Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]
С первого взгляда может показаться, что постоянный магнит в телефоне не нужен: катушки можно надеть на железную ненамагниченную подковку. Но это не так. И вот почему. Железная подковка, намагничиваемая только током в катушках, будет притягивать мембрану независимо от того, идет ли ток через катушки в одном направлении или другом. Значит, за один период переменного тока мембрана притянется во время первого полупериода, отойдет от него и еще раз притянется во время второго полупериода, т. е. на один период переменного тока (рис. 47, а) она сделает два колебания (рис. 47, б). Если, например, частота тока 500 Гц, то мембрана телефона за 1 с сделает 500·2 = 1000 колебаний и тон звука исказится — будет вдвое выше. Вряд ли нас устроит такой телефон.
С постоянным же магнитом дело обстой! иначе: при одном полупериоде происходит усиление магнитного поля — уже притянутая мембрана прогнется еще больше; при другом полупериоде поле ослабевает и мембрана, выпрямляясь, отходит дальше от полюсов магнита. Таким образом, при наличии постоянного магнита мембрана за один период переменного тока делает только одно колебание (рис. 47, в) и телефон не искажает звук. Постоянный магнит, кроме того, повышает громкость звучания телефона.
Рис. 47. Графики, иллюстрирующие работу телефона: а — переменный ток в телефоне; б — без постоянного магнита; в — с постоянным магнитом
Теперь разберем такой вопрос: зачем параллельно головным телефонам подключают блокировочный конденсатор? Какова его роль?
Электрическая емкость блокировочного конденсатора такова, что через него свободно проходят токи высокой частоты, а токам звуковой частоты он оказывает значительное сопротивление. Телефоны, наоборот, хорошо пропускают токи звуковой частоты и оказывают большое сопротивление токам высокой частоты. На этом участке детекторной цепи высокочастотный пульсирующий ток разделяется (на рис. 48 — в точке а) на составляющие, которые далее идут: высокочастотная через блокировочный конденсатор Сбл, а составляющая звуковой частоты — через телефоны В. Затем составляющие соединяются (на рис. 48 — в точке б) и далее опять идут вместе.
Рис. 48. В точке а детекторной цепи составляющие пульсирующего тока разделяются, а в точке б соединяются
Назначение блокировочного конденсатора можно объяснить еще так. Телефон из-за инертности мембраны не может отзываться ка каждый высокочастотный импульс тока в детекторной цепи. Значит, чтобы телефон работал, надо как-то «сгладить» высокочастотные импульсы, «заполнить» провалы тока между ними. Эта задача и решается с помощью блокировочного конденсатора следующим образом. Отдельные высокочастотные импульсы заряжают конденсатор. В моменты между импульсами конденсатор разряжается через телефон, заполняя таким образом «провалы» между импульсами. В результате через телефон идет ток одного направления, но изменяющийся по величине со звуковой частотой, который и преобразуется им в звук.
Еще короче о роли блокировочного конденсатора можно сказать так: он фильтрует сигнал звуковой частоты, выделенный диодом, т. е. «очищает» его от составляющей радиочастоты.
Почему же детекторный приемник работал во время самого первого опыта (см. рис. 29), когда блокировочного конденсатора не было? Его компенсировала емкость, сосредоточенная между проводами шнура и витками катушек телефонов. Но эта емкость значительно меньше емкости специально подключаемого конденсатора. В этом случае ток через детектор будет меньшим, чем при наличии блокировочного конденсатора, и передача слышна слабее. Это особенно заметно при приеме отдаленных станций.
Качество работы телефона оценивают главным образом с точки зрения его чувствительности — способности реагировать на слабые колебания электрического тока. Чем слабее колебания, на которые отзывается телефон, тем выше его чувствительность.
Чувствительность телефона зависит от числа витков в его катушках и качества магнита. Два телефона с совершенно одинаковыми магнитами, но с катушками, содержащими неодинаковое число витков, различны по чувствительности. Лучшей чувствительностью будет обладать тот из них, в котором использованы катушки с большим числом витков. Чувствительность телефона зависит также от положения мембраны относительно полюсных наконечников магнита. Наилучшая чувствительность его будет в том случае, когда мембрана находится очень близко к полюсным наконечникам, но, вибрируя, не прикасается к ним.
