Незнайкин долго размышлял о супергетеродине и нашел в нем крупный дефект. К счастью, Любознайкин легко преодолевает препятствия. В результате нашим друзьям удается изобразить практически осуществимую схему. Чтобы закончить беседу. Любознайкин излагает своему ученику принцип действия и устройства различных громкоговорителей. Но на этом беседы еще не заканчиваются…

ИСТОРИЯ ОДНОГО РАЗБОЙНИКА

Незнайкин. — Я с трудом мысленно переварил то, что узнал о супергетеродине. К счастью, моя эрудиция в области древней истории помогла мне в этом.

Любознайкин. — Клянусь октодом, я не вижу какой-либо связи между…

Н. — Не нервничай. Супергетеродин напоминает мне эдакого симпатичного гангстера античности, которого звали Прокруст. Обладая глубоко развитым чувством гостеприимства, он укладывал своих гостей на железную кровать и отрезал им ноги, если они были длиннее кровати. Если же они не достигали края кровати, то он их вытягивал.

Л. — Да, история этого античного разбойника мне известна, но…

Н. — Разве не тот же принцип лежит и в основе супергетеродина? Ведь какова бы ни была частота принимаемого сигнала, ее стараются изменить так, чтобы получать всегда одну и ту же постоянную частоту, т. е. ту, на которую настроены контуры усилителя промежуточной частоты.

Л. — Ты прав, Незнайкин. Супергетеродин — настоящее прокрустово ложе для частот различных передатчиков.

Н. — Не знаю, правильно ли я понял принцип работы супергетеродина, но одно обстоятельство меня очень беспокоит.

Л. — Что же именно, дружище?

Н. — Предположим, что промежуточная частота равна 100 кгц и что мы хотим слушать передачу на частоте 1 Мгц. Для этого гетеродин надо настроить на 900 кгц, так как разность между двумя составляющими частотами будет точно 100 кгц. Но предположим теперь, что другая станция работает на частоте 800 кгц и ее сигнал также попадает на смесительную лампу. Эта частота, складываясь с частотой гетеродина, создаст результирующую частоту тоже 100 кгц Следовательно, она также будет усиливаться в каскадах усиления промежуточной частоты и будет слышна в громкоговорителе.

Л. — Твои рассуждения правильны. Действительно, для каждой частоты местного гетеродина имеются две частоты входного сигнала, которые дают одну и ту же промежуточную частоту; один сигнал имеет частоту выше, чем частота гетеродина, а другой — ниже. Их называют зеркальными частотами.

Н. — Но это очень тоскливо слушать две передачи сразу.

Л. — Полностью с тобою согласен. Однако и тут есть средство: надо сделать так, чтобы на смесительную лампу попадала только та из частот, которая нужна.

Ты, наверное, заметил, что интервал между двумя зеркальными частотами равен удвоенному значению промежуточной частоты. Если выбрать достаточно высокую промежуточную частоту, например 465 кгц, то зеркальные частоты окажутся разнесенными на 930 кгц. При этом достаточно иметь хорошую избирательность по входной цепи, чтобы полностью исключить возможность зеркального приема. Для этого на входе приемника используют контур с высокой избирательностью, который называют преселектором. Другой вариант состоит в том, что мешающую частоту устраняют при помощи каскада предварительного усиления высокой частоты с избирательными контурами.

Н. — Я предпочитаю последний способ. Мне кажется, что перед тем как преобразовать приходящий из антенны сигнал, ослабленный длинным путешествием от передатчика к приемнику, его хорошо немного усилить…

Не думаешь ли ты, что теперь, когда мы уже столько знаем о супергетеродине, пришла пора подумать о приемнике для твоей тетушки, ведь она так долго его ждет. Можешь ли ты нарисовать схему?

ТЕТУШКИН ПРИЕМНИК

Л. — Вот она, полностью вычерченная (рис. 97). Ты видишь в общих чертах, что она состоит из предварительного каскада усиления высокой частоты на лампе Л 1 , преобразователя на октоде Л 2 , каскада усиления промежуточной частоты на пентоде Л 3 , каскадов детектирования и предварительного усиления низкой частоты на комбинированной лампе-триоде Л 4 и, наконец, выходного оконечного каскада усиления низкой частоты на низкочастотном пентоде Л 5 .

Все эти элементы схемы в отдельности тебе уже хорошо знакомы, включая и блок питания от сети переменного тока с кенотроном Л 6 .

ИСТОРИЯ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ

Н. — Не совсем так, дружище. На твоей схеме я вижу незнакомую мне цепь с загадочной надписью АРУ. Да и о громкоговорителе ты мне ничего не рассказывал.

Л. — Ты не спеши, Незнайкин. АРУ — это одно из усовершенствований, улучшающих работу приемника. Но об этом мы поговорим после того, как познакомимся с устройствами и работой громкоговорителя.

Н. — Я полагаю, что он подобен телефонным наушникам, но в нем применяются более мощные магниты и большак мембрана.

