Рудольф Сворень - Ваш радиоприемник

В процессе настройки и налаживания приемника на заводе возникает необходимость в некоторых пределах изменять индуктивность катушек хотя бы потому, что изготовить две одинаковые катушки невозможно. Подстройка осуществляется с помощью сердечников, которые ввинчиваются в каркас и таким образом постепенно вводятся в магнитное поле.

Уже было отмечено (стр. 74), что стальной сердечник, намагничиваясь, усиливает магнитное поле самой катушки и таким образом увеличивает ее индуктивность. Что же касается материала, из которого изготовлены сердечники контурных катушек, то о нем можно будет рассказать, как только мы познакомимся с трансформатором (рис. 24, г).

Нам уже известно явление самоиндукции — меняется ток в катушке, меняется ее магнитное поле, и в результате этих изменений, еще раз подчеркнем — только в результате изменений, на самой катушке наводится э. д. с. самоиндукции. Теперь давайте расположим рядом вторую катушку так, чтобы изменяющееся магнитное поле охватывало и ее витки. Совершенно ясно, что и на этой, никуда не подключенной катушке изменяющееся магнитное поле также наведет электродвижущую силу. Она получила название э. д. с. взаимоиндукции. Подобное устройство, в котором электрическая энергия передается из одной катушки в другую без непосредственного их соединения, а только за счет связывающего обе катушки переменного магнитного поля, называется трансформатором. Нам еще предстоит несколько встреч с трансформатором, и в самое ближайшее время мы познакомимся с ним более подробно.

Та обмотка — так обычно называют катушки трансформатора, — в которой мы сами создаем переменный ток, то есть обмотка, к которой подключен генератор, получила название первичной. Обмотка, в которую передается энергия и где наводится электродвижущая сила взаимоиндукции, называется вторичной.

Вставленный внутрь контурной катушки стальной сердечник — это своего рода вторичная обмотка трансформатора. На самом сердечнике наводится э. д. с., в нем появляется вихревой ток, он отбирает у контурной катушки какую-то мощность, а значит создает в контуре дополнительные потери. Терять энергию всегда жалко, но для контура потери неприятны вдвойне. Из-за них снижается добротность, уменьшается резонансное напряжение, ухудшается избирательность. Одним словом, использовать стальной сердечник для подстройки колебательного контура нельзя.

Между прочим, аналогичная проблема возникает не только в высокочастотной аппаратуре. При сравнительно медленном изменении тока, даже при промышленной частоте 50 гц, вихревые токи, наводимые в стальном сердечнике, слишком велики и отбирают много энергии. Если вы посмотрите на сердечник трансформатора, на ротор электродвигателя или на любую другую стальную деталь, которая «по роду своей работы» находится в переменном магнитном поле, то заметите, что все эти детали сделаны не из одного массивного куска стали, а собраны из тонких стальных пластин. Такая пластинчатая конструкция — верное средство уменьшения вихревых токов. Токи наводятся в каждой пластинке и, что самое интересное, каждый из них мешает соседу — своим магнитным полем резко уменьшает соседний ток. В итоге общая энергия, отбираемая сердечником, оказывается сравнительно небольшой.

Если сердечник предназначен для катушки, где протекает ток высокой частоты, в частности, для контурной катушки, то разделение на пластины уже оказывается недостаточным. Приходится сталь или другой подобный материал измельчать в порошок, покрывать каждую его крупинку изолирующим лаком, а затем из этой пыли прессовать сердечник необходимой формы. Такой сердечник усиливает магнитное поле, то есть увеличивает индуктивность, заметно хуже, чем стальной, но зато не вносит дополнительных потерь и значит не снижает добротности контура. Более того, при использовании сердечника добротность даже повышается. Если бы катушка не имела сердечника, то пришлось бы намотать большее число витков и сопротивление такой катушки было бы больше.

Прессованные материалы, из которых делают сердечники для катушек, называют магнитодиэлектриками. Первая часть названия говорит о том, что материал обладает магнитными свойствами и подобно стали усиливает магнитное поле. Вторая часть поясняет, что материал не проводит электрического тока, обладает электрическими свойствами изолятора. Происходит это потому, что отдельные крупинки металла тщательно изолированы друг от друга. Из магнитодиэлектриков в последнее время наиболее широко применяются ферриты — черные и темно-серые материалы с крупинчатой структурой.

