RadiobookA

радиолюбительский портал


RLBN.ru - Электроника и компьютеры
 
Главная
Радиосвязь
Радиопередатчики
Телефония
Усилители
Телевидение
Радио-начинающим
Для дома и офиса
Антенны
Справочники
Программы для радиолюбителей
Радиолампы. Что вам в них?
Схемы принципиальные
Файловый архив
Полезные ссылки
Новости электроники
Карта сайта
 
 

 

Радио-начинающим

КАК РАБОТАЕТ ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК

В одно и то же время на земном шаре работает много радиостанций. Радиоволны всех этих станций доходят до нашей приемной антенны и создают в ее проводах электрические токи высокой частоты. Если бы приемник превращал в звуки все эти токи, мы услышали бы из громкоговорителя сразу множество звуков. Понять такую передачу невозможно. Из множества электрических колебаний в антенне приемник должен выделить только одни, именно той радиостанции, которую мы желаем слушать. Для этого каждый приемник снабжается ручками настройки. Внутри приемника эти ручки ведут к контуру настройки, состоящему из катушки индуктивности и конденсатора.

Рис. 10. Схема детекторного приемника и его основные детали.

Прежде чем познакомиться с колебательным контуром, разберемся в явлении, которое называют резонансом.

Предположим, что на одном „столе лежат две гитары, настроенные в одной музыкальной тональности. Всякая струна на любой гитаре — это колебательная система, обладающая способностью излучать звук какой-то определенной частоты. Настроить одинаково две струны — значит добиться, чтобы они при возбуждении колебались с одинаковой частотой. Если заставить звучать какую-либо струну на одной гитаре, например басовую, то такая же струна второй гитары отзовется на колебание первой. Все остальные струны, способные колебаться с другими частотами, не будут реагировать на звучание басовой струны.

Это явление, когда колебания одной системы вызывают появление колебаний той же частоты в другой системе, называется резонансом.

Чтобы выделить из множества электрических колебаний, возникающих в приемной антенне, именно те колебания, которые нам нужны, требуется построить электрическую систему, способную отзываться на эти колебания. Такой системой является колебательный контур.

Если электрически возбудить контур, зарядив, например, его конденсатор, то в контуре возникнут электрические колебания определенной частоты. Эта частота определяется данными катушки и конденсатора, образующих контур.

Под действием высокочастотного переменного напряжения, подводимого от антенны, в колебательном контуре тоже появятся электрические колебания. Эти колебания будут иметь заметную величину только в том случае, если частота действующего на контур напряжения близка к собственной частоте контура. В этом случае контур как бы «отзывается» на приходящие колебания, резонирует с ними.

Если же частота внешних колебаний отличается от собственной частоты контура, то колебания в нем будут весьма слабыми. Чем больше частота внешних колебании отличается от собственной частоты контура, тем слабее будут эти колебания воздействовать на контур.

Настройку контура на нужную частоту можно вести, изменяя емкость конденсатора (применяя переменный конденсатор) или индуктивность катушки контура (применяя вариометр или передвигая высокочастотный сердечник катушки).

Итак, колебания, уловленные антенной, нужно направить в колебательный контур, настроенный на частоту принимаемой станции. Под действием принятых колебаний в контуре подивится ток такой же частоты; все остальные колебания, попадающие из антенны в контур, не произведут на него заметного действия. Таким образом, будут отсеяны все ненужные, мешающие сигналы и выделится сигнал принимаемой станции.

Так обычный детекторный приемник можно настроить на радиостанции, работающие на длинных и средних волнах (то есть с длиной волны от 200 до 2 000 м).

Чрезвычайно важным в настройке приемника является плавность и непрерывность процесса настройки приемника на всем диапазоне. Это осуществляется специальным устройством конденсатора переменной емкости или катушки, получившей название вариометра.

С той же целью делают катушки индуктивности из нескольких секций (секционированными) и от каждой секции выводят специальный отвод. Это дает возможность включать с помощью ползунка нужное число секций, а не всю катушку сразу.

Иногда радиолюбителю невозможно бывает подобрать конденсатор переменной емкости, а сделать хороший самодельный вариометр начинающему радиолюбителю очень трудно. Тогда плавную настройку приемника на радиостанции можно осуществить изменением индуктивности катушки с помощью подвижного металлического ползунка. Там, где движется ползунок, с поверхности провода счищают изоляцию, и поэтому между катушкой и ползунком образуется хороший скользящий контакт. Передвигая ползунок вдоль катушки, приемник настраивают на различные радиостанции.

Из множества электрических (высокочастотных) колебаний в антенне настроенный колебательный контур отбирает колебания только от той радиостанции, которую мы хотим слушать.

Поворачивая ручки приемника, можно настроить приемник на любые другие радиостанции, но каждый раз, при каждом новом положении ручек настройки мы будем принимать только одну радиостанцию.

Однако настроить приемник — это еще только полдела. Как известно, высокочастотные сигналы, улавливаемые антенной, представляют собой комбинацию двух различных по частоте электрических колебаний. В эту комбинацию входят колебания высокой и низкой частоты.

