Любитель, живущий в провинции, где в большинстве случаев для освещения употребляется постоянный ток, сплошь и рядом приходят в недоумение: почему не пользуются этим постоянным током вместо дорогих и недолговечных "анодных" батарей?
И в самом деле, этим током можно питать анодную цепь усилителей помощью весьма простых приспособлений. Приспособления эти необходимы потому, что этот "постоянный" осветительный ток далеко не является "постоянным", так как динамо-машина постоянного тока дает пульсирующий ток, т.-е. ток одного постоянного направления, но не постоянной (по времени) величины (см. рис. 1 слева кривую abdf). Эти пульсации получаются в динамо-машине при переходе щетки с одной пластины коллектора на другую, и частота их зависит от числа пластин коллектора и скорости вращения машины.
Ясно, что если дать на анод такое пульсирующее напряжение, анодный ток тоже будет пульсирующим и в телефоне услышим тон, соответствующий частоте пульсаций. Прием будет невозможен, он будет заглушен этим тоном.
Значит, если желательно пользоваться этим током для питания, нужно уничтожить пульсации, "сгладить" кривую тока, выравнять горбики b, d, f на рис. 1. Это можно сделать помощью так наз. фильтров низкой частоты.
Такой простейший фильтр изображен на рис. 2. Здесь a и b — зажимы для подводимого тока, Др — дроссельная катушка, C — конденсатор постоянной емкости, c и d — зажимы получаемого сглаженного тока.
Действие этого фильтра таково: пульсирующий ток, подводимый к зажимам a и b, можно себе представить состоящим из двух частей (слагающих): слагающей постоянного тока A, изображен. на рис. 1 слева пунктиром, и слагающей переменного тока abdf. (Колебания переменного тока изображены в увеличенном виде для наглядности).
Картина получается такая, что слагающая переменного тока оседлала слагающую постоянного тока, и вместе они дали пульсирующий ток. Дроссель же, представляющий катушку с железным сердечником, имеющую большое число витков (т.-е. большую самоиндукцию), представляет большое сопротивление (индуктивное) для переменного тока, в то же время свободно пропуская постоянный. Следовательно, пройдя дроссель, слагающая переменного тока будет сильно ослаблена. Конденсатор C, включенный после дросселя, наоборот, представляет небольшое сопротивление для переменного тока, совершенно не пропуская постоянный ток; слагающая переменного тока замкнется через этот конденсатор, а у зажимов cd получим постоянный ток уже весьма сглаженный, как это видно на рисунке 1 справа.
Для лучшего сглаживания употребляют фильтры более сложные; один из таких фильтров изображен на рис. 3.
Деление напряжения. Схема питания однолампового усилителя приведена на рис. 4. Так как напряжение осветительного постоянного тока обычно бывает или 110, или 220 вольт, т.-е. больше, чем требуется для лампы, приходится прибегать к потенциометру П, с которого движком Д снимают необходимые 80 вольт. Для этого движок ставится при 110 вольт, приблизительно, на ¾ потенциометра, а при 220 вольт — на ⅓ потенциометра. Потенциометр должен иметь сопротивление не менее 1000 ом. Если потенциометра не имеется, можно делать так: равномерно наматывают 30—40 метров никкелиновой проволоки диам. 0,1 мм. на деревянный брусок так, чтобы витки не касались друг друга. На расстоянии одной трети длины намотки — для 220 вольт или ¾ — для 110 вольт делают отвод; к концам намотки приделывают шнур с вилкой для включения в штепсель, а провода от одного конца намотки и от отвода — ведут к фильтру.
Дроссель. Конструкция дросселя (сердечника его) может быть взята любая из описанных в журнале: (ежовый дроссель, или дроссель описанный на стр. 90, № 4/12 "РЛ"). На катушку наматывают 4.000—8.000 витков ПШО или ПБО (провод с ординарной шелковой или бумажной изоляцией) диаметром 0,1—0,15 мм.
Конденсаторы. Конденсаторы C1 и C2 имеют емкость 1,5—4 µF, делать их самому не советуется, так как это обойдется дороже, чем их купить. Конденсаторы эти имеются в продаже под названием "телефонных" конденсаторов.
