Э лектрический ток, протекая в каком либо проводнике, порождает электромагнитное поле, распостраняющееся в окружающем его пространстве.
Если этот ток является переменным, то электромагнитное поле способно наводить(индуцировать) Э. Д. С. в другом проводнике, находящемся на каком то удалении - осуществляется передача электрической энергии на расстояние.

Подобный метод передачи энергии не получил пока широкого применения - весьма высоки потери.
Но для передачи информации, он используется уже более ста лет, и весьма успешно.

Для радиосвязи используются электромагнитные колебания, так называемого, радиочастотного диапазона направленные в пространство - радиоволны. Для наиболее эффективного излучения в пространство используют антенны различных конфигураций.

Полуволновой вибратор.

Простейшая антенна - полуволновой вибратор, состоит из двух отрезков провода, направленных в противоположные стороны, в одной плоскости.

Общая длина их составляет половину длины волны, а длина отдельного отрезка - четверть. Если один из концов вибратора направлен вертикально, вместо второго может использоваться земля, или даже - общий проводник схемы передатчика.

Например, если длина вертикальной антенны составляет - 1 метр, то для радиоволны длиной 4 метра (диапазон УКВ) она будет представлять наибольшее сопротивление. Соответственно, эффективность такой антенны будет максимальной - именно для радиоволн этой длины, как при приеме, так и при передаче.

Говоря по правде, в диапазоне УКВ, наиболее уверенный прием должен наблюдаться, при горизонтальном расположении антенны. Это связано с тем, что передача в этом диапазоне с на самом деле, выполняется чаще всего, с помощью горизонтально расположенных полуволновых вибраторов. Поэтому, именно - полуволновой вибратор(а не четвертьволновой) будет являться более эффективной приемной антенной.

Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принципы действия радиопереда тчика и радиоприёмника

радиопередатчик радиоприемник напряженность

Радиопереда тчик (радиопередающее устройство) - устройства для формирования радиосигналов, предназначенных для передачи информации на расстояние с помощью радиоволн. Формируют радиосигналы с заданными характеристиками, необходимыми для работы конкретных радиотехн. систем, и излучают их в пространство.

Функционально радиопередатчик состоит из следующих частей:

Любая система радиосвязи включает в себя радиопередающие устройства, функции которого включаются в преобразовании энергии постоянного тока источников питания в электромагнитные колебания и управлении этими колебаниями.

Передача энергии с помощью радиосвязи широко используется при управлении автоматическими объектами.

Основными устройствами радиосвязи являются радиопередатчик и радиоприемник. Радиопередатчик предназначен для создания высокочастотного сигнала, некоторые параметры которого (частота, амплитуда или фаза) изменяются по закону, соответствующему передаваемой информации. Частота высокочастотного сигнала называется несущей. Первые радиопередатчики искрового принципа действия на основе катушки Румкорфа были очень просты по конструкции -- излучателем радиоволн служил искровой разряд, а модулятором являлся телеграфный ключ. С помощью такого радиопередатчика информация передавалась в кодированной дискретной форме -- например азбукой Морзе или иным условным сводом сигналов. Недостатками такого радиопередатчика была относительно высокая мощность, требуемая для эффективного излучения радиоволн искровым разрядом, а также очень широкий радиочастотный диапазон излучаемых им волн. В результате одновременная работа нескольких близко расположенных искровых передатчиков была практически невозможной из-за интерференции их сигналов.

Современный радиопередатчик состоит из следующих конструктивных частей:

· задающий генератор частоты (фиксированной или перестраиваемой) несущей волны;

· модулирующее устройство, изменяющее параметры излучаемой волны (амплитуду, частоту, фазу или несколько параметров одновременно) в соответствии с сигналом, который требуется передать (часто задающий генератор и модулятор выполняют в одном блоке -- возбудитель);

· усилитель мощности, который увеличивает мощность сигнала возбудителя до требуемой за счёт внешнего источника энергии;

· устройство согласования, обеспечивающее максимально эффективную передачу мощности усилителя в антенну;

· антенна, обеспечивающая излучение сигнала.

Радиоприёмник -- устройство, соединяемое с антенной и служащее для осуществления радиоприёма .

Радиоприёмник (радиоприёмное устройство) -- устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона (то есть с длиной волны от нескольких тысяч метров до долей миллиметра) с последующим преобразованием содержащейся в них информации к виду, в котором она могла бы быть использована.

Классификация радиоприёмников

Радиоприёмные устройства делятся по следующим признакам:

· по основному назначению: радиовещательные, телевизионные, связные, пеленгационные, радиолокационные, для систем радиоуправления, измерительные и др.;

· по роду работы: радиотелеграфные, радиотелефонные, фототелеграфные и т.д.;

· по виду модуляции, применяемой в канале связи: амплитудная, частотная, фазовая;

· по диапазону принимаемых волн, согласно рекомендациям МККР:

· мириаметровые волны -- 100-10 км, (3 кГц-30 кГц), СДВ

· километровые волны -- 10-1 км, (30 кГц-300 кГц), ДВ

· гектометровые волны -- 1000--100 м, (300 кГц-3 МГц), СВ

· декаметровые волны -- 100-10 м, (3 МГц-30 МГц), КВ

· метровые волны -- 10-1 м, (30 МГц-300 МГц), УКВ

· дециметровые волны -- 100-10 см, (300 МГц-3 ГГц), ДМВ

· сантиметровые волны -- 10-1 см, (3 ГГц-30 ГГц), СМВ

· миллиметровые волны -- 10-1 мм, (30 ГГц-300 ГГц), ММВ

· приёмник, включающий все широковещательные диапазоны (ДВ, СВ, КВ, УКВ) называют всеволновым .

· по принципу построения приёмного тракта: детекторные, прямого усиления, прямого преобразования,регенеративные, сверхрегенераторы, супергетеродинные с однократным, двукратным или многократным преобразованием частоты;

· по способу обработки сигнала: аналоговые и цифровые;

· по применённой элементной базе: на кристаллическом детекторе, ламповые, транзисторные, на микросхемах;

· по исполнению: автономные и встроенные (в состав др. устройства);

· по месту установки: стационарные, носимые;

· по способу питания: сетевое, автономное или универсальное.

Элемент, с помощью которого осуществляется воздействие на колебания высокой частоты, называется модулятором. Модулятор является неотъемлемой частью радиопередатчика, так как формирует сигнал информации, подлежащий передаче на расстояние. Модулированные высокочастотные колебания усиливаются усилителем мощности и излучаются в окружающее пространство с помощью антенны.

Уменьшение напряжённости поля, а следовательно, и потока энергии, переносимого радиоволной вдоль поверхности Земли (земной волной), обусловлено проводимостью поверхности в этой области. Вдоль проводящей поверхности возникает поток энергии, направленный в проводящую среду и быстро затухающий по мере распространения в ней. Глубина проникновения радиоволны в земную кору определяется толщиной слоя и, следовательно, увеличивается с увеличением длины волны. Поэтому для подземной и подводной радиосвязи используются длинные и сверхдлинные радиоволны. т.к. чем больше число столкновений, тем большая часть энергии, получаемой электроном из волн, переходит в тепло. Поэтому поглощение больше в ниж. областях ионосферы, где v больше, т.к. выше плотность газа. С увеличением частоты поглощение уменьшается. Короткие волны испытывают слабое поглощение и распространяются на большие расстояния. По этому короткие волны используются для передачи

Короткие волны (3-30 МГц)так же в результате их отражения от ионосферы возможна связь как на малых, так и на больших расстояниях при значительно меньшем уровне мощности передатчика и гораздо более простых антеннах, чем в более низкочастотных диапазонах.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Системы передачи информации с помощью радиотехнических и радиоэлектронных приборов. Понятие, классификация радиоволн, особенности их распространения и диапазон. Факторы, влияющие на дальность и качество радиоволн. Рефракция и интерференция радиоволн.

