Уважаемые читатели, Вы знаете что такое: детектор, «деревянная антенна», металлический изолятор? А почему это зеркало зеркальное? Что такое радио FM? Вы слышали про такое как: гармоники, обратная связь, супергетеродин? Из какой «оперы» такие названия как: максимум максиморум, DSB, SSB, ПАЛСЕКАМ? Что чернее чёрного? И почему это кино, которое Вы смотрите по телевидению, короче на 4%? А Вы знаете как подключить два-три телевизора к одной антенне? А почему одни спутники «висят» над землёй, а другие движутся? Если Вы затрудняетесь с ответом или впервые слышите обо всём этом, или Вам просто интересно, то все мои мини-лекции для Вас!
Все мини-лекции в большей или меньшей степени связаны между собой. И содержание предыдущей лекции так или иначе раскрывает содержание последующей! Насколько возможно, постараюсь Вас не нагружать подробностями. Думаю, что Вы узнаете что-то новое для себя, полезное и посмотрите на всё другими глазами!?
Детекторный радиоприёмник. Самый простой. Самый дешёвый. Самый, самый... Ему не нужно какое-либо питание. Он работает за счёт принимаемого сигнала! Всё, что нужно было, так это длинная антенна и хорошее заземление! И на этом преимущества заканчивались! А далее одни недостатки! Низкая чувствительность, так, что принимались лишь мощные близлежащие радиостанции. Низкая избирательность, зачастую приходилось слушать две, а то и три одновременно работающие радиостанции! Приём ведётся, на так называемые головные телефоны, или как их неправильно называют, — наушники. Слушать можно только одному — двум слушателям, увы! Детекторный радиоприёмник прост в изготовлении и использовании. Один из вариантов такого радиоприёмника Вы видите на рисунке вверху, слева. Это реконструкция 1983-го года, моего детекторного радиоприёмника собранного ещё в далёком, 1956 году. Одним радиоприёмником промышленного изготовления я пользовался в 1960-м году. Небольшая пластмассовая коробочка под названием «Комсомолец» рисунок внизу, слева.
Принципиальная схема на рис3.
«Комсомолец» настраивался на станции изменением индуктивности катушки контура. Перестройка велась с помощью сердечника из ферромагнитных материалов и скачками манипуляцией непосредственно катушкой контура. Мой же самодельный перестраивался изменением индуктивности. С помощью ползунка менялось число витков катушки. На рисунке антенный вход (a). Заземление (f). Катушка контура (b). Ползунок (c). Детектор (d) и гнёзда подключения головных телефонов (e).
Схема моего радиоприёмника на рис2.
Забудем на время о том, что Вы прочитали и посмотрим на рис1. Это схема одного из вариантов детекторного приёмника. Вся схема разделена на три функциональные части. Первая слева, это колебательный контур. Он состоит из катушки индуктивности L и конденсатора Сп. А так как контур подключен к антенне и заземлению, то к контуру подключен конденсатор, — антенна и поверхность земли. Кстати, это учитывается во всех схемах и в моём тоже! Стрелочка перекрещивающая пластины конденсатора говорит о том, что конденсатор переменной ёмкости. Принцип действия показан на рис4а и там же общий вид конденсатора заводского изготовления. С амплитудной модуляцией Вы уже познакомились и картинка слева, на рис4 Вам знакома. Детектор, точечный полупроводниковый диод, отличающийся малой ёмкостью и работой на высоких частотах (радиочастотах). Пропуская через себя только положительные составляющие промодулированного сигнала он работает как вентиль. Нам высокочастотная составляющая не нужна и её через блокировочный конденсатор Сб прямёхонько отправляем на землю. То есть через головные телефоны она не проходит. Низкочастотная же составляющая наоборот, проходит через головные телефоны, превращаясь в звук.
Осталось разобраться с колебательным контуром. Если не применять высоких слов, то это фильтр! Его задача отделять нужный сигнал от остальных. Проще говоря он должен пропустить полосу частот переданную радиостанцией. Как это всё работает? На рис.6а — общий вид контура, а на рис.6b — схема. На рис.7, — схема поясняющая принцип работы колебательного контура. Подключенная батарея (элемент) к конденсатору заряжает его. После заряда отключаем батарею (элемент) от конденсатора и замыкая ключ, соединяем заряженный конденсатор к катушке индуктивности. Конденсатор начнёт разряжаться через катушку. Катушка индуктивности является инертным элементом и протекание тока через неё не прекратится и после того как конденсатор полностью разрядится! Продолжающий течь ток начинает перезаряжать конденсатор. Заряженный же конденсатор начнёт тут же разряжаться, но ток пойдёт уже в противоположную сторону. И процесс будет продолжаться до тех пор пока вся энергия израсходуется на нагрев проводов и прочие потери. Протекающий по цепи ток будет иметь синосуидальную форму, с уменьшающейся со временем амплитудой рис5. Говорят, что в контуре будут происходить затухающие колебания с частотой по формуле на рис.8, зависящие от параметров контура L и C. Длина волны по формуле на рис.9.
В идеале на частоте собственных колебаний (на частоте резонанса) сопротивление контура в точках подключения антенны и заземления будет высоким, а на других низким. И чем дальше частоты находятся от резонансной, тем более сопротивление будет стремиться к нулю и независимо выше резонансной частоты или ниже. На рис.11 показана типичная для колебательного контура амплитудно-частотная характеристика. Если максимальное значение принять за единицу, то точки на уровне 0,707 дадут частоты ограничившие полосу пропускания контура. Полоса пропускания П будет равна разности частот [f2-f1]. Отчего же зависит полоса пропускания и можно ли её изменить? Да можно! Для оценки качества контура существует такой параметр как Q, — добротность контура. Её зависимость показана на рис.10. Сопротивление потерь, катушки r считаем постоянной (почти), то Q зависит в основном от соотношения L и C контура. На графиках рис.12 показано как от величины добротности меняется кривая амплитудно-частотной характеристики и соответственно полоса пропускания.
Перестраивая контур с помощью конденсатора переменной ёмкости мы естественно изменяем и добротность рис.10,12. И хотя это всё теоретически, но всё же! Стало быть и избирательность изменяется. Самая высокая в начале диапазона и низкая в конце. Но если учесть емкость антенна-заземление то изменение добротности будет не так резко изменяться. И это хоть немного, но радует!
Продолжение темы в следующей мини-лекции «Прямое усиление» http://www.proza.ru/2016/03/03/634