Л. — Именно так и были устроены первые громкоговорители. А для увеличения громкости звука их снабжали длинным рупором в виде лебединой шеи, заимствованным от старинного фонографа (рис. 98). Звук походил на лязг железа, но первые слушатели были восхищены и этим. В таких громкоговорителях маленькая стальная мембрана выполняла сразу две функции: она преобразовывала низкочастотные колебания электрического тока в механические колебания и, сообщая эти колебания окружающему воздуху, создавала звуковые волны.

Рис. 98. Устройство электромагнитного громкоговорителя с рупором.

Н. — Это уж слишком много для бедного кусочка стали.

Л. — То же самое вынуждены были признать и техники. Поэтому функции были разделены: универсальная мембрана была заменена гибкой стальной пластинкой, вибрирующей под влиянием переменного электромагнитного поля, и большой конической мембраной — диффузором — из бумаги или другого такого же легкого материала (рис. 99).

Диффузор соединялся с вибратором при помощи тонкого стержня, по которому вибрации пластинки передавались диффузору, а затем и большой массе воздуха.

Рис. 99. Электромагнитный громкоговоритель с коническим диффузором.

Н. — Мне кажется, что это очень хорошо. Почему же ты говоришь об этих громкоговорителях в прошедшем времени?

Л. — Потому что такие громкоговорители больше уже не применяются из-за одного серьезного недостатка. Речь идет о слишком малой амплитуде колебаний вибрирующей пластинки. При слишком сильной вибрации пластинка ударялась о полюсы магнитов.

Н. — А разве нельзя было ее укрепить подальше от магнитов?

Л. — Увеличение расстояния приводило к уменьшению силы магнитного поля, а следовательно, и к уменьшению амплитуды вибрации. Благодаря твоему предложению мы оказываемся между двух огней.

Н. — Изобрели ли, однако, какую-либо систему, свободную от этих недостатков?

СОВРЕМЕННЫЙ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ

Л. — На смену электромагнитным громкоговорителям, основанным на старом принципе телефона, пришел с большим успехом электродинамический громкоговоритель. В этом громкоговорителе имеется электромагнит, состоящий из катушки, которая находится в очень сильном магнитном поле постоянного магнита (рис. 100). Через катушку проходит ток низкой частоты, вследствие чего она в свою очередь становится небольшим магнитом, полярность которого непрерывно изменяется. Поэтому она то притягивается магнитом, который стремится ее втянуть, то выталкивается из него. Эта катушка соединена с центром диффузора, которому она передает свои колебания. Ты видишь, что только упругость диффузора ограничивает в этом случае движения катушки.

Рис. 100. Устройство электродинамического громкоговорителя.

1 — магнит; 2 — подвижная катушка; 3 — диффузор.

Н. — Это действительно остроумно. Однако из рисунка видно, что места для размещения подвижной катушки очень мало.

Л. — Действительно, для концентрации постоянного магнитного поля расстояние между полюсами магнита должно быть как можно меньше. Поэтому, а также для того, чтобы подвижная катушка была возможно легче, она имеет малое количество витков, намотанных в один или максимум два слоя. Несмотря на то, что провод имеет очень малое сечение, он не может быть поврежден анодным током. Проходящий через катушку ток является лишь переменной составляющей благодаря наличию понижающего трансформатора, который, впрочем, необходим и по ряду других соображений.

Н. — Я полагаю, что постоянный магнит должен быть достаточно сильным.

Л. — Ты не ошибаешься. Когда-то ввиду относительно высокой стоимости хороших магнитных сплавов, из которых делались постоянные магниты, часто использовались электромагниты, намагничивающая обмотка которых располагалась на центральном стержне внутри электромагнита (рис. 101).

Рис. 101. Электродинамический громкоговоритель с подмагничивающей обмоткой.

1 — магнит; 2 — подвижная катушка; 3 — диффузор; 4 — обмотка подмагничивания.

Н. — А откуда берут ток для намагничивания?

Л. — Для питания больших громкоговорителей используется отдельный выпрямитель с фильтром, но для маломощных громкоговорителей, используемых в радиоприемниках, намагничивающим током может быть общий анодный ток, потребляемый всеми лампами, причем намагничивающая обмотка служит в этом случае дросселем фильтра (рис. 102).

Рис. 102. Схема с использованием подмагничивающей обмотки в качестве дросселя фильтра.

Н. — Это очень практично! Таким образом, намагничивающий ток обходится бесплатно.

Л. — Не совсем. Ведь на намагничивающей обмотке падает довольно большое напряжение, которое должно быть учтено при расчете выпрямительного устройства.

Н. — Теперь, после ознакомления с громкоговорителем, который является конечным звеном в длинной цепи радиопередачи, мне кажется, что больше нечего изучать в области радио.

Л. — В самом деле, на этом мы могли бы закончить наши беседы, так как ты знаешь в общих чертах основы радиотехники. Но современный приемник имеет некоторое количество элементов, целью которых является облегчение управления или улучшение качества звучания. Поэтому нам придется изучить наиболее употребительные из этих элементов для завершения твоего технического образования.