Текст книги "Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина"

Автор книги: Рудольф Сворень

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 19 страниц)

На заряженном электролитическом конденсаторе довольно долго сохраняется напряжение, и прежде чем делать какие-либо опыты с конденсатором, его лучше сразу же разрядить, осторожно замкнув выводы (лепесток «плюс» и корпус) накоротко.

Для разделения постоянной и переменной составляющих пульсирующего тока можно использовать катушку индуктивности. Катушка сравнительно легко пропускает постоянный ток, но оказывает большое сопротивление переменному току. Это связано с тем, что при изменениях тока возникает переменное магнитное поле катушки, которое… препятствует изменению тока в цепи. Чем быстрее меняется ток и чем больше индуктивность катушки, тем сильнее «мешающее» действие магнитного поля, тем слабее ток в цепи.

Сопротивление, которое катушка оказывает переменному току, называется ее индуктивным сопротивлением и обозначается x_L. Как следует из сказанного выше, индуктивное сопротивление катушки x_L будет тем больше, чем больше ее индуктивность и чем выше частота переменного тока f (чем выше частота переменного тока, тем быстрее он меняется):

Индуктивное сопротивление катушки x_L, так же, как и емкостное сопротивление конденсатора, зависит от частоты, но с увеличением частоты x_L растет, в то время как х_с уменьшается (рис. 80, 81, лист 126). В фильтрах катушку используют в тех цепях, куда нужно сравнительно легко пропустить постоянный ток и не пропустить переменный ток. Катушку, используемую для этих целей, обычно называют дросселем (листы 124, 125).

Для разделения составляющих пульсирующего тока можно собрать фильтр из дросселя и сопротивления R_ф (лист 124). Если x_L будет намного больше R_ф, то переменная составляющая пульсирующего тока в основном пройдет через сопротивление, а постоянная – через дроссель. Иными словами, фильтр из дросселя и сопротивления может выполнять те же функции, что и RC-фильтр. Для того чтобы x_L было достаточно большим, дроссели, применяемые на низких частотах, должны иметь большую индуктивность – от единиц до нескольких десятков генри. Такие дроссели содержат до нескольких тысяч витков и выполняются на стальных, собранных «встык» (лист 115) сердечниках, похожих на сердечники силовых трансформаторов.

Высокочастотные дроссели, то есть дроссели, которые должны обладать большим сопротивлением на высоких частотах, обычно имеют индуктивность несколько миллигенри. Они содержат несколько десятков витков, размещенных на каркасе, который иногда снабжен сердечником из магнитодиэлектрика. Поскольку дроссель, особенно низкочастотный, является довольно дорогой деталью, то там, где это возможно, стараются использовать фильтры, состоящие из сопротивлений и конденсаторов.

Фильтр анодного выпрямителя (рис. 82, лист 125) обычно состоит из сопротивления R_ф или дросселя Др_ф и двух электролитических конденсаторов С_ф1 и С_ф2 большой емкости (10–40 мкф). Еще раз напоминаем, что электролитические конденсаторы можно включать только в определенной полярности: алюминиевый корпус соединяется с «минусом» источника тока, к которому подключается конденсатор, а «плюс» этого источника соединяется с имеющимся на конденсаторе изолированным лепестком. При выборе конденсаторов, особенно для высоковольтных цепей, желательно иметь некоторый запас по напряжению.

Так, если на конденсаторе указано, что его рабочее напряжение составляет 300 в, то желательно, чтобы напряжение, которое будет приложено к этому конденсатору, не превышало 200–250 в.

Рис. 82. В фильтре выпрямителя сопротивление R_ф или дроссель Др_ф не пропускает к нагрузке переменную составляющую пульсирующего тока, а конденсаторы С_ф1 и С_ф2замыкают ее накоротко. В результате по нагрузке течет постоянный ток, и на ней действует постоянное напряжение.

