходу были в свое время схемы 1—V—... безрезонансного усиления; вместо контура L1С1 включалось высокоомное сопротивление или дроссель, усиления сигналов никакого не получалось, но применение таких схем было выгодно. Это объясняется тем, что главная заслуга 1—V—... не в усилевии, а в других преимуществах, которые делают его незаменимым в условиях насыщения эфира. Это: 1) почти полное отсутствие излучения; 2) большая избирательность; 3) возможность точной градуировки и 4) устойчивость приема. Именно возможность использования этих особенностей в наших условиях может явиться толчком к дальнейшему развитию коротковолновых схем, которые сейчас уже не всегда и не всюду удовлетворяют любителя. Эта возможность поможет любителю выйти из заколдованного круга «тридцати трех регенераторов» и приобрести нужный в будущем опыт, который будет тем ценнее, что приобретается в худших условиях.
Б Гальперин, RK—1059