Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина - Сворень Рудольф Анатольевич - Страница 24

Это объясняется тем, что напряжение, возникающее на контуре, за счет резонанса, значительно больше, чем напряжение, которое подводилось к цепи детектор — телефон в бесконтурном приемнике. Чем больше напряжение, действующее на телефоне, тем больше и импульсы тока в его катушке (закон Ома!), тем сильнее колеблется мембрана, тем громче звук. Развивая эту мысль, можно заметить, что громкость возрастает и при увеличении добротности контура (рис. 55).

Рис. 55. Чем выше добротность контура, тем сильнее проявляются его резонансные свойства, тем лучше избирательность приемника. Кроме того, с увеличением добротности возрастает напряжение на контуре при резонансе, а значит, и громкость приема.

Хочется еще раз подчеркнуть, что резонанс в контуре наступает лишь в том случае, когда частота генератора, к которому этот контур подключен, равна частоте возникающих в контуре собственных колебаний. Так, например, если частота генератора равна 200 кгц, а частота собственных колебаний контура 150 кгц, то никакого резонанса, конечно, не будет. Для того чтобы добиться резонанса, необходимо либо уменьшить частоту генератора до 150 кгц, либо увеличить частоту собственных колебаний контура до 200 кгц. Последнее можно сравнительно просто сделать, уменьшив индуктивность L_к или емкость С_к контура. Ведь мы уже отмечали, что чем меньше L_к и С_к, тем больше частота собственных колебаний f контура (лист 73, рис. 47).

На листах 85 и 86 приведены четыре схемы детекторных приемников с колебательным контуром. Во всех этих приемниках детектор Д₁, включенный последовательно с телефонами, подсоединен к контуру L_кC_K. Модулированное напряжение, действующее на этом контуре, создает в цепи детектор — телефон пульсирующий ток, который и заставляет мембрану телефона колебаться со звуковой частотой. На всех схемах С_ф— это конденсатор фильтра, улучшающий работу детектора. Более подробно с ролью этого конденсатора мы познакомимся позднее. В приемнике, собранном по первой схеме (лист 85), сигнал из антенны передается прямо в контур (непосредственная связь контура с антенной).

При этом собственная емкость антенны С_А[7] оказывается включенной параллельно конденсатору С_к, и общая емкость контура равна сумме С_А + С_к (листы 88, 90 — общая емкость двух параллельно соединенных конденсаторов равна сумме их емкостей; соединить два конденсатора параллельно — это равносильно тому, что взять один конденсатор с большей площадью пластин). Недостатком непосредственной связи является сильное влияние антенны на настройку контура. При замене антенны может измениться С_А и, следовательно, общая емкость контура. Это, в свою очередь, приведет к изменению частоты собственных колебаний f₀, нарушит условия резонанса и уменьшит громкость передачи.

Все сказанное легко пояснить простым примером. Предположим, что в контур включен конденсатор С_к емкостью 50 пф и к приемнику подключена сравнительно небольшая антенна с собственной емкостью 50 пф. В этом случае общая емкость контура равна С_{к общ} = 50 + 50 = 100 пф и контур настроен на нужную нам станцию. Если теперь подключить большую антенну с собственной емкостью С_А = 150 пф, то общая емкость контура окажется равной 50 + 150 = 200 пф, то есть увеличится в два раза по сравнению с первым случаем. При этом собственная частота резко уменьшится (чем больше С_к, тем меньше f₀) и нужного нам резонанса уже не будет.

Можно уменьшить влияние антенны, подключив ее к контуру через конденсатор связи С_св, обычно имеющий емкость 15–20 пф (емкостная связь контура с антенной). В этом случае параллельно контурному конденсатору С_к окажется включенной цепочка, состоящая из двух последовательно соединенных конденсаторов С_А (собственная емкость антенны) и С_св (конденсатор связи). При последовательном соединении двух конденсаторов с сильно различающейся емкостью (лист 89) общая емкость примерно равна наименьшей из емкостей (несколько меньше ее)[8]. Емкость антенны почти всегда больше, чем С_св, и поэтому если подключать к контуру различные антенны с различной собственной емкостью, то общая емкость цепочки С_св и С_А все равно будет примерно равна 15–20 пф и условия резонанса не нарушатся.

Чем меньше емкость конденсатора связи С_св, тем меньше будет влиять антенна на настройку контура. Однако делать емкость этого конденсатора слишком малой нельзя, так как, чем меньше С_св, тем меньше напряжение сигнала, действующее на контуре. Для того чтобы пояснить это, рассмотрим, как ведет себя конденсатор в цепи переменного тока. Вопрос этот для нас очень важен, так как с конденсаторами, включенными в цепи переменного тока, мы будем встречаться на каждом шагу.

Если говорить строго, то через конденсатор не проходит ни постоянный, ни переменный ток, так как между обкладками находится изолятор, в котором свободные электрические заряды двигаться не могут.

Включение конденсатора в цепь постоянного тока равносильно разрыву этой цепи. Что же касается переменного тока, то он будет протекать по цепи, в которую включен конденсатор, благодаря периодическому заряду и разряду этого конденсатора. Действительно, когда происходит заряд конденсатора, то электрические заряды, например электроны, на одной обкладке накапливаются, а с другой обкладки уходят. При этом они, конечно, двигаются по соединительным проводам, подключенным к обкладкам конденсатора. Такое же движение зарядов, только в противоположном направлении, происходит и при разряде конденсатора. Если включить конденсатор в цепь переменного тока, то он будет периодически заряжаться то в одной полярности, то в противоположной. Это значит, что электроны будут накапливаться то на одной, то на другой обкладке, и каждый раз при заряде и разряде свободные электроны будут двигаться по цепи, в которую включен конденсатор, не попадая, однако, в изолятор, включенный между обкладками.

А поскольку под действием переменного напряжения в цепи конденсатора двигаются заряды, то мы считаем, что конденсатор пропускает переменный ток, хотя и в этом случае заряды не проходят через изолятор.

Конденсатор влияет на величину переменного тока в цепи, и поэтому (по аналогии с законом Ома) его часто рассматривают как сопротивление. Это так называемое емкостное сопротивление обозначается буквой Х_с и так же, как и обычное сопротивление, измеряется в омах. Величина Х_с зависит от частоты переменного тока и от емкости С конденсатора: с уменьшением емкости конденсатора, так же как и с уменьшением частоты переменного тока, емкостное сопротивление конденсатора увеличивается (рис. 80, 81; лист 87). Эту зависимость удобно записать в виде простой формулы:

Смысл этой формулы весьма прост: чем меньше емкость С, тем меньше зарядов будет двигаться к обкладкам при каждом заряде и разряде конденсатора; чем меньше частота переменного тока, тем реже будет заряжаться и разряжаться конденсатор. Отсюда следует, что с уменьшением f и С уменьшается ток в цепи, или, иными словами, растет сопротивление конденсатора.