Основная часть переменной составляющей пульсирующего тока замыкается через первый, считая от вентиля, конденсатор С_ф1, а окончательная фильтрация осуществляется вторым конденсатором С_ф2. С точки зрения фильтрации желательно, чтобы сопротивление R_ф было как можно больше (3–5 ком). Однако, как правило, R_ф не превышает 1,5–2 ком. Дело в том, что по этому сопротивлению проходит весь выпрямленный (анодный и экранный) ток и на нем теряется часть выпрямленного напряжения (U_ф). Чем больше ламп питается от выпрямителя и чем больший анодный и экранный ток у каждой из них, тем больше и общий ток, который проходит через R_ф, тем меньше то напряжение, которое фактически действует на выходе выпрямителя (лист 125).

В многоламповых приемниках, а также в выпрямителях, где нужно получить особо хорошую фильтрацию, вместо R_ф обычно применяют низкочастотный дроссель, который для постоянного тока обладает сопротивлением 300–600 ом и в то же время создает очень большое сопротивление (несколько килоом) для переменной составляющей выпрямленного тока. Так, например, дроссель с индуктивностью 10 гн на частоте 50 гц имеет сопротивление более 3 ком.

Теперь, когда мы познакомились с выпрямителем, силовым трансформатором и фильтром, приступим к постройке блока питания, который можно будет использовать в любом из наших приемников. Принципиальная и монтажная схемы блока питания приведены на чертеже 9.

БЛОК ПИТАНИЯ – ПАНЕЛЬ БП

Схема блока питания не требует особых пояснений. Основой ее является силовой трансформатор Тр₁, к которому через предохранитель Пр₁ и выключатель питания Вк₁ (совмещен с одним из переменных сопротивлений). подводится напряжение сети.

Предохранитель Пр₁ используется для включения приемника на нужное напряжение сети: с помощью предохранителя можно подключить один из сетевых проводов ко всей сетевой обмотке (220 в) либо к одному из ее отводов (127 в). Другой отвод, рассчитанный на 110 в, нами не используется, так как это напряжение почти никогда не встречается.

В качестве трансформатора Тр₁ в описываемом блоке питания применен силовой трансформатор от приемника «Рекорд-53», имеющий следующие данные: сердечник сечением 7,5 см² (сталь Ш-20, набор 37 мм); секции первичной (сетевой) обмотки содержат: 1а – 558, 1б – 102 и 1в – 660 витков провода ПЭ-0,25; повышающая обмотка II содержит 1250 витков провода ПЭ-0,15, обмотка накала кенотрона III – 42 витка ПЭ-0,51 и накала ламп IV – 41 виток провода ПЭ-0,93. Нижние по схеме концы повышающей II и накальной IV обмоток соединены между собой и образуют один общий вывод.

Выпрямленное кенотроном Л₅ (5Ц4С)[12]12
  На схемах лампы сокращенно обозначают буквой «Л», транзисторы – «Т», полупроводниковые диоды – «Д». На всех наших схемах нумерация ламп и других основных деталей производится в соответствии с полной принципиальной схемой приемника (чертежи 9,12 и 16).


[Закрыть] напряжение подводится к фильтру, состоящему из двух электролитических конденсаторов С₃₅ и С₃₄ и сопротивления R₁₉. Параллельно второму конденсатору фильтра, то есть фактически между «плюсом» и «минусом» выпрямителя включено сопротивление R_pазp. Оно служит для того, чтобы конденсаторы C₃₄ и С₃₅ могли разряжаться даже в том случае, когда к блоку питания не подключены другие блоки, то есть когда выпрямитель работает без нагрузки. Оставлять конденсаторы фильтра неразряженными не рекомендуется из соображений безопасности.

