И. Домбровский.
В настоящее время за границей, особенно в Америке, существует в продаже несколько типов многоламповых схем (пятиламповый дуодин и восьмиламповый супергетеродин), имеющих полное питание накала и анодов от переменного тока. Такие схемы с успехом могут быть применены для громкоговорящего приема не особенно удаленных радиостанций — на расстоянии нескольких сот километров, даже при изготовлении их кустарным способом. Для радиолюбителя, живущего в непосредственной близости от какой-нибудь радиостанции, не далее нескольких десятков верст, можно использовать питание переменным током для несложных ламповых схем в целях удешевления эксплоатации своего лампового приемника, либо избежания неприятных хлопот в связи с зарядкой аккумуляторных батарей.
Как известно, переменный ток современных электрических машин большой мощности (турбогенераторов) имеет почти вполне правильную форму синусоиды. Общеупотребительное в Европе и СССР число периодов этого тока равно 50 в секунду, т.-е. длина волны этого тока равна 6000 километров и в 200—300 раз длиннее наиболее длинных волн, употребляемых в радиотелеграфии, и в 4000—20000 раз длиннее волн, применяемых в радиотелефонии на большинстве современных радиовещательных станций.
Казалось бы, что при такой отстройке переменный ток совершенно не должен бы влиять на условия приема, лишь бы мощности тока, необходимой для накала, было бы достаточно. Нужно иметь в виду, что электронный ток катодной лампы не меняется в случае питания переменным током, лишь бы только на получение излучения была бы затрачена такая же мощность, как и при питании накала постоянным током. Известно все же, что в действительности переменный ток, даже в случае непосредственной индукции на провода приемника (напр., близко расположенные осветительные провода), создаст мешающие шумы; следовательно, возможно ожидать помех и при питании приемника переменным током. Помехи от переменного тока при воздействии на радиотелефонный приемник вызываются слагающими волнами переменного тока звуковой частоты очень незначительной мощности (доли процента от мощности основной волны в 6000 километров), но все же ощущаемыми, как неприятная помеха при приеме. Упомянутые слагающие звуковой частоты вызываются отчасти самими машинами электрической станции, потребителями энергии в сети (например, асинхронные моторы, химические или какие—нибудь другие выпрямители) и трансформаторами напряжения для питания приемника в случае применения трансформаторов, что большей частью неизбежно. Под влиянием волн звуковой частоты переменного тока усилительные лампы приемника плохо передают принимаемую радиотелефонную передачу. Плохой прием происходит оттого, что под влиянием звуковых волн переменного тока, усиливаемых детекторной лампой и лампой низкой частоты, в телефоне получается неприятный шум, с другой стороны, под влиянием тех же волн, лампы приемника могут сами начать генерировать токи звуковой частоты, что значительно усиливает помехи при приеме.
Проще всего ограничиться для приведения в действие лампового приемника питанием накала ламп от переменного тока. Для напряжения на аноды необходимо применить постоянный ток от сухих элементов, изготовляемых в настоящее время в СССР очень хорошего качества. Для питания накала нужно применить трансформатор, понижающий напряжение (со 120 вольт) сети переменного тока до 4—5 вольт, необходимых для питания накала (черт. 1). Но сразу же возникает вопрос, к каким точкам присоединить контур сетки и контур анода (т.-е. минус анодной батареи). Если присоединить сетку к нити, как это делается в случае питания от аккумуляторной батареи, то потенциал сетки относительно нити менялся бы 50 раз в секунду от +5,6 вольта до —5,6 вольта (напряжения переменного тока на нити предполагается равным 4 вольта)1). Потенциал же анода (при 80-ти-вольтовой батарее на аноде) относительно нити от 74,4 до 85,6 вольта. Для устранения пульсаций переменного тока необходимо присоединить сетку к нулевой точке питающего переменного тока, т.-е. к такой точке, потенциал которой относительно сетки остается неизменным, а между нулевой точкой и контуром сетки включить батарейку сухих элементов от 3 до 8 вольт.
Минус этой батареи присоединяется к контору сетки, а плюс батареи — к нулевой точке. Рекомендуется также приключение минуса анодной батареи к нулевой точке.
Проще всего нулевую точку получить, сделав отвод тока от вторичной обмотки трансформатора (черт. 1.) в середине обмотки. В этом случае для регулировки накала необходимо поместить сопротивления симметрично в обе ветви накала, а то при обычном включении, в зависимости от положения реостата, нулевая точка будет сдвигаться от сделанного отвода. Реостат, необходимый для регулировки, легко изготовить самому (черт. 2). Контактные подвижные пластинки каждой обмотки сопротивления друг от друга от'изолированы.
