Рудольф Сворень - Ваш радиоприемник

Мы ведем разговор о высоком напряжении, которое нужно подать на аноды и экранные сетки ламп, и забыли отметить самое главное — то, что дает вторичная повышающая обмотка трансформатора, нам совсем не подходит. Ведь на обмотке действует переменное напряжение, а на аноды ламп нужно подать постоянное.

Еще совсем недавно подобная проблема показалась бы нам очень сложной. Сейчас же, по-видимому, каждый из вас сумеет наметить довольно простой путь ее решения. Во-первых, с помощью вентиля нужно превратить переменное напряжение в пульсирующее, а затем с помощью фильтров отсеять все переменные составляющие этого напряжения и оставить только постоянную. Для выполнения этих двух операций в радиоприемнике появляется выпрямитель анодного питания с фильтром (рис. 43).

Рис. 43

Анодный выпрямитель по своей схеме очень напоминает детектор. Только там мы постоянную составляющую отбрасывали — она была нам просто не нужна.

Так же как и в других узлах приемника, в выпрямителе роль одного из монтажных проводов играет металлическое шасси, причем в этом случае шасси получает свою самую интересную и, конечно, самую сложную роль. К нему присоединяется нижний (по схеме) вывод повышающей обмотки трансформатора, и таким образом «минус» пульсирующего, а значит и постоянного напряжения, оказывается заземленным. В соответствии с этим заземляются и соединяются с «минусом» через шасси с минусом катоды всех ламп. Что же касается «плюса», то он снимается с вентиля и подводится к анодам ламп, разумеется, через фильтр, пропускающий только постоянную составляющую.

Знакомство с анодным выпрямителем мы начнем с конца — с фильтров, поскольку о них у нас уже было много разговоров, и сейчас остается сделать несколько конкретных замечаний об особенностях фильтра анодного выпрямителя. Прежде всего заметим, что этот фильтр почти всегда, можно даже сказать всегда, собирают по П-образной схеме (рис. 44, а). Основная часть переменной составляющей пульсирующего тока замыкается через конденсатор С1, так как он пропускает переменную составляющую намного легче, чем сопротивление R1 (рис. 44, а).

Рис. 44

Но если какая-то часть переменной составляющей и пройдет через R1 то она будет тут же отведена от ламп через второй конденсатор фильтра С2. В то же время для постоянной составляющей путь через конденсаторы закрыт, и она может пройти только по пути — вентиль — сопротивление фильтра — нагрузка (анодные цепи, то есть участки анод — катод всех ламп) — шасси приемника — повышающая обмотка трансформатора — вентиль. Из всех элементов этой последовательной цепи наибольшим сопротивлением обладает нагрузка, и поэтому именно на ней действует основная часть выпрямленного и отфильтрованного напряжения. Это и есть постоянное анодное напряжение, необходимое для питания анодных цепей.

* * *

ПРОЩАЙ, ЛАМПА!

Нет, мы не оповещаем вас о безоговорочной капитуляции электронной лампы. Она чувствует себя пока еще достаточно уверенно. Но все-таки все больше разных обязанностей приходится ей уступать молодому и энергичному младенцу — полупроводниковому прибору. Быстрей всего сдает свои позиции кенотрон — специальный диод для выпрямителя, который теперь уже очень редко приглашают на работу. Теперь в любом приемнике его можно заменить германиевым или кремниевым плоскостным диодом. Как это сделать? Лучше всего соорудить переходную колодку, к примеру, из цоколя сгоревшей лампы.

Во всех случаях можно использовать диоды Д7Е, Д7Ж, ДГ-Ц26, ДГ-Ц27. Все сопротивления, естественно, должны быть одинаковыми, по 30—100 ком. Кто посмелее, может собрать диодный выпрямитель прямо на ламповой панельке кенотрона, разумеется, с ее обратной стороны, то есть со стороны монтажа.

* * *

С точки зрения хорошей фильтрации сопротивление R1 должно быть как можно больше — именно оно закрывает переменной составляющей путь к анодам. Но в то же время по этому сопротивлению проходит постоянный ток и на нем теряется часть готовой продукции — часть выпрямленного напряжения. Поэтому R1 обычно не превышает нескольких килоом. Как следует из самой идеи фильтра, емкостное сопротивление конденсаторов должно быть во много раз меньше, чем R1, то есть должно составлять несколько сотен, еще лучше несколько десятков ом. Частота пульсаций выпрямленного тока, а значит, частота его переменной составляющей всего 50 гц. Для того чтобы получить маленькое емкостное сопротивление при такой низкой частоте, нужны конденсаторы очень большой емкости (рис. 21).

