Л. — Принимая во внимание значительные изменения тока, отбираемого от источника питания мощными транзисторами в режиме В, целесообразно развязать этот источник, чтобы предотвратить реакцию на предыдущие каскады. Такова роль R6 и С4, к которым в точке А присоединяются коллекторные цепи каскадов, предшествующих выходному. Удовлетворен ли ты моим ответом?
Н. — Вполне, и я спешу приняться за работу. Поэтому позволь мне раскланяться с тобой.
Беседа двенадцатая
ОБЛАСТЬ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ
Подробный анализ усиления колебаний звуковой частоты, который явился предметом предшествующих бесед, значительно облегчил задачу Любознайкина. Теперь он объяснит Незнайкину методы усиления колебаний высокой частоты. Он покажет, чем соответствующие транзисторные схемы похожи на ламповые и чем отличаются от них. В заключение он рассмотрит устройство автоматической регулировки усиления, используемое в усилителях промежуточной частоты на транзисторах.
Содержание: Граничная частота. Межкаскадная связь с помощью колебательных контуров. Затухание. Каскады высокой и промежуточной частоты. Емкость коллектор — база. Схема нейтрализации. Автоматическая регулировка усиления. Изменения внутренних емкостей и сопротивлений транзистора. Усиленная автоматическая регулировка усиления.
Жертва обстоятельств
Незнайкин. — Ты, очевидно, видишь, Любознайкии, что я одновременно горд и счастлив; горд, что успешно собрал первую — свою схему на транзисторах, и счастлив, что в моем чемодане с радиограммофоном имеется этот миниатюрный усилитель, который при более чем скромном аппетите дает громкое и чистое звучание.
Любознайкин. — Я очень рад, что ты сумел применить полученные на практике знания. Вот ты и удовлетворен нашими занятиями.
Н. — По правде говоря, не совсем, так как я хотел бы использовать свой усилитель не только со звукоснимателем, но также и в качестве низкочастотной части радиоприемника. Однако я не знаю, как сделать каскады, предшествующие усилителю низкой частоты.
Л. — Ну вот, познакомив тебя с усилителями низкой частоты, я стал жертвой обстоятельств и теперь должен рассказать тебе о каскадах высокой и промежуточной частоты, а также, разумеется, о преобразовании частоты и детектировании, потому что приемник на транзисторах практически имеет ту же «анатомию», что и приемник на лампах. Так начнем с усиления по высокой частоте.
Транзисторы на высоких частотах
Н. — Я знаю, что это слабое место транзисторов, потому что, как ты мне сказал, их усиление снижается при повышении частоты.
Л. — Правда, в справочных данных по транзисторам указывают граничную частоту. Это частота, при которой усиление по току падает до 70 % своего значения на низкой частоте. Но это не мешает в ряде случаев использовать эти транзисторы на высоких частотах, смирившись с известным снижением усиления. Благодаря совершенствованию технологии предельная рабочая частота транзисторов непрерывно повышается. И в наши дни усиление токов с частотой в несколько сотен мегагерц, соответствующих метровым и дециметровым волнам, применяемым для телевидения и радиовещания с частотной модуляцией, не представляет больше проблемы.
Н. — В чем же тогда заключается трудность? Я полагаю, что остается принять для транзисторов те же самые схемы, которые используются для ламп.
Л. — Этого нельзя было бы сделать, не принимая во внимание относительно небольших значений выходного и особенно входного сопротивлений транзисторов.
Н. — А что, разве они создают здесь большие трудности, чем на низких частотах? Я предполагаю, что достаточно применить в цепях связи понижающие трансформаторы с соответствующим коэффициентом, чтобы осуществить согласование сопротивлений, как мы это делали в области низких частот.