Для того чтобы уменьшить ток, который проходит через сопротивление фильтра R₁₉, а вместе с этим уменьшить падение напряжения на этом сопротивлении и теряемую в нем мощность, можно пойти на одну небольшую «хитрость» (лист 125, нижняя схема). Смысл ее заключается в том, что напряжение на анод выходной лампы снимается до сопротивления R₁₉ (R_ф), то есть непосредственное катода кенотрона. Благодаря этому через проходят анодные и экранные токи всех ламп (10–20 ма), кроме анодного тока выходной лампы (30–35 ма). Поскольку ток выходной лампы не проходит через R₁₉, падение напряжения на этом сопротивлении не превышает 10–20 в, а рассеиваемая мощность оказывается меньше 0,5 вт. В этой схеме, правда, есть один недостаток: к аноду выходной лампы подводится выпрямленное напряжение со значительными пульсациями. Однако пульсации анодного напряжения выходной лампы лишь немного увеличивают общий уровень фона.

При желании можно уменьшить фон, пропустив весь ток через R₁₉ и заменив это сопротивление на более мощное (2–5 вт). При этом падение напряжения на R₁₉ увеличится в несколько раз, напряжение на выходе выпрямителя уменьшится до 180–150 в, что, в свою очередь, приведет к некоторому уменьшению выходной мощности.

Уменьшить уровень фона, не снижая выпрямленного напряжения (и даже несколько повысив его), можно в том случае, если вместо R₁₉ применить дроссель с сопротивлением постоянному току 200–300 ом. Вот примерные данные такого дросселя: сердечник сечением 3–5 см²; число витков 2000–3000 (обычно намотку производят до полного заполнения каркаса); провод ПЭ-0,15—ПЭ-0,2; сердечник собирается не «в перекрышку», как у силового трансформатора, а «встык», с использованием тонкой бумажной прокладки.

Вместо кенотрона 6Ц5С в блоке питания можно применить селеновый вентиль или два высоковольтных плоскостных полупроводниковых диода Д7Ж или ДГ-Ц27. Диоды соединяются последовательно, и каждый из них шунтируется сопротивлением 50—100 ком (оба сопротивления должны быть одинаковыми!).

С назначением этих сопротивлений стоит познакомиться подробнее.

Сильно упростив схему выпрямителя, можно представить его в виде трех последовательно соединенных элементов: повышающей обмотки силового трансформатора, на которой действует переменное напряжение, и двух сопротивлений: сопротивления вентиля и сопротивления нагрузки выпрямителя R_н. Для нашего выпрямителя нагрузкой являются анодные цепи ламп. Чем больше потребляемый лампами ток, тем меньше R_н(закон Ома!), тем сильнее нагружен выпрямитель.

Что касается вентиля, то его сопротивление непрерывно меняется (см. рис. 35): когда вентиль пропускает ток, сопротивление его мало (прямое сопротивление), а в тот полупериод, когда вентиль тока не пропускает, – сопротивление его очень велико (обратное сопротивление R_oбp), и поэтому на кем действует большое напряжение (обратное напряжение).

Мы, конечно, упрощенно рассмотрели все процессы: нам следовало бы учесть постоянное напряжение, действующее на конденсаторе фильтра, ток, протекающий через вентиль, и ряд других факторов. Но даже упрощенное рассмотрение вопроса позволило нам сделать очень важный вывод: наибольшая опасность пробоя вентиля существует в тот момент, когда на нем действует обратное напряжение. Если бы мы разобрались в работе выпрямителя более подробно, то увидели бы, что обратное напряжение может в два-три раза превысить величину переменного напряжения, действующего на вторичной обмотке силового трансформатора.

Для каждого типа вентиля существует допустимая величина обратного напряжения U_oбр (лист 121).

Для диодов Д7Ж (ДГ-Ц27) допустимая величина U_oбр составляет 400 в. Если учесть, что переменное напряжение, которое подводится к нашему выпрямителю, составляет примерно 200–230 в и что на вентиле моментами будет действовать напряжение окаю 700 в, то станет ясно, что один диод Д7Ж включать вместо кенотрона нельзя.