реферат , добавлен 27.03.2009


Радиопередающие устройства, их назначение и принцип действия. Разработка структурной схемы радиопередатчика, определение его элементной базы. Электрический расчет и определение потребляемой мощности радиопередатчика. Охрана труда при работе с устройством.

курсовая работа , добавлен 11.01.2013


Основные понятия и классификация приборов для измерения напряженности электромагнитного поля и помех. Измерение напряженности электромагнитного поля. Метод эталонной антенны. Метод сравнения. Измерительные приемники и измерители напряженности поля.

реферат , добавлен 23.01.2009


Радиоволны, распространяющиеся вдоль земной поверхности от радиопередатчика, до приемника, без использования верхних слоев атмосферы. Электромагнитные волны с частотами, использующиеся в традиционной радиосвязи. Преимущества работы на коротких волнах.

презентация , добавлен 13.03.2015


Структурная схема радиопередатчика подвижной связи с угловой модуляцией. Расчет полосового фильтра, опорного (кварцевого) генератора, ограничителя амплитуд, интегратора. Электрический расчет фазового модулятора. Принципиальная схема радиопередатчика.

курсовая работа , добавлен 04.05.2013


Принципы выбора необходимого числа транзисторов и каскадов и их энергетический расчёт. Составление структурной и электрической принципиальной схем радиопередатчика. Расчёт умножителя частоты, LC-автогенератора с параметрической стабилизацией частоты.

курсовая работа , добавлен 26.05.2014


Назначение радиоприемников для приема и воспроизведения аналоговых и цифровых сигналов. Классификация приемных устройств по принципу действия. Построение приемников УКВ-диапазона. Схема супергетеродинного приемника. Расчет смесителя УКВ-радиоприемника.

дипломная работа , добавлен 05.06.2012


Структурная схема устройства. Миниатюрный микромощный радиопередатчик: классификация по назначению; выбор номенклатуры задаваемых показателей надежности; установление критериев отказов и предельных состояний. Расчет показателей ремонтопригодности.

курсовая работа , добавлен 04.03.2011


Классификация источников индустриальных радиопомех. Среда их распространения. Подавление индустриальных радиопомех. Проявление их в радиопередатчике. Создание линиями передач и их оборудованием наибольшей напряженности поля индустриальных радиопомех.

реферат , добавлен 22.10.2009


Устройство общих схем организации радиосвязи. Характеристика радиосистемы передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве. Особенности распространения и области применения декаметровых волн.

Долгое время радиоприёмники возглавляли список самых значимых изобретений человечества. Первые такие устройства сейчас реконструированы и изменены под современный лад, однако в схеме их сборки мало что поменялось - та же антенна, то же заземление и колебательный контур для отсеивания ненужного сигнала. Бесспорно, схемы сильно усложнились со времён создателя радио - Попова. Его последователями были разработаны транзисторы и микросхемы для воспроизведения более качественного и энергозатратного сигнала.

Почему лучше начинать с простых схем?

Если вам понятна простая то можете быть уверены, что большая часть пути достижения успеха в сфере сборки и эксплуатации уже осилена. В этой статье мы разберём несколько схем таких приборов, историю их возникновения и основные характеристики: частоту, диапазон и т. д.

Историческая справка

7 мая 1895 года считается днём рождения радиоприёмника. В этот день российский учёный А. С. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Русского физико-химического общества.

В 1899 году была построена первая линия радиосвязи длиной 45 км между и городом Котка. Во время Первой мировой войны получили распространение приёмник прямого усиления и электронные лампы. Во время военных действий наличие радио оказалось стратегически необходимым.

В 1918 году одновременно во Франции, Германии и США учёными Л. Левви, Л. Шоттки и Э. Армстронгом был разработан метод супергетеродинного приёма, но из-за слабых электронных ламп широкое распространение этот принцип получил только в 1930-х годах.

Транзисторные устройства появились и развивались в 50-х и 60-х годах. Первый широко используемый радиоприёмник на четырёх транзисторах Regency TR-1 был создан немецким физиком Гербертом Матаре при поддержке промышленника Якоба Михаэля. Он поступил в продажу в США в 1954 году. Все старые радиоприёмники работали на транзисторах.

В 70-х начинается изучение и внедрение интегральных микросхем. Сейчас приёмники развиваются с помощью большой интеграции узлов и цифровой обработки сигналов.

Характеристики приборов

Как старые радиоприёмники, так и современные обладают определёнными характеристиками:

1. Чувствительность - способность принимать слабые сигналы.
2. Динамический диапазон - измеряется в Герцах.
3. Помехоустойчивость.
4. Селективность (избирательность) - способность подавлять посторонние сигналы.
5. Уровень собственных шумов.
6. Стабильность.

Эти характеристики не меняются в новых поколениях приёмников и определяют их работоспособность и удобство эксплуатации.

Принцип работы радиоприёмников

В самом общем виде радиоприёмники СССР работали по следующей схеме:

1. Из-за колебаний электромагнитного поля в антенне появляется переменный ток.
2. Колебания фильтруются (селективность) для отделения информации от помех, т. е. из сигнала выделяется его важная составляющая.
3. Полученный сигнал преобразуется в звук (в случае радиоприёмников).

По схожему принципу появляется изображение на телевизоре, передаются цифровые данные, работает радиоуправляемая техника (детские вертолёты, машинки).

Первый приёмник был больше похож на стеклянную трубку с двумя электродами и опилками внутри. Работа осуществлялась по принципу действия зарядов на металлический порошок. Приёмник обладал огромным по современным меркам сопротивлением (до 1000 Ом) из-за того, что опилки плохо контактировали между собой, и часть заряда проскакивала в воздушное пространство, где рассеивалась. Со временем эти опилки были заменены колебательным контуром и транзисторами для сохранения и передачи энергии.

В зависимости от индивидуальной схемы приёмника сигнал в нём может проходить дополнительную фильтрацию по амплитуде и частоте, усиление, оцифровку для дальнейшей программной обработки и т. д. Простая схема радиоприёмника предусматривает единичную обработку сигнала.

Терминология

Колебательным контуром в простейшем виде называются катушка и конденсатор, замкнутые в цепь. С помощью них из всех поступающих сигналов можно выделить нужный за счёт собственной частоты колебаний контура. Радиоприемники СССР, как, впрочем, и современные устройства, основаны на этом сегменте. Как все это функционирует?

Как правило, питание радиоприёмников происходит за счёт батареек, количество которых варьируется от 1 до 9. Для транзисторных аппаратов широко используются батареи 7Д-0.1 и типа "Крона" напряжением до 9 В. Чем больше батареек требует простая схема радиоприёмника, тем дольше он будет работать.

По частоте принимаемых сигналов устройства делятся на следующие типы:

1. Длинноволновые (ДВ) - от 150 до 450 кГц (легко рассеиваются в ионосфере). Значение имеют приземлённые волны, интенсивность которых уменьшается с расстоянием.
2. Средневолновые (СВ) - от 500 до 1500 кГц (легко рассеиваются в ионосфере днём, но ночью отражаются). В светлое время суток радиус действия определяется приземлёнными волнами, ночью - отражёнными.
3. Коротковолновые (КВ) - от 3 до 30 МГц (не приземляются, исключительно отражаются ионосферой, поэтому вокруг приёмника существует зона радиомолчания). При малой мощности передатчика короткие волны могут распространяться на большие расстояния.
4. Ультракоротковолновые (УКВ) - от 30 до 300 МГц (имеют высокую приникающую способность, как правило, отражаются ионосферой и легко огибают препятствия).
5. - от 300 МГц до 3 ГГц (используются в сотовой связи и Wi-Fi, действуют в пределах видимости, не огибают препятствия и распространяются прямолинейно).
6. Крайневысокочастотные (КВЧ) - от 3 до 30 ГГц (используются для спутниковой связи, отражаются от препятствий и действуют в пределах прямой видимости).
7. Гипервысокочастотные (ГВЧ) - от 30 ГГц до 300 ГГц (не огибают препятствий и отражаются как свет, используются крайне ограниченно).

