Н. М. Изюмов.
Тот самый «супер», который нередко называют «венцом достижений приемной техники», является в сущности одним из типов приемников с многократным усилением высокой частоты. О тррудностях такого усиления мы уже знаем, а также знаем и один из путей борьбы с этими трудностями — нейтродинный метод. Теперь рассмотрим и второй путь к созданию многих каскадов высокой частоты, а вместе с тем, — и к получению весьма дальнего приема.
Читатель помнит, что основным препятствием для усиления высокой частоты являются паразитные связи (емкостного и индуктивного характера). Эти связи в настроенных контурах усилителя создают склонность к возникновению собственных колебаний. Такая склонность оказывается тем больше, чем короче волна, то есть чем чаще усиливаемые колебания. В нейтродинных схемах мы принимали меры к полному уничтожению паразитных связей, и в награду за это получали две-три ступени высокой частоты.
Супергетеродин претендует на большее число каскадов, а потому идет обходным путем. В нем уловленные антенной коле6ания в первую очередь преобразуются в «промежуточные» колебания, менее частые, но сохраняющие в себе отпечаток той модуляции, которая дает возможность телефону воспроизвести звук. "Промежуточные" колебания представляют собою довольно длинные волны, во всяком случае такие, для которых паразитные связи не страшны. Длина промежуточной волны зависит от нашего выбора, и для данной схемы мы ее определяем раз навсегда; отсюда вытекает очень ценная возможность подобрать также раз навсегда, и притом наивыгоднейшим образом, все детали промежуточного усиления.
В супергетеродинах новостью для читателя является, в сущности, лишь создание промежуточной частоты; с этого мы и начнем.
Подвесив на нити гирьку, мы получим маятник. Толкнем его и заставим колебаться. Гирька будет уходить в обе стороны от своего начального положения, но ее отклонения с течением времени становятся все меньше и меньше. Однако нетрудно заметить, что при любых розмахах время, потребное для полного пробега гирьки в двух направле ниях, остается всегда неизменным, если не меняется длина маятника. Это есть собственная частота колебаний маятника. Процесс колебаний может быть изображен графически (рис. 1).
Далее на общей поперечной нити подвесим второй маятник (рис. 2), а наблюдать будем попрежнему за первым. Характер его колебаний резко изменится: розмахи начнут то усиливаться, то ослабевать, то снова усиливаться; короче говоря, в колебаниях будут наблюдаться перебои. Перебой наступает в тот момент, когда первый маятник отдаст свою энергию второму; при обратном возвращении энергии первый маятник раскачается снова. Процесс графически виден на рис. 2.
Перебои колебаний — явление здесь не случайное; наш первый маятник испытывает одновременно два колебания — свое собственное и навязываемое вторым через общую нить подвеса; эти два колебания то подталкивают друг друга, то действуют друг другу навстречу. Отсюда и происходят перебои (их чаще называют «биениями»).
Нетрудно сообразить, что частота биений зависит от разницы в частотах слагающихся колебаний: чем больше эта разница, тем чаще будут происходить перебои. Эти биения могут дать ту самую «промежуточную» частоту, которую мы ищем для супергетеродина.
Возьмем в роли первого маятника настроенный приемный контур, питаемым приходящими колебаниями высокой частоты (рис. 3). Одна из серий пришедших колебаний изобразится кривой А (рис. 4). С этим контуром сблизим второй, принадлежащий специальной лампе-генератору («гетеродин»); он будет выполнять роль второго маятника, а магнитная связь катушек заменит общую нить подвеса. Частоту, создаваемую гетеродином в своем контуре, выберем несколько отличной от частоты уловленной (рис. 4, кривая В). Тогда в приемном контуре создадутся биения с желательной нам промежуточной частотой (рис. 4, кривая С).
Пусть, например, пришедшая частота равна 500 000 колебаний в секунду (волна 600 метров). Настроим гетеродин на частоту 450 000 колебаний в секунду (волна около 665 метров), — и мы получим биения, следующие друг за другом с частотою 50 000 раз в секунду (простое вычитание.)
Мы знаем, что частота 50 000 соответствует длине волны в 6 000 метров; но эту волну мы желаем дальше усиливать, и потому должны «выудить» ее из биений. Задача «выуживания» возлагается на детекторные свойства приемной лампы: в цепь ее сетки включен гридлик, и ее анодный ток будет «проваливаться» соответственно частоте биений (рис. 4, кривая D).
Трансформатор, включенный в анодную цепь своей первичной обмоткой, настроен именно на эту «промежуточную» частоту (волна 6 000 метров в нашем примере); она будет попадать на сетку следующей лампы, уже очистившись от «примесей» высокой частоты (рис. 4, кривая Е).
Далее мы ставим несколько (до четырех) каскадов для усиления этой волны (в 6 000 м), причем выполнение таких каскадов не сложно, ибо для длинной волны паразиты опасности не представляют.
Усиленная промежуточная частота непосредственно воздействовать на телефон не сможет, так как она все же превышает звуковые пределы. Мы даем ее на второй детектор (см. рис. 3), и этим всю пришедшую серию колебаний превращаем в сплошной импульс притяжения (или отпускания) мембраны телефона (рис. 4, кривая F).
Такова общая теория супергетеродина. Благодаря большому числу каскадов усиления, этот приемник позволяет в качестве антенны применять комнатную рамку, облегчающую обслуживание и устраняющую помехи атмосферы. Но кроме чувствительности приема замечательным свойством супергетеродина является также его избирательность. В этом смысле он не превзойден. Пусть например, какой-то передатчик работает волною, близкой к принимаемой. Эта помеха сумеет проникнуть в приемный контур; однако она не даст с частотою гетеродина, тех биений, на которые настроен промежуточный усилитель, так как разность этих частот уже будет иная. Настройка супера тоже не очень сложна: раз подобравши промежуточное усиление, мы должны оперировать лишь с двумя переменными контурами, — с приемным и гетеродинным.
После второго детектора можно присоединить низкочастотные каскады и получить хорошую слышимость на репродуктор.
Теперь мы должны перейти к описанию схем и деталей супергетеродинов; отложим это до следующей беседы.
