Рудольф Сворень - Ваш радиоприемник

Прежде чем говорить подробно о емкостном сопротивлении, напомним еще раз, что такое величина, или, как еще говорят, сила тока. Величина тока показывает количество зарядов, которое проходит через какой-нибудь участок цепи за единицу времени. Чем быстрее движутся заряды, чем более массовый характер носит их движение, тем больше ток.

Теперь можно без долгих пояснений сказать, что величина тока в цепи с конденсатором, зависит от его емкости. Чем больше емкость, тем больше зарядов участвует в зарядном и разрядном токе. Однако это еще не все. В определении величины тока четко сказано, что мы учитываем не общее количество зарядов, проходящих мимо условного контрольного пункта, а количество, которое приходится на единицу времени. Отсюда следует, что величина тока в цепи с конденсатором зависит еще и от частоты самого тока. При изменении частоты количество движущихся зарядов не меняется, но зато они быстрее или медленнее совершают цикл заряд — разряд. Так, например, с увеличением частоты ток в цепи с конденсатором растет.

Если все эти рассуждения отнести к емкостному сопротивлению, то получится, что с увеличением емкости и частоты это сопротивление уменьшается. Конденсатор лучше пропускает тот ток, который имеет более высокую частоту. И дальше, для тока одной и той же частоты меньшее сопротивление будет сказывать конденсатор с большей емкостью (рис. 21, е). Вот теперь давайте посмотрим на реальную, хотя и не окончательную схему детектора (рис. 23, и).

Рис. 23. и, к

Из «черного ящика» — в него мы пока поместили все, что находится между антенной и детектором — выводится высокочастотное модулированное напряжение. Оно подводится к детекторному узлу, или, как еще говорят, к детекторному каскаду, в который, как обычно, входит диод Д1 и три фильтрующие цепи. По одной из них через сопротивление R1 проходит постоянная составляющая продетектированного сигнала. Другого пути для этой составляющей нет, так как в каждой из двух остальных цепей имеется конденсатор — препятствие для постоянного тока непреодолимое.

Высокочастотная составляющая пройдет через конденсатор С1. Несмотря на сравнительно небольшую емкость этот конденсатор не представляет заметного сопротивления для высокочастотного тока — мы только на предыдущей странице отметили, что емкостное сопротивление уменьшается с увеличением частоты. Высокочастотная составляющая могла бы еще легче пройти через конденсатор С2, емкость которого во много раз больше, а емкостное сопротивление, следовательно, во столько же раз меньше, чем у C1. Однако последовательно с С2 включено большое сопротивление R2 и поэтому общее сопротивление цепи R2C2 для высокочастотного тока оказывается больше, чем емкостное сопротивление конденсатора C1.

Теперь попробуем выяснить, куда направится низкочастотная составляющая. Через C1 она не пойдет — слишком мала емкость этого конденсатора и поэтому слишком велико его сопротивление для низкочастотного тока. Сравнительно легко пройдет низкочастотная составляющая по цепи R2C2 (даже на низких частотах конденсатор С2 благодаря значительной емкости не оказывает заметного сопротивления), а также частично по сопротивлению R1. Ответвление низкочастотного тока в сопротивление R1 это своего рода потери, но с ними можно мириться. Главная же задача решена нами без всяких скидок и абсолютно точно — мы разделили высокочастотный модулированный пульсирующий ток на три составляющие и одну из них, а именно низкочастотную, выделили в чистом виде, без примесей. Проходя по R2, переменный ток низкой частоты создаст на этом сопротивлении такое же по частоте и форме кривой низкочастотное напряжение, которое мы в итоге направим к громкоговорителю.

* * *

ПРОВОД ОДЕВАЕТ КОЛЬЧУГУ

Несколько проводов в своеобразной кольчуге — плетеной металлической оболочке — можно увидеть почти в каждом приемнике. Такая защита (ее называют экраном, а сам провод — экранированным) нужна, чтобы укрыть провод от внешних электромагнитных полей. В частности, большую опасность представляют поля, создаваемые обычной электрической сетью переменного тока. Под действием этих полей в каждом проводнике, так же как и в обычной приемной антенне, наводится переменное напряжение с частотой 50 гц. Если такая наводка появляется в цепи детектора или в сеточной цепи первой лампы усилителя НЧ, то в громкоговорителе она превращается в громкий (часто говорят, «сильный») гул — фон переменного тока. Даже на небольшом проводнике наводки создают напряжение в несколько милливольт, а иногда и несколько десятков милливольт. Такую же величину может иметь и полезный сигнал на входе усилителя. А поскольку весь дальнейший путь сигнал и наводка проходят вместе, то и на выходе усилителя соотношение между фоном и сигналом оказывается таким же, как на входе первой лампы.

