Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина - Сворень Рудольф Анатольевич. Страница 51

Усиливаемый сигнал на вход первого каскада усилителя ВЧ обычно подается с входного колебательного контура, который, в свою очередь, связан с антенной. В качестве анодной нагрузки в усилителе ВЧ желательно также использовать контур, настроенный на частоту принимаемой станции: мы уже отмечали, что, чем больше настроенных колебательных контуров, тем лучше избирательность приемника. Кроме того, усилительный каскад с контуром в качестве нагрузки даст намного большее усиление, чем каскад с обычным сопротивлением. Это определяется резонансными свойствами самого контура, а также тем, что катушка L_к практически не оказывает сопротивления анодному току и не снижает постоянного напряжения на аноде лампы (рис. 112).

Рис. 112. В качестве анодной нагрузки усилителя ВЧ лучше всего применить колебательный контур, настроенный на частоту принимаемой станции.

Возможность использования колебательного контура в качестве анодной нагрузки основана на том, что на резонансной частоте контур, включенный в анодную цепь, ведет себя как обычное сопротивление и, как правило, сопротивление очень большое — десятки и сотни ком. Необходимо указать, что это относится только к параллельному контуру — резонансное сопротивление последовательного контура чрезвычайно мало и обычно составляет несколько ом (листы 151, 152).

Резкое увеличение сопротивления параллельного контура при резонансе упрощенно можно объяснить, рассматривая этот контур как два сопротивления x_L и х_с, соединенных параллельно (рис. 113).

Рис. 113. На резонансной частоте параллельный контур ведет себя, как большое сопротивление (для переменного тока).

Как известно, индуктивное сопротивление катушки x_L и емкостное сопротивление конденсатора х_с зависят от частоты: с увеличением частоты x_L растет, а х_с уменьшается. На низших частотах, а точнее, на частотах ниже резонансной сопротивление катушки x_L мало по сравнению с х_с и из-за этого мало и общее сопротивление контура (катушка шунтирует конденсатор). На частотах выше резонансной общее сопротивление контура опять-таки оказывается небольшим из-за уменьшения емкостного сопротивления х_с конденсатора (конденсатор шунтирует катушку). И лишь на резонансной частоте, когда х_с равно x_L, общее сопротивление контура оказывается большим («никто» «никого» не шунтирует). Это сопротивление называется резонансным и обычно обозначается буквой R_оэ. Так же как и добротность контура, величина R_оэ уменьшается с ростом потерь в контуре. Эквивалентное сопротивление контура, так же как и добротность Q, зависит от соотношения между L_к и С_к

Отсюда следует, что, для того чтобы увеличить сопротивление нагрузки усилителя ВЧ, необходимо уменьшать потери в контуре и по возможности применять контур с большой индуктивностью и малой емкостью.

Как мы уже отмечали, принципиально усилитель ВЧ ничем не отличается от любого другого усилителя, однако у него имеется ряд особенностей, которые необходимо учитывать. Прежде всего, в усилителе ВЧ, как правило, применяются специальные лампы — высокочастотные пентоды (второй элемент, обозначения: буква «К» или «Ж»). Основные достоинства этих ламп — это большое (сотни и тысячи килоом) внутреннее сопротивление и малая емкость между анодом и управляющей сеткой С_ас.

Мы уже говорили о том, что через емкость С_ас в лампе возникает обратная связь (см. рис. 66): чем выше частота усиливаемого сигнала, тем легче проходит сигнал из анодной цепи в сеточную и тем меньше должна быть емкость С_ас, чтобы она представляла достаточно большое сопротивление для токов ВЧ. Вот почему в усилителях ВЧ и применяются специальные пентоды, у которых емкость С_ас не превышает нескольких тысячных даней пикофарады.

Между прочим, обратная связь возникает не только через междуэлектродную емкость, но и через емкость между лепестками ламповой панели, между деталями и проводами сеточной и анодной цепи и т. д. (лист 153). Поэтому для усилителя ВЧ нужно не только выбирать лампы с малой проходной емкостью, но и монтаж каскада выполнять так, чтобы цепи управляющей сетки и анода были как можно слабее связаны друг с другом.

Другая особенность высокочастотных пентодов — высокое внутреннее сопротивление — имеет большое значение для усилительного каскада, где анодной нагрузкой является колебательный контур. Дело в том, что для переменной составляющей анодного тока контур и лампа соединены параллельно: один конец контура подключен к аноду лампы непосредственно, а другой подключен к катоду (через конденсатор фильтра выпрямителя или анодного развязывающего фильтра). Таким образом, лампу фактически можно рассматривать как сопротивление, шунтирующее контур. Чем больше внутреннее сопротивление лампы, тем слабее она шунтирует контур, тем выше добротность контура.

Для настройки анодного контура на нужную станцию, так же как и для настройки входного контура, переключают контурные катушки (переход с одного диапазона на другой) и изменяют емкость контура с помощью конденсатора переменной емкости (плавная настройка в пределах диапазона). Если в приемнике имеется два контура, то их необходимо перестраивать одновременно. Для этого необходимо иметь два одинаковых комплекта катушек, два переключателя (или сдвоенный переключатель) и два конденсатора настройки (или сдвоенный блок конденсаторов).

Для нас приемник прямого усиления является лишь ступенью для освоения супергетеродина. Поэтому мы соберем усилитель ВЧ с одним контуром, хотя, используя имеющийся в нашем распоряжении переключатель и блок конденсаторов настройки, а также изготовив еще две катушки, мы вполне могли бы ввести в приемник и второй настраивающийся контур.

Настраивающийся колебательный контур можно включить в сеточную цепь лампы, а в качестве анодной нагрузки использовать высокочастотный дроссель или обычное сопротивление величиной 5—50 ком (см. лист 154,а). Можно поступить и наоборот: включить контур в анодную цепь лампы в качестве нагрузки, а в сеточную цепь включить обычное сопротивление утечки или дроссель (лист 154,б).

Передачу усиленного сигнала из анодной цепи усилителя ВЧ к следующему каскаду, например к детектору, можно осуществить несколькими способами. Проще всего использовать для этой цели разделительный конденсатор С_с, как мы это делали в усилителе НЧ. Емкость конденсатора в этом случае будет составлять 50—200 пф, и этого вполне достаточно для того, чтобы практически беспрепятственно пропустить токи высокой частоты. Вспомните, что в усилителе НЧ для этой цели нужно было брать конденсаторы с емкостью в несколько десятков тысяч пикофарад!

Связь с усилителем ВЧ может осуществляться с помощью специальной катушки L_св (лист 155,в). В этом случае напряжение, которое можно получить на выходе каскада, будет сильно зависеть от того, насколько сильно связаны общим магнитным полем катушки L_к и L_cв, то есть фактически от расстояния между ними.