Евгений Айсберг - Радио?.. Это очень просто! Страница 35

Л. — Это возможно. Однако из-за твоих беспорядочных расспросов я был вынужден начать изучение ЧМ приемника с промежуточной частоты, затем перейти к высокой частоте, что явно нелогично.

Н. — Значит, можно кое что рассказать и о смесителе?

Л. — Безусловно, так как на столь высоких частотах обычные смесители мало эффективны. За редкими исключениями, в смесителях ЧМ приемников отказались как от гептодов, так и от триод-гексодов (в которых входной сигнал и напряжение от гетеродина подаются на разные сетки) и вернулись к старой схеме с отдельным гетеродином. При этом входной сигнал и напряжение гетеродина подаются на одну и ту же сетку (рис. 125).

Рис. 125. В смесителе на двух триодах приходящие колебания и колебания гетеродина подаются на одну и ту же сетку.

Н. — Ну, уж тут ты явно издеваешься надо мною. Полагаешь ли ты, что я забыл все описанные тобою недостатки этой схемы? Я вспоминаю, что главным пороком является опасность увлечения частоты гетеродина приходящим сигналом.

Л. — Действительно, иногда очень трудно избежать такой игры этих двух колебаний, полностью нарушающей работу смесителя.

Н. — Зачем же применять схему со столь серьезным недостатком в ЧМ приемниках?

Л. — Потому что разнос частот в несколько мегагерц (определяемый промежуточной частотой) достаточен, чтобы синхронизации не возникало.

Н. — Таким образом, в схеме используются два триода. Один из них является смесителем. На его сетку подаются предварительно усиленные входные сигналы и через конденсатор связи С напряжение гетеродина.

Л. — Именно так. Часто используют двойной триод. В этом случае отпадает необходимость в конденсаторе связи С, так как междуэлектродные емкости двух секций двойного триода создают достаточную связь.

Н. — Нельзя ли, однако, применить пентод в качестве смесителя? Это увеличило бы его коэффициент усиления.

Л. — Так иногда и поступают. Правда, при этом возрастают шумы. Все та же обратная сторона медали…

Н. — После того как мы разобрали предварительный усилитель высокой частоты, смеситель и усилитель промежуточной частоты, остались лишь детектор и усилитель низкой частоты.

Л. — В ЧМ приемниках нужно говорить о частотном детекторе (демодуляторе). Частотное детектирование может быть осуществлено с помощью различных схем.

Н. — Очевидно, их роль независимо от схемы сводится к преобразованию девиации частоты в изменения амплитуды.

Л. — Ты не ошибся. Это достигается в результате применения контуров, настроенных на среднюю частоту, т.е. на промежуточную частоту, соответствующую отсутствию модуляции. Контуры включены по симметричной схеме, так что выходное напряжение равно нулю или некоторой постоянной величине. Как только несущая частота начинает изменяться в ту или иную сторону, симметрия нарушается и появляется переменное напряжение.

Н. — Может быть, в твоем объяснении заключена глубокая мудрость, но для меня это звучит крайне абстрактно. Не изобразишь ли ты для пояснения схему?

Л. — Вот наиболее распространенная схема так называемого дискриминатора (рис. 126). Сразу бросается в глаза полная симметрия схемы. Обрати внимание на то, что, кроме индуктивной связи между последним каскадом усилителя промежуточной частоты и дискриминатором, имеется емкостная связь через конденсатор С, включенный точно в среднюю точку вторичной обмотки трансформатора.

Рис. 126. Схема частотного дискриминатора.

Н. — Я полагаю, что собака зарыта именно тут, в дискриминаторе.

Л. — Твоя интуиция тебя не обманула. Напряжение, подаваемое через конденсатор, сдвинуто по фазе относительно напряжения, наведенного в результате магнитной связи. До тех пор, пока частота обоих напряжений равна резонансной частоте контуров (трансформатора), напряжения на обоих концах вторичной обмотки одинаковы относительно средней точки.

Н. — Я угадываю дальнейшее. Эти напряжения детектируются диодами Л1 и Л2, в результате чего на резисторах R1 и R2 возникают равные постоянные напряжения противоположных полярностей. Я хочу сказать, что положительные потенциалы в точках А и Б относительно точки X будут равны и, следовательно, взаимно компенсируются.

Л. — Держу пари, Незнайкин, что ты опустошил еще одну банку сардин и пополнил свой мозг фосфором… Продолжай, поскольку твои рассуждения совершенно правильны.

Н. — Легче легкого. Допустим, что сигнал промодулирован, иными словами частота увеличивается или уменьшается относительно среднего значения. При этом частота отклоняется относительно резонансной частоты контуров, симметрия нарушается и напряжение на одном из концов вторичной обмотки трансформатора относительно средней точки оказывается выше, чем на другом конце. Вследствие этого после детектирования равенство напряжений в точках А и Б относительно точки К больше не будет соблюдаться. Напряжение между точками А и Б будет равно их разности. Это напряжение и явится искомым напряжением звуковых частот.

Л. — Поздравляю, дружище. Ты избавил меня от необходимости анализировать работу схемы. Можно лишь добавить, что конденсаторы, включенные параллельно резисторам R1 и R2, выполняют обычную роль подавления составляющей промежуточной частоты.

Н. — Применяется только один тип дискриминатора?

Л. — Нет. Имеются различные варианты схемы. Но все они основаны на одном и том же принципе симметричной схемы и использования продетектированных напряжений противоположной полярности. Однако существуют частотные детекторы, в которых использованы несколько другие принципы. Один из них, так называемый детектор отношений, я изобразил на рис. 127.

Рис. 127. Схема детектора отношений.

Н. — Но эта схема чрезвычайно похожа на схему дискриминатора. Та же симметрия, такая же смешанная индуктивно-емкостная связь. Только ты, вероятно, ошибся в изображении диодов, так-как выпрямленные напряжения не компенсируются взаимно, а суммируются.

Л. — Нет, это не ошибка. Действительно, нужно, чтобы напряжения, заряжающие конденсатор большой емкости С3 (электролитический в несколько микрофарад), складывались. На его обкладках, иными словами между точками А и Б, устанавливается постоянное напряжение. Что же касается точки X, то ты догадываешься…

Н. — … что напряжение на ней должно быть ровно вдвое меньше, так как симметрично включенные элементы C1 и С2, так же как и R1 и R2, равны.

Л. — Сардины продолжают оказывать благотворное влияние на твой интеллект! В отсутствие модуляции все действительно обстоит так. Но как только частота начинает меняться относительно резонансной частоты контуров…

Н. — … напряжение, продетектированное одним из диодов, становится больше или меньше другого продетектированного напряжения. Поэтому точка X уже не будет в середине напряжения между точками А и Б.

Л. — В который уже раз ты высказываешь, хотя и не в очень изящном виде, неоспоримые истины. Следует подчеркнуть, что при изменении частоты напряжение между точками А и Б не меняется (так как оно не зависит от частоты). Меняется лишь отношение напряжений между точками X и Б и между точками X и А.

Н. — В результате между точками X и Y возникнет напряжение низкой частоты, так как в каждый данный момент оно будет пропорционально отклонению частоты от среднего значения, соответствующего отсутствию модуляции.

Л. — Ты рассуждаешь, как Эвклид и Декарт, вместе взятые!

Таким образом, в детекторе отношений напряжение между точками X и Y зависит в каждый данный момент только от частоты несущей, в то время как полное напряжение между точками А и Б совсем не зависит от частоты.