При использовании КВ, СВ и ДВ радиовещание можно вести, находясь далеко от станции. УКВ-диапазон принимает сигналы более специфично, но если станция поддерживает только его, то слушать на других частотах не получится. В приёмник можно внедрить плейер для прослушивания музыки, проектор для отображения на удалённые поверхности, часы и будильник. Описание схемы радиоприёмника с подобными дополнениями усложнится.

Внедрение в радиоприёмники микросхемы позволило значительно увеличить радиус приёма и частоту сигналов. Их главное преимущество в сравнительно малом потреблении энергии и маленьком размере, что удобно для переноса. Микросхема содержит все необходимые параметры для понижения дискретизации сигнала и удобства чтения выходных данных. Цифровая обработка сигнала доминирует в современных устройствах. были предназначены только для передачи аудиосигнала, лишь в последние десятилетия устройство приёмников развилось и усложнилось.

Схемы простейших приёмников

Схема простейшего радиоприёмника для сборки дома была разработана ещё во времена СССР. Тогда, как и сейчас, устройства разделялись на детекторные, прямого усиления, прямого преобразования, супергетеродинного типа, рефлексные, регенеративные и сверхрегенеративные. Наиболее простыми в восприятии и сборке считаются детекторные приёмники, с которых, можно считать, началось развитие радио в начале 20-ог века. Наиболее сложными в построении стали устройства на микросхемах и нескольких транзисторах. Однако если вы разберетесь в одной схеме, другие уже не будут представлять проблемы.

Простой детекторный приёмник

Схема простейшего радиоприёмника содержит в себе две детали: германиевый диод (подойдут Д8 и Д9) и главный телефон с высоким сопротивлением (ТОН1 или ТОН2). Так как в цепи не присутствует колебательный контур, ловить сигналы определённой радиостанции, транслирующиеся в данной местности, он не сможет, но со своей основной задачей справиться.

Для работы понадобится хорошая антенна, которую можно закинуть на дерево, и провод заземления. Для верности его достаточно присоединить к массивному металлическому обломку (например, к ведру) и закопать на несколько сантиметров в землю.

Вариант с колебательным контуром

В прошлую схему для внедрения избирательности можно добавить катушку индуктивности и конденсатор, создав колебательный контур. Теперь при желании можно поймать сигнал конкретной радиостанции и даже усилить его.

Ламповый регенеративный коротковолновой приёмник

Ламповые радиоприёмники, схема которых довольно проста, изготавливаются для приёма сигналов любительских станций на небольших расстояниях - на диапазоны от УКВ (ультракоротковолнового) до ДВ (длинноволнового). На этой схеме работают пальчиковые батарейные лампы. Они лучше всего генерируют на УКВ. А сопротивление анодной нагрузки снимает низкая частота. Все детали приведены на схеме, самодельными можно считать только катушки и дроссель. Если вы хотите принимать телевизионный сигналы, то катушка L2 (EBF11) составляется из 7 витков диаметром 15 мм и провода на 1,5 мм. Для подойдет 5 витков.

Радиоприёмник прямого усиления на двух транзисторах

Схема содержит и двухкаскадный усилитель НЧ - это настраиваемый входной колебательный контур радиоприёмника. Первый каскад - детектор ВЧ модулированного сигнала. Катушка индуктивности намотана в 80 витков проводом ПЭВ-0,25 (от шестого витка идёт отвод снизу по схеме) на ферритовом стержне диаметром 10 мм и длиной 40.

Подобная простая схема радиоприёмника рассчитана на распознавание мощных сигналов от недалёких станций.

Сверхгенеративное устройство на FM-диапазоны

FM-приёмник, собранный по модели Е. Солодовникова, несложен в сборке, но обладает высокой чувствительностью (до 1 мкВ). Такие устройства используют для высокочастотных сигналов (более 1МГЦ) с амплитудной модуляцией. Благодаря сильной положительной обратной связи коэффициент возрастает до бесконечности, и схема переходит в режим генерации. По этой причине происходит самовозбуждение. Чтобы его избежать и использовать приёмник как высокочастотный усилитель, установите уровень коэффициента и, когда дойдет до этого значения, резко снизьте до минимума. Для постоянного мониторинга усиления можно использовать генератор пилообразных импульсов, а можно сделать проще.

На практике нередко в качестве генератора выступает сам усилитель. С помощью фильтров (R6C7), выделяющих сигналы низких частот, ограничивается проход ультразвуковых колебаний на вход последующего каскада УНЧ. Для FM-сигналов 100-108 МГц катушка L1 преобразуется в полувиток с сечением 30 мм и линейной частью 20 мм при диаметре провода 1 мм. А катушка L2 содержит 2-3 витка диаметром 15 мм и провод с сечением 0,7 мм внутри полувитка. Возможно усиление приёмника для сигналов от 87,5 МГц.

Устройство на микросхеме

КВ-радиоприёмник, схема которого была разработана в 70-е годы, сейчас считают прототипом Интернета. Коротковолновые сигналы (3-30 МГц) путешествуют на огромные расстояния. Нетрудно настроить приёмник для прослушивания трансляции в другой стране. За это прототип получил название мирового радио.

Простой КВ-приёмник

Более простая схема радиоприёмника лишена микросхемы. Перекрывает диапазон от 4 до 13 МГц по частоте и до 75 метров по длине. Питание - 9 В от батареи "Крона". В качестве антенны может служить монтажный провод. Приёмник работает на наушники от плейера. Высокочастотный трактат построен на транзисторах VT1 и VT2. За счёт конденсатора С3 возникает положительный обратный заряд, регулируемый резистором R5.

Современные радиоприёмники

Современные аппараты очень похожи на радиоприёмники СССР: они используют ту же антенну, на которой возникают слабые электромагнитные колебания. В антенне появляются высокочастотные колебания от разных радиостанций. Они не используются непосредственно для передачи сигнала, но осуществляют работу последующей цепи. Сейчас такой эффект достигается с помощью полупроводниковых приборов.

Широкое развитие приёмники получили в середине 20-го века и с тех пор непрерывно улучшаются, несмотря на замену их мобильными телефонами, планшетами и телевизорами.

Общее устройство радиоприёмников со времён Попова изменилось незначительно. Можно сказать, что схемы сильно усложнились, добавились микросхемы и транзисторы, стало возможным принимать не только аудиосигнал, но и встраивать проектор. Так приёмники эволюционировали в телевизоры. Сейчас при желании в аппарат можно встроить всё, что душе угодно.

КАК РАБОТАЕТ ПРИЕМНИК

0-V-1

Юный радиолюбитель сможет сделать хорошо работающую радиоконструкцию только в том случае, если он будет знать, как она работает.

В первых главах этой книги мы установили, что в радиотехнике мы имеем дело с тремя видами токов: постоянным, переменным током высокой частоты и переменным током низкой частоты.

Постоянный ток применяется главным образом для питания радиоламп. Известно, что радиолампы в приемниках работают только при определенных постоянных напряжениях на анодах и экранных сетках.

Источниками постоянного тока для приемников являются аккумуляторы или батареи, а в сетевых приемниках выпрямители.

Переменные токи высокой частоты приемник получает из антенны. Частота их для приемника О

-V-l определяется величиной от 150 000 гц (или 150 кгц) до 1 500 000 гц (1 500 кгц), а во всеволновых приемниках достигает 30 мггц. Токи низких частот поступают в приемник также из антенны вместе с высокочастотными токами в виде модулированных колебаний. В радиоприемном устройстве их сначала выделяют из высокочастотных токов и затем усиливают до необходимой мощности.

