Радио?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — От этого может разболеться голова.

Беседа тринадцатая

В этой беседе рассматривается обратная связь, которая в зависимости от ее действия может либо улучшить, либо ухудшить работу радиоприемника. Из различных способов регулировки обратной связи Любознайкин объясняет только основные. Незнайкин рад познакомиться, наконец, с некоторыми многосеточными лампами: лампой с экранирующей сеткой и лампой с тремя сетками — пентодом. Хотите ли Вы следовать за ним по этому пути!..

Незнайкин. — Можно подумать, что я принимаю то горячий, то холодный душ. Ты то превозносишь меня, то твоя ирония разбивает самые прекрасные порывы моей творческой радиотехнической мысли…

Любознайкин. — Не будь высокопарен, Незнайкин, и скажи, в чем я несправедлив по отношению к тебе.

Н. — Прошлый раз я, правда не без труда, начертил схему великолепного радиоприемника. Проверив ее, ты меня похвалил, а потом вдруг холодно заявил, что «вследствие элементов, которые не видны на бумаге, но которые тем не менее существуют, этот радиоприемник не будет работать». Это неясно и… обидно.

Л. — Успокойся, дружище. Я хотел только коснуться существования паразитных связей, которые неминуемо нарушат работу твоей схемы. Речь идет о связях между сеточной и анодной цепями каждой лампы.

Н. — А каковы же природа и действие этих вредных связей?

Л. — Чтобы тебе это объяснить, обратимся к схеме генератора (рис. 66). Катушка анодной цепи L2 связана с катушкой L1, составляющей колебательный контур сетки лампы. Помнишь ли ты, что происходит в результате наличия этой связи?

Рис. 66. Схема генератора.

L1 — катушка в цепи сетки; L2 — катушка в цепи анода.

Н. — Конечно: в сеточной и анодной цепях возникают колебания и генератор представляет собой настоящий маленький передатчик.

Л. — Это так, по крайней мере если степень связи между двумя катушками достаточно велика. Если же связь слаба, то колебаний не будет, но этот случай для нас также очень интересен. Ведь при этом мы будем иметь индуктивное воздействие анодной цепи на сеточную, т. е. воздействие выходной цепи на входную, которое называют обратной связью или обратной реакцией.

Н. — Словом, это вроде символа мудрости древних — змеи, которая сама кусает себя за хвост.

Л. — Если тебе так нравится… Представь себе, что такая лампа с обратной связью использована в радиоприемнике как усилительная (рис. 67).

Контур L1C1 служит для приема высокочастотного сигнала и на нем создается слабое напряжение, которое должно быть усилено. При этом через катушку L2 будут проходить усиленные токи анодной цепи, которые в свою очередь наведут напряжение на сеточной катушке L1. Если катушка обратной связи L2 расположена надлежащим образом по отношению к катушке L1, то напряжение, наведенное на катушке L1 катушкой L2, усилит первоначально существовавшее на сеточной катушке напряжение.

Рис. 67. Регенеративный приемник с обратной связью, регулируемой изменением связи между катушками L1 и L2.

Н. — Таким образом, воздействие анодной катушки L2 на катушку контура, если я правильно понял, усилит колебания в катушке L1. Но в этом случае эти усиленные колебания будут опять усилены лампой и вызовут в катушке обратной связи L2 еще более сильный ток. Этот ток благодаря индукции еще больше усилит колебания в сеточной катушке и т. д. Значит, усиление будет возрастать бесконечно?!

Л. — Не волнуйся, дорогой, при увеличении амплитуды колебаний в цепи сетки одновременно увеличиваются и потери (обусловленные активным сопротивлением и другими причинами), которые, наконец, полностью компенсируют мощность, вносимую из цепи анода. Тем не менее усиление, обусловленное наличием обратной связи, очень значительно, особенно если связь настолько велика, что лампа находится на грани возникновения колебаний или, как говорят, на грани самовозбуждения.

Н. — Обратная связь напоминает мне укусы комаров.

Л. — Признаюсь, не вижу связи с комарами.

Н. — Однако это ясно. Когда тебя укусит комар, ты трешь укушенное место, чтобы успокоить зуд, который от этого только возрастает. Тогда ты начинаешь скрести себя с еще большим ожесточением, отчего укушенное место чешется еще больше. После этого ты теряешь всякую осторожность…, и в результате все заканчивается кровопролитием…

Точно так же слабые колебания в сеточной цепи усиливаются в результате индукции действием усиленного анодного тока. При этом ток в анодной цепи усиливается еще больше, а последний в свою очередь еще больше усиливает колебания в сеточной цепи. Но, однако, это не кончается кровопролитием, потому что потери в сеточной цепи ограничивают усиление; так должен был бы поступать наш разум при укусе комара.

Л. — Оставим комаров и вернемся к предмету нашего разговора. Я тебе уже сказал, что действие обратной связи наиболее эффективно, когда связь между анодной и сеточной цепями поддерживает лампу на пороге самовозбуждения.

Н. — Мне кажется, что этого очень легко добиться. Нужно только раз и навсегда установить катушки L1 и L2 на таком расстоянии, при котором обратная связь не вызывает возникновения колебаний

Л. — Но эта связь, удовлетворительная для частоты одной какой нибудь станции, может оказаться негодной для другой. Ты забыл, что индукция зависит от частоты тока, увеличиваясь с частотой Таким образом, обратная связь, которая будет оптимальной при приеме данной станции, будет слишком большой при приеме более высоких частот и недостаточной при приеме более низких частот

Н. — Это опять становится дьявольски сложным, и я не вижу средства урегулировать эти противоречия

Л. — Однако это очень просто! Достаточно сделать обратную связь переменной путем, например, изменения положения катушки обратной связи L2 относительно сеточной катушки L1, как это показано на рис.67. Здесь изображена схема детекторной лампы с обратной связью (так называемого регенеративного приемника или регенератора), которая была усладой всех радиолюбителей в 1925 и ближайших к нему годах. Лампа работает в режиме так называемого сеточного детектирования и содержит в анодной цепи катушку L2, подвижную относительно катушки L1 (на что указывает стрелка, пересекающая эти две катушки).

Н. — Я не думаю, чтобы такой способ перемещения катушки был достаточно удобен.

Л. — Это было, однако, очень увлекательным спортом. Но, конечно, были найдены и более практичные способы для регулировки обратной связи. Так, например, оказалось очень целесообразным применять для регулировки обратной связи конденсатор переменной емкости.

Н. — Признаюсь, я не представляю себе такой возможности.

Л. — Видишь ли, дружище, анодный ток регенератора состоит из трех различных составляющих. Прежде всего имеется постоянная составляющая. Затем имеется составляющая низкой звуковой частоты, полученная в результате детектирования. Наконец, имеется составляющая высокой частоты, образованная односторонними импульсами высокочастотного тока, накопление которых образует низкочастотную составляющую. Именно эта составляющая высокой частоты и производит эффект обратной связи Но для этого ее лучше отделить от двух других составляющих.

Н. — Каким же образом?

Л. — Вот схема (рис. 68), которая заставит анодный ток идти по двум различным дорогам. Одна дорога, обозначенная ВЧ, идет через конденсатор С2 малой емкости, который, как известно, не пропустит ни постоянный ток, ни переменную составляющую низкой частоты. Зато составляющая высокой частоты более или менее легко в зависимости от величины емкости С2 пройдет через конденсатор и по праву целиком займет эту дорогу.