Радио?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — Сначала скажи мне, что такое падение напряжения.

Л. — Когда поток электронов встречает на своем пути сопротивление, электроны преодолевают его с трудом. Поэтому на входе сопротивления происходит накапливание электронов, а на выходе сопротивления электронов окажется меньше, чем на входе. Следовательно, вход сопротивления будет более отрицателен, чем выход (рис. 49). Созданное таким образом напряжение при прохождении тока через сопротивление называется падением напряжения. Оно тем больше, чем больше проходящий через сопротивление ток и чем больше само сопротивление{7}.

Рис. 49. Проходя через сопротивление R, ток создает на его концах падение напряжения. Стрелкой показано направление движения электронов.

Н. — Это похоже на поведение людей, которые, стремясь выйти из помещения через узкий проход, скапливаются перед ним. Когда они, наконец, вырываются на простор, где можно свободно вздохнуть, то сразу понимают, что такое разность давлений или падение напряжения.

Л. — Я вижу, что ты легко вошел в роль электрона. Чтобы вернуться к вопросу о сеточном смещении, соберем схему (рис. 50), в которую включим резистор R с необходимым сопротивлением на пути анодного тока между отрицательным полюсом источника высокого напряжения и катодом.

Поток электронов внутри лампы идет от катода к аноду, а во внешней цепи он проходит через первичную обмотку трансформатора связи Тр, источник высокого напряжения и через резистор R возвращается на катод. Проходя через резистор, этот поток образует на его концах падение напряжения, причем знак на его нижнем конце окажется отрицательным по отношению к верхнему. Сетка присоединена к нижнему концу резистора, а катод — к верхнему. Таким образом, сетка будет иметь отрицательное напряжение по отношению к катоду.

Рис. 50. Анодный ток, проходя через резистор R создает напряжение, которое прикладывается между сеткой и катодом лампы.

Н. — Это оказалось довольно простым. Но для чего служит конденсатор С?

Л. — Не забудь, что анодный ток лампы является постоянным только до тех пор, пока постоянно напряжение на сетке. Когда же к сетке прикладывается переменное напряжение, то и ток в анодной цепи начинает изменяться с той же частотой. Изменяющийся анодный ток с трудом проходил бы через сопротивление резистора, конденсатор же представляет для этого тока более легкий путь. Говорят, что через конденсатор С проходит переменная составляющая анодного тока.

Н. — Значит, для получения напряжения смещения в анодную цепь каждой усилительной лампы надо включить резистор?

Л. — Конечно. Для примера я нарисую тебе схему с двумя усилительными лампами (рис. 51), связанными трансформатором Тр. Первая получает смещение от резистора R1, а вторая — от резистора R2.

Рис. 51. Двухламповый усилитель, в котором сеточное смещение создается с помощью резисторов R1 и R2.

Н. — А что это за жирная линия, которую ты начертил между обмотками трансформатора?

Л. — Так обозначается сердечник, используемый в трансформаторах низкой частоты. Так как магнитное поле легче проходит через сердечник, чем через воздух, индуктивность обмотки, намотанной на сердечник, увеличивается. Чтобы переменный ток, протекающий через обмотки, не наводил токов индукции в самом сердечнике, его собирают из тонких изолированных пластин.

Н. — А почему сердечники делают только для трансформаторов низкой частоты?

Л. — Потому что токи высокой частоты из-за большой частоты их изменения создали бы в сердечнике большие потери для возбуждающего тока. Поэтому на высоких частотах предпочитают использовать трансформаторы без сердечников.

Н. — Нельзя ли, однако, уменьшить индуктивные токи до минимума, сделав сердечники с большим сопротивлением для наводимых в них токов? Можно было бы, например, составить их из мельчайших частичек железа, изолированных друг от друга.

Л. — Так часто и делают. Для трансформаторов высокой частоты сердечники прессуются из специальной массы, состоящей из железного порошка, перемешанного с изоляционным материалом.

Н. — Словом, единственное различие в устройстве усилителей высокой и низкой частоты заключается, если я правильно понял, в сердечнике. В первом случае это воздух или железный порошок, во втором — листовая сталь.

Л. — Нет, разница значительно глубже. Когда усиливаются токи низкой частоты, особое внимание должно быть уделено тому, чтобы все частоты усиливались равномерно во избежание нарушения пропорциональности в интенсивности звучания отдельных звуков Мы не заинтересованы в том, чтобы какой-нибудь звук выделялся в ущерб другим.

Что же касается высокой частоты, то для нас чрезвычайно важно отобрать только тот ток, частота которого соответствует принимаемой нами станции, исключая токи других частот!

Н. — Значит, при усилении высокой частоты надо использовать избирательные контуры связи, иначе говоря, настроенные контуры?

Л. — Конечно. Нужно, чтобы решение задачи повышения избирательности, начатое в настроенном контуре антенны, было продолжено системой контуров связи в усилителе высокой частоты. Мы используем избирательные трансформаторы, настраивая одну (рис. 52) или даже обе (рис. 53) обмотки Такие трансформаторы пропустят ток только той частоты, на которую они настроены, исключая любую другую.

Рис. 52. Трансформатор связи высокой частоты с настроенной вторичной обмоткой.

Рис. 53. Трансформатор связи высокой частоты с двумя настроенными обмотками.

Н. — Меня сбивает с толку одно обстоятельство, Любознайкин. Поскольку переменный ток первичной обмотки трансформатора вызывает появление переменного напряжения на концах вторичной обмотки, почему используется только один из концов вторичной обмотки?

Л. — Что ты этим хочешь сказать?

Н. — Возникает вопрос, нельзя ли вывести точно от середины вторичной обмотки отвод и заземлить его. В этом случае напряжение на каждом из концов обмотки попеременно меняло бы знак относительно средней точки (которую, если я правильно понял, можно рассматривать как точку нулевого потенциала).

Л. — Это действительно так, дружище. Такая схема похожа на качели в виде доски, середина которой опирается на какую-нибудь подставку. Когда ребенок, сидящий на одном из концов доски, поднимается, другой — на противоположном конце опускается и наоборот Твоя идея великолепна Можно, действительно, подать напряжения противоположных полярностей, возникающие на обоих концах вторичной обмотки, на сетки двух ламп.

Таким образом осуществляют симметричную или двухтактную схему (на радиолюбительском жаргоне она называлась раньше пушпульной схемой).

Н. — Еще одно изобретение, которое у меня украли до того, как я его сделал! Ну, не важно. Удовольствуемся тем, что лампы качаются на качелях. Однако мне не нравится распределение анодных токов в этих лампах. Ведь когда один из токов увеличивается при увеличении напряжения на сетке, другой должен падать, так как напряжение на второй сетке при этом уменьшается. Как тут быть?

Л. — Вот тоже незадача, бедный Незнайкин! Однако выход из положения крайне прост. Достаточно присоединить аноды ламп к концам другого трансформатора, на среднюю точку которого включено анодное напряжение (рис. 54).

Рис. 54. Схема двухтактного каскада.

Н. — Много мы от этого выиграем! Как, ты хочешь, чтобы такая схема работала? Ведь действие обоих анодных токов взаимно компенсируется, так как при увеличении одного из них другой уменьшается и наоборот.

Л. — Ты просто не учел, что направление этих токов также противоположно — от разных концов обмотки к середине. Поэтому когда один ток увеличивается, обегая витки в одном из направлений, другой уменьшается, но при этом обегает витки в противоположном направлении. Следовательно, эффекты, создаваемые этими токами, иными словами токи, наведенные во вторичной обмотке, суммируются.