Для средневолновых и длинноволновых катушек иногда используют горшкообразные (броневые) сердечники, внутри которых располагается сама катушка (рис. 24, б). При этом сердечник охватывает практически все магнитное поле катушки и во много раз повышает ее индуктивность. Дальним родственником броневого сердечника является ферритовое кольцо, надеваемое на катушку (рис. 24, в).

Теперь мы готовы к тому, чтобы разобрать практическую схему включения колебательного контура. В хорошем и даже в не очень хорошем приемнике всегда имеется несколько контуров, но один из них, как правило, включен во входную, то есть в антенную цепь. Этот контур так и называется входным или, иначе, преселектором. В переводе на русский язык это примерно означает «предварительный избиратель». Преселектор действительно встречает весь поток сигналов, попадающих в антенну, и, как может, ослабляет действие мешающих станций, осуществляет их предварительный отсев.

Одна из возможных схем входной цепи двухдиапазонного приемника показана на рис. 32, а. Через конденсатор С1 осуществляется связь антенны с контуром — это так называемая схема емкостной связи. В зависимости от диапазона к конденсатору настройки С2 подключается одна из катушек L3 (ДВ) или L4 (СВ). Несколько иная схема коммутации (переключения) показана на рисунке 32,б. Схема построена исходя из того, что общая индуктивность двух катушек, так же как и двух сопротивлений, равна их сумме.

Рис. 32

На длинных волнах в контур входят две соединенные последовательно катушки, в сумме дающие необходимую индуктивность, а на средних волнах катушка L4 замыкается накоротко и в контуре остается только L3, рассчитанная на средневолновый диапазон.

Наиболее широко распространена схема входной цепи с индуктивной или трансформаторной связью (рис. 32, в). Здесь в цепи антенны также имеется конденсатор С1, но выполняет он уже совсем другую роль — предохраняет катушки от случайного попадания высокого напряжения, например, из-за замыкания антенны с каким-нибудь сетевым проводом. Сам контур непосредственно с антенной не связан — высокочастотный ток в нем наводится через своеобразный трансформатор, первичной обмоткой которого являются катушки L1 и L2. Эти катушки всегда расположены на одном каркасе с контурными L3 и L4, и переключаются они отдельной секцией переключателя диапазонов. Катушки связи (L1, L2) всегда можно отличить по внешнему виду — они имеют значительно большую индуктивность, а значит и большее число витков по сравнению с соответствующей контурной катушкой. Подстроечные конденсаторы С3 и С4, подключенные параллельно к катушкам, вместе с ними включаются и в контур. Так же как и сердечники катушек, они помогают точно установить граничные частоты контура.

Несколько слов о переключателе. Коммутация высокочастотных цепей дело довольно тонкое, и здесь применяются специальные переключатели с небольшими посеребренными контактами. Раньше были распространены галетные переключатели, а теперь клавишные. Как правило, переключатели диапазонов всегда имеют много групп, то есть одновременно происходит замыкание большого числа контактов. Различные контактные группы одного и того же переключателя обозначают буквами-индексами. Так, на схеме 32, в видны две контактные группы одного переключателя П1. Группа П1а переключает катушки связи, а группа П1б соответствующие контурные катушки. Совершенно ясно, что в трехдиапазонном приемнике во всех секциях переключателя должно быть по три неподвижных контакта — третий для коротковолновых катушек.

На всех схемах вы видите линию со стрелкой, которая недвусмысленно говорит о том, что со входного контура высокочастотное напряжение передается куда-то дальше. Но куда? Можно, конечно, построить очень простой приемник, где сигнал с контура пойдет прямо на детектор (стр. 96). Такие детекторные приемники обычно строят школьники, начиная практические занятия по радиотехнике. Что же касается настоящего приемника, с которым мы хотим познакомиться, то здесь на пути от входной цепи до детектора встретится еще много важных и сложных узлов, много интересных преобразований сигнала и среди них в первую очередь усиление.