Таким образом, в приемнике, в различных его частях могут одновременно протекать все три тока. В зависимости от того, какой вид тока течет по цепям, различают высокочастотные цепи, низкочастотные цепи и цепи постоянного тока.

На пути движения токов в этих цепях стоят различные детали, которые можно разделить на три группы: емкости (различные конденсаторы), индуктивности (катушки и трансформаторы) и сопротивления (проволочные и непроволочные). Все они оказывают проходящим токам определенное сопротивление, и вследствие этого в них теряется часть энергии, или, как говорят, происходит падение напряжения.

Оказалось, например, что все сопротивления ведут себя одинаково по отношению к любому току. Падение напряжения на сопротивлениях не зависит от частоты тока и одинаково как для постоянного, так и для переменного тока. Падение напряжения на них тем больше, чем больше величина сопротивления. Иначе обстоит дело с индуктивностями. Для постоянного тока они представляют незначительное сопротивление, и на них происходит небольшое падение напряжения. Величину сопротивления их можно легко подсчитать по простейшим формулам. Но стоит через катушку пропустить переменный ток, как величина сопротивления ее резко возрастет. Сопротив-чение катушки может достигнуть очень большой величины при токах высокой частоты, практически же катушки с большим количеством витков не пропускают таких токов вообще.

По-другому ведут себя емкости. Через них не может проходить постоянный ток, так как для него они представляют очень большое сопротивление. Когда же какой-нибудь конденсатор включается в переменный ток, то его сопротивление делается тем больше, чем меньше частота тока, то-есть как раз наоборот индуктивностям. Эти свойства деталей позволяют в радиоустройствах разделять токи, текущие в общей цепи.

Представьте себе, что в каком-либо проводнике текут одновременно сразу три тока и надо их разделить. Как следует поступить в этом случае?

Очевидно, для этого потребуется собрать схему, показанную на рисунке 32.

Рис. 32. Схема разделения частот.

Токи высокой частоты не пойдут через катушку, а свернут через конденсатор малой емкости C1 токи низкой частоты пройдут свободно через катушку и конденсатор большой емкости С2, а постоянный ток, пройдя через катушку, свернет и пройдет по сопротивлению R. Памятуя об этих особенностях прохождения различных токов, рассмотрим, что происходит с ними в приемнике 0-V-1.

Из антенны в приемник поступают токи высокой частоты. Они свободно проходят через антенный конденсатор C1 Так как емкость его невелика, то он представляет для таких токов малое сопротивление. Конденсатор этот служит для устранения влияния антенны на колебательный контур и его настройку и не является обязательным. Включение антенного конденсатора уменьшает громкость приема, но зато приемник приобретает важное качество - лучшую избирательность (отстройку от мешающих станций) и большое перекрытие диапазона. Далее высокочастотные токи поступают в колебательный контур, состоящий из катушки с отводом (L1 L2) и конденсатора переменной емкости С2.

В момент резонанса сопротивление контура для принятых токов высокой частоты делается очень большим и на нем развивается довольно большое напряжение, которое затем подводится и управляющей сетке и катоду лампы. Оно поступает через сеточный конденсатор С3, имеющий небольшую величину, и усиливается лампой. Из анодной цепи лампы токи высокой частоты поступают в катушку обратной связи и через емкость С5 на катод лампы. Катушка обратной связи L3s помещена внутри или рядом с контурной катушкой. Токи высокой частоты, проходя по катушке L3, образуют вокруг нее переменное магнитное поле, силовые линии которого будут пересекать витки катушек L1 и L2 и создадут в них дополнительное напряжение.

Как известно, в этом случае приемник будет принимать станцию более громко, возрастет и чувствительность приемника (способность принимать слабослышимые станции).

Другая часть токов высокой частоты будет проходить через конденсатор С5, имеющий небольшую емкость. Это обстоятельство имеет существенное значение при регулировке в приемнике обратной связи. Изменяя емкость конденсатора С5, можно добиться нормальной работы обратной связи.

Некоторая часть токов высокой частоты, текущих через лампу, будет попадать и на экранную сетку. Они находят себе путь через конденсатор C4t где встречают меньшее сопротивление. Высокая частота может проникнуть и в цепи питания, поэтому в анод первой лампы часто включают дроссель или сопротивление большой величины.

Что же происходит с токами низкой частоты? Конденсатор С3 и сопротивление R2 обеспечивают работу лампы в режиме сеточного детектора. Детектирование происходит в цепи сетки, и выделенные токи низкой частоты будут одновременно лампой усиливаться.

Продетектированные токи в цепи сетки протекают по утечке сетки лампы и создают на нем переменное падение напряжения низкой (звуковой) частоты. Это напряжение, как и высокочастотные токи, подводится к управляющей сетке лампы и создает в ее анодной цепи усиленные токи такой же частоты.

Некоторая часть этих токов попадает на экранную сетку и через конденсатор С4 большой емкости вернется на катод. Но основная часть их пройдет через сопротивление R3 . (анодная нагрузка) и создаст на нем падение напряжения. Далее токи низкой частоты следуют в источники питания и возвращаются на катод. Конденсатор С5 представляет для этих токов большое сопротивление, и через него они не проходят.

Напряжение низкой частоты, образующееся на сопротивлении R3 через переходной конденсатор С6, подается на сетку второй лампы, работающей усилителем низкой частоты.

Присутствие колебаний на сетке вызовет в аноде лампы усиленные токи звуковой частоты, которые пройдут через громкоговоритель и приведут его в действие. Затем токи низкой частоты пройдут через источник тока и вернутся на катод.

Чтобы вторая лампа работала без искажений, на ее сетку подается постоянное отрицательное смещение (относительно катода), которое образуется при прохождении анодного тока лампы по сопротивлению R6. В приемнике оно блокируется электролитическим конденсатором большой емкости (с малым рабочим напряжением), который отводит токи низкой частоты из цепи катодного сопротивления.

Приемник будет работать и без этого конденсатора, но громкость его работы будет значительно меньше.

Другой блокировочный конденсатор C7 стоящий в анодной цепи лампы, отводит токи звуковых частот, имеющих наибольшую частоту, от обмотки трансформатора или громкоговорителя. Изменение емкости этого конденсатора влечет за собой изменения тембра звучания громкоговорителя, заглушая в большей или меньшей степени высокие тона.

Анодной нагрузкой второй лампы является высокоомный громкоговоритель или выходной трансформатор при динамическом громкоговорителе. Очень важно правильно подобрать трансформатор под выходную лампу и сопротивление звуковой катушки динамика. Этим объясняется, что все самодельные выходные трансформаторы подлежат тщательному расчету.

Теперь рассмотрим пути постоянного тока в приемнике.

Этот ток образуется в приемнике 0-V-1 в результате выпрямления переменного тока лампой 6Ц5.

Как же работает выпрямитель?

Переменный ток из сети поступает на автотрансформатор Он представляет собой разновидность трансформатора, у которого в качестве обеих обмоток используется одна обмотка имеющая отводы.

Если напряжение из сети подать на часть обмотки, как это сделано на схеме, то на противоположных концах "автотрансформатора образуется повышение напряжения. Это повышенное до 220 в переменное напряжение поступает на анод лампы. Известно, что лампа будет пропускать через себя ток только в те моменты времени, когда на ее аноде будет положительный заряд.

Ток через лампу будет иметь постоянное направление, однако сила его периодически изменяется и в некоторые моменты времени полностью отсутствует. Такой ток получил название пульсирующего и для питания приемников не годится Поэтому в выпрямителе ставится фильтр, состоящий из дросселя (или сопротивления) и двух электролитических конденсаторов (можно применять и бумажные) большой емкости.

