Шаг за шагом

С работой детектора мы уже знакомились. И, хотя работу детекторного каскада мы рассмотрели тогда упрощенно, все же основная роль самого детектора (вентиля) была определена довольно точно - он преобразует модулированный переменный ток высокой частоты в пульсирующий ток. Теперь мы уже знаем (см. рис. 79), что всякий пульсирующий ток можно разделить на переменную и постоянную составляющие. Такую операцию можно провести и с пульсирующим током в цепи детектора (рис. 107), собрав для этого простейший фильтр из конденсатора С_д  и сопротивления R_д. Сопротивление R_д называют сопротивлением нагрузки детектора. В описанном ранее детекторном приемнике роль сопротивления нагрузки выполняет головной телефон. При соответствующем выборе деталей фильтра переменная составляющая, имеющая высокую частоту - ВЧ составляющая, - пройдет по пути наименьшего сопротивления - через конденсатор С_д.

Казалось бы, что по сопротивлению нагрузки R_д должна пойти постоянная составляющая пульсирующего тока. Однако в действительности это не так. К детектору подводится модулированный сигнал, и поэтому величина импульсов тока в цепи детектора все время меняется. В результате этого ток, который проходит по сопротивлению R_д, также меняется в соответствии с модуляцией и фактически представляет собой пульсирующий ток, который, в свою очередь, можно разделить на переменную составляющую низкой частоты - НЧ составляющую и постоянную составляющую.

Для выделения НЧ составляющей в фильтр вводится еще одна цепь, состоящая из конденсатора С_с и сопротивления R_с, которая не пропускает постоянного тока, создает большое сопротивление для ВЧ составляющей, но сравнительно легко пропускает НЧ составляющую.

Таким образом, пульсирующий ток, полученный при детектировании, мы разделили на три составляющие: постоянную, высокочастотную и низкочастотную. Последняя как раз и представляет собой тот низкочастотный сигнал, который необходимо было выделить в процессе детектирования.

На чертеже 13 приведены схемы детекторных приемников 0-V-2, в которых используется ранее построенный усилитель НЧ. Эти схемы как бы объединяют двухдиапазонный детекторный приемник (чертеж 2) с усилителем НЧ (чертеж 12).

Для упрощения схемы не изображаются некоторые детали входной цепи (катушки L₃L₄, подстроечные конденсаторы), а схема усилителя НЧ не приводится вообще. Чтобы легче было объединить детекторный приемник с усилителем НЧ, на всех схемах чертежа 13 показаны некоторые элементы входной цепи усилителя: R₁₁, R₁₂, C₂₇.

Сопротивление R₁₂ (регулировка громкости усилителя НЧ) используется в качестве нагрузки детектора, конденсатор С₂₇ и сопротивление утечки R₁₂ первой лампы усилителя образуют цепь, которая отделяет низкочастотную составляющую продетектированного сигнала от постоянной составляющей (цепь R_cC_c). Проходя по этой цепи, низкочастотная составляющая создает на сопротивлении R₁₂ напряжение НЧ, действующее между сеткой и катодом первой лампы усилителя.

В каждом усилительном каскаде всегда имеется входная емкость С_вх, которая складывается из емкости между входными проводами, емкости монтажа и емкости между управляющей сеткой и катодом лампы (лист 149). Чтобы ВЧ составляющая не прошла во входную цепь усилителя НЧ (такое «пролезание» может привести к самовозбуждению усилителя НЧ), в детекторный каскад вводят еще одно сопротивление R_{ф_д}. Это сопротивление преграждает путь ВЧ составляющей, и она замыкается только через конденсатор С₂₆(С_д). Для того чтобы уяснить роль сопротивления R₁₀, представьте себе, что этого сопротивления вообще нет, а движок потенциометра R₁₁ находится в крайнем верхнем по схеме положении (лист 149).

В этом случае высокочастотная составляющая продетектированного сигнала легко пройдет в сеточную цепь лампы Л₃. Когда же движок потенциометра будет несколько сдвинут вниз, то путь к лампе для ВЧ составляющей затруднится - она должна будет преодолеть сопротивление верхнего участка потенциометра. Таким образом, опасность пролезания ВЧ составляющей на сетку лампы Л₃ существует лишь тогда, когда сопротивление верхнего участка потенциометра R₁₁ очень мало, и тем более, когда движок этого сопротивления находится в крайнем верхнем положении. Теперь вы видите, что включенное последовательно с потенциометром сопротивление всегда препятствует пролезанию к сетке первой лампы (Л₃) высокочастотной составляющей продетектированного сигнала.

Обычно величина сопротивления R₁₀ составляет 10-20% сопротивления нагрузки детектора (лист 148).

Из всех составляющих продетектированного сигнала нам нужно выделить лишь НЧ составляющую, обе другие составляющие (постоянная и ВЧ) являются своего рода «отходами производства». Однако в некоторых схемах, с которыми мы познакомимся позже, и эти составляющие могут быть использованы для улучшения работы приемника.

В нашем приемнике в качестве детектора используется точечный германиевый диод. С равным успехом в детекторном каскаде можно применить и ламповый диод - двухэлектродную лампу.

