Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина

В приемник входит также блок питания, с которого подается анодное напряжение и напряжение накала на все ламповые каскады.

В приемниках высокого класса между входной цепью и преобразовательным каскадом обычно имеется еще и усилитель высокой частоты с настраивающимся колебательным контуром в качестве анодной нагрузки. Такой усилитель не только повышает чувствительность приемника, но и улучшает его избирательность по зеркальному каналу, так как два контура ослабляют зеркальную помеху лучше, чем один. Как по всей схеме, так и по применяемым деталям входная цепь супергетеродина не отличается от входных цепей приемника прямого усиления. Для настройки входных контуров используется одна из секций сдвоенного блока конденсаторов переменной емкости. Вторая секция этого блока используется для изменения частоты гетеродина. Во входных, так же, впрочем, как и в гетеродинных контурах фабричных приемников, можно встретить два вида коммутации: переключение и замыкание (лист 165).

Со входного контура напряжение сигнала подается на преобразователь частоты (лист 164), куда одновременно подводится и напряжение гетеродина (лист 166). Гетеродин по своей схеме и используемым деталям очень напоминает регенеративный детектор. В нем также имеются колебательный контур (L_K-ГC_K-Г) в цепи сетки и катушка обратной связи L_oc в цепи анода лампы. В некоторых случаях контур включают в анодную цепь, а катушку обратной связи — в сеточную (лист 167).

В гетеродине, в отличие от регенеративного каскада, обратную связь между катушками L_K-Г и L_oc , а также режим лампы подбирают с таким расчетом, чтобы энергия, поступающая из анодной цепи в сеточную, полностью компенсировала потери в контуре. При этом каскад работает в режиме самовозбуждения, то есть в контуре появляются незатухающие электромагнитные колебания (рис. 119). Иными словами, рассматриваемый каскад — гетеродин представляет собой ламповый генератор переменного тока — устройство, которое, используя энергию источников питания лампы, создает переменное напряжение U_Г~ определенной частоты. Частота переменного напряжения, действующего на контуре гетеродина, практически равна частоте собственных колебаний этого контура:

Это значит, что, изменяя величину индуктивности L_K-Г или емкости контура гетеродина С_К-Г, можно менять частоту генерируемых колебаний f_Г, осуществляя таким образом настройку приемника. При переходе с одного диапазона на другой в контуре гетеродина, так же как и во входном контуре, переключают катушки индуктивности (лист 165). Плавная настройка в пределах диапазона осуществляется конденсатором переменной емкости.

Для одновременной настройки гетеродинного и входного контура в супергетеродинном приемнике применяется стандартный блок из двух конденсаторов переменной емкости. Каждый из этих конденсаторов обычно имеет минимальную емкость 15–25 пф и максимальную 450–520 пф.

Во входном контуре с помощью такого конденсатора удается легко изменять частоту в необходимых пределах. Что же касается гетеродинного контура, то здесь стандартный конденсатор может быть использован только вместе со специальными конденсаторами постоянной емкости, пат учившими название сопрягающих (пединговых) конденсаторов.

Дело в том, что входящие в блок одинаковые конденсаторы настройки будут изменять резонансную частоту входного контура f_к-вх гетеродина f_Г в одно и то же число раз. А для того чтобы эти частоты всегда отличались одна от другой на 465 кгц, нужно, чтобы частота гетеродина изменялась не так резко, как частота входного контура (рис. 135).

Рис. 135. Если во входном контуре и в гетеродине применить одинаковые конденсаторы, то резонансная частота входного контура f_к-вх и частота гетеродина f_Г в пределах диапазона будут изменяться в одно и то же число раз, и разница между этими частотами будет изменяться так же. Это значит, что почти всегда станция, на которую настроен входной контур, вообще приниматься не будет, а сигнал принимаемой станции (то есть той, которая вместе с гетеродином дает промежуточную частоту) будет сильно ослабляться входным контуром.

Поясним это простейшим примером. Допустим, что у вас имеется 4 яблока, а у вашего товарища на 6 штук больше, то есть 10 яблок. Теперь представьте, что какой-то добрый волшебник взмахнул своей палочкой и у каждого из вас число яблок увеличилось вдвое, то есть у вас оказалось 8 яблок, а у товарища 20. Сейчас уже ваш товарищ имеет не на 6, а на 12 яблок больше. Отсюда следует, что если два разных числа увеличить в одинаковое число раз, то разница между этими числами также изменится.

Если бы наш воображаемый волшебник захотел, чтобы у товарища оставалось бы на 6 яблок больше, чем у вас, то, увеличив ваши запасы вдвое, он должен был увеличить запасы вашего товарища лишь в 1,4 раза. Тогда у вас, как и в первом случае, оказалось бы 8 яблок, а у товарища 14, и разница осталась бы равной шести. Одним словом, для того чтобы разница между двумя какими-нибудь числами оставалась неизменной, эти числа нужно увеличить в различное число раз.

Примерно к тем же выводам мы придем, рассматривая изменение частоты гетеродина f_Г и входного контура f_к-вх при настройке супергетеродинного приемника в пределах диапазона.

Так, например, в диапазоне длинных волн резонансная частота входного контура f_к-вх равна частоте принимаемой станции f_с и изменяется от 140 до 420 кгц, то есть в три раза. Если одновременно изменяется в три раза частота гетеродина, то при настройке приемника в пределах диапазона и промежуточная частота изменится в три раза (рис. 135), что совершенно недопустимо, так как контуры ПЧ всегда настроены на одну и ту же частоту.

Для того чтобы и в начале и в конце диапазона разница между f_к-вх и f_с составляла 465 кгц, необходимо, чтобы частота гетеродина изменялась от 605 кгц до 885 кгц, то есть примерно в 1,5 раза. Аналогично на средних волнах изменению резонансной частоты входного контура в три раза (520 — 1600 кгц) должно соответствовать изменение f_c в 2,2 раза (от 985 до 2065 кгц). На коротких ваннах резонансная частота входного контура изменяется в 3,2 раза, а частота гетеродина в 3,1 раза.

Где же выход? Может быть, ввести отдельную настройку входного и гетеродинного контуров? Именно так и поступали в первых супергетеродинных приемниках, появившихся несколько десятков лет назад. Но настраивать контур гетеродина и входной контур с помощью отдельных конденсаторов неудобно.

Для одновременной настройки гетеродинного и входного контура в супергетеродинном приемнике обычно применяется стандартный блок из двух одинаковых конденсаторов переменной емкости. Однако, несмотря на то что эти секции одинаковы, с их помощью удается изменять частоту гетеродинного контура в меньшее число раз, чем частоту входного контура. Достигается это путем искусственного уменьшения максимальной емкости контура гетеродина. Для этого совсем не обязательно переделывать используемый в этом контуре конденсатор настройки: достаточно последовательно с ним включить конденсатор постоянной емкости — сопрягающий конденсатор С_соп (рис. 136).

Рис. 136. Чтобы разница между f_c и f_Гне изменялась в пределах диапазона, нужно, чтобы частота гетеродина f_Г менялась в меньшее число раз, чем резонансная частота входного контура f_к-вх. Этого можно добиться, включив в контур гетеродина сопрягающий конденсатор С_соп.