Двойная цель
Л. — Ты забываешь, Незнайкин, что при усилении по высокой частоте надо не только усилить слабые сигналы, полученные антенной, но и произвести отбор сигналов, так сказать, отсортировать хорошее зерно от семян сорняков. Иначе говоря, перед каскадами как высокой частоты, так и промежуточной стоят две задачи: усиление и избирательность. Транзисторы принимают на себя задачу усиления…
Н. — …а настроенные контуры, которые образуют связывающие звенья, обеспечивают избирательность.
Л. — Именно это я и хотел тебе сказать. Но возьми каскад, где на входе и на выходе имеется по настроенному контуру (рис. 109).
Рис. 109. Колебательные контуры на входе и выходе каскада высоком частоты на транзисторе.
Контур на входе включен между базой и эмиттером, т. е. параллельно входному сопротивлению, имеющему 200 — 2000 Ом. Это сопротивление шунтирует контур и значительно увеличивает его затухание, из-за чего резонансная характеристика становится более тупой. Менее катастрофически обстоит дело с выходным контуром, включенным параллельно сопротивлению коллектор — эмиттер, имеющему несколько десятков килоом. Но и в этом случае затухание возрастает.
Н. — Как же тогда согласовать сопротивления и избежать при этом чрезмерного шунтирования контуров? Это история о козе и капусте…
Л. — Примирить их удастся путем соответствующего выбора отношения индуктивности к емкости и неполной связью контура с транзисторами, для чего на входе и выходе включают не всю обмотку, а только часть ее витков. Это должно снизить вносимое затухание. И, разумеется, стараются согласовать эти сопротивления путем подбора необходимого соотношения чисел витков в обмотках трансформатора.
Н. — Значит, связь всегда должна устанавливаться с помощью трансформатора.
Л. — Не обязательно. Зачастую применяют простую схему с параллельным колебательным контуром в цепи коллектора. Это своеобразная разновидность резистивно-емкостной связи (рис. 110). Но лучше прибегнуть к помощи автотрансформатора с настроенной обмоткой, которая при помощи отводов соединяется с выходом предшествующего транзистора и со входом следующего (рис. 111 и 112). Максимальную же избирательность и наилучшее воспроизведение звука можно получить, применив трансформатор с настроенной первичной обмоткой (рис. 113) или, еще лучше, с обеими настроенными обмотками (рис. 114, 115). Последнее часто используется в каскадах промежуточной частоты, где такие трансформаторы при правильном выборе связи между обмотками представляют прекрасные полосовые фильтры.
Рис. 110–115. Схемы межкаскадной связи.
110 — схема связи с одиночным колебательным контуром;
111 — схема автотрансформаторной связи со следующим каскадом. Здесь сопротивления согласованы лучше, чем в предыдущей схеме;
112 — схема для уменьшения затухания, вносимого в колебательный контур выходным сопротивлением предыдущего транзистора, последний соединяют лишь с частью витков катушки колебательного контура;
113 — схема трансформаторной связи с колебательным контуром;
114 — схема связи с двумя индуктивно связанными колебательными контурами, образующими полосовой фильтр;
115 — та же схема, что и на рис. 114, но с автотрансформаторным включением обоих транзисторов. Это обеспечивает лучшую избирательность, так как вносимое транзисторами в колебательные контуры затухание уменьшается.
Н. — Это значит, что они пропускают всю полосу модулирующих частот, но очень сильно ослабляют все частоты вне этой полосы.
Л. — Да, Незнайкин. Ты не забыл, что это наилучший способ решить противоречие между высокой избирательностью и верным воспроизведением музыки.
Невидимая опасность
Н. — Я все больше убеждаюсь, что если заводы, выпускающие катушки индуктивности, правильно выполняют свою работу, то я не столкнусь ни с какими трудностями при реализации своих каскадов высокой и промежуточной частоты.
Л. — Я вынужден охладить твой пыл. В транзисторе имеется скрытая опасность, которая может причинить немало неприятностей.
Н. — Ну так что же, я предпочитаю сражаться с открытым забралом. Что же представляет собой эта твоя новая ловушка?
