Рудольф Сворень - Ваш радиоприемник

Теперь нарисуем схему, она довольно проста (рис. 39, а).

Рис. 39

Источник входного сигнала (в нашем примере микрофон) одним концом, через конденсатор С1, подключается к сетке, другим — к катоду через шасси. Таким образом, усиливаемое напряжение, как это и должно быть, действует между сеткой и катодом.

«Минус» анодной батареи заземлен, то есть опять-таки подключен к катоду. «Плюс» попадает на анод через сопротивление нагрузки R2. Анодный ток замыкается по цепи: «плюс»— нагрузка анод — катод — шасси — «минус». Ну, а как снять усиленное напряжение с нагрузки? Для того чтобы упростить эту операцию, «плюс» анодной батареи заземляют через конденсатор С2. Этот конденсатор называют по-разному — иногда развязывающим или просто развязкой, иногда блокировочным, а иногда конденсатором фильтра. В дальнейшем мы будем пользоваться первым названием — оно лучше других отражает суть дела.

На постоянное напряжение и постоянную составляющую анодного тока конденсатор развязки не оказывает никакого влияния. Что же касается переменной составляющей, то теперь она с нагрузки замкнется прямо на шасси, то есть на катод. Таким образом, наш конденсатор как бы развязывает сложный узел, отводит переменную составляющую от анодной батареи, где этой составляющей, грубо говоря, нечего делать.

Благодаря включению развязки возникающее на нагрузке переменное (выходное) напряжение действует между анодом и заземленным катодом. Правда, если вы захотите отвести это напряжение или просто измерить его, то к аноду лампы нужно будет подключиться через конденсатор С3 — он предохранит вас от постоянного напряжения, которое всегда имеется на аноде. Этот конденсатор обычно называют разделительным или переходным.

Еще одна деталь, которую можно увидеть на схеме, сопротивление R1, включенное между сеткой и катодом. Оно называется сопротивлением утечки или просто утечкой и нужно для того, чтобы электроны, попавшие на сетку, могли как-нибудь вернуться на катод. Если утечки не будет, то электроны, случайно попавшие на сетку, будут накапливаться там и через некоторое время их общий отрицательный заряд на сетке создаст непреодолимое препятствие для электронов, которые летят к аноду. Анодный ток прекратится, и лампа, как принято говорить, окажется запертой.

Не нужно, однако, думать, что любой отрицательный заряд, то есть любое отрицательное напряжение на сетке (относительно катода), запирает лампу. Отсутствие утечки опасно тем, что на сетке образуется слишком большой «минус». Что же касается небольшого отрицательного напряжения, то оно оказывается даже полезным, так как ограничивает начальную величину анодного тока и резко уменьшает, практически совсем ликвидирует, никому не нужный сеточный ток (рис. 35, г). Такое отрицательное напряжение — его называют отрицательным смещением — почти всегда подают на сетку одновременно с усиливаемым сигналом. В нашей схеме источником смешения является отдельная батарея Бс. Конденсатор C1 предохраняет ее от замыкания на землю через цепь микрофона.

В приемниках такая схема почти никогда не применяется. В приемниках можно встретить три схемы подачи отрицательного смещения. В первой (рис. 39, б) оно образуется на небольшом сопротивлении R2, включенном между катодом и шасси. По этому сопротивлению проходит анодный ток Iа, и на нем возникает постоянное напряжение, которое и служит смещением. Поскольку ток течет с катода к шасси, то «плюс» этого смещения приложен к катоду, а «минус» через сопротивление утечки R1 к сетке. Для того чтобы беспрепятственно пропустить на шасси переменную составляющую анодного тока, в катодную цепь включают развязывающий конденсатор С1.

В другой схеме (рис. 39, в) источником смещения служит сама утечка R1. Дело в том, что небольшой сеточный ток и лампе есть всегда, и если взять очень большое 10–20 Мом, то на нем можно получить смещение порядка 1 в. С третьей, очень распространенной схемой подачи отрицательного смещения мы познакомимся позже (рис. 48).

Если вы разобрались, как работает простейший усилитель, выполненный на простейшей усилительной лампе — триоде, то у вас в руках ключ к пониманию работы всего приемника. Любой, даже самый сложный приемник — это прежде всего колебательные контуры, детектор, ламповые усилители, и теперь мы знакомы со всеми этими элементами.

Мы не случайно назвали триод простейшей усилительной лампой. Наряду с триодом существуют более сложные электронные лампы, и в основном именно они применяются в современных приемниках.