Телефоны принято подразделять на высокоомные - с большим числом витков в катушках, и низкоомные — с относительно небольшим числом витков. Для детекторного приемника пригодны только высокоомные телефоны. Катушки каждого телефона типа ТОН-1, например, намотаны эмалированным проводом толщиной 0,06 мм и имеют по 4000 витков. Их сопротивление постоянному току около 2200 Ом. Это число, характеризующее телефоны, выштамповано на их корпусах. Поскольку два телефона соединены последовательно, их общее сопротивление постоянному току составляет 4400 Ом. Сопротивление постоянному току низкоомных телефонов, например типа ТА-56, может быть 50–60 Ом. Низкоомные телефоны можно использовать для некоторых транзисторных приемников.
Как проверить исправность и чувствительность головных телефонов? Прижми их к ушам. Смочи слюной штепсельные вилки на конце шнура, а затем коснись ими друг друга — в телефонах должен быть слышен слабый щелчок. Чем сильнее этот щелчок, тем чувствительнее телефоны. Щелчки получаются потому, что смоченный контакт между металлическими вилками представляет собой очень слабый источник тока. Грубо проверить телефоны можно с помощью батареи для карманного электрического фонарика. При подключении телефонов к батарее и отключении от нее должны быть слышны резкие щелчки. Если щелчков нет, значит, где-то в катушках или шнуре имеется обрыв или плохой контакт.
ГРОМКИЙ РАДИОПРИЕМ
Мощность электрических колебаний, возбуждающихся в контуре приемника, очень мала. Ее достаточно бывает только для работы такого чувствительного прибора, каким является электромагнитный телефон. Лишь в исключительных случаях, когда радиостанция находится неподалеку от места приема, на выходе детекторного приемника может работать абонентский (радиотрансляционный) громкоговоритель. В обычных же условиях громкий радиоприем возможен только при усилении сигналов радиостанций, для чего используют транзисторы, интегральные микросхемы или электронные лампы.
Различают усилители радиочастоты (УРЧ) и усилители звуковой частоты (УЗЧ). Как говорит само название, первые из них применяют для усиления модулированных сигналов радиостанций, т. е. до того, как они будут продетектированы, а вторые — для усиления сигналов звуковой частоты, т. е. после детектора. Если между колебательным контуром и детектором включить усилитель РЧ, а после детектора — усилитель 3Ч, тогда выходным элементом приемника может быть более мощный, чем телефон, преобразователь колебаний звуковой частоты в звук — динамическая головка громкоговорителя.
Структурная схема такого приемника показана на рис. 49.
Рис. 49. Структурная схема приемника прямого усиления, обеспечивающего громкий радиоприем
Функции входного колебательного контура, детектора и динамической головки В громкоговорителя в этом приемнике такие же, как и функции аналогичных им элементов детекторного приемника. Только здесь после детектора действуют более мощные колебания звуковой частоты, которые к тому же дополнительно усиливает усилитель 3Ч. Получился радиоаппарат, обеспечивающий громкий радиоприем, в том числе отдаленных вещательных станции. Чувствительность такого приемника во много раз выше чувствительности детекторного.
В приемнике такой структуры происходит только одно преобразование колебаний радиочастоты — детектирование. До детектора стоит усилитель РЧ, а за детектором усилитель 3Ч. Приемники, в которых происходит только такое преобразование принятого сигнала, называют приемниками прямого усиления. Их характеризуют условной формулой, в которой детектор обозначают латинской буквой V, число каскадов усиления колебаний радиочастоты указывают цифрой, стоящей перед этой буквой, число каскадов усиления колебаний звуковой частоты — цифрой после этой буквы. Так, например, в приемнике 1-V-1 кроме детектора есть один каскад усиления колебаний радиочастоты и один каскад усиления колебаний звуковой час готы.
