Рис. 119. Схема усиленной АРУ с диодом Д, вносящим переменное затухание в первый колебательный контур.
Н. — Хорошо. Допустим, что принимаемые сигналы становятся сильнее. Напряжение, поступающее через резистор R1 на базу второго транзистора, будет делать базу менее отрицательной, и ток эмиттера этого транзистора уменьшится. Ток коллектора также уменьшится. Значит, уменьшится падение напряжения, создаваемое этим током на резисторе R5. Это приведет к тому, что точка А станет более отрицательной и пропускаемый диодом Д ток увеличится, потому что прикладываемое к диоду в прямом направлении напряжение возрастет. Вот и все…
Л. — Нет, это не все. Потому что цепь, в которую входит диод, как ты видишь, шунтирует наш первый настроенный контур. Тот факт, что ток в этой цепи увеличивается, означает, что ее сопротивление уменьшается. Следовательно, эта цепь вносит в первый колебательный контур затухание, увеличивающееся при приеме сильных сигналов.
Н. — Я понял в чем дело! Для сильных сигналов, когда внутренние сопротивления транзисторов повышаются, ты искусственно ввел здесь сопротивление, которое уменьшается. И, таким образом, мы одним изменением компенсируем другое. Кроме того, возросшие потери в контуре снижают усиление, что усиливает действие АРУ.
Л. — Незнайкин, мне кажется, что скоро ты будешь обучать меня теории транзисторов…
Беседа тринадцатая
ОТ ВЫСОКОЙ К ПРОМЕЖУТОЧНОЙ, А ЗАТЕМ К НИЗКОЙ ЧАСТОТЕ
Теперь Незнайкин знает, как транзисторы могут усиливать сигналы высокой, промежуточной и низкой частоты. Но он еще находится в неведении, как осуществляется переход от одной частоты к другой. Поэтому Любознайкин открывает ему здесь тайны преобразования частоты и детектирования. Попутно он рассмотрит некоторые схемы генераторов на транзисторах.
Содержание: Диодное детектирование. Практические схемы. Детектирование с помощью транзистора. Регенеративный детектор. Схемы генераторов. Преобразование частоты с отдельным гетеродином и при помощи одного транзистора.
Последние белые пятна
Незнайкин. — В эпоху, когда на карте Луны для нас больше нет секретов и белых пятен, я помимо своей воли думаю о тех картах, на которых белые пятна «неизведанных земель» были отрадой наших дедов и предоставляли полную свободу воображению Жюля Верна.
Любознайкин. — Я прекрасно вижу, к чему ты клонишь. В цепочке каскадов; составляющей радиоприемник, для тебя осталось два белых пятна: преобразование частоты и детектирование. Мы восполним этот пробел довольно легко, тем более что здесь ни одна западня не поджидает нас и ты практически знаешь, как осуществляется детектирование с помощью диода.
Н. — Правда, некогда мы с тобой уже разбирали, как диод выпрямляет высокочастотный сигнал, после чего односторонние полупериоды, усредненные емкостью, создают на сопротивлении нагрузки низкочастотное напряжение.
Детектирование — выпрямление
Л. — Так вот схема (рис. 120), в которой для тебя нет ничего неизвестного.
Рис. 120. Схема диодного детектора с трансформаторной связью с последним колебательным контуром промежуточной частоты.
Точечный диод Д выпрямляет ток, поступающий с последнего трансформатора промежуточной частоты, и создает на выводах резистора R напряжение, высокочастотная пульсация которого сглаживается конденсатором С1, причем выявляется составляющая низкой частоты. Перемещая подвижной контакт потенциометра R, можно снимать для дальнейшего усиления большую или меньшую часть этого напряжения, регулируя таким образом громкость. Электролитический конденсатор С2 передает низкочастотный сигнал на базу транзистора первого каскада усиления низкой частоты, одновременно изолируя цепь базы от схемы детектора по постоянному току.