Наводки, появляющиеся в сеточной цепи выходной лампы, не столь неприятны. Здесь после усиления в первом каскаде напряжение сигнала достигает нескольких вольт, и сигнал оказывается но много раз больше наводки. Для высокочастотных каскадов электромагнитные волны низкой (сетевой) частоты практически совсем не страшны — здесь просто нет путей, по которым низкочастотный сигнал мог бы пройти с одного каскада в другой. Однако в тракте ВЧ существует другая опасность — высокочастотные токи в анодных цепях ламп тоже излучают и, воздействуя таким образом на сеточные цепи, создают «незапланированную» обратную связь. Поэтому высокочастотные контуры, особенно контуры ПЧ, одевают в броню, заключают их в тонкие алюминиевые экраны, а монтажные провода в анодных и сеточных цепях располагают так, чтобы они как можно слабее были связаны друг с другом.

В заключение самое важное — любой экран обязательно нужно заземлить, то есть соединить с металлическим шасси. Только в этом случае он примет на себя удар электромагнитных излучений и отведет их от защищаемой цепи. Это относится и к сплошным металлическим экранам, и к экранированному проводу. Кстати, если вам понадобится такой провод, то кольчугу вы легко изготовите сами, намотав поверх изоляции длинную спираль из любого не очень толстого провода.

* * *

Мы довольно подробно, а может быть даже слишком подробно, разобрали работу простейших фильтров детекторного каскада. Сделано это потому, что фильтры встречаются в радиоэлектронной аппаратуре буквально на каждом шагу, а сейчас нам попался весьма типичный пример построения фильтрующих цепей. Хочется верить, что время и энергия, затраченные на знакомство с фильтрами детектора, не пропадут напрасно. В дальнейшем, когда речь будет идти о фильтрах, мы будем понимать друг друга буквально с полуслова.

В расчете на будущее хочется обратить внимание и еще на одну весьма важную деталь. Вы уже заметили, что низкочастотная составляющая помимо нашего желания шла туда, куда ей идти не следовало, а именно по сопротивлению R1. Более того, некоторая, хотя и очень небольшая, часть низкочастотного тока пройдет и через конденсатор C1 — он создает хотя и большое, но все же не бесконечное сопротивление для этого тока. Если посчитать поточнее, то окажется, что незначительная часть высокочастотной составляющей вторгнется во владения низкой частоты — пойдет по цепи R2C2. В общем, когда речь идет о разделении частот, то идеальных фильтров нет, и они, кстати, не всегда нужны. Как правило, достаточно лишь ослабить какой-нибудь сигнал в определенное число раз, а не уничтожать его совсем. Поэтому обычно фильтрующие цепи строят, исходя из реальных возможностей и стараются не предъявлять к ним слишком жестких требований.

Теперь, пожалуй, можно было бы переходить к окончательной схеме детекторного каскада, но поскольку мы уже начали говорить о фильтрах, уместно будет рассмотреть еще одну их разновидность.

До сих пор мы с вами разбирали емкостные фильтры, сейчас скажем несколько слов об индуктивных (рис. 22, а). В фильтрующих цепях конденсатор находит применение только потому, что он оказывает различное сопротивление токам разных частот. Подобными свойствами обладает еще один элемент электрических цепей — катушка индуктивности.

Еще в самом начале книги, вспоминая основы электротехники, мы отметили, что у всякого движущегося заряда появляются магнитные свойства. Это положение можно перенести и на проводник с током — вокруг него всегда существует магнитное поле, причем это поле оказывается тем сильней, чем больше ток в проводнике. Наряду с увеличением тока есть и другой способ усилить магнитное поле — нужно свернуть проводник в спираль или намотать его на катушку, чтобы магнитные поля отдельных витков суммировались. Совершенно ясно, что чем больше витков в такой катушке, тем, при прочих равных условиях, сильнее будет созданное ею магнитное поле.