Попробуем теперь включить последовательно два диода. Очевидно, на каждом из них будет действовать половина обратного напряжения, так как диоды образуют делитель напряжения, состоящий из сопротивлений R_oбр-1 и R_oбр-2 (лист 122), и поэтому к двум соединенным последовательно диодам можно будет приложить напряжение 800 в (для одного диода допускается U_oбp= 400 в, для двух 2 x 400 = 800 в).

Все эти расчеты были бы справедливы, если бы оба диода имели одинаковые обратные сопротивления R_oбp и все обратное напряжение U_oбр распределялось бы между ними поровну. В действительности же у полупроводниковых диодов наблюдается большой разброс величины обратного сопротивления: у некоторых экземпляров R_oбp составляет 100–150 ком, у других достигает нескольких мегом. Если включить последовательно два таких диода, то все обратное напряжение распределится на них пропорционально величинам R_oбp (лист 122). При этом на диоде с большим обратным сопротивлением может появиться недопустимо большое напряжение, и этот диод может выйти из строя – в результате электрического «пробоя» его зоны n и р окажутся соединенными накоротко. А после того, как будет «пробит» первый диод, сразу же выйдет из строя и второй, так как все обратное напряжение теперь будет приложено к нему.

Вся эта страшная картина, по-видимому, заставила вас сделать вывод, что полупроводниковые диоды нельзя соединять последовательно. Такой вывод является преждевременным.

Попробуем параллельно каждому из соединенных последовательно диодов подключить сопротивление – шунт (R_d-1, R_d-2), величина которого значительно меньше даже самого небольшого из встречающихся обратных сопротивлений. Мы уже говорили, что встречаются диоды, в которых R_обp= 100 – 150 ком, и поэтому выбираем сопротивления R_d по 50 ком.

Как известно (лист 29), при параллельном соединении сильно отличающихся сопротивлений общее сопротивление примерно равно наименьшему из них. Поэтому обратные сопротивления включенных последовательно диодов с учетом подключенных к ним сопротивлений – шунтов R_d во всех случаях будут составлять примерно 50 ком, а это значит, что обратное напряжение распределится на диодах поровну.

Шунтирование полупроводниковых диодов с целью «выравнивания» их обратных сопротивлений применяется весьма широко.

Заканчивая описание блока питания, следует заметить, что в нем без изменения схемы можно применить силовой трансформатор от приемников «AP3-53», «Стрела» и др. Можно применять трансформаторы и от других приемников, но в этом случае необходимо будет собирать блок питания по схемам, отличающимся от той, которая приведена на чертеже 9. С некоторыми из таких схем вы познакомитесь в конце книги.

На чертеже 9, так же, как и на других схемах, монтажные лепестки и лепестки ламповых панелей обозначены красными цифрами. Зеленые цифры указывают постоянные напряжения, измеренные авометром ТТ-1.

Глава 5
УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

В предыдущей главе мы познакомились с устройством и работой электронной лампы. Теперь нужно научиться использовать лампу для усиления слабых сигналов, поступающих в антенну приемника.

Для начала можно попытаться с помощью лампового усилителя повысить громкость приема. С этой целью мы построим двухламповый усилитель…. для воспроизведения грамзаписи. Тем, кто считает, что это будет отступлением от главной задачи – постройки лампового приемника, скажем сразу, что изготовленный усилитель без каких-либо изменений будет использован во всех наших приемниках.

Прежде чем говорить о том, как воспроизводится грамзапись с помощью усилителя, вспомним, как работает обычный патефон. Здесь с помощью пружины равномерно вращается грампластинка, а по ней движется тонкая металлическая игла.