Лампы разные нужны, лампы всякие важны

Около двадцати лет тому назад был издан справочник, где приводились основные данные о всех электронных лампах, когда-либо выпущенных в мире. В этом справочнике было около 10 000 названий ламп. Почему так много? Ну, во-первых, лампы все время совершенствовались: современный триод, например, совсем не похож на первые трехэлектродные лампы, появившиеся на свет в 1907 году. В биографии лампы можно найти несколько периодов, когда вся она или отдельные ее детали претерпевали самые серьезные изменения.

Во-вторых, разные страны, а иногда и отдельные опасающиеся конкуренции фирмы выпускали свои собственные типы ламп, и сейчас в мире существуют десятки ламп, совершенно одинаковых по своим усилительным возможностям, но отличающихся устройством.

Наконец, третья причина — для разных радиоустройств нужны различные электронные лампы, работающие при разных анодных или накальных напряжениях, позволяющие получить большое усиление по току или большое усиление по напряжению, лампы, рассчитанные на различные виды анодной нагрузки и т. д. Так, например, среди современных отечественных ламп вы найдете около двух десятков триодов, каждый из которых имеет свои особенности. А ведь, кроме триодов, имеются другие типы усилительных ламп, и среди них существует такое же, если не большее, разнообразие. Сейчас мы попробуем разобраться в богатом ассортименте ламп, научимся отличать одну лампу от другой и в ряде случаев решать вопрос об их взаимной замене.

Наш любимец триод далеко не безгрешен — у него есть два весьма серьезных недостатка. Во-первых, в триоде открыт путь для так называемой обратной связи, то есть для влияния выходного сигнала на входной. Анод и управляющая сетка триода образуют своего рода конденсатор, и именно через него «мощная копия» воздействует на свой оригинал. В зависимости от целого ряда обстоятельств обратная связь может усиливать входной сигнал или, наоборот, ослаблять его. В обоих случаях нормальная работа усилителя нарушается, и поэтому большую емкость между анодом и сеткой относят к недостаткам триода.

Второй недостаток триода можно было бы определить так: анодное напряжение слишком сильно управляет анодным током. Правда, наш прежний вывод о том, что анод действует на ток слабее, чем сетка, остается в силе — иначе лампа вообще не усиливала бы напряжения. И все же хотелось, чтобы переменное анодное напряжение еще меньше «вмешивалось» в дела анодного тока, чтобы полновластным хозяином здесь был только входной сигнал, поданный на сетку.

Оба недостатка триода устраняются одним ударом — между управляющей сеткой и анодом располагают четвертый электрод — так называемую экранную сетку (рис. 40, а). Также как и управляющая, это сетка только по названию, фактически она представляет собой спираль. Четырехэлектродная лампа называется тетродом — тетра по-гречески значит четыре. Для того чтобы экранная сетка выполняла свои функции, нужно подать на нее положительное напряжение и одновременно заземлить ее через конденсатор (рис. 41).

Рис. 41

Положительное напряжение на экранной сетке ускоряет движение электронов, которые, пролетев сквозь нее так же легко, как и через управляющую сетку, устремляются к аноду.

Положительное напряжение на экранной сетке, для краткости мы будем называть его просто экранным напряжением или «плюсом» на экране, заметно уменьшает влияние анодного напряжения на анодный ток. Как бы ни уменьшался теперь «плюс» на аноде (на схемах для краткости пишут +А), экранная сетка продолжает делать свое дело — с постоянной силой подталкивать электроны к аноду.

Здесь необходимо отметить, что часть электронов, примерно 5—10 %, перехватывается самой экранной сеткой, и в лампе появляется экранный ток — некоторое подобие анодного тока. Экранный ток позволяет очень просто подавать напряжение на экранную сетку от анодной батареи (рис. 41, б). Дело в том, что для большого числа ламп экранное напряжение должно быть меньше анодного. Это довольно легко сделать, если подать напряжение на экранную сетку с «плюса» анодной батареи через гасящее сопротивление R2. Проходя поэтому сопротивлению, экранный ток создаст на нем какое-то падение напряжения (закон Ома!) и в результате этого уменьшится напряжение на экранной сетке. Так, например, если напряжение анодной батареи 250 в и на гасящем сопротивлении теряется 150 в, то на экранной сетке (то есть между этой сеткой и «землей») действует остаток 100 в. Из сказанного ясно, что для того, чтобы понизить экранное напряжение, достаточно увеличить гасящее сопротивление. Довольно часто пониженное напряжение на экранную сетку подают с делителя (рис. 41, в).