В моменты времени, когда в лампе течет ток, он поступает не только в приемник, но и заряжает конденсаторы. В следующий момент времени, когда на аноде возникает минус, лампа тока не проводит, но приемник попрежнему его получает за счет разряда конденсаторов. Дроссель в фильтре, имея большую индуктивность, еще больше сглаживает пульсации после выпрямления.

Таким образом, переменный ток выпрямляется только в течение одной половины каждого периода переменного тока в сети. Такие выпрямители получили название однополу-периодных.

Постоянный ток в приемнике разветвляется на несколько цепей. Прежде всего он попадет на анод последней лампы пройдя через вторичную (высокоомную) обмотку выходного трансформатора, затем попадет на экранную сетку этой лампы. Пройдя через лампу, эти токи попадут на катод, пройдут через сопротивление смещения и вернутся в выпрямитель. При этом на выходном трансформаторе и сопротивлении смещения произойдет некоторое падение напряжения.

Следующая цепь прохождения постоянного тока аналогична рассмотренной цепи и относится к первой лампе.

Постоянный ток пройдет через гасящее сопротивление R4 к экранной сетке первой лампы и через сопротивление аноднойнагрузки R3 на анод лампы; далее эти токи пройдут через лампу на катод и опять вернутся в выпрямитель.

Все другие пути постоянному току закрыты, так как любой конденсатор представляет для него бесконечно большое сопротивление. Юный радиолюбитель, хорошо усвоив назначение и роль всех деталей своего приемника, может сознательно подойти к его налаживанию и испытанию.

Самодельные детали для приемника и монтаж.

Для приемника 0-V-1 нужно сделать контурные катушки, катушку обратной связи и шасси, а для сетевого приемника - еще выходной трансформатор и выпрямитель.

Наматываются катушки следующим образом. Из плотного картона или толстой бумаги склеиваются два каркаса, имеющие форму цилиндра. Один из них служит для размещения на нем обмоток контурных катушек L1 и L2, а на втором - меньшем -- наматывается катушка обратной связи L3. Первый каркас укрепляется неподвижно, а второй устанавливается внутрь первого так, чтобы он мог вращаться.

Рис. 33. Устройство катушек к приемнику 0-V-1 и переключателядиапазонов:

а - контурная катушка в разрезе, б - конструкция катушки обратной связи, в - ползунковый переключатель диапазонов, г - переключатель диапазонов с однополюсной вилкой.

Размеры и устройство катушек показаны на рисунке 33. При помощи длинной металлической (можно и деревянной) оси каркас с катушкой обратной связи крепится внутри каркаса с катушками L1 и L2. Для этого в большом каркасе делаются два отверстия, одно против другого. Такие же два отверстия, но немного меньшего диаметра, делаются и в малом каркасе. Ось устанавливается после того, как катушки будут намотаны. Внутренний каркас нужно прочно закрепить на оси, чтобы он вращался вместе с ней.

Контурные катушки L1 и L2 мотаются в один ряд проводом ПЭ 0,25-0,3. Сначала наматывается катушка L1 имеющая 80 витков, затем катушка L2 - 160 витков. Она наматывается на расстоянии 10 мм от катушки L1 (это необходимо для установки оси). Концы катушек припаиваются к выводным лепесткам, установленным на краю каркаса.

Катушка обратной связи состоит из 60 витков, намотанных в двух секциях (рис. 33,6). Для этой катушки берут более тонкий провод, диаметром 0,1-0,15 мм, в любой изоляции.

Начало провода закрепляется на каркасе в двух проколах на расстоянии 3 мм от края. Затем наматываются внавал 30 витков провода. Не обрывая проволоку, через промежуток в 6 мм, необходимый для оси, наматываются вторые 30 витков. Чтобы проволока не соскакивала с каркаса," ее обматывают вместе с каркасом нитками или приклеивают.

Концы от катушки обратной связи делаются длиной до 15 см. ЖелательНо, чтобы в местах закрепления концов катушки L3 к тонкому проводу был припаян более толстый и гибкий провод. Тогда при вращении катушки (на 360°) эти концы не будут ломаться.

После того как катушка готова, приступают к изготовлению фанерного шасси. Размеры шасси показаны на рисунке 34. Конструкция его нам знакома по батарейному усилителю, только для приемника шасси делается несколько длиннее и шире.

Если на этом же шасси предполагается установить и выпрямитель, то размеры шасси нужно еще увеличить.

На боковых и задней стенках устанавливаются гнезда и зажимы, как это делалось в усилителе к детекторному приемнику.

На левой стенке два гнезда нужны для антенны и заземления. На правой стенке гнезда нужны для подключения громкоговорителя, а на задней - для подводки питания.

Еще четыре пары гнезд - для детектора Д, телефонных трубок T1 и Т2, регулятора напряжения накала R7 - устанавливаются около ламп на верхних планках.

Затем укрепляются детали. На широкой верхней планке закрепляются контурная катушка и конденсатор переменной емкости. Конденсатор можно взять любого типа с воздушным или твердым диэлектриком, но его емкость не должна резко отличаться от требуемой.

Рис. 34. Общий вид приемника 0-V-1 с батарейным питанием.

Если переменный конденсатор достать трудно, можно собрать колебательный Контур Другого типа. Как это сделать, описано дальше.

Переключатель П легко сделать самим На рисунке 33,0 и 33.г показаны два наиболее простых самодельных переключателя.

Между планками (навесу), винтиками или шурупами укрепляются две восьмиштырьковые панельки для ламп.

Затем производится монтаж. На рисунке 35 изображена монтажная схема приемника. Как делается монтаж ламповых радиоконструкций, известно из предыдущих описаний.

Монтировать приемник нужно, строго придерживаясь схемы, проверяя монтаж по мере того, как он производится.

Часто при монтаже радиоконструкций радиолюбители используют для спайки Двух или трех деталей свободные гнезда ламповых панелек. Например, лампа 2К2М имеет на цоколе пять ножек Следовательно, на ламповой панельке остаются свободными три гнезда Эти свободные гнезда удобно использовать для мелких деталей, которые должны быть соединены между собой. Чтобы избежать висячей пайки, детали припаивают к свободному гнезду панельки, используя ее как узловую стойку при монтаже.

Рис- 35. Монтажная схема батарейного приемника 0-V-1

Испытание и налаживание. Вначале приемник можно испытать на прием с кристаллическим детектором или цвитектором. Для этого к приемнику подключают антенну и заземление (заземление в сетевом приемнике присоединяется через конденсатор емкостью 0,1 мкф), а в гнезда Т1 включают телефонные трубки.

Затем вставляют детектор и, медленно поворачивая ручку переменного конденсатора, приемник настраивают на какую-нибудь радиостанцию. После того как радиолюбитель убедится в работе колебательного контура и услышит какую-нибудь радиостанцию, в приемник вставляют лампы.

При испытании приемника с лампами к нему подводят ток от батарей (или от выпрямителя). При этом необходимо соблюдать все предосторожности, чтобы не перепутать зажимы для накала и Для высокого напряжения.

К выходным гнездам подключается громкоговоритель. Прежде всего определяется действие обратной связи. Для этого при настройке приемника на станцию катушку обратной связи медленно поворачивают в разные стороны и прислушиваются к появлению в громкоговорителе шороха или свиста (генерации). Если генерация не возникает, следует поменять местами концы катушки обратной связи Возможно, что и в этом случае вы не услышите ни шума, ни свиста; это означает, что на катушке обратной связи мало витков и ее следует домотать.

При налаженной обратной связи во время настройки приемника на станцию (при некоторых положениях конденсатора переменной емкости) возникает свист. Медленно поворачивая ручку настройки, свист понижают до самого низкого тона. Момент, когда свист пропадет, будет соответствовать точной настройке на станцию. После этого ручку обратной связи поворачивают до тех пор, пока прием не сделается чистым от шорохов и свистов.