Если вы внимательно посмотрите на граммофонную пластинку через увеличительное стекло, то увидите на ней множество тонких извилистых канавок, а точнее, одну извилистую канавку, которая спиралью идет от края пластинки к ее центру. Извилины в канавке сделаны в процессе записи звука и определили форму этой канавки: громкому звуку соответствуют глубокие извилины, тихому – мелкие; чем ниже частота звука. тем больше расстояние между соседними извилинами. Одним словом, извилистая канавка является своего рода графиком, запечатлевшим определенные звуковые колебания.

Когда игла движется по канавке, то она колеблется, причем частота и амплитуда колебаний иглы зависят от формы встречающихся на ее пути извилин. Если к колеблющейся игле прикрепить тонкую металлическую пластинку – мембрану, то эта мембрана также будет колебаться и создавать звуковые волны – копию звука, с помощью которого осуществлялась запись. Именно так и воспроизводятся грамзаписи в патефоне.

Недостатки патефона известны всем: звучит он тихо, да и сам звук оказывается хриплым и дребезжащим. Кроме того, патефон не дает возможности воспроизводить записи с так называемых долгоиграющих пластинок, которые вращаются с меньшей скоростью, чем обычные, а значит, имеют более длительное время звучания. Обычные пластинки вращаются со скоростью 78 оборотов в минуту, и время звучания у них не превышает 3–5 минут. Для различных типов долгоиграющих пластинок принята скорость вращения 45, 33^1/3, и даже 16 оборотов в минуту. Время их звучания обычно составляет 10–30 минут, а у некоторых образцов даже более часа.

Воспроизводить грамзаписи с любых пластинок, причем воспроизводить их достаточно громко и с высоким качеством звука, позволяют электропроигрыватели и радиолы. В этих устройствах механические колебания иглы с помощью так называемого звукоснимателя преобразуются в электрический сигнал. Вовремя движения иглы по извилистой канавке, на выходе звукоснимателя, появляется переменное напряжение, частота и амплитуда которого полностью определяется формой канавки. Иными словами, напряжение на выходе звукоснимателя является копией звуковых колебаний, которые «записаны» на пластинке.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили пьезоэлектрические звукосниматели. Основным элементом такого звукоснимателя является небольшой хрупкий кристалл сегнетовой соли или титаната бария, который обладает одним замечательным свойством: если слегка изгибать этот кристалл в ту или иную сторону, то в результате сложных процессов, происходящих в молекулах кристалла, на его гранях будут накапливаться электрические заряды, а значит, будет появляться электродвижущая сила.

В звукоснимателе кристалл прикреплен к игле, и когда она колеблется, двигаясь по канавке, то на гранях кристалла появляется нужное нам напряжение.

Переменное напряжение на выходе звукоснимателя обычно составляет 50—300 мв (0,05—0,3 в), а мощность не превышает нескольких миллионных долей ватта. Конечно, непосредственно воспроизвести такой слабый сигнал мы не сможем, но для его усиления легко построить ламповый или транзисторный усилитель. Этот усилитель можно будет использовать и для усиления низкочастотного сигнала, который получается в приемнике на выходе детектора.

ДИНАМИЧЕСКИЙ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ

Как бы мы ни усиливали электрические колебания низкой частоты, имеющийся в нашем распоряжении головной телефон (наушник) не обеспечит достаточной громкости воспроизведения звука. Это объясняется особенностями конструкции телефона и, в первую очередь, тем, что его мембрана имеет очень маленькую площадь и в процессе колебаний «захватывает» сравнительно небольшой объем воздуха.

Получить мощные звуковые колебания можно с помощью громкоговорителя. В настоящее время наиболее широкое распространение получили эллиптические и круглые электродинамические громкоговорители с постоянными магнитами (рис. 83).

Рис. 83. Если через звуковую катушку громкоговорителя пропустить переменный ток, то диффузор будет колебаться в поле постоянного магнита и создавать звуковые волны.