Большой емкостью при сравнительно небольших габаритах обладают электролитические конденсаторы. В них накопление электрических зарядов на обкладках осуществляется не только обычным способом (стр. 65), но еще и за счет поляризации молекул жидкого электролита, который находится между обкладками. Этот процесс возможен только в том случае, когда к конденсатору приложено довольно большое постоянное напряжение и только под действием этого напряжения электролитический конденсатор приобретает свою номинальную емкость. Что касается выпрямителя, то это едва ли не самое подходящее место для включения электролитических конденсаторов, так как здесь к ним всегда приложено постоянное анодное напряжение.

Кстати, постоянное напряжение можно подводить к электролитическому конденсатору только в определенной полярности — к алюминиевому корпусу «—», к изолированному контактному лепестку «+». В соответствии с этим корпус конденсатора почти всегда устанавливается непосредственно на шасси приемника, куда, как уже было отмечено, подключен и минус анодного выпрямителя. Правда, в ряде случаев корпус конденсатора необходимо изолировать от шасси, так как между ними включается небольшое сопротивление (рис. 48). На корпусе конденсатора всегда указана его емкость и рабочее напряжение. Эти величины — руководство к действию при замене конденсатора. Что касается емкости, уменьшать ее крайне нежелательно, это ухудшит фильтрацию и повысит уровень фона. Увеличивать емкость, во всяком случае в 2–5 раз, можно — маслом каши не испортишь. А вот чего ни в коем случае нельзя делать, так это ставить конденсатор с меньшим рабочим напряжением, чем было раньше.

Довольно часто, особенно в многоламповых приемниках, где по сопротивлению фильтра идет большой ток (чем больше ламп, тем больше потребляемый ими ток) и на нем теряется большая часть выпрямленного напряжения, вместо этого сопротивления включают дроссель — катушку с большим числом витков и пластинчатым стальным сердечником (рис. 44, б). Такой дроссель оказывает большое сопротивление переменным составляющим пульсирующего тока и сравнительно легко пропускает его постоянную составляющую. Активное сопротивление дросселя обычно не превышает несколько сот ом.

Чтобы разгрузить сопротивление фильтра, в некоторых простых приемниках его освобождают от анодного тока выходной лампы и напряжение на ее анод подают непосредственно с первого конденсатора фильтра (рис. 44, в). К сожалению, с другими лампами проделать подобный фокус нельзя — это приведет к резкому усилению фона.

На этом мы, пожалуй, закончим рассказ о фильтрах выпрямителя и вернемся к его главному элементу — вентилю. В качестве вентиля в анодном выпрямителе можно применить полупроводниковый диод, но уже не точечный, как в детекторе, а плоскостной. Плоскостные диоды могут выпрямлять сравнительно большой ток и выдерживают большое обратное напряжение. Чтобы стало понятно, что это за обратное напряжение и почему именно оно опасно для вентиля, попробуем представить себе этот вентиль в виде сопротивления.

Это, конечно, не обычное сопротивление (иначе, зачем бы он нужен был, диод), а, образно говоря, сопротивление-хамелеон. Если приложить к диоду напряжение в прямом направлении, то есть так, чтобы диод пропускал ток, то диод этот ведет себя как очень небольшое сопротивление — единицы и десятки ом. Когда же к диоду приложено напряжение в обратной полярности, то он тока почти не пропускает. В этом случае диод эквивалентен очень большому сопротивлению, в сотни и тысячи килоом.

Если пойти на сильное упрощение схемы выпрямителя, то его можно рассматривать, как делитель напряжения, состоящий из двух частей — вентиля и нагрузки, то есть из диода и анодных цепей ламп. Напряжение па этот делитель поступает с повышающей обмотки трансформатора и распределяется по участкам цепи пропорционально их сопротивлению. В тот момент, когда диод пропускает ток, сопротивление его мало и почти все напряжение падает на нагрузке. Во время следующего, обратного полупериода большая часть напряжения приложена к диоду, так как в это время он представляет собой участок делителя с очень большим сопротивлением. Вот почему диод, да и не только диод, а вообще любой вентиль, больше всего боится обратного напряжения и должен быть рассчитан именно на это напряжение, причем с большим, обычно двухкратным, а иногда и трехкратным запасом.