Возникновение и срыв генерации должны происходить не сразу (скачком), а плавно. Достигается это путем подбора величины конденсаторов С5 и C8 .

Перед регулировкой обратной связи в приемнике желательно произвести измерения режима ламп с помощью какого-либо измерительного прибора.

Готовый приемник необходимо поместить в удобном ящике, размеры и форму которого юный радиоконструктор может установить сам.

Уход за приемником.

Обращение с приемником несложно. Настраивается он при помогай переменного конденсатора С2, а громкость регулируется вращением катушки обратной связи. На оси этих деталей насаживаются ручки. На рисунке 36 показано, как можно сделать самим ручки с делениями. Наибольшая громкость и чувствительность приемника бывает в тот момент, когда обратная связь находится на пороге возникновения генерации.

Приемник 0-V-1 является регенератором. Если обратная связь в нем велика и в колебательный контур приемника, следовательно, поступает много энергии из катушки обратной связи, то возникает генерация. Колебательный контур создает тогда свои собственные колебания (радиоволны), которые излучаются, как от настоящей радиостанции. Это может вызвать большие помехи соседним приемным устройствам. Чтобы избежать этого при настройке приемника на радиостанции, нельзя допускать возникновения генерации.

Рис. 36. Самодельная ручка для настройки приемника.

После окончания приема необходимо отсоединить батареи от приемника (или выключить выпрямитель. Для этого в цепи накала (для батарейного варианта) лучше всего сделать специальный выключатель. При сетевом приемнике такой выключатель можно установить в Проводах, подводящих к выпрямителю электрический ток

Для приемника желательно применять наружную антенну Длиной до 15 м.

Первое Проигрывание граммпластинок. Приемник 0-V-1 можно использовать для проигрывания граммзаписи и для усиления от микрофона Подсоедините звукосниматель или пьезоэлектрические трубки одним концом к Колпачку управляющей сетки первой лампы, а другим к общему проводу. Если теперь звукосниматель поставить на вращающуюся пластинку, то воспроизводимая запись будет чисто и громко звучать в громкоговорителе. В сетевом приемнике для включения звукоснимателя имеются специальные гнезда Зв.

С помощью звукоснимателя радиолюбители часто налаживают радиоконструкции, добиваясь хорошей работы усилителя низкой частоты При этом иногда приходится изменять величину сопротивления R 4и величину конденсаторов С4 и С7.

Второе. Регулятор тембра. Иногда бывает нужно изменить тембр звучания радиопередачи. Для этого в приемниках (или усилителях) устанавливают так называемый регулятор тона.

На принципиальных схемах приемников пунктиром изображена цепь, состоящая из конденсатора С10 емкостью 50 тысяч пикофарад и переменного сопротивления R8 50-100 тысяч ом.

Эта цепь включается между анодом второй лампы и общим проводом. Передвигая движок переменного сопротивления вниз или вверх, можно изменять тембр звука.

Третье. Регулятор громкости. В сетевом приемнике 0-V-1 при прослушивании граммпластинок желательно регулировать не только тембр звука, но и его громкость

Поставьте вместо постоянного сопротивления R5 такой же величины или меньшей переменное сопротивление - потенциометр. Из трех выводов на потенциометре два (например, средний и левый крайний) соедините сначала между собой, а затем с общим проводом в приемнике. Третий вывод присоедините к управляющей сетке второй лампы.

Теперь при вращении ручки потенциометра громкость звука в громкоговорителе будет изменяться.

Шесть часов утра по московскому времени. В пространство несутся мерные удары кремлевских курантов, и затем раздаются торжественные звуки гимна. Едва отзвучали его последние ноты, как раздается спокойный, четкий голос диктора: «Говорит Москва».

Так начинается день центрального радиовещания. Знаете ли Вы, как происходят эти передачи?

Каким образом каждый звук, возникший в радиостудии, на театральной сцене или в другом месте, откуда ведут радиопередачу, мгновенно доносится к вам за сотни и тысячи километров? Для того чтобы мы могли услышать радиопрограмму, нужно ее, во-первых, передать, а затем принять.

Рис. 1. Звуковые волны вокруг камертона.

Рис. 2. Работа микрофона. а—звука нет, в цепи микрофона течет.постоянный ток; б— под действием звука мембрана вогнута, сопротивление уменьшилось, ток возрос: в —под действием звука мембрана выгнута, сопротивлению увеличилось, ток уменьшился.

Задача передающей радиостанции состоит в том, чтобы превратить речь, пение музыку в электрический ток, а затем преобразовать последний в электромагнитные волны и излучать их в окружающее пространство.

Как же практически решается эта задача? Чтобы выяснить это, вспомним, что такое звук. Звук — это колебания какой-либо среды: воздуха, дерева, металла, воды и т. п. Звуковые колебания в неограниченном пространстве распространяются от источника звука по радиусам во всех направлениях. Средняя скорость распространения звука в воздухе 330 м/сек.

На рис. 1 условно показаны (на самом деле невидимые глазу) периодические «сгущения» и «разрежения» в звукопроводящей среде, которые и представляют собой звуковые колебания или звуковую волну.

Наше ухо способно воспринимать как звук только колебания определенных частот (от 16 до 20 000 колебаний в секунду). Кроме того, амплитуда этих колебаний должна быть достаточно большой, т. е. звук должен обладать определенной силой, иначе мы не сможем его услышать.

Микрофон

И электромагнитные волны и звук — это колебания, но разной природы. Нет ли способа превратить звуковые колебания в электромагнитные? Есть. Для этого сначала нужно звук превратить в колебания электрического.тока.

Прибор, преобразующий звуковые колебания в электрические, называется микрофоном. Опишем принцип действия простейшего микрофона.

На рис. 2 показана металлическая камера, в которую насыпан угольный порошок. С одной стороны эту камеру закрывает гибкая пластинка, укрепленная на изоляторах; со всех остальных сторон камера закрыта наглухо. Камера и пластинка присоединены к источнику постоянного напряжения, создающего в цепи постоянный ток. Но представьте себе, что мы начали говорить, приблизившись к пластинке. Если пластинка достаточно тонка, то под действием звуковых волн, т. е. сгущений и разрежений воздуха, она начинает колебаться. При колебаниях пластинки будет изменяться сила ее давления на угольный порошок, отчего будет меняться сопротивление, оказываемое этим порошком электрическому току. Величина тока начнет меняться. В результате в цепи будет течь пульсирующий ток. Применив довольно простые электротехнические устройства, легко разделить пульсирующий ток на переменный и постоянный.

Мы сумели превратить звуковые колебания в переменный электрический ток. Но дело в том, что электрические колебания, созданные микрофоном, очень слабы; их следует усилить с помощью радиоламп, применяемых в специальных аппаратах — усилителях низкой частоты, а после этого можно передать их по проводам на радиостанцию.

Чтобы понять, как работает радиостанция, придется вернуться к колебательному контуру.

Снова о колебательном контуре. Вспомним наши рассуждения. Излучая радиоволны, антенна непрерывно посылает в пространство электромагнитную энергию высокой частоты, порцию за порцией. Эту энергию антенна поручает из колебательного контура.

Откуда же беспрерывно черпает энергию сам колебательный контур? Очевидно, нужно осуществить устройство, передающее контуру все новые и новые количества энергии взамен тех, которые он с пользой передает антенне, и тех, которые бесполезно затрачивает в самом себе. Нельзя предполагать, что колебательный контур работает как какой-то «вечный» маятник.

Вот о работе устройств, обеспечивающих создание радиоволн, мы теперь и должны сказать.

Радиотехника знает много всяких способов «подбрасывания» энергии в колебательный контур. Все они, за исключением одного, были отвергнуты практикой. Дело в том, что подбрасывание новых порций электрической энергии в контур нужно производить в такт с колебаниями. Не вовремя подброшенная порция электрической энергии не только не поддержит колебания, но будет заглушать их.

