ЦЕЛЬЮ настоящей статьи является сообщение радиолюбителю, начинающему заниматься радиопередачей, тех данных, при помощи которых он мог бы, по возможности, просто и надежно построить передатчик на короткие волны и овладеть работой с ним.
Схема и ее действие
Из многочисленных и разнообразных схем мы выбираем для начала самую простую, легко собираемую и хорошо действующую схему.
Это трехточечная схема с двумя лампами, работающая двухтактно и приведенная на рис.1.
Элементы схемы и ее действие таковы: лaмпы Л получают накал своих нитей от батареи накала Бн. Ток накала регулируется реостатом R, включаемым в плюс батареи (+Н).
Аноды ламп получают питание от плюса анодной батареи Ба через дроссели Д. Минус этой батареи (—А) через ключ Морзе К соединяется с —Н батареи Бн.
Конденсатор Св, шунтирующий батарею Ба, легко пропускает через себя токи большой частоты и тем улучшает работу схемы.
При нажатии ключа К батарея Ба дает через дроссели Д и конденсаторы передачи Сn некоторый начальный заряд конденсатору колебательного контура С. Конденсатор сейчас же разряжается через самоиндукцию L и в колебательном контуре CL возникают колебания с периодом (или с длиной волны), зависящим от величины взятых С и L.
Влияние емкости ламп, схемы и пр. на установление периода, для простоты, мы не принимаем во внимание.
Возникшие колебания, через автотрансформаторные связи (на катушке L), действуют на сетку нить ламп и таким образом изменяют их сопротивление и след., проходящую через них силу анодного тока.
Вследствие этого постоянное напряжение батареи Ба ниже дросселей, т.-е. на анодах ламп превратится в пульсирующее напряжение.
Эти пульсации напряжения, через конденсаторы передачи Сn будут подзаряжать колебательный контур CL и разовьют в нем незатухающие колебания некоторой мощности, зависящей от сорта ламп, анодного напряжения накала, связей и др. причин.
Через автотрансформаторную связь (на той же катушке L) часть колебательной мощности переходит в воздушную сеть А — П (антенна-земля или лучше — антенна-противовес), откуда и излучается в пространство.
Когда, например, колебательный ток идет по катушке L слева направо, то правая обкладка конденсатора С заряжается положительно. Следовательно сетка левой лампы, присоединенная к виткам, находящимся ближе к правой обкладке конденсатора, будет заряжаться тоже положительно. В то же время сетка правой лампы, на основании тех же заключений, будет заряжаться отрицательно.
Отсюда видно, что лампы действуют не одновременно, не в фазе, а поочередно и так: за первую половину периода работает (питает колебательный контур) — одна лампа, а за вторую половину периода — другая лампа. Отсюда явилось и название таких схем — двухтактными.
Колебания за оба полупериода будут одинаковыми, чем симметричнее схема передатчика, чем однотипнее дросселя, лампы, связи и емкости как конденсаторов, так и емкости частей схемы по отношению к земле.
Но практика показывает, что иногда, наоборот, при некоторой асимметрии и именно в связях (сеточных и анодной) получается наиболее хорошая отдача передатчика, почему к абсолютной симметрии стремиться не приходится.
Наконец, небольшая асимметрия в передатчике должна быть уже для того, чтобы на конденсаторе С получился бы некоторый заряд при включении анодной батареи. При полной симметрии действие ламп на контур CL было бы равным и противоположным, а потому контур и не заколебался бы.
Достоинство этой схемы: 1) простота, 2) легкое возбуждение колебаний, которые возникают уже при 30—35 вольтах БА, 3) устойчивость колебаний, 4) несколько меньшая способность возбуждения высших гармонических колебаний, чем при других простых схемах, например, в подобной же схеме, но с одной лампой.
Питание схемы постоянным током дает: 1) совершенно чистый и постоянный тон передачи, 2) острую настройку, 3) отсутствие "гуляния" волны, наблюдающегося при изменениях вольтажа в сетях переменного тока и 4) возможность применении передатчика для телефонии.
Помимо перечисленных причин мы намеренно начинаем практическое ознакомление с работой передатчиков на постоянном токе и потому, что любитель, желающий заняться передачей, имеет, конечно, и приемную установку, а следовательно, и необходимые для нее источники постоянного тока. Наконец, экспериментирование с передатчиком на постоянном токе легче и избавит любителя от пережигания ламп и др. неудач, могущих быть при неудачно сделанных трансформаторах и т. д.
