Рудольф Сворень - Ваш радиоприемник

…Называть трансформатор элементом радиоэлектронной аппаратуры не очень-то удобно — он впервые появился в электроэнергетике и по сей день занимает там ведущее положение. Правда, в энергетике у трансформатора довольно узкий круг обязанностей — в основном он повышает напряжение так, чтобы можно было передавать электроэнергию на большие расстояния с небольшими потерями, а затем понижает напряжение до сравнительно безопасной и удобной потребителям величины. Подобные функции выполняет трансформатор и в электронной аппаратуре — вы это видели на примере силового трансформатора приемника, обеспечившего пониженное напряжение накала и повышенное напряжение для анодного выпрямителя. Силовые трансформаторы, так же как и выпрямители, вы найдете почти в любом электронном устройстве, получающем питание от сети переменного тока.

Кстати, в радиоле «Рекорд-61» можно заметить следы еще одного представителя семейства трансформаторов — автотрансформатор. Вы видите, что электродвигатель радиолы получает пониженное напряжение не от отдельной обмотки, а от ответвления сетевой. Если допустить, что металлическое шасси радиолы будет непосредственно соединено с одним из проводов сети (а некоторые конструкторы, к сожалению, действительно идут на это), то можно вместо трансформатора применить автотрансформатор — выбросить все вторичные обмотки и вместо них сделать соответствующие отводы от сетевой.

В приемниках и другой бытовой аппаратуре автотрансформаторы встречаются редко. Никакая экономия провода и стали не может компенсировать нарушение, пусть даже небольшое, условий безопасности радиослушателя. Случайно тронув соединенное с сетью шасси, можно попасть под напряжение. Часто встречается автотрансформатор в виде отдельного прибора, который позволяет в некоторых пределах повышать или понижать напряжение сети.

Радиоэлектроника научила трансформатор многим новым профессиям. Вы сами видели, как в выходном каскаде усилителя НЧ с помощью небольшого сопротивления громкоговорителя трансформатор сумел удовлетворить большие запросы анодной цепи лампы. Подобные задачи — согласование генератора с нагрузкой — трансформатору приходится нередко решать в электронной аппаратуре, и па этот случаи для него даже придумано специальное название — согласующий трансформатор. Еще с одной профессией трансформатора мы встретились в двухполупериодном выпрямителе и двухтактном выходном каскаде, где с помощью разделенной на две части обмотки удалось получить два противоположных по фазе напряжения. Наконец, в гетеродине, преселекторе и фильтрах ПЧ мы видели, как трансформаторная связь используется для передачи сигналов из одной цепи в другую с помощью магнитного поля, без непосредственного соединения этих цепей.

…В радиоле нам повстречались и представители «хитрого дела» — коммутации. Это были выключатель сети, переключатель сетевых напряжений и, конечно, переключатель диапазонов. В будущем вы, по-видимому, встретите и более сложные переключающие системы, по сравнению с которыми даже переключатель диапазонов нашей радиолы может показаться сущим пустяком. Возьмите, к примеру, переключатель программ телевизора или тот же переключатель диапазонов в приемнике высокого класса с несколькими растянутыми коротковолновыми диапазонами, наконец, небольшую автоматическую телефонную станцию, где имеется множество коммутирующих элементов. Однако даже в самых громоздких переключающих системах используются довольно простые принципы коммутации — закорачивание и переключение, и вся сложность обычно связана только с количеством коммутируемых контактов. Вы сумеете разобрать любую сложную систему переключении, если поняли, как работают простые переключатели и если, конечно, мобилизуете на это дело свое внимание и память.

…Мы уже говорили, что все современные радиовещательные приемники строятся по супергетеродинной схеме. Но принципы супергетеродинного приема используются не только в радиовещательных приемниках и даже не только в приемниках. По супергетеродинной схеме построены все современные телевизоры. Преобразование частоты широко используется во многих контрольных и измерительных приборах и даже в электронных музыкальных инструментах.

Один из таких инструментов был изобретен еще в двадцатых годах советским инженером Терменом. Основа «Терменвокса» — два высокочастотных генератора, с которых, так же, как и в супере, напряжение подается на преобразователь частоты. В анодную цепь преобразователя включен фильтр, выделяющий разностную частоту. В контуре одного из генераторов имеется необычный элемент настройки — длинный металлический стержень. Он-то и служит своеобразной клавиатурой инструмента. Музыкант перемещает вблизи этого стержня руку и таким образом меняет его емкость относительно земли, а значит, меняет частоту одного из генераторов.