Наиболее пригодный способ, посредством которого производится передача в контур новых и новых количеств электрической энергии, применяется уже около 40 лет. Мы имеем в виду использование электронной лампы, которая является душой современной радиотехники.

Для ознакомления с тем, как электронная лампа вместе с колебательным контуром создает токи высокой частоты, в качестве главного «действующего лица» мы возьмем трехэлектродную лампу. Для простоты объяснения принципа работы радиопередатчика мы воспользуемся этой старой заслуженной ветеранкой, а не современными более сложными генераторными лампами.

Поучительный эпизод. Известен интересный эпизод из истории развития паровой машины. Один мальчик был приставлен к примитивной старинной паровой машине. Обязанности мальчика были несложные, но весьма однообразные. В строго определенные моменты времени он должен был открывать и закрывать кран. Важно было не спутаться и н-е открыть кран раньше времени, чтобы не остановить машину. Мальчику; наделенному природной сообразительностью, надоело утомительное занятие. Желая выкроить хотя бы немного свободного времени для своих игр, он пустился на хитрость. Веревками соединил он кран с качающимся коромыслом машины, предоставив самой машине заботиться об открывании и закрывании крана в нужные моменты. Машина была переведена с ручного обслуживания на автоматическое. Краны открывались и закрывались без прикосновения рук.

Этот эпизод напоминает то, что двумя столетиями позже произошло с изобретением лампового генератора токов высокой частоты. В 1913 г. была разработана первая схема лампового генератора, положившая начало ряду других схем, обеспечивающих удобные способы получения токов высокой частоты.

В это время знали, что радиолампа может усиливать слабые переменные электрические токи практически любой частоты. Знали и то, что если усиления одной лампы недостаточно, можно последовательными ступенями включить несколько электронных ламп одну вслед за другой. Несомненно, и до этого времени считали возможным усиленные таким образом мощные колебания высокой частоты подать прямо в антенну. В дверь стучалась идея создания ламповой передающей радиостанции. Не хватало одного: умения решить задачу — откуда взять первоначальный переменный ток, который следует подвести к сетке первой усилительной лампы.

И ученым пришла идея, с внешней стороны имевшая много общего с детской хитростью мальчика, обслуживавшего паровую машину. Они решили перевести электронную лампу на самообслуживание. Пусть она не ждет, когда ей соберутся подать к сетке переменное напряжение, а сама заботится об этом.

Рис. 3. Схема генератора с трансформаторной связью.

Иными словами, лампу заставили заниматься не только усилением уже ранее где-то и чем-то созданных переменных токов, но и самой возбуждать, генерировать их..

Таким образом, был создан первый ламповый генератор незатухающих колебаний. Первый ламповый генератор. Схема этого генератора исключитель но проста (рис. 3). В анодной цепи электронной лампы (триода) Л включен колебательный контур LC, а в цепи сетки лампы — катушка L c , близко расположенная в контурной катушке L. Вот и весь генератор.

Чтобы понять, как работает ламповый генератор, сделаем небольшое допущение. Оно нужно только на короткое время, и мы от него вскоре откажемся. Представим дебе, что в колебательном контуре LC уже поддерживаются незатухающие колебания. Ток в катушке L непрерывно меняет свое направление, и с такой же частотой заряжается и разряжается конденсатор С. Следуя за изменениями тока в контуре, меняются величина и направление магнитного поля вокруг катушки L То возникая, то исчезая, оно воздействует на витки катушки L с (пересекает их) и,как это получается в любом трансформаторе, по индукции наводит в них напряжение.

Но к катушке L c присоединена сетка лампы; следовательно, с такой же частотой, с какой колеблется ток в контуре, будет меняться и напряжение на сетке. Сетка действует автоматически, она не ошибается: «плюс» на сетке увеличивает анодный ток, протекающий через лампу, а «минус»— уменьшает его.

Качели можно раскачивать, подталкивая их в такт. Эту обязанность в лампе с большим прилежанием выполняет сетка, получающая то положительные, то отрицательные заряды. Она не дает покоя анодному току, заставляя его совершать непрерывные колебания.

Так и, не удается анодному току течь спокойно. Все время, пока нить (катод) лампы накалена, а на аноде лампы имеется положи-, тельное напряжение, ламповый генератор создает незатухающие колебания. Лампа за счет энергии анодной батареи Б покрывает все потери в контуре. Получается своего рода «идеальный» колебательный контур. Решена задача, получения незатухающих колебаний.

Ламповый генератор может быть уподоблен заведенным пружинным часам или стенным часам с поднятыми гирями. Упругость пружины или вес гирь полностью компенсирует все тормозящие силы трения и заставляет часовой механизм работать безостановочно.

Теперь мы уже можем отбросить наше допущение. Пусть в анодном контуре нет затухающих колебаний: Но первый же толчок тока, вызванный включением генератора, импульсом создаст магнитное поле вокруг контурной катушки. Этот импульс будет передан сетке, и та незамедлительно сделает свое дело. Качели придут в движение. Раскачиваясь все более, они достигнут максимальных размахов, при которых раскачивающих усилий как раз хватит на преодоление всех сил, стремящихся остановить колебания.

Удалось точно построить генератор, который работает сам, без ручного или механического управления. Он сам себя принуждает к действию, самовозбуждается. Поэтому такой генератор называется самовозбуждающимся.

Обратная связь. Разнесите контурную и сеточную катушки на большое расстояние, чтобы магнитное поле контурной катушки не «зацепляло» за витки сеточной катушки, и все кончится. Колебания создаются только потоку что анодная цепь связана с сеточной и передает‘ей возбуждающие импульсы. Такая связь называется обратной связью: вместо того, чтобы колебания из анодной цепи поступали куда-либо дальше, «на выход», они (не полностью, а частично) передаются обратно, на сетку своей Же собственной лампы. Сеточная катушка, посредством которой сетка связывается с цепью анода, называется катушкой обратной связи. Чем больше витков в ней и чем ближе она расположена к контурной катушке, тем большее напряжение индуктируется в ней, тем сильнее связь.

Итак, не электронная лампа создает колебания — они создаются в колебательном контуре. Но никогда бы контур не создал незатухающих колебаний, если бы лампа не подбрасывала в контур все новые и новые количества электрической энергии для компенсации всех потерь — полезных и вредных. Но и лампа не могла бы ничего передать контуру, если бы не получала энергию от источников питания— батарей или электрогенераторов, подающих напряжение на анод.

Темп колебаний или, лучше сказать, частоту навязывает колебательный контур. Колебания медленные, и электронная лампа будет в таком же медленном темпе передавать контуру очередные порции электрической энергии. Но ей никакого труда не составит производить это со скоростью нескольких миллионов или десятков и сотен миллионов раз в секунду. Попробуйте-ка вручную управлять электрической энергией с такой скоростью!

Трехточка

Мы уже указывали, что сетке лампы совершенно безразлично, откуда ей подается «раскачка». В схеме на рис. 3 обратная связь анодного контура с сеткой — трансформаторная. Вскоре было доказано, что иметь отдельную катушку обратной связи совершенно не обязательно. Для этого применили схему, у которой сетка (рис. 4) непосредственно присоединена к контурной катушке L. На сетку лампы Л подается напряжение, возникающее на части А—Б витков контурной катушки. Чем больше витков между точками А и Б, тем большее напряжение подается на сетку, тем сильнее обратная связь. Наоборот, передвигая соединительный проводник сетки к точке Б, мы уменьшали бы обратную связь. Такая связь называется автотрансформаторной. В принципе она ничем не отличается от трансформаторной. Оба способа представляют разновидности индуктивной связи: напряжение на сетке создается благодаря электромагнитной индукции.