Основой такого громкоговорителя является штампованный металлический корпус, на котором закреплен постоянный магнит и диффузор. Диффузор штампуют из специальной массы, которая после высыхания несколько напоминает плотную бумагу. К вершине диффузора прикреплен бумажный цилиндр, который служит каркасом для так называемой звуковой катушки. Звуковая катушка обычно содержит 20–50 витков медного провода диаметром 0,1–0,5 мм, намотанных в один, а иногда и в два слоя. Начало и конец звуковой катушки подпаяны к небольшим медным заклепкам, укрепленным непосредственно на диффузоре. Для соединения с катушкой от заклепок сделаны отводы из гибкого многожильного провода.

Важной характеристикой динамического громкоговорителя является сопротивление его звуковой катушки для постоянного тока R_зв, которое у большинства громкоговорителей лежит в пределах от 2–3 ом до 10–15 ом (лист 127).

Однако при расчетах и измерениях в большинстве случаев учитывается не R_зв, а полное (с учетом индуктивности) сопротивление катушки для частоты 400 гц. Как правило, полное сопротивление всего лишь на 10–20 % превышает сопротивление катушки постоянному току. Поэтому в радиолюбительской практике при расчетах можно пользоваться величиной R_зв, которую легко определить с помощью обычного омметра.

Звуковая катушка помещается в сильное магнитное поле постоянного магнита. Нам уже известно, что если через катушку пропустить электрический ток, то она сама создаст магнитное поле, которое будет тем сильней, чем больше величина тока. От направления этого тока зависит расположение магнитных полюсов катушки. Так, например, при одном каком-нибудь направлении тока катушка притягивается к северному полюсу постоянного магнита, при обратном направлении тока катушка отталкивается от северного полюса магнита.

Если пропустить через звуковую катушку громкоговорителя переменный ток, то, взаимодействуя с постоянным магнитом, она будет двигаться то в одну, то в другую сторону, следуя за всеми изменениями тока. Совершенно очевидно, что вместе с катушкой будет двигаться и диффузор, увлекая за собой окружающий воздух. Движение диффузора создает колебания воздуха, которые по частоте и по силе будут соответствовать току в звуковой катушке.

Чем больше ток, протекающий по звуковой катушке, тем сильнее колеблется диффузор, тем громче создаваемый им звук. Однако беспредельно увеличивать ток в звуковой катушке нельзя: если превысить ток, допустимый для данного типа громкоговорителя, то громкоговоритель будет «перегружаться» и звук будет воспроизводиться с сильными искажениями. Очень большая перегрузка громкоговорителя может совсем вывести его из строя: может сгореть звуковая катушка, а при сильных «толчках» тока диффузор может повредиться.

Для каждого типа громкоговорителя существует максимальная электрическая мощность, которую можно подвести к звуковой катушке, не вызывая сильных искажений звука. Этой мощности, выраженной в ваттах, соответствует первая цифра в названии громкоговорителя.

Так, например, громкоговоритель 0,5ГД-5 имеет максимальную мощность 0,5 вт, 1ГД-9 – рассчитан на 1 вт, 5ГД-14 – на 5 вт, и т. д. Совершенно очевидно, что если громкоговоритель рассчитан на мощность 1 вт, то он будет работать без искажений и при меньшей мощности. Наиболее часто встречающиеся в наименовании громкоговорителя буквы «ГД» означают «громкоговоритель динамический», а последняя цифра указывает тип громкоговорителя (лист 127).

Однако не вся электрическая мощность, подводимая к громкоговорителю, расходуется на создание звуковых колебаний – часть ее теряется на нагревание проводов звуковой катушки, на механические потери в диффузоре и т. п. Для большинства типов громкоговорителей мощность звуковых колебаний в несколько десятков раз меньше, чем подводимая электрическая мощность.

Электрическая мощность, подводимая от усилителя к звуковой катушке громкоговорителя, – это и есть так называемая выходная мощность усилителя низкой частоты. Следует заметить, что первая цифра в названии громкоговорителя относится не к мощности звуковых колебаний, а именно к электрической мощности, которая от усилителя НЧ подводится к звуковой катушке.

