"Радиолюбитель", №13, август, 1925 год, стр. 285-286

Ламповые схемы, их элементы и особенности

Инж. А. Беркман

(Продолжение; см. № 11—12 "Р. Л.".).

Усиление высокой частоты

Усилением высокой частоты пользуются преимущественно в двух случах, когда: а) приходящие электромагнитные колебания очень слабы и б) когда электрические колебания в антенном колебательном контуре настолько слабы, что они не могут воздействовать на детектор (кристалл или лампа) и следовательно, не могут быть преобразованы в те электрические колебания низкой частоты, которые подводятся телефону. Первый случай имеет место тогда, когда принимаемая станция либо обладает слишком малой мощностью, либо расположена слишком далеко от места приема. Для второго случая характерен прием на рамку, суррогатную антенну и т. п., в этом случае приходящие электромагнитные колебания могут быть и достаточно сильными, но в энергию электрических колебаний обращается лишь небольшая часть энергии электромагнитных колебаний. Естественно, что в перечисленных случаях усиление низкой частоты не даст никаких результатов, так как оно приложимо, как мы видели, лишь к колебаниям низкой частоты, а слабые колебания высокой частоты не могут быть преобразованы в колебания низкой частоты.

Какими особыми качествами отличается усиление высокой частоты по сравнению с усилением низкой частоты? Не входя в детальное обсуждение этого вопроса, укажем здесь на две особенности, приобретаемые приемником, в котором имеется усиление высокой частоты. С одной стороны, такое усиление значительно увеличивает избирательность приемника, т.-е. позволяет значительно легче отстраиваться от станций, работающих на волне, близкой по длине к волне принимаемой станции. С другой стороны, такое усиление вызывает целый ряд нежелательных явлений. Как известно, токи высокой частоты легко проходят через емкость, т.-е. для них емкость представляет лишь небольшое сопротивление. Эта особенность токов высокой частоты имеет громадное значение при конструировании приборов высокой частоты, так как даже небольшая емкость, скажем в 5—50 см., способствует образованию утечек и потерь, понижающих силу приема; вот почему в усилителях высокой частоты так важно пользоваться катушками сотового, корзинчатого и т. п. типов, т.-е. катушками, у которых собственная емкость сведена до наименьшей величины. Помимо этого, всякие паразитные емкости (в катушках, между ножками лампы) способствуют возникновению собственных колебаний — явлению, которое легче всего возникает при усилении высокой частоты и которое нами будет подробно рассмотрено в главе "схемы с обратной связью".

Рис. 15. Усилитель в. ч. с настроенным анодным контуром и кристаллическим детектором.

Как и в схемах c усилением низкой частоты, мы в схемах с усилением высокой частоты, найдем целый ряд способов для установления связи между отдельными лампами, входящими в схему.

Связь через настроенный колебательный контур в цепи анода

Начнем опять с простейшего случая. На рис. 15 представлена схема детекторного приемника, колебательный контур абвг которого включен не в цепь антенны, как показано пунктиром, а в анодную цепь лампы. Приходящие электромагнитные волны возбуждают в колебательной цепи антенна—земля (I) электрические колебания, которые передаются в колебательный контур II и усиливаются катодной лампой. Таким образом, в колебательном контуре III (абвг) получаются усиленные колебания, которые, как обычно, преобразовываются детектором в колебания низкой частоты и, пройдя через телефон Т₂ воспринимаются нашим ухом.

Рис. 16. Усилитель в. ч. с ламповым детектором.

Заменим кристаллический детектор ламповым. Тогда вместо схемы рис. 15 получится схема рис. 16; в последней мы 2 батареи накала Б_Н1 и Б_Н2 и две анодных батареи Б_А1 и Б_А2 заменяем одной батареей накала Б_Н и одной анодной батареей Б_А . В получившейся схеме рис. 17 цепь анода абвг первой лампы соответствует цепи с теми же буквенными обозначениями рис. 16.

Рис. 17. Схема рис. 16 с двумя батареями.