Непременным условием действия схемы является такое соединение трех проводников от лампы Л к контуру LC, при котором провод от катода (нити) присоединяется между проводами от анода и сетки. Только тогда сеточные и анодные импульсы будут действовать в такт. Если анодный ток, например, должен увеличиваться, то для этого должно возрастать положительное напряжение на сетке.

Подачу порций энергии от лампы в контур строго в такт радиоспециалисты называют подачей в фазе. Схема с трансформаторной связью может не возбудиться, если импульсы на сетке не в фазе с импульсами анодного тока. В этой схеме правильная фазировка достигается очень просто: если генератор не возбуждается, достаточно переключить концы сеточной катушки. В схеме с автотрансформаторной связью нужно расположить проводники только так, как показано на рис. 4.

Весьма простая по своему устройству, состоящая всего лишь из колебательного контура, в трех точках соединенного с лампой, эта схема пользовалась в свое время особым расположением радиолюбителей. Почти все радиопередатчики первых коротковолновиков имели генератор «трехточку».

Задающий генератор

Ламповому самовозбуждающемуся генератору не хватает еще антенны, чтобы стать радиопередатчиком. Различие между мощными и маломощными радиостанциями заключается главным образом в степени усиления первоначально полученных в ламповом генераторе высокочастотных колебаний.

Рис. 4. Схема генератора с автотрансформаторной связью.

Если требуется мощность больше той, которую в состоянии отдать непосредственно самовозбуждающийся генератор, то применяют ступенчатое усиление все более мощными лампами. Иногда в одном усилительном мощном каскаде для увеличения мощности одновременно включают «в общую упряжку» несколько ламп — две, три и больше. Нередко можно встретить передатчик с тремя-четырьмя и даже семью-восемью каскадами. В таких условиях самовозбуждающийся ламповый генератор, первоисточник электрических колебаний, получает название задающего генератора: он «задает тон» всем остальным — усилительным каскадам, «раскачивает» их.

Задающий генератор —«сердце» передатчика. Остановится «сердце»—и все остановится. Первый усилительный каскад ничего не получит на сетку лампы от задающего каскада и поэтому ничего не передаст второму каскаду, второму нечего будет передавать третьему и т. д. Тщетно антенна будет ожидать получения токов высокой частоты от мощного оконечного каскада.

И «сердце» передатчика тщательно оберегают. Ему вредна перегрузка. На него действуют тепло, выделяемое током в различных деталях установки. Всякое изменение температуры приводит к изменению размеров металлических конструкций, в частности к изменению размеров деталей конденсатора и катушки контура. Меняется индуктивность — меняется емкость, а от этого меняется генерируемая частота, «гуляет» волна радиостанции. В поисках сигналов станции приходится все время перестраивать приемник.

Чтобы избежать неприятностей, от задающего генератора не требуют большой мощности— лишь бы он генерировал колебания строго определенной частоты. Как нежное растение помещают в оранжерею, так и задающий генератор часто помещают в камеру со строго постоянной температурой. Чаще же применяют особые стабилизаторы частоты, которые не позволяют генерируемой частоте отклоняться от заранее установленного значения, от номинала частоты.

Связующим звеном между ламповым генратором и антенной является питающая линия (фидер). Она играет роль плюса в несложном арифметическом выражении:

радиопередатчик = ламповый генератор + антенна .

Питающая линия состоит из проводов или кабеля, соединяющих антенну с ламповым генератором. Таким образом, мы познакомились с общим принципом действия радиопередатчика.

Включаем радиопередатчик. Через радиопередатчики может быть осуществлен любой вид работы: передача радиограмм с помощью телеграфной азбуки (радиотелеграфная передача), передача речи и музыки (радиотелефонная передача), буквопечатание и передача изображений.

Самый простой вид работы — прерывание колебаний; так поступают радисты, выстукивая ключом знаки телеграфной азбуки: при нажатии -ключа замыкаются его контакты и серия высокочастотных колебаний поступает в антенну, при размыкании контактов подача колебаний в антенну прерывается. Короткое время включения соответствует точке, длинное— тире. Этот процесс называется манипуляцией (рис. 5).

Но таким способом можно передавать лишь условные знаки телеграфной азбуки. А если нужно передать речь или музыку, то прежде всего следует обратиться к помощи микрофона.

О первом этапе превращения звука в электрический ток мы уже знаем. Этот ток мы усилили и направили по проводам на радиостанцию. К передатчику, таким образом, звуки пришли в виде электрических колебаний низкой частоты. Что же теперь с ними делать?

Модуляция. Используемые для вещания на больших расстояниях радиоволны имеют длину от 15 до 2000 м, а это значит, что частота, с которой колеблется вызывающий их электрический ток, равна 20 000 000 (20 Мгц) — 150 000 (150 кгц) колебаний в секунду. Самая же высокая звуковая (низкая) частота, которую способно воспринимать наше ухо, имеет примерно 20 000 колебаний в секунду.

Таким образом, получается, что колебания, которые мы можем услышать, имеют весьма низкую частоту и поэтому неспособны излучаться в пространство.

Рис. 5, Ток высокой частоты в антенне передатчика при телеграфной работе.

Рис. 6. Графическое изображение результата модуляции.

Колебания же, излучающиеся на огромные расстояния в виде электромагнитных волн, имеют очень высокую частоту. Такие колебания мы не можем слышать.

Остается, видимо, как-то приспособить высокочастотные колебания для «транспортировки» колебаний, звуковой частоты. Такой способ был найден. Колебания звуковой частоты заставляют воздействовать на колебания высокой частоты. Процесс воздействия низкочастотных колебаний на высокочастотные называется модуляцией.

Электрические колебания звуковой частоты трудно передать далеко, а с помощью высокой частоты они свободно перебрасываются вокруг всего земного шара.

Термин «модуляция» издавна применяется в музыке для обозначения перехода из одной тональности в другую — смены ладов.

В электротехнике модуляция — это изменение какой-нибудь из характеристик электрического тока — его величины, частоты, фазы— в соответствии с колебаниями какого-либо другого тока.

Модуляция — это не просто смешение токов, а такое воздействие низкочастотного тока на высокочастотный, когда низкочастотный ток как бы отпечатывает свою форму на высокочастотном.

Ток высокой частоты, на который воздействует телефонный разговор, называется модулируемым током, модулируемым колебанием. Говорят также:гнесущее колебание. Это удачное название. Оно хорошо показывает сущность процесса. Высокочастотное колебание после модуляции несет на себе (или в себе) отпечаток тока низкой частоты.

Процесс модуляции осуществляется с помощью специального устройства, называемого модулятором. Модулятор осуществляет воздействие токов низких частот на высокочастотные колебания. Делается это в радиопередатчиках посредством специальных модуляторных ламп.

Высокочастотные колебания до модуляции ничем не отличаются одно от другого. Но вследствие действия электрических колебаний, поступающих с микрофона, амплитуда их меняется. Она становится то больше, то меньше. Эти изменения в точности соответствуют колебаниям микрофонного тока, а следовательно, и звуковым колебаниям. Так, на электрические колебания высокой частоты накладывается «отпечаток» (узор) передаваемых звуков, и в результате получаются модулированные колебания, которые излучаются радиостанцией (рис. 6).

Назначение радиопередающих станций очень разнообразно. Некоторые из них ведут передачи для всей страны и располагаются в больших помещениях. Любительская радиостанция часто свободно размещается на столе в квартире коротковолновика. Но как бы ни различались они по своему виду и размерам, принципиальной разницы в их работе нет. Радиотехнические процессы в них почти одинаковы и различаются они в основном только мощностью колебаний и длиной излучаемых радиоволн.

Каждая радиостанция — это фабрика радиоволн. Она потребляет электрическую энергию от батарей или от генератора, или от электрической сети и преобразует ее в высокочастотные электрические колебания, которые после усиления и модуляции попадают в передающую антенну. Отсюда они уже в виде радиоволн начинают свое путешествие к радиоприемникам.