При одной и той же выходной мощности преобразование электрической энергии в звуковые колебания происходит значительно эффективнее, когда громкоговоритель закреплен на акустическом экране – специальной доске из дерева или толстой фанеры, которую радиолюбители часто называют отражательной доской. Громкоговоритель, установленный на отражательной доске, работает не только громче, но и лучше воспроизводит все звуковые частоты, особенно низкие («басы»). Еще лучше и громче будет работать громкоговоритель, если его вместе с акустическим экраном («отражательной доской») установить в ящик.

Зная мощность Р_зв, подводимую к громкоговорителю, и сопротивление его звуковой катушки R_зв, можно легко подсчитать ток в звуковой катушке I_зв и напряжение на ней U_зв(лист 128).

Вопрос о том, какой громкоговоритель применить в приемнике или усилителе и какую подвести к нему мощность, должен решаться в зависимости от требований, предъявляемых к данной установке. Так, например, головной телефон удовлетворительно работает при мощности менее 1 мвт (1 мвт = 0,001 вт).

Для карманного приемника с громкоговорителем можно ограничиться выходной мощностью 20–50 мвт. В небольшом помещении стационарный приемник звучит достаточно громко при выходной мощности 200 мет (0,2 вт). Простейшие промышленные приемники имеют выходную мощность 0,5–1 вт, а более дорогие – до 3–8 вт. В усилителях, предназначенных для озвучания больших помещений, например в установках звукового кино, выходная мощность может достигать нескольких сот ватт, а усилители низкой частоты на больших радиоузлах имеют мощность несколько киловатт (1 квт = 1000 вт).

Получение необходимой мощности – это лишь одно из требований к усилителю НЧ. Другое важнейшее требование можно коротко сформулировать так: усилитель должен работать без заметных искажений.

УСИЛИВАТЬ БЕЗ ИСКАЖЕНИЙ!

Вам, очевидно, приходилось слышать плохо налаженный приемник или усилитель, где воспроизводимая речь и особенно музыка сильно искажены: многие музыкальные инструменты звучат неестественно, а некоторые из них, например барабан, почти совсем не слышны. В таком усилителе периодически, особенно при больших уровнях громкости, вместе с музыкой слышатся неприятные хрипы и шорохи. Все эти искажения обычно возникают из-за плохой работы усилителя или повреждений в громкоговорителях. Правда, иногда сильные искажения могут возникать и на передающей стороне: в аппаратуре студий или на радиоперадатчиках.

Чаще всего нам приходится сталкиваться с двумя видами искажений: частотными и нелинейными.

Частотные искажения появляются тогда, когда усилитель по каким-нибудь причинам неодинаково усиливает или громкоговоритель неодинаково воспроизводит электрические колебания разных частот. Так, например, если перед микрофоном выступают два певца – бас и тенор, а усилитель НЧ приемника плохо усиливает низшие звуковые частоты, то в месте приема у слушателя создается впечатление, что певец-бас поет намного тише своего коллеги. Особенно заметны частотные искажения, когда воспроизводится музыка в исполнении оркестра.

В каждом усилителе имеются такие элементы, как трансформаторы, конденсаторы, катушки индуктивности, из-за которых и возникают частотные искажения. Это связано с тем, что сопротивление х_Lи х_C, которое оказывают перечисленные элементы переменному току, зависит от частоты этого тока. Поэтому, когда сигнал проходит по тем цепям усилителя, где имеется индуктивность или емкость, может произойти ослабление низших частот, например из-за увеличения х_C при уменьшении частоты, или высших частот, например из-за возрастания x_L.