Нити накала 1-й и 2-й лампы соединены параллельно при помощи проводов км и лн и питаются от одной батареи Б_Н. Что касается анодной цепи, то и она включена параллельно ¹), так как ее конец г присоединяется к плюсу батареи высокого напряжения Б_А. Высокоомное сопротивление R₁, включается не параллельно С₁, как показано пунктиром, а между точками д и е, т.-е. между сеткой 2-й лампы и отрицательным полюсом батареи накала Б_Н. Благодаря этому сетка 2-й лампы не получает высокого положительного потенциала от анодной батареи. Таким образом, мы видим, что связь между двумя лампами осуществляется через колебательный контур в цепи анода, почему мы эту связь и называем связью через настроенный колебательный контур в цепи анода, а усилитель — усилителем с настроенным колебательным контуром в цепи анода. Что касается данных схемы, то мы здесь укажем лишь на данные, касающиеся колебательного контура III. Все остальные данные те же, что и в ранее рассмотренных схемах с детектирующей лампой. Конденсатор С₁, должен иметь максимальную емкость в 500 см. Катушку L₁ подбирают по таблице сотовых катушек ("РЛ", 1924 г. № 4, стр. 60), определив предварительно ее самоиндукцию по формуле Томсона, задавшись определенной длиной волны и принимая в этой формуле емкость равной 250 см.

Рис. 18. Две ступени усиления высокой частоты и ламповый детектор.

На рис. 18 представлена схема с двумя ступенями усиления в. ч. и одной детекторной лампой. Необходимость включения конденсаторов С₁ и С₂ и сопротивлений R₁ и R₂ была уже об'яснена в прошлом номере, и мы на этом останавливаться не будем.

Связь через настроенный анодный контур дает хорошие результаты при приеме волн длиною до 1500 метров. Благодаря настройке контура она отличается очень большой избирательностью, но в схемах с такой связью легко возникают собственные колебания и поэтому, как при конструировании приемников со связью через настроенный анодный контур, так и в обращении с ними необходимо соблюдать известные меры предосторожности.

Трансформаторная связь

Если первичную обмотку трансформатора включать в цепь анода первой лампы, а вторичную обмотку в цепь сетки второй лампы, то между первой и второй лампой установится трансформаторная связь (см. рис. 19) ²). Трансформаторы, которыми пользуются для передачи токов высокой частоты, называются трансформаторами высокой частоты. Трансформаторы в. ч. отличаются самой разнообразной конструкцией. Некоторые американские фирмы выпускают для длинных волн свыше 2000 метров трансформаторы высокой частоты с железным сердечником. В большинстве же случаев, в особенности для коротких волн, железо в этих трансформаторах не употребляется, во избежание потерь в железе (особенно больших при токах высокой частоты). Не входя в детали конструкции этих трансформаторов, чему будет посвящена отдельная статья, скажем, что в отличие от трансформаторов низкой частоты, трансформаторы высокой частоты конструируются обычно лишь на небольшой диапазон волн; например, для перекрытия диапазона от 250—3000 метров имеется серия, состоящая из 4 трансформаторов: для длин волн — от 250—500, 450—880, 800—1700 и 1500—3000 метров.

Рис. 19. Усилитель в. ч. с трансформаторной связью; вторая лампа — детекторная.

В трансформаторах в. ч. применяется небольшое по сравнению с трансформаторами низкой частоты число витков. Коэффициент трансформации колеблется от 1:1 до 1:2. Таким образом, мы видим, что главной задачей трансформатора в. ч. является передача колебаний из цепи анода в цепь сетки, а не повышение напряжения тока.

На рис. 19 представлена схема состоящая из одной ступени усиления в. ч. и из детектирующей лампы. Параллельно обмоткам L₁ и L₂ трансформатора Тр включены конденсаторы переменной емкости С₁ и С₂. Связь в приемнике рис. 19 называется трансформаторной связью с настройкой. Благодаря настройке обмоток трансформатора значительно увеличивается избирательность приема. Но в смысле самой настройки схема сложнее схемы с настроенными анодными контурами, так как требует настройки вдвое большего числа контуров. Связь между обмотками трансформатора берется большей частью переменной. К недостаткам этой схемы следует отнести неустойчивость ее в отношении возникновения собственных колебаний.

Рис. 20. Та же схема с двумя батареями.

Схема представленная на рис. 19, является принципиальной схемой. Соответствующая практическая схема представлена на рис. 20. Отметим, что в этой схеме, в виду обособленности цепи сетки второй лампы от положительного полюса анодной батареи, высокоомное сопротивление R₁ может быть включено параллельно емкости С. Конденсаторы С₁ и С₂ имеют максимальную емкость 250—500 см. Обмотка трансформаторов в. ч. с настройкой делается обыкновенно из медной проволоки с возможно меньшим сопротивлением.

(Продолжение следует).