Если бы такую комбинацию колебаний подать в громкоговоритель или телефонные трубки, то радиолюбитель ничего бы не услышал, так как громкоговоритель не может воспроизводить колебаний высокой частоты. Он воспроизводит только колебания низкой (звуковой) частоты, именно те колебания, которые были «созданы» перед микрофоном Поэтому прежде чем подать к громкоговорителю полученные антенной колебания, они должны быть переработаны. Для этого в приемнике устанавливают специальное устройство — детектор, который, как говорят, детектирует принятые сигналы. (Детектировать в переводе на русский язык значит «обнаруживать».)

Что же «обнаруживает» детектор? Он обнаруживает в приходящих модулированных колебаниях колебания низкой частоты и, обнаружив эти колебания, пропускает их в громкоговоритель или телефонные трубки.

Таким образом, детектор снимает с высокочастотных колебаний звуковой узор; говорят — детектор выпрямляет переменный ток высокой частоты.

Самый простой детектор — кристаллический. Главными частями такого детектора являются специальная стальная пружинка и кристалл. Они образуют так называемую детектирующую пару. Для детектора подбирают такую пару проводников (или кристаллов), которая практически проводит ток лишь в одном направлении.

В одни моменты времени, когда модулированные колебания имеют именно это направление, ток проходит и через детектор, когда же направление модулированных колебаний делается обратным, в цепи детектора ток не возникает. В результате после детектора получается ток постоянного направления, в котором нарушается тесная связь между токами высокой и низкой частоты и каждый из них после детектора следует по своему пути.

На рисунке 11 изображен детектор, который состоит из металлической чашечки с помещенным в ней кристаллом и металлического рычажка с прикрепленной к нему пружинкой. Рычажок может свободно перемещаться в любом направлении и позволяет установить острие пружинки на любую точку кристалла.

Панелька детектора изготовляется из хорошего изоляционного материала, в ней укрепляются две контактные ножки, которыми детектор вставляется в соответствующие гнезда приемника.

Наиболее распространенным кристаллом для детектора является гален.

Детектор с кристаллом и пружинкой весьма неустойчив в работе. Он боится сотрясений, так как при этом сбивается чувствительная точка на кристалле, при которой громкость приема получается наибольшей.

Работа такого детектора в сильной степени зависит от чистоты кристалла, от остроты конца пружинки и степени нажатия пружинки на кристалл.

Более удобными являются цвитекторы, или детекторы с постоянной точкой.

Рис. 11. Устройство детектора и телефонов: а - самодельный детектор; б - цвитектор; в - устройство пьезоэлектрических телефонов.

Монтируется такой детектор в штепсельной вилке, одна из ножек которой соединяется с чашечкой кристалла кремния, а вторая — с контактной пластинкой. Чашечка помещается в центральном отверстии штепсельной вилки кверху дном и имеет шлиц. Если при сильном сотрясении или значительном грозовом разряде детектор потеряет чувствительность, то плавным вращением чашечки с помощью отвертки можно восстановить его работоспособность. Вообще же этот детектор работает достаточно стабильно и не требует такой регулировки. Поэтому на заводах после оборки кремниевых детекторов и установки у них рабочей точки поверхности чашечек со стороны шлица покрываются лаком или краской.

Описанный детектор обладает хорошей чувствительностью; он дешев, прост и удобен в обращении.

Группа советских специалистов под руководством инженера А. Пужай разработала конструкцию германиевого детектора. Германиевый детектор обладает высокой чувствительностью и весьма устойчив в работе. Такой детектор по внешнему виду напоминает маленький круглый конденсатор постоянной емкости.

В заключение отметим, что до появления электронной лампы кристалл был единственным типом детектора, применявшимся в радиоприемниках. Однако после появления электронной лампы положение изменилось. Электронная лампа, способная не только детектировать, но также усиливать колебания, стала вытеснять кристаллический детектор.

Чтобы услышать передачу, в цепь детектора включают телефонные трубки. Токи низкой (звуковой) частоты, проходя по катушкам головных телефонов, заставят их стальные мембраны повторить те самые колебания, которые совершила мембрана микрофона в радиостудии.

Что же происходит в приемнике с токами высокой частоты? Они выполнили свои обязанности — доставили в приемник колебания низкой частоты — и находят для себя более доступный путь через так называемые блокировочные конденсаторы, уходя в землю.

В детекторном приемнике такой конденсатор включается параллельно телефонным трубкам.

Действие пьезоэлектрических телефонных трубок, чаще всего применяемых в этом приемнике, основано на свойствах кристаллов сегнетовой соли. Основной частью их является квадратный элемент, состоящий из двух пластинок, выпиленных из кристалла сегнетовой соли (рис. 11,в) и помещенных в целлулоидную оболочку. Если к такому элементу подвести ток, то кристалл изогнется. Стоит нам изменить направление тока, как элемент изогнется в обратную сторону. Нетрудно догадаться, что при подведении к элементу звуковой частоты он будет совершать колебания той же частоты. Два угла пьезоэлемента в трубках укрепляются с помощью металлических контактных выводов, третий угол укреплен в корпусе трубок, а к четвертому прикрепляется тонкая металлическая мембрана. При подведении к элементу звукового сигнала его колебания передадутся мембране и вызовут колебания воздуха (звук).

Крупным недостатком пьезоэлектрических телефонов является их механическая непрочность и зависимость качества работы от температуры и влаги Однако такие трубки имеют сравнительно высокое сопротивление и большую чувствительность по сравнению с электромагнитными трубками.

 

Б.М. Сметанин. Юный радиоконструктор

 

Немного рекламы