Так как величина пульсации в различных установках (в разных городах) различна, точные величины дросселя и конденсатора нужно подбирать на месте, увеличивая по мере надобности число витков дросселя и число конденсаторов, до полного или терпимого исчезновения гудящего тона. Наибольшие указанные здесь цифры — 8.000 витков и 4 µF в большинстве случаев дают гарантию хорошего сглаживания для одноламповых, двухламповых и трехламповых схем, при чем усилители высокой частоты легче переносят плохо сглаженный ток, чем усилитель низкой частоты с трансформаторами. При сильно пульсирующем токе приходится применять фильтр с двумя ячейками по рис. 3. В хороших установках можно иногда обойтись без конденсатора C2, имея дроссель в 5000 витков и конденсатор C1 в 1,5 µF; недостаточная величина конденсатора C1 вызывает сильный вой.
При всех схемах питания от осветительной сети в антенну необходимо включать надежный (лучше слюдяной) конденсатор C3, емкостью 0,01—0,1 µF. Этот конденсатор предохраняет от короткого замыкания сети через заземление, так как обычно один полюс сети заземлен; при таком коротком замыкании, помимо всего прочего, могут быть сожжены лампы.
Схема для двухлампового усилителя (детектор + низкая частота) приведена на рис. 5. Эта схема отличается от предыдущей тем, что здесь роль потенциометра играет ламповый делитель напряжения. Л1 и Л2 — две последовательно соединенные лампы накаливания. Если желательно иметь на усилителе около 80 вольт, лампа Л1 должна иметь при 110 вольтах — 10 свечей, а Л2 — 26 свечей, и т. д. Нижеследующая таблица дает ряд таких комбинаций:
| 110 вольт | 220 вольт | ||||
| Число свечей |
Напряж. на усил. |
Число свечей |
Напряж. на усил. |
||
| Л1 | Л2 | Л1 | Л2 | ||
| 10 | 16 | 68 в. | 32 | 10 | 52 в. |
| 16 | 25 | 68 в. | 50 | 16 | 53 в. |
| 16 | 32 | 73 в. | 50 | 25 | 73 в. |
| 10 | 25 | 78 в. | 25 | 16 | 83 в. |
| 16 | 50 | 83 в. | 16 | 10 | 85 в. |
| 10 | 32 | 84 в. | 50 | 32 | 86 в. |
| 10 | 50 | 92 в. | 32 | 25 | 96 в. |
| 10 | 10 | 55 в. | 10 | 10 | 110 в. |
Этот ламповый делитель напряжения работает вполне надежно, потребляет весьма немного энергии, так как лампы соединены последовательно и горят неполным накалом, при чем лампа с меньшим количеством свечей горит ярче другой лампы, в которой больше свечей. Лампы должны быть или обе экономические, или обе угольные.
Весь фильтр можно компактно собрать в ящичке, внутри которого укрепляют дросссель и конденсаторы, а снаружи на крышке укрепляют две клеммы для анодного напряжения. Патроны ламп накаливания нужно укрепить так, чтобы можно было легко менять лампы для подбора напряжения. Соединение со штепселем производится помощью шнура с вилкой, при чем, если в штепселе нет плавкового предохранителя ("пробки"), нужно таковой сделать в самом приборе.
На двух клеммах фильтра, на вилке и штепселе нужно пометить полярность значками + и —. Полярность проще всего определить так: два зачищенных на концах провода от штепселя погружают в стакан с соленой водой. Вода около одного провода начнет кипеть, — это будет отрицательный полюс. Во избежание могущего произойти при этом короткого замыкания, лучше эту пробу производить через лампу накаливания, включив ее в один из проводов. Полярность можно также определить помощью синей бумаги, употребляемой для копирования чертежей; нужно кусок этой бумаги смочить, лучше соленой, водой, и приложить два зачищенных конца провода; под отрицательным проводом через короткое время получится белое пятно.
Нужно еще иметь в виду, что иногда на электрической станции меняют полярность проводов, в этом случае следует просто перевернуть вилку, вставляя ее плюсом в минус штепселя.
Полное питание, т.-е. питание накала и анодной цепи от осветительной сети постоянного тока тоже возможно в некоторых случаях и будет описано в одном из ближайших номеров нашего журнала.
Лаборатория журнала "Радиолюбитель".
1) См. "Р.Л." № 6/14, стр. 139.
(стр. 199.)