В предыдущей главе мы видели, что, применяя обратную связь, можно получить дополнительное усиление, позволяющее использовать меньшее количество ламп. В настоящей главе мы познакомимся с принципом так называемого двойного усиления, дающим также значительную экономию в числе усилительных ламп, благодаря получающемуся дополнительному усилению. Этот принцип, применяемый в рефлексных схемах, состоит в двойном использовании одной и той же катодной лампы, т.-е. в использовании ее, во-первых, для усиления токов высокой частоты, а во-вторых, для усиления токов низкой частоты. Однако, такое использование требует принятия некоторых мер, которые обеспечивали бы правильное распределение токов высокой и низкой частоты в отдельных частях схемы. Меры эти крайне несложны и сводятся к правильному включению самоиндукций и емкостей определенной величины в отдельных местах соединений схемы.
Рассмотрим упрощенную схему, представленную на рис. 1. Через катодную лампу проходят одновременно токи высокой и низкой частоты. Их необходимо разделить так, чтобы через ветвь A проходили бы токи низкой частоты, а через ветвь B токи высокой частоты. Для этого включаем в ветвь A самоиндукцию, а в ветвь B — конденсатор. Дело в том, что, чем выше частота тока, тем меньшее сопротивление он встречает со стороны конденсатора и тем большее — со стороны самоиндукции. Наоборот, чем ниже частота тока, тем конденсатор представляет большее сопротивление, а самоиндукция — меньшее. Таким образом, включив в ветвь A самоиндукцию соответствующей величины, а в ветвь B соответствующей величины емкость, мы направим каждый из токов в линию с наименьшим сопротивлением. Посмотрим как этот принцип разделения токов разных частот применяется в рефлексных схемах.
Возьмем обычную схему, состоящую из одного элемента высокой частоты, детектирующего элемента и одного элемента низкой частоты (рис. 2). Если переменное напряжение низкой частоты, возникающее на зажимах аб вторичной обмотки трансформатора низкой частоты подвести к зажимам сетка-нить не второй лампы, а первой, то мы получим рефлексную схему (схему с двойным усилением) (рис. 3). Так как вторичная обмотка трансформатора представляет очень большое сопротивление для токов высокой частоты, то, чтобы, дать путь этим токам, вторичная обмотка трансформатора шунтируется конденсатором C1 который пропускает через себя токи высокой частоты, приходящие из антенны, и в то же время имеет достаточно большое сопротивление для токов низкой частоты трансформатора. Таким образом, токи низкой частоты, получающиеся в детекторном контуре Д, усиливаются той же лампой, что и токи высокой частоты. Важно эти токи направить по правильному пути в анодном контуре.
Схематическое изображение процессов, происходящих в рефлексной схеме (рис. 3), представлено на рис. 4. Колебания высокой частоты (мелкий тонкий пунктир) подводятся к лампе и усиливаются (жирный мелкий пунктир). Усиленные колебания проходят через настроенный в резонанс контур C2L2, блокировочный копденсатор C3, батареи и лампу. Обмотка телефонов представляет для этих токов слишком большое сопротивление и они через нее не проходят. Часть энергии колебаний усиленной высокой частоты подводится от колебательного контура C2L2 к детекторному контуру; детектором Д они превращаются в колебания низкой частоты (крупный тонкий пунктир). Колебания низкой частоты через трансформатор Тр подводятся опять к лампе и усиливаются в лампе. Усиленные колебания низкой частоты (крупный жирный пунктир) проходят через самоиндукцию L2, обмотку телефонов Т, батареи и лампу. Схема рис. 4 может быть значительно упрощена, если отбросить детали. Такая упрощенная схема представлена на рис. 5.
Выгоды, представляемые рефлексными схемами, заключаются в значительной экономии в лампах и в энергии накала (батарея накала с меньшей емкостью), а также в уменьшении размеров приемника. связанном с уменьшением числа ламп. Уменьшение числа ламп имеет большое значение и в смысле ослабления разных паразитных собственных колебаний и мешающих звуков (помех), значение которых возрастает приблизительно пропорционально квадрату числа ламп. Применение рефлексных схем с детектором рекомендуется в тех случаях, когда надо получить громкоговорящий прием с небольшим числом ламп на сравнительно недалеком расстоянии от передатчика; прием дальних радиостанций даст сравнительно худшие результаты. Необходимо отметить, что рефлексные схемы дают особенно хороший прием коротких волн. К недостаткам этих схем надо отнести их меньшую избирательность.
