Ваш радиоприемник

Анодный ток практически мгновенно реагирует на любые даже самые незначительные изменения сеточного напряжения, и поэтому он будет «по пятам» следовать за усиливаемым сигналом и в точности сохранит его форму. Остается лишь выяснить, будет ли полученная нами в анодной цепи копия мощнее оригинала, то есть сигнала, который дает микрофон.

Для начала отметим, что ток в сеточной цепи (в нашем случае это цепь сетка — катод — микрофон — сетка) всегда меньше, чем в анодной. Так, «втягивая» в анодный ток тысячу электронов, сетка лишь несколько из них «перехватывает себе». Практически это означает, что усиление по току нам всегда обеспечено. Можно, конечно, создать такие условия, при которых картина будет выглядеть совсем иначе, но этот случай нас не интересует.

Усиление тока само по себе ни о чем не говорит — если в 10 раз усилить ток и в 10 раз ослабить напряжение, то мощность сигнала останется неизменной. Для того чтобы решить вопрос о мощности, нам придется восполнить одно очень серьезное упущение — включить в анодную цепь нагрузку (R_н). Ведь без нагрузки вся затея с усилением не имеет никакого смысла. В нагрузке совершает полезную работу усиленный ток, в ней выделяется полезная мощность.

Принципиально нагрузку можно включить в любой участок анодной цепи, но, как правило, ее включают между плюсом анодной батареи и самим анодом. Такую нагрузку называют анодной.

В радиоприемнике можно встретить следующие виды анодной нагрузки колебательный контур или отдельную катушку, когда усиливается сигнал высокой частоты и громкоговоритель, или обычное сопротивление, когда усиливается сигнал низкой частоты. Мы пока остановимся на последнем, наиболее простом виде нагрузки — сопротивлении (R_н).

Анодный ток проходит по сопротивлению нагрузки и создает на нем определенное напряжение. Когда под действием входного сигнала меняется анодный ток, меняется и напряжение на нагрузке (вспомните закон Ома!). Иными словами, напряжение на нагрузке — это копия входного, то есть усиливаемого напряжения. Ну, а как же насчет усиления?

Здесь нужно оговориться, что напряжение на нагрузке состоит из двух частей, или, как принято говорить, из двух составляющих — постоянной и переменной. Постоянная составляющая никакой пользы не приносит. Она существует всегда, когда есть анодный ток. Переменная составляющая появляется лишь тогда, когда анодный ток меняется. Эта переменная составляющая как раз и есть нужная нам копия входного напряжения.

Закон Ома подсказывает нам, как можно довольно просто повысить общее напряжение на нагрузке, а значит и его переменную составляющую. Для этого достаточно увеличить само сопротивление нагрузки. Выбрав это сопротивление достаточно большим (обычно оно составляет десятки и сотни килоом), можно получить усиление по напряжению, то есть добиться того, что переменное напряжение на анодной нагрузке будет больше переменного напряжения на сетке.

Но не может ли изменяющееся напряжение на нагрузке вообще испортить все дело? Ведь само сопротивление нагрузки и сопротивление участка анод — катод по отношению к анодной батарее соединены последовательно, и чем большая часть напряжения теряется на нагрузке, тем меньшая его часть действует между анодом и катодом. Когда меняется анодный ток, меняется напряжение на нагрузке, а значит и на аноде. Так не может ли это меняющееся анодное напряжение помешать переменному напряжению, действующему на сетке? Ведь оба эти напряжения действуют на анодный ток.

* * *

ИГРА В КЛАССЫ

Несколько лет назад все отечественные приемники четко разделялись на четыре класса. Вот примерные характеристики каждого из них.

Совершенно ясно, что различие в параметрах прежде всего определяется сложностью схемы, качеством узлов и деталей. Так, например, в приемниках первого класса почти всегда перед преобразователем частоты имеется еще и усилитель ВЧ с настраивающимся колебательным контуром, усилитель НЧ собран, как правило, по двухтактной схеме; акустический агрегат состоит из нескольких громкоговорителей, каждый из которых воспроизводит свой участок звукового диапазона.

Сейчас не существует строгого и резкого разделения приемников на классы, но все же можно наметить несколько групп радиоприемников, параметры которых близки к указанным в таблице

* * *

Кто же из них окажется сильнее?

Здесь придется вспомнить одну деталь, которая, может быть, в свое время осталась незамеченной. Когда мы вводили в баллон управляющую сетку, то договорились, что она будет расположена рядом с источником электронов — катодом. Ну, а чем ближе электрические заряды друг к другу, тем сильнее они взаимодействуют — в этом легко убедиться, приближая наэлектризованную гребенку к кусочку бумаги. Вы уже, очевидно, сами догадались, что именно поэтому напряжение на управляющей сетке влияет на анодный ток намного сильнее, чем напряжение на аноде. И именно поэтому можно допустить, чтобы напряжение на нагрузке, а значит и на аноде, менялось в довольно больших пределах. Это не помешает нормальной работе управляющей сетки — даже небольшое напряжение на ней по-прежнему будет «командовать» анодным током. В этом основа усиления по напряжению.

Итак, последнее препятствие позади — есть усиление по току и по напряжению, а значит и по мощности — из маленького слоненка все-таки получился слон! Цель, к которой мы так долго и упорно стремились, достигнута, и уже, по-видимому, настало время назвать настоящее имя главного виновника нашего торжества. Это широко распространенный электровакуумный прибор, простейшая усилительная лампа — триод (рис. 35).

Такое название лампа получила потому, что в ее баллоне находятся три электрода — анод, катод и управляющая сетка.

Правда, лампу, о которой мы все время говорили, правильнее было бы назвать упрощенной моделью триода. Сейчас нам предстоит познакомиться с устройством реальных ламп и включением их в реальные усилительные схемы.

Настоящий триод в настоящем усилителе

Почти все современные отечественные лампы имеют вертикальную конструкцию. Вертикально располагаются внутри баллона электроды да и сама лампа, как правило, стоит в аппаратуре вертикально. Правда, иногда можно встретить и лампу, установленную горизонтально, но это на ее работу не влияет — лампу можно переворачивать хоть «вверх ногами».

Внутри баллона все электроды объединены в одну жесткую конструкцию. Они закреплены на металлических стойках — траверсах, как бы зажатых между двумя слюдяными дисками (рис. 36, а). В центре находится катод, а вокруг него на двух траверсах навита управляющая сетка, которая, правда, уже давно для простоты выполняется в виде спирали (рис. 35, б). Поверх управляющей сетки-спирали, также на двух траверсах, закреплен анод — круглый или сплюснутый цилиндр, а иногда и прямоугольный короб. В лампах такой конструкции электроны двигаются к аноду во всех направлениях, пути электронов напоминают лучи солнца на детском рисунке.

Рис. 36

Выводы всех электродов направлены вниз и выходят наружу сквозь дно баллона. Для того чтобы упростить подключение лампы к электрическим цепям радиоаппарата, применяется состоящий из панельки и цоколя электрический разъем — некоторое подобие розетки с вилкой. Цоколь закреплен на баллоне, и к его контактным штырькам подсоединены выводы электродов. Панелька, наоборот, устанавливается на шасси радиоаппарата, и различные его цепи соединены с контактными гнездами панельки. Лампа включается в аппарат, когда штырьки цоколя входят в соответствующие гнезда панельки.