В случае помещения реостата в одну ветвь накала нужно было бы сделать несколько ответвлений около средней точки вторичной обмотки (черт. 3) и в зависимости от положения реостата накала присоединять к ним нулевую точку помощью переключателя.
При изготовлении трансформатора своими средствами такую схему легко собрать. Пусть вторичная обмотка имеет 60 витков. Нулевая точка при отсутствии сопротивления в цепи накала лежит при точном изготовлении трансформатора на 30 витке. Вторичная обмотка подводит напряжение 4 вольт. Ток какала 0,06 ампера. Реостат поглощает 0,4 вольта, а его сопротивление равно 0,4 : 0,06 = около 7 ом. Нулевая точка сдвинется в сторону ветви накала со включенным сопротивлением на число витков, равное 0,4 деленное на напряжение, падающее на один виток, т.-е. на 3,6 : 60 = 0,06 вольт, а 0,4 : 0,06 = около 7. Следовательно, средняя точка лежит на 23 витке вторичной обмотки от ветви накала, в которую включено сопротивление.
Изготовлять трансформатор накала своими силами непрактично, дорого стоит, да и трансформатор выходит плохого качества. Поэтому лучше купить обыкновенный звонковый трансформатор. Но тут беда — он имеет обмотку низкого напряжения без нулевых точек. Нулевую точку можно получить искусственным путем, включив параллельно обмотке сопротивление от 200 до 500 ом (черт. 4). Подвижной контакт сопротивления поставить посредине сопротивления. Таким образом, нулевая точка готова; передвигая слегка подвижной контакт сопротивления, нулевую точку можно регулировать в зависимости от регулировки тока накала в одной из ветвей накала.
Применяя симметрично включенный реостат накала, возможно параллельно вторичной обмотке звонкового трансформатора включить постоянные сопротивления; но равной величины (напр., по 10 метров никкелиновой проволоки 0,15 м/м. сопротивлением около 250 ом), и нулевую точку получить в средней точке соединения сопротивлений. Практически возможно, что такая схема обойдется иногда дешевле, чем соответствующий потенциометр, на 500 ом.
Для уменьшения влияния токов звуковой частоты между нулевой точкой и концами сопротивления рекомендуется включить конденсаторы по 5000 ом.
В этом случае необходимо весь избыток напряжения поглотить в правильно выбранных сопротивлениях и включить симметрично включенные сопротивления для получения нулевой точки и регулировки накала (черт. 5 и черт. 6).
Указанные схемы, правда, будут неэкономно поглощать энергию из сети городского тока, но немногим больше, чем звонковые трансформаторы плохого качества, а потому могут быть рекомендованы для приемных схем с числом ламп не более двух. Расход энергии окажется при указанных ниже данных равным расходу энергии по 15 ватт на каждую микролампу.
Питание однолампового приемника (черт. 5).
| Каждое сопротивление | r | = | 35 ом. |
| "" | R | = | 500 ом. |
Для двухлампового приемника с параллельно включенными нитями накала:
| Каждое сопротивление | r | = | 35 ом. |
| "" | R | = | 250 ом. |
Питание по схеме (черт. 6) для одной лампы:
| Каждое сопротивление | r | = | 15 ом. |
| "" | R1 | = | 90 ом. |
| "" | R | = | 500 ом. |
Для двух ламп с параллельно включенными нитями накала:
| Сопротивление | r | = | 15 ом. |
| "" | R1 | = | 60 ом. |
| "" | R | = | 250 ом. |
Нужно иметь в виду, что в указанных схемах для одной или двух ламп обязательно должны быть включены указанные сопротивления, иначе можно повредить лампы, либо не получить необходимый накал. Сопротивления должны быть изготовлены на силу тока в четверть ампера, т.-е. не тоньше 0,15 м/м. никкелиновой проволоки. Необходимое количество никкелиновой проволоки диаметром 0,3 м/м. для изготовления указанных сопротивлений приведено ниже.
| Сопротивление. | Длина проволоки диам. 0,3 м/м. |
|||
| 15 | ом. | около | 3 | метр. |
| 35 | "" | "" | 7 | "" |
| 90 | "" | "" | 18 | "" |
| 250 | "" | "" | 50 | "" |
| 500 | "" | "" | 100 | "" |
Переменными сопротивлениями необходимо изготовить лишь сопротивления r и r1. Вместо симметричных реостатов можно использовать отдельные реостаты.