Частоты обоих генераторов «Термепвокса» в обычном, нерабочем состоянии равны, и поэтому никакого сигнала разностной частоты нет. По мере того как изменяется частота одного из генераторов, на выходе преобразователя появляется и разностная частота, причем сначала она очень мала — единицы десятки герц, а затем постепенно увеличивается. Низкочастотный сигнал с выхода преобразователя подается на усилитель НЧ, а затем воспроизводится громкоговорителями.

…Из всех своих новых знакомых вы, пожалуй, чаще всего будете сталкиваться со скромными и незаметными тружениками — делителями напряжения, шунтами, гасящими сопротивлениями. Они — везде, где нужно погасить избыток мощности, ответвить лишний ток, разделить на части напряжение.

Можно было бы многое рассказать о простейших элементах электрической цепи, о том, как они выполняют свои обязанности в самой различной конкретной обстановке, но, пожалуй, мы не будем этого делать — рассказ получится слишком однообразным, в нем все время будут повторяться ссылки на основные законы электротехники, которым мы уже посвятили немало страниц в самом начале книги.

Скромный германиевый диод ввел нас в замечательный мир полупроводниковых приборов. Их применение в технике началось сравнительно недавно, а сегодня уже трудно перечислить все профессии полупроводников. Они преобразуют световую и тепловую энергию в электрическую и, наоборот, с помощью электричества создают тепло и холод. Тонкая технология на основе полупроводниковых кристаллов открывает в радиотехнике новую эпоху — эпоху твердых схем, в которых роль усилителей, конденсаторов, сопротивлений и других элементов выполняют отдельные молекулы или их небольшие группы. Полупроводники можно встретить и в обычном фотоэкспонометре, и в квантовом генераторе — источнике «игольчатых» лучей, и в термоэлектрических преобразователях — в приборах, которым предстоит открыть для человека бескрайние океаны энергии солнечных излучений. Но, конечно, чаще всего, по крайней мере сегодня, с полупроводниками встречаются радиоспециалисты. Они уже не хотят и даже не могут обходиться без полупроводниковых выпрямителей и экономичных усилительных приборов — транзисторов.

Транзистор фактически представляет собой два полупроводниковых диода с общей зоной n (транзистор р-n-р) или с общей зоной р (транзистор n-р-n), то есть с двумя pn-переходами. Один из них можно сравнить с участком катод-сетка электронной лампы, другой — с участком катод-анод.

В усилителе и генераторе транзистор делает примерно то же, что и электронная лампа, — с его помощью слабый сигнал управляет энергией источников питания и таким образом создает свою «мощную копию». Процессы управления движущимися зарядами в транзисторе резко отличаются от того, что происходит в лампе, однако ламповый и транзисторный усилительные каскады имеют много общего. В обоих случаях помимо самого управляющего прибора в усилительном каскаде вы обязательно встретите нагрузку, цепи смещения и утечки, фильтры для разделения постоянной и переменной составляющих, элементы межкаскадной связи и, конечно, источники питания. Правда, когда идет речь о транзисторном усилителе, то об источниках питания нужно говорить в единственном числе. В отличие от лампы, которой нужно «подать на обед» как минимум два напряжения — накальное и анодное, транзистор удовлетворяется только одним, да и то очень небольшим постоянным напряжением, чаще всего 6–9 в. Такая неприхотливость — одно из главных достоинств транзистора. Оно приобретает особое значение в переносной аппаратуре с питанием от батарей. Современный транзисторный приемник, например, по весу и габаритам оказывается меньше, чем одна только анодная батарея лампового приемника.

* * *

НАЧИНАЙТЕ С КОНЦА

Именно так нужно поступать, когда вы пытаетесь обнаружить, почему молчит приемник. Для начала троньте пальцем гнездо звукоснимателя — если приемник «зарычит», значит усилитель низкой частоты работает и неисправность нужно искать в высокочастотном тракте. Если же усилитель НЧ «мертв», то отправляйтесь в самый конец усилительного тракта — проверьте цепи громкоговорителя и выходного трансформатора, посмотрите, подается ли питание на лампы, ну и, конечно, исправны ли они.