Здесь уместно заметить, что существуют две основные схемы детекторных каскадов: параллельная и последовательная (рис. 109). В первой из них контур, детектор и нагрузка детектора соединены последовательно, а во второй все эти элементы соединены параллельно. Последовательная схема имеет некоторые преимущества (детектор слабее шунтирует контур), и поэтому там, где возможно, стараются применять ее.

В промышленных приемниках специальную лампу для детектора используют редко. Необходимый для детектирования диод имеется в некоторых усилительных лампах (комбинированные лампы), например в пентоде, а точнее, в диод-пентоде 1Б2П, двойном диод-пентоде 6Б8С, двойном диод-триоде 6Г2С и др. В супер гетеродинном приемнике, который нам предстоит построить, будет использована лампа 6И1П - триод-гептод. Именно для нее мы установили на панели ВЧ (см. чертеж 2) девятиштырьковую ламповую панельку. Триодную часть этой лампы можно временно использовать в качестве диодного детектора, соединив ее управляющую сетку с анодом. В этом случае сетка и анод будут действовать как один электрод, и лампа фактически превратится в диод (рис. 108, 109).

Использовать для детектирования только анод и катод лампы, оставив управляющую сетку никуда не подключенной, ни в коем случае нельзя, так как при этом лампа окажется запертой. Попутно нужно отметить, что многоэлектродная лампа - пентод, тетрод или гептод - будет заперта, если не подать питание на экранную сетку или не заземлить антидинатронную сетку, то есть иными словами, если будет закрыт путь для постоянной составляющей тока какой-либо сетки и попадающие на нее электроны не смогут вернуться к катоду.

Анод работающего в детекторе триода можно было бы вообще никуда не подключать и для детектирования использовать участок катод - управляющая сетка. Последняя в этом случае будет играть роль анода двухэлектродной лампы, а анод триода мы как бы «экономим» (рис. 110).

Мы применили триод для детектирования только потому, что в нашем распоряжении не было диода. А нельзя ли воспользоваться этим обстоятельством и сделать так, чтобы триод не только детектировал, но и усиливал сигнал? Оказывается, можно. Для этого достаточно включить анодную нагрузку и подать на анод (конечно, отключив его от сетки!) постоянное напряжение (рис. 110, лист 150). При этом так же, как и раньше, детектирование сигнала будет происходить на участке сетка - катод лампы, в ее сеточной цепи будет протекать пульсирующий ток, который, проходя по сопротивлению нагрузки детектора, создаст на нем соответствующее напряжение. Это напряжение будет управлять анодным током лампы, и в результате этого анодный ток будет изменяться так же, как и ток в цепи детектора. Это значит, что анодный ток можно будет разделить на постоянную, НЧ и ВЧ составляющие, так же как мы это делали с током в цепи детектора.

Благодаря усилительным свойствам лампы с ее анода можно снять переменное напряжение НЧ значительно больше, чем получается на нагрузке детектора в цепи управляющей сетки, то есть в рассматриваемом каскаде происходит не только детектирование, но и усиление сигнала. Детекторный каскад, в котором детектирование осуществляется в сеточной цепи усилительной лампы, а анодная цепь этой лампы используется для усиления низкой частоты, называется сеточным детектором (рис. 111).

На чертеже 13 показана практическая схема сеточного детектора, собранного на триодной части лампы 6И1П. Применив этот каскад вместо обычного диодного детектора, можно заметно повысить чувствительность приемника. Входящие в каскад детали имеют то же назначение, что и в обычном детекторе или усилителе НЧ. Для того чтобы ВЧ сигнал не попал на вход усилителя НЧ, в анодную цепь детекторной лампы включен специальный фильтр, состоящий из сопротивления R₁₀, преграждающего путь ВЧ составляющей анодного тока ко входу усилителя НЧ, и конденсаторов С"₂₆ и С"'₂₆,  замыкающих ВЧ составляющую анодного тока на катод.

Потенциометр R₁₂ теперь включен непосредственно в сеточную цепь лампы Л₃ и, таким образом, выполняет роль сопротивления утечки. Поэтому необходимость в постоянном сопротивлении R₁₂ отпала, и его можно из схемы исключить.

Несмотря на то что сеточный детектор дает дополнительное усиление сигнала, он не нашел применение в промышленных приемниках, так как этот детектор создает значительные нелинейные искажения. Одна из причин этих искажений заключается в том, что лампа всегда работает с сеточными токами, так как в противном случае не могло бы осуществляться детектирование сигнала. Что касается диодного детектора, то он работает практически без искажений лишь в том случае, если подводимое к нему высокочастотное напряжение превышает 1-2 в. В то же время напряжение принятого сигнала в антенной цепи (между гнездами «антенна» - «земля») обычно не превышает нескольких сотен и даже десятков микровольт, и только местные мощные станции создают в антенной цепи напряжение в несколько милливольт. Из сказанного следует, что для нормальной работы диодного детектора поступающий в антенну сигнал должен быть усилен во много тысяч раз. Благодаря резонансным свойствам входной контур несколько повышает напряжение сигнала (практически в пять - пятнадцать раз), однако основное усиление осуществляется ламповыми усилителями ВЧ.