М. И. Семенов.
В связи с распространениеи сети мощных радиовещательных станций перед радиоэкспериментатором все чаще и чаще встает вопрос о селективности его приемника.
Пытаясь так или иначе разрешить этот вопрос — освободиться от помех местной станции, экспериментатор скоро убеждается в сложности поставленной перед ним задачи и невозможности разрешения ее обычными средствами.
Как известно, наилучшим по селективности приемником, не превзойденным до настоящего времени, является супергетеродин во всех его разновидностях, второе же место в отношении селективности принадлежит приемникам с несколькими ступенями настраивающегося усиления высокой частоты (нейтродин). Однако и тот и другой тип приемников имеют свои существенные недостатки.
Главной отрицательной чертой всякого супера, проявляющейся, к сожалению, наиболее резко вблизи мощных передаточных станций, является его способность принимать местную станцию не только в положении настройки на ее основную волну или главные гармоники, но также и на некоторых других (зачастую многих) положениях шкалы настройки. Объясняется это тем, что генераторный контур супера, как и всякий генератор, излучает одновременно не только основную налагаемую волну, но также и ряд других волн (гармоник), примерно в целое число раз более коротких, чем длина основной волны. Может случиться, что при настройке на некоторую дальнюю станцию гармоника генераторного контура, сложившись с гармоникой или основной волной местной станции, дадут суммарную волну, близкую к промежуточной волне усилителя и паразитная суммарная волна, как более сильная, уничтожит (вернее — заглушит) прием дальней станции.
Хотя местная станция и появляется в этом случае также лишь на весьма незначительном (2—3°) участке шкалы настройки, все же это неприятное качество уменьшает преимущества супергетеродинов.
Приемники с несколькими контурами, не имея гетеродина, не обладают также и неприятным свойством супера, а по своей селективности и чувствительности ему лишь немного уступают. К сожалению, и эти аппараты все же обладают своим особым недостатком. Три или более настраиваемых контура сильно затрудняют общую настройку аппарата, требуют специальной градуировки приемника и делают его малопригодным для постоянного обихода. Целью настоящей статьи является объяснение нового метода, позволяющего уничтожить это затруднение и помочь сконструировать простой по управлению и селективный аппарат.
Одновременно с появлением приемных аппаратов, собранных по сложной схеме, с тремя и более ручками настройки появилась и мысль соединить несколько конденсаторов переменной емкости на одну общую ось и таким образом получить возможность одной рукояткой настраивать сложный аппарат. Теоретически это казалось вполне возможным и легко выполнимым, на практике, однако, встретились некоторые затруднения. Как выяснилось, во время работы даже и с очень хорошим трехконденсаторным аппаратом, при настройке на ту или иную станцию (особенно дальнюю) замечается некоторая разница в положении шкал конденсаторов. Пусть, например, при настройке на некоторую станцию рукоятка № 1 показывает положение 30°, в то же время, для достижения наилучшей слышимости, рукоятка № 2 должна быть поставлена на положение 31°, а № 3, напр., на 31,5°. Это показывает, что у приемника нет общего, одинакового для всех конденсаторов положения рукояток (а следовательно и одинаковых емкостей включенных в схему) при настройке на одну и ту же волну. Первоначально считали: причиной различия в настройке нескольких внешне одинаковых контуров лишь неточность конструкции переменных конденсаторов и небольшое различие в характере кривых изменения их емкостей, поэтому было предложено включать параллельно основным конденсаторам, соединенным на одну общую ось, небольшие «компенсирующие» переменные конденсаторы для точной настройки. Однако при этом преимущества такого аппарата, как аппарата с одной ручкой настройки, перешли вновь в область теории, т. к. подстройку приходилось для каждой новой волны производить наново. Даже при самых точных конструкциях переменных конденсаторов не удается получить полного однообразия в настройке нескольких контуров на всем протяжении диапазона принимаемых волн.
Дело в том, что различие между контурами зависит не только от различия между емкостями последних, но также от различия в величинах самоиндукций, включенных в контур. Две совершенно одинаковые катушки самоиндукции построить почти невозможно, малейшая разница в диаметрах остовов, расположении витков и плотности их намотки вызывает различие в электрических данных между двумя, внешне очень сходными, катушками. Следовательно, налицо еще одна из причин, затрудняющая осуществление приемника с общей настройкой контуров при помощи одной рукоятки. Уяснение этого факта сделало понятным причину, не позволяющую сглаживать разницу между контурами лишь одними компенсационными конденсаторами постоянной емкости, подобранными точно для каждого контура и годными для всего диапазона, но, вместе с тем, это же заставило мысль конструкторов работать в другом направлении.
Внимание конструкторов уже сравнительно давно было обращено на экранирование приемных устройств. Многие работы в этом направлении показали, что такие положительные свойства аппарата, как постоянство в работе, селективность и отсутствие посторонних помех зависят не только от схемы, качества отдельных деталей и их правильного монтажа, но также и от разумного экранирования некоторых частей аппарата, т. е. изолирования их от внешних влияний и от паразитных влияний других, расположенных рядом, деталей.
