Радио?.. Это очень просто! - Смирнова Ю. Л. - Страница 15

Л. — Однако все это очень просто и ты это поймешь, когда я объясню тебе действие генератора, который в некоторых случаях применения называется гетеродином.

Н. — Я читал в объявлениях о продаже «супергетеродинов», но никогда не слыхал просто о гетеродинах. Не рекламное ли это преувеличение?

Л. — Нет, успокойся. Супергетеродин — приемная схема, о которой я тебе позже расскажу. А просто гетеродин — это устройство, служащее для создания переменных токов высокой или низкой частоты. Генератор, производящий мощные токи высокой частоты, которые направляются в антенну, называется радиопередатчиком. Если, кроме того, микрофонный ток воздействует на ток высокой частоты или, как говорят, он его модулирует, мы имеем дело с радиотелефонным передатчиком.

Н. — Но я бы очень хотел узнать, как устроен генератор. Не похож ли он на генераторы переменного тока, которые установлены на центральных электростанциях?

Л. — Нет, дружище. Так же, как искусный повар знает тысячи способов приготовления яиц, так и радиотехники умеют приспособить лампу для различных применений. Очень простая схема генератора изображена на рис. 36,а. Что ты на ней видишь?

Н. — Я вижу колебательный контур LC, включенный между сеткой и катодом лампы. С правой стороны изображена катушка L1, включенная в анодную цепь лампы. Наконец, имеется батарея Бс, создающая отрицательное напряжение на сетке лампы относительно ее катода.

Л. — Заметь также, что катушки L и L1 располагаются так, что между ними существует индуктивная связь, а обмотки их идут в одном направлении, т.е. ток от катода к сетке в катушке L идет в том же направлении, что и в катушке L1 (от анода к положительному полюсу батареи высокого напряжения Ба).

Н. — Все это ясно из рисунка, но для чего все это?

Л. — Подумай. Что произойдет в момент включения схемы?

Н. — Ничего особенного… Излученные катодом электроны притянутся анодом через сетку; затем они пройдут по катушке L1 слева направо и через батарею Ба снова вернутся на катод. Больше я ничего не вижу.

Л. — Не забудь, что между катушками L и L1 имеется индуктивная связь, поэтому произойдет еще что-то…

Н. — Это верно… Значит, когда через катушку L1 пойдет ток слева направо, в катушке L наведется по закону индукции ток противоположного направления.

Л. — Правильно. Так как ток в катушке L1 увеличивается, то индуктированный ток в катушке L будет иметь противоположное направление, чтобы оказать сопротивление возрастанию индуктирующего тока.

Н. — Теперь этот ток, идущий через катушку L справа налево, увлечет электроны сетки и правой пластины конденсатора С и соберет их на катоде и левой пластине (рис. 36,б).

Л. — Ты видишь, что сетка станет более положительной.

Рис. 36. Четыре фазы колебаний тока в генераторе.

1 — кривая изменения тока в анодной катушке L1; 2 — то же в сеточной катушке L.

Обратите внимание на распределение электронов на пластинах конденсатора С.

Н. — Но тогда она будет способствовать увеличению тока анода, который наведет в катушке L еще более сильный ток, сделающий сетку еще более положительной, и…

Л. — Стой!.. Если ты будешь продолжать в том же духе, то договоришься вскоре до миллиона ампер. Не забудь, однако, что анодный ток не может бесконечно возрастать.

Н. — Действительно, он ограничен величиной тока насыщения. Стало быть, когда сетка будет достаточно положительной, чтобы анодный ток достиг насыщения, он больше не будет увеличиваться. А так как он больше не будет изменяться, никакого тока в катушке L не будет.

Л. — Какое заблуждение! Конечно, не будет больше тока, индуктированного катушкой L1. Однако разве ты не видишь, что тогда конденсатор С будет заряжен?

Н. — В самом деле. И он начнет, следовательно, разряжаться, причем потенциал сетки лампы окажется более отрицательным. Но мне кажется, что в этих условиях анодный ток начнет убывать.

Л. — Конечно. И это новое изменение тока в катушке L1 вызовет в катушке L новый индуктированный ток; но в каком направлении он пойдет теперь?

Н. — Несомненно, слева направо. Прежде всего потому, что ты спрашиваешь таким тоном…, а затем и потому, что ток в катушке L1 уменьшается, а ток в катушке L с его духом противоречия пойдет в том же направлении, т. е. слева направо, чтобы оказать сопротивление этому уменьшению.

Л. — Вот это логично! И, таким образом, когда конденсатор С будет разряжен (рис. 36, в), процесс на этом не закончится. Ток в катушке L1 будет продолжать индуктировать ток в катушке L, в результате чего потенциал сетки лампы будет становиться все более и более отрицательным и анодный ток в конце концов совсем прекратится.

Н. — Однако, как я вижу (рис. 36,г), конденсатор будет в этот момент снова заряжен. Следовательно, он начнет разряжаться. Потенциал сетки лампы станет менее отрицательным. Снова появится анодный ток, который начнет возрастать…

Л. — И все начнется сначала! Разве ты не видишь, что мы вернулись к исходной точке наших рассуждений?

Н. — Это правда. Но это ведь дьявольски сложно!

Л. — Не настолько, как тебе кажется. Рассмотрим токи в сеточной и анодной цепях. Ты видишь, что в сеточной цепи ток идет сначала в одном направлении, увеличивается и уменьшается, затем меняет направление и снова увеличивается…

Н. — Следовательно, это переменный ток?

Л. — Да. А какова его частота?

Н. — Конечно, его частота равна собственной частоте колебательного контура LC, находящегося в сеточной цепи лампы. Ведь в этом контуре, как ты мне раньше объяснял, конденсатор С попеременно заряжается и разряжается на катушку индуктивности L.

Л. — Это правильно. Только эти колебания не затухают и не прекращаются после нескольких колебаний, а поддерживаются путем постоянного добавления энергии, которую поставляет анодная батарея Ба через катушку L1, связанную индуктивно с катушкой контура L.

Н. — Мне кажется, что я понял. Итак, движение электронов в колебательном контуре похоже, как мы уже отмечали, на движение маятника стенных часов. Точно так же, как маятник останавливается после определенного количества колебаний, если ничто не поддерживает это движение, так и электроны колебательного контура не будут постоянно двигаться через катушку индуктивности попеременно с одной пластины конденсатора на другую. Чтобы поддерживать движение маятника, имеющаяся в часах натянутая пружина должна сообщать каждому колебанию маятника совсем небольшой толчок. В генераторе роль пружины играет батарея Ба.