Обратимся к деталям рефлексных схем и начнем с ламп. Двойная нагрузка ламп колебаниями разных частот пред'являет особые требования к лампам как при выборе их, так и при работе с ними. Лампа дает худший коэффициент полезного действия тогда, когда она используется одновременно для усиления высокой и низкой частоты, поэтому усиление, даваемое одной лампой в рефлексной схеме, меньше усиления, получаемого в обыкновенной схеме от двух ламп. Нa рис. 6 представлены кривые колебаний в разных частях рефлексной схемы. Кривая а представляет модулированные колебання высокой частоты, подводимые к зажимам лампы сетка-нить из антенны.Кривая б изображает колебания a после их выпрямления в детекторном контуре. Колебания, получающиеся во вторичной обмотке трансформатора, представлены на кривой в. Наконец, на кривой г представлены те колебания, которые фактически подводятся к зажимам сетка-нить лампы и которые получаются в результате сложения колебаний высокой и низкой частоты. Увеличение положительных значений амплитуд колебаний может повлечь за собою искажение передачи в тех случаях, когда эти положительные значения сделаются настолько большими, что лампа будет работать на колене (сгибе) ламповой характеристики. Поэтому необходимо в рефлексных схемах лучше пользоваться лампами с длинными и прямолинейными характеристиками и выбирать рабочую точку лампы возможно ближе к середине характеристики. Лучшие результаты дают жесткие лампы с большой эмиссией. При работе с рефлексными схемами лучше дать повышенные накал и анодное напряжение. Для того, чтобы в цепи сетки не шел бы ток, а, следовательно, не получались бы искажения, необходимо дать некоторое дополнительное отрицательное напряжение на сетку (для ламп "микро" обыкновенно достаточно присоединение цепи сетки к отрицательному полюсу нити накала). Особенно это относится к случаю приема близкой станции.
Применение кристаллического детектора вместо детектирующей лампы выгодно в рефлексных схемах по целому ряду соображений: прежде всего кристалл дешевле лампы; во-вторых, он дает большую чистоту приема и, в-третьих, благодаря включению кристаллического детектора почти не возникает паразитная обратная связь, крайне мешающая в случаях применения лампы в качестве детектора. Но применение кристаллического детектора в рефлексных схемах имеет и свои отрицательные стороны. Детектор нельзя перегружать током, так как в этом случае получается плохой коэффициент полезного действии детектора, сводящий на нет все дополнительное усиление, полученное благодаря использованию двойного усиления. Особенно большая перегрузка получается в многоламповых рефлексных схемах, где через детектор проходят колебания, усиленные предварительно при помощи 2—3 ламп. Рекомендуется поэтому брать для кристаллического детектора карборунд (с бронзой) или гален, выдерживающие большие нагрузки. Для лучшего действия детектор должен быть соединен с тем концом катушки самоиндукции, который имеет больший потенциал относительно земли.
Трансформатор Тр (рис. 3) берется обыкновенно с отношением витков от 1:3 до 1:5. Сердечник трансформатора рекомендуется заземлить и соединить с минусом батареи накала так, как показано на рис. 3. Желательно брать трансформаторы с возможно меньшей собственной распределенной емкостью. Конденсаторы в схеме рис. 3 имеют следующие емкости: C = 1000 см. C1 = 200—1000 см, C2 = 500 см, C3 = 1000—2000 см, C4 = 2000 см. Лучше всего определять точные значения этих величин из опыта.
Для того, чтобы компенсировать то сравнительно сильное затухание, которое вызывает в рефлексной схеме применение кристаллического детектора, иногда пользуются в той же схеме одновременно и обратной связью (рис. 7). Пользоваться этой связью следует крайне осторожно, так как, во-первых, в рефлексных схемах легко возникают собственные колебания, а, во-вторых, употребление слишком сильной связи вызывает сплошь и рядом уменьшение коэффициента полезного действия схемы, благодаря получающейся перегрузке детектора.
В рефлексных схемах следует также остерегаться паразитной обратной связи, устанавливающейся через телефон, батареи, лампы и т. д.
Если заменить кристаллический детектор в схеме рис. 3 ламповым, то получится схема, представленная на рис. 8. Эта схема в отличие от схемы с кристаллическим детектором характеризуется значительно большей склонностью к собственным паразитным колебаниям. Электрические величины деталей этой схемы — обычные.