Яркой иллюстрацией к только что сказанному может служить следующий пример: приемник с несколькими ступенями высокой частоты по какой-то причине обладает расплывчатой настройкой на местную мощную станцию и тем самым портит дальний прием. Попробуем отключить антенну и землю и все же: при некоторой настройке местная станция появится вновь достаточно громко. Найти объяснение этому явлению, конечно, нетрудно; ясно, что в этом случае катушки аппарата служат приемной рамкой и заменяют антенну. Возможно, что некоторые любители считают подобный прием без антенны одним из положительных свойств аппарата, свидетельствующем о его чувствительности, однако в действительности это лишь отрицательное явление, ухудшающее селективность приемника, и с ним надо бороться. Стоит только правильно экранировать катушки самоиндукции, как картина совершенно изменится. Настройка приемника сделается значительно острее, станет возможен в более широких пределах дальний прием во время работы местной станции и пропадет пресловутый прием без антенны, происходящий помимо воли экспериментатора, и конечно потому вредный и никому ненужный.
Если экран в виде металлической пластинки двигать вниз и вверх по оси трансформатора в. ч., включенного в хорошо работающий приемник, то в некотором одном положении экрана слышимость принимаемых сигналов значительно возрастает, в других же положениях ухудшается и даже пропадает совсем. Объясняется это тем, что двигающийся экран смещает резонансную точку трансформатора и дает возможность самой острой настройки. Логическим следствием этого положения является мысль, что несколько ступеней настраиваемого усилителя высокой частоты могут быть согласованы до полного резонанса между контурами, если применить для этого настройку самоиндукции контура высокой частоты помощью двигающихся экранов. Обратимся к рис. 1: крышка экрана, окружающего катушку, сделана подвижной и может перемещаться по оси катушки и перерезать то или иное число магнитных силовых линий, а тем самым менять и самоиндукцию последней. Одновременно с этим подвижная часть экрана находится и в емкостной связи с витками катушки. Эта связь также меняется при перемещении экрана вверх или вниз. Следовательно, в электрическом отношении у нас получилась система, изображенная на рис. 2, где L — катушка самоиндукции. Подвижной экран выполняет теперь две функции: 1) заменяет компенсационные конденсаторы, изменяя емкость С и 2) выравнивает самоиндукцию катушки по отношению к самоиндукции других катушек аппарата.
Как выяснилось на практике, подвижные экраны имеют огромное преимущество перед компенсационными конденсаторами; установленные раз в положении наилучшей слышимости, эти экраны не требуют повторных подстроек и, оставаясь в постоянном положении, прекрасно работают на всем диапазоне принимаемых волн. В приемном аппарате с подстроенными экранами контурами, настраиваясь на принимаемую станцию конденсаторами переменной емкости, мы всегда имеем трансформаторы, работающие в наилучшем для них положении. Система подвижных экранов позволяет получить от приемника, благодаря полному резонансу контуров высокой частоты, очень высокую чувствительность. Соединив же подвижные экраны с общим экранированием катушек, мы еще более поднимем приемные качества аппарата.
Заземление экранов необязательно, но т.к. при незаземленных экранах во время подстройки трансформатора будет сильно мешать емкость руки оператора, то для удобства работы экраны делают заземленными.
Подвижные экраны могут быть использованы не только для подстройки трансформаторов высокой частоты, такой подвижной экран с успехом может быть применен для настройки контура на ту или другую частоту или даже как регулятор обратной связи. Кроме того, широкая область применения подвижных экранов открывается в некоторых типах супергетеродинов; так, например, такой супер, как тропадин, требующий по своей схеме настройки обмоток трансформаторов промежуточной частоты, может быть с успехом выполнен при помощи подвижных экранов.
Но, несомненно, главным преимуществом этого принципа все же является возможность точного согласования любого количества ступеней усиления высокой частоты, т. е. возможность добиться любой степени чувствительности.
Проф. Г. Гернсбак, редактор американского журнала «Radio News», впервые предложивший эту систему, построил, для диапазона 200—545 м, приемник «Перидин», работающий на трехэлектродных лампах по принципу «интерфлекса». В следующем номере мы дадим конструктивное описание и указания для постройки разработанного нами во всех деталях трехлампового приемника, работающего на двухсеточных лампах, на всем диапазоне от 275 до 2 000 метров. Этот приемник, названный нами «Изоперидином», объединяя в себе все положительные качества схемы изодина: автоматическую нейтрализацию контуров, высокую чувствительность и острую настройку, с положительными качествами «перидина»: настройкой помощью одной ручки и еще большей селективностью, обусловливаемой экранированием катушек, представляет собою модель современного радиоприемника и вполне заслуживает внимания радио-экспериментаторов.
Физическая и Электротехническая лаборатория Военно-технической академии.
Ленинград.