Н. — Для чего поставлен здесь резистор R2?
Л. — Для предотвращения чрезмерного снижения сопротивления нагрузки диода из-за шунтирующего входного сопротивления транзистора. При этом уменьшается затухание, вносимое схемой детектора в последний колебательный контур промежуточной частоты, и повышается эффективность работы детектора при малых сигналах. Этому также способствует небольшое смещение диода в прямом направлении, создаваемое при помощи резистора R4, который присоединяется к отрицательному полюсу батареи и выводит рабочую точку диода на участок характеристики с наибольшей кривизной. Соответствующее этой точке «пороговое» напряжение точечных диодов составляет примерно 0,25 В (рис. 121).
Рис. 121. Зависимость тока диода от приложенного к нему напряжения. Следует обратить внимание на худшую чувствительность точечного диода к малым напряжениям (заметный ток появляется только при напряжении порядка 0,25 В).
Н. — Я вижу, что ты от этого же детектора получаешь напряжение для АРУ.
Л. — Да, но я не уверен, что напряжения, получаемого на нагрузке детектора, всегда достаточно для успешной работы АРУ. Однако, прежде чем говорить об усиленной АРУ, я хочу предложить тебе разобраться самому в действии одной более «изысканной» схемы диодного детектора. Вот посмотри (рис. 122).
Рис. 122. Схема детектора, создающего напряжение АРУ на отдельном резисторе R5. Пульсации выпрямленного диодом тока сглаживаются конденсатором С5.
Н. — Я этого не боюсь. От предыдущей схемы она отличается цепочкой C3R7C4 — настоящим небольшим фильтром, пропускающим низкие частоты, предназначенным для устранения всяких следов промежуточной частоты в напряжении, поступающем на усилитель низкой частоты. Кроме того, ты создаешь регулирующее напряжение для системы АРУ на особом резисторе R5, заблокированном конденсатором С5. Чтобы этот конденсатор не шунтировал цепи низкочастотного сигнала, ты соединил точку А с диодом через резистор R6. Кроме того, при помощи резистора R6, присоединенного к отрицательному полюсу источника питания, ты подаешь на базы регулируемых транзисторов начальное смещение. Одним словом, здесь цепи низкой частоты лучше отделены от цепей АРУ. Но я хотел бы знать, как ты осуществляешь усиленную АРУ.
Л. — Очень просто, путем детектирования с помощью транзистора (рис. 123), точнее говоря, с помощью эмиттерного р-n перехода, который также представляет собой диод. Его пороговое напряжение значительно меньше, чем у точечных диодов, так что небольшого отрицательного смещения, порядка 0,1 В, создаваемого делителем напряжения достаточно, чтобы сделать возможным детектирование сигналов с малой амплитудой. Запомни получше, что это смещение не должно превышать 0,1 В; без этого условия транзистор вместо детектирования начнет усиливать колебания промежуточной частоты, что нам совершенно не нужно… Открываясь же только при отрицательных полупериодах входного напряжения, транзистор будет создавать в цели коллектора лишь токи, соответствующие этим полупериодам.
Рис. 123. Схема детектора с транзистором, одновременно усиливающим напряжение АРУ.
Н. — Но это в точности повторяет детектирование на изгибе анодной характеристики электронной лампы! И я прекрасно вижу, что произойдет дальше. Наши односторонние импульсы коллекторного тока создадут на нагрузочном сопротивлении транзистора усиленное напряжение низкой частоты, которое после отфильтровивания цепочкой C1R4C2 высокочастотной составляющей подается на усилитель низкой частоты. Между выходом фильтра и входом усилителя низкой частоты ты поставил потенциометр для ручной регулировки громкости.
Л. — Правильно! Кроме того, ты можешь отметить наличие резистора R6, который вместе с резистором R5 образует делитель выходного напряжения детектора. С этого делителя через резистор R7 снимается регулирующее напряжение на базы транзисторов, управляемых цепью АРУ.