Можно избежать частотных искажений, если подобрать элементы усилителя с таким расчетом, чтобы он в одинаковое число раз усиливал электрические колебания всех звуковых частот от 30 гц до 10–15 кгц. Однако получить равномерное усиление в таком широком диапазоне частот довольно трудно, и поэтому в простых приемниках ограничиваются низшими частотами (50—150 гц) и высшими (6–7 кгц), что заметно упрощает схему и облегчает подбор деталей усилителя.

Для оценки частотных искажений обычно пользуются частотной характеристикой, которая показывает, какую величину имеет коэффициент усиления на различных частотах (рис. 84).

Рис. 84. Частотная характеристика усилителя показывает, как его коэффициент усиления зависит от частоты.

Коэффициент усиления k показывает отношение напряжения на выходе усилителя U_выx к напряжению на входе U_вx, то есть фактически показывает, во сколько раз выходное напряжение больше входного.

Как правило, коэффициент усиления уменьшается на крайних – высших и низших – частотах. Сравнивая усиление на той или иной частоте с усилением на какой-нибудь средней частоте (обычно средней считают частоту 1000 гц), можно количественно оценить частотные искажения. Так, например, если сигнал с частотой 1000 гц усиливается в сто раз, а сигнал с частотой 50 гц – в пятьдесят раз, то на частоте 50 гц частотная характеристика «завалена» и коэффициент усиления снижается на этой частоте в два раза. Обычно завал или подъем частотной характеристики измеряют в децибелах (дб). На стр. 184 есть таблица, с помощью которой можно определить, какой подъем или завал частотной характеристики соответствует тому или иному числу децибел (лист 129).

Наряду с усилителем частотные искажения может вносить и громкоговоритель. Так, например, громкоговорители с малой площадью диффузора сильно заваливают низшие частоты, а большие громкоговорители плохо воспроизводят высшие частоты. Для того чтобы добиться равномерного воспроизведения широкой полосы частот, в приемниках высокого класса устанавливают несколько различных громкоговорителей.

Для полной оценки частотных искажений снимают частотную характеристику, измеряя не выходное напряжение U_вых, а звуковое давление, создаваемое громкоговорителем. Начинающим радиолюбителям подобные измерения проводить трудно, и поэтому им приходится оценивать работу приемника на слух.

Если внимательно прислушаться к передаче, особенно при воспроизведении музыки, то можно легко обнаружить завал низших частот (рис. 85, 87).

Рис. 85. Частотная характеристика может иметь завал в области низших частот. В этом случае басы (контрабас, барабан, виолончель и др.) воспроизводятся слабо.

В этом случае звук становится «сухим», такие инструменты, как контрабас, виолончель и особенно барабан, прослушиваются плохо. В случае же завала высших частот звук становится глухим, «бубнящим» – скрипки, флейты звучат приглушенно (рис. 86, 87).

Рис. 86. В случае завала частотной характеристики в области высших частот звук получается бубнящим, приглушенно звучат такие инструменты, как скрипка, флейта, труба.

Рис. 87. Усилитель с равномерной частотной характеристикой одинаково хорошо воспроизводит все звуковые частоты.

Проверять усилитель нужно тогда, когда громкоговоритель укреплен на доске и вставлен в ящик, так как в противном случае будут очень сильно завалены низшие частоты.

Нелинейные искажения в той или иной степени возникают во всех звеньях радиовещательного тракта: в передатчике, приемнике, различных усилителях, микрофоне, громкоговорителе и т. д. Эти искажения фактически представляют собой искажение формы кривой сигнала. В усилителе НЧ нелинейные искажения обнаруживаются тогда, когда график выходного напряжения становится не. похожим на график входного напряжения. Так, например, в те моменты, когда входное напряжение растет, в результате нелинейных искажений выходное напряжение может оставаться неизменным (вершины графика выходного напряжения становятся приплюснутыми). Вследствие искажения формы кривой, звук, воспроизводимый громкоговорителем, оказывается не похожим на звук перед микрофоном: он становится хриплым и дребезжащим (рис. 88).