Детали передатчика, их данные и устройство
Лампы могут быть применены любые из существующих усилительного типа. Выбор их производится в зависимости от предполагаемой мощности передатчика.
Передатчик потребляет на анодах своих ламп мощность в 2 раза большую тем мощность принятой лампы. Отдает же в антенну от половины до трех четвертей потребляемой мощности, в зависимости от регулировки передатчика.
Приведем ориентировочные данные для некоторых типов ламп.
Лампа Микро. Накал Бн не больше 3.6 в. Анодное напряжение Ба не больше 100 в. Анодный ток Ia получается 5—8 милиампер. Применять можно только для самых маломощных передатчиков.
Лампы Треста Р5 и Нижегородской радиолаборатории УА: Бн = 3.6—4 в. Бa от 100 до 320 в. Ia = 20—25 мА, при высоких вольтажах. Выше 320 вольт брать не рекомендуется: лампа будет работать в тяжелом режиме и будет недолговечна.
Лампа Треста УТ1 (десятиваттка) Бн = = 3.6 в, Ба до 220 в, Ia - 50—60 мА.
Лампа Нижегородской Радиолаборатории ГБ: Бн = 5—5.5 в, Ба = 320 в до 400 в., Ia — 50-60 мА.
Обе последних лампы очень хороши для любительских передатчиков средней мощности.
Гнездо для ламп должно быть малоемкостным и иметь возможно больший зазор между гайками соседних гнезд. Для этого полезно уменьшать диаметр гаек, опиливая их до минимума.
Удобны продающиеся гнезда, показанные на рис.2. Между гнездами полезно высверлить отверстие и сделать крестообразный пропил, как это советовалось уже в "Радиолюбителе".
Дроссели. Лучше всего делать в виде однослойных цилиндрических катушек, мотая их: проводом ПШД от 0,2 до 0,3 мм.
Гильзы делаются из тонкого прошеллаченного картона. Диаметр гильзы — 25—30 мм. Длина гильзы 50—60 мм. Число витков 30—60, в зависимости от выбранной длины волны передатчика.
Витки укладываются вплотную друг к другу или с небольшим зазором, что еще более уменьшить их вредную емкость.
Вообще: 1) дроссель должен быть без'емкостным (однослойная цилиндрическая намотка, и иногда намотка с зазором); 2) иметь минимальные потери в диэлектрике (гильза из тонкого картона или, если можно, то намотка и без гильзы, но я без пропитки изоляции шеллаком); 3) быть подходящим по числу витков для принятой длины волны (опытный подбор витков по отдаче передатчика. При желании — набор сменных дросселей. В случае переменных дросселей, для них ставятся позади ламп досочки с гнездами, в которые и вставляются дросселя).
Конденсаторы передачи Сn должны быть: 1) весьма прочными в смысле пробивания напряжением (диэлектрик—слюда 0,1, стекло — в 1 мм, парафиновая бумага в 3—4 слоя при Еа до 320 в); 2) иметь небольшие потери в диэлектрике (если можно, то делать из лучшей белой слюды). Плохой диэлектрик греется, теряет свою прочность и пробивается, не говоря уже о потерях, происходящих в нем бесполезно; 3) иметь подходящую величину (для диапазона 20—100 метров можно брать конденсаторы в 1 000—2 000 см).
Конденсатор колебательного контура C должен быть: 1) без потерь (воздушный, без утечки в изоляции); 2) переменным (менять свою емкость в пределах от 80—100 до 600 см); 3) прочным в смысле пробития (при 320 в зазор между пластинами должен быть не меньше одного мм).
Полезно, но не обязательно, применять конденсатор симметричный. Значение симметрии — выяснено выше.
Катушки контура L должны: 1) иметь наименьшее сопротивление (ток при большей частоте идет по самой поверхности провода, поэтому диаметр провода или трубки должен быть побольше и не меньше 4 мм. Никелировка провода недопускается). 2) Не иметь потерь в диэлектрике (отсутствие каркаса). 3) Иметь соответствующие размеры и число витков (удобны катушки в 8 и 14 витков, при длине их в 120 мм и при диаметре в 90 мм. При указанном выше конденсаторе катушки перекроют диапазон: первая от 20 до 60 и вторая от 35 до 100м).
Утечка сетки имеет сопротивление в несколько тысяч омов при конденсаторе в 1000-2000 см. Величина сопротивления подбирается на опыте по отдаче. Чаще можно обходиться без утечки и конденсатора сети.