В приемных схемах нельзя использовать для питания анодов непосредственно переменный ток, так как получающееся переходное состояние анодного тока при пульсировании анодного напряжения от +80 до —80 вольт настолько исказило бы работу, что прием получился бы совершенно невозможным. Поэтому переменный ток, применяемый для питания анодов, должен быть выпрямлен. В качестве выпрямителя можно применить катодные выпрямители (кенотроны), ртутные выпрямители и химические выпрямители. Радиолюбителю в качестве выпрямителя проще всего использовать простую усилительную лампу, включив ее по схеме черт. 7.
Лампа накаливается от звонкового трансформатора приключением нити накала ко вторичной обмотке (нулевая точка здесь не нужна). Высокое напряжение приключается от специального трансформатора или от сети. К аноду лампы приключается один конец вторичной обмотки, на другом конце вторичной обмотки высокого напряжения получают минус выпрямленного тока. На конце нити накала получают плюс выпрямленного тока.
Выпрямленный постоянный ток (черт. 7) в случае однофазного выпрямления дает напряжение, несколько меньшее одной трети максимального значения переменного тока. Напр., однофазное выпрямление городского переменного тока 120 вольт дает около 40—50 вольт выпрямленного тока.
Процесс выпрямления тока в случае однофазного выпрямления показан на черт. 8.
Силу выпрямленного тока, получаемого от одной лампы-микро, можно получить до 5-8 миллиампер в зависимости от лампы. Выпрямленный ток получается пульсирующим. Поэтому между плюсом и минусом выпрямленного тока включается сглаживающий конденсатор емкостью не меньше одной микрафарады. На черт. 9 показана схема двухфазного выпрямления помощью химических выпрямителей. Вторичная обмотка должна здесь иметь нулевую точку, от которой отводится плюс постоянного тока.
Концы обмотки присоединяются концами к аллюминиевым электродам, минус отводится от свинцовых электродов. Для сглаживания выпрямленного тока хорошо применить фильтр из параллельно между концами дроссели в 50 генри и плюсом выпрямленного тока включенных конденсаторов по 2 микрофарады.
Процесс выпрямления изображен на черт. 10. Выпрямленное напряжение несколько меньше ⅔ напряжения переменного тока, приходящегося на каждую фазу.
Проще всего изготовить химический выпрямитель, опустив свинцовую и аллюминиевую пластинку в стакан с раствором соды.
Интересная схема четырехфазного выпрямления показана на черт. 11. Выпрямитель химический изготовлен из 8 банок из-под элементов Лекланше (40 × 40 × 85 м/м.). Аллюминиевый электрод изготовлен из проволоки диаметром 5 м/м., длиной 70 м/м. На него надета каучуковая трубка так, что конец проволоки на 5 м/м. выступает из нее. Свинцовый электрод изготовлен из свинцовой ленты длиной 60 м/м., шириной 15 м/м. и толщиной 2 м/м. В качестве электролита применен ортофосфат соды. Дроссель фильтра равен 50 генри, конденсаторы фильтра равны 2 микрофарадам. Напряжение выпрямленного тока несколько меньше 80% от максимального значения выпрямляемого переменного тока.
Такой выпрямитель может пропускать силу тока до 50—80 миллиампер.
На черт. 12 приведена схема лампового приемника с усилением высокой частоты. Детектором служит галеновый кристалл. Кристаллический детектор вносит сопротивление в анодный контур усилительной лампы и этим препятствует появлению собственной генерации в лампе. Схема имеет полное питание от переменного тока. Схема интересна в виду того, что в ней не происходит перегорания нитей ламп даже в случае касания нити с анодом и сеткой лампы.
На черт. 13 изображена схема двухлампового приемника с усилителем высокой частоты, детектором и усилителем низкой частоты. Схема имеет лишь питание накала от переменного тока. Сопротивление и емкости C1 в контуре сетки первой лампы приглушают шумы переменного тока. Переход на детектор сделан ненастроенным трансформатором высокой частоты, который приключен в цепь первичной обмотки трансформатора низкой частоты шунтированной емкостью в 1 микрофараду. Назначение детектора об'яснено применительно к схеме 12. Приемные схемы, питаемые переменным током, не могут претендовать на высокую чувствительность и с успехом могут быть рекомендованы лишь для приема ближних станций, для повышения силы приема или получения громкоговорящего приема.
1) 4 вольта действующ. значение. Максимальное значение равно