Блокировочный конденсатор Сб должен быть прочным по изоляции и иметь величину в несколько тысяч см. Увеличение его емкости не вредит, но полезно. При батареях из сухих элементов он обязателен. При хороших аккумуляторных батареях он весьма полезен.
Щипки для присоединения к катушке L сеток, нити, антенны и противовеса — должны давать прочный контакт с катушкой и иметь небольшие размеры и, следовательно, емкость.
Щипки хорошо изготовлять из твердой отбитой латуни. К ним припаиваются гибкие провода, а к сетевым щипкам (A и П), — если можно, — гибкие полости из тонкой ленты красной меди. Вид щипка показан на рис.2.
Реостат накала R может быть любого типа и должен только соответствовать по выдерживаемому току — выбранному сорту ламп.
Для ламп Микро — R = 25 омов при никелине до 0,1 мм. Для ламп Р5 и УА и УТ1 - 2—4 ома при никелине 0,4 мм. Для лампы ГБ при тех же омах желательно брать никелин 0,5—0,6.
Ключ Морзе К любого устройства. Лучше если он будет закрыт кожухом (кроме ручки) во избежание прикосновения к нему рукою. Включается так, чтобы при нажатии он включал батарею Ба.
Монтаж схемы должен быть возможно проще, короче, без вредных петлей и пр. Хорошо его производить голым медный проводом в 1,5 мм. Изоляция всех деталей схемы должна быть полная.
Открытая схема передатчика несколько лучше в смысле некоторого уменьшения потерь в диэлектрике ящика. Но так как главная часть контура — катушка L выносится наружу и вообще потери весьма невелики, то передатчику предпочтительно придавать вид того или иного ящика.
Передатчик в ящике защищен от пыли и случайных повреждений и имеет более технический и привлекательный вид.
Постройка передатчика на диапазон волн от 20 до 100 м
Ознакомившись со схемой и деталями передатчика, перейдем к конструктивному оформлению его, которое несложно, и во всяком случае проще, чем то же в случав приемника с несколькими лампами.
На рис. 3 (слева) вид передатчика спереди. Передатчик монтируется на деревянной (для дешевизны) доске, размером 230х230х10 мм. Эта доска служит крышкой ящика и несет на себе всю схему, кроме конденсатора С, реостата R, дросселей Д и гнезд для включения ключа К и батарей Бн и Ба. На передней стенке видны ручка-шкала конденсатора С, ручка реостата R и гнезда ГК для включения ключа Морзе.
Вид крышки передатчика сверху показан на рис. 3 (справа). Для изоляции всех частей приняты эбонитовые досочки толщиною около 10 мм и показанные черным. Размеры всех частей приведены на рисунке.
На передней досочке с 5 зажимами, — два крайних должны быть посолиднее, так как к ним присоединяются антенна и противовес, 3 средних зажима могут быть малого размера и не иметь гаек с накаткой, так как провода поджимаемые под них, затем уже не пересоединяются.
Зажимы контура (под катушкой L) должны быть также солидными (не тоньше 4 мм). Досочки с гнездами и зажимами крепятся к крышке с помощью медных шурупов (разм. 3/4 дм). Под досочками проделываются в крышке отверстия возможно большего размера, лишь бы они прикрывались досочками. На рис. 4 показан разрез передатчика (сбоку) через все элементы схемы.
Конденсатор С крепится посредством эбонитовой доски к передней стенке. Тут же виден и реостат R. Гнезд ГК не видно, но они прикрепляются подобно гнездам батарей ГБ, но только не с внутренней, а с наружной стороны ящика.
Вид передатчика сзади с местами включения батарей: анода Ба и накала Бн показан на рис. 5.
Наконец, рис.6 дает развернутую монтажную схему передатчика, как она была бы видна с внутренней стороны.
Когда на крышке собрана вся схема, то от нее остаются свободно идущими провода: шинки из тонкой красной меди, или толстые гибкие провода 1 и 2, присоединяемые затем к конденсатору С; провода от анодов 3 и 4, присоединяемые затем к дросселям Д и, наконец, провода 5 и 6, идущие от нитей ламп и присоединяемые к гнезду —Н и скрутке 7.
Гнезда —А и Н соединяются с гнездами ГК либо шнуром, либо иным двойным проводом, лучше сплетенным и обозначенным цифрой 8. Провод идет по низу ящика и крепится скобками.
Так же соединяется реостат R с гнездом +H и скруткой 7 при помощи проводов —9. Испытание и работа с передатчиком будут приведены в дальнейшем.
