фильтров, резонансные кривые которых приближаются к прямоугольной форме в интервале 9 000 гц, после чего кривая резко падает и соседние передачи не усиливаются.
Полосовой фильтр состоит из двух связанных между собой колебательных контуров. В зависимости от величины связи (слабая, средняя сильная и очень сильная) резонансная кривая имеет одну из форм, показанных на рис. 160. Двугорбая форма кривой, характеризующая сильную связь, появляется лишь при связи, превышающей так называемую критическую связь. Только при связи, близкой к критической, резонансная кривая полосового фильтра имеет форму, позволяющую удовлетворить условию достаточной избирательности при хорошем качестве воспроизведения. Существует несколько типов связи двух контуров: индуктивная (на таком принципе основано устройство трансформаторов промежуточной частоты), емкостная, комбинированная емкостно-индуктивная, а также связь через общее сопротивление (емкостное, индуктивное или емкостно-индуктивное, см. рис. 116). Полосовые фильтры используются в качестве антенных контуров или в качестве цепей связи между лампами высокой и промежуточной частоты.
Рис. 160. Два связанных колебательных контура дают в зависимости от степени связи одну из этих четырех резонансных кривых. а — слабая связь; б — средняя связь; в — сильная связь; г — очень сильная связь.
Ширина полосы пропускания зависит от степени связи. С помощью регулируемой связи мы можем по своему усмотрению изменять ширину полосы частот, пропускаемой фильтром. Таким образом осуществляется переменная избирательность, позволяющая приспособиться к приему в самых разнообразных условиях. Чтобы слушать передачу удаленной станции, которая легко может быть забита мощным передатчиком, избирательность доводят до максимума, жертвуя качеством воспроизведения. В тех же случаях, когда прием близкой или мощной станции не требует высокой избирательности, связь увеличивают, чтобы добиться наивысшего качества передачи.
Искажения, возникающие в низкочастотных цепях приемника, принадлежат преимущественно к категории нелинейных искажений, причиной которых служит кривизна характеристик ламп. Эта кривизна присуща даже тому участку характеристики, который мы в первом приближении считали линейным. Пока речь шла об усилении небольших переменных напряжений, мы имели достаточно оснований считать этот участок линейным. Но в усилителях низкой частоты и особенно в оконечной лампе мы встречаемся с относительно большими переменными напряжениями и кривизна характеристики приводит здесь к заметным искажениям анодного тока. Анализ показывает, что изменение формы анодного тока приводит к появлению звуковых гармоник, т. е. колебаний с частотой в 2–3 и больше раз выше основной частоты воспроизводимого звука. Эти гармоники меняют тембр звука и соответственно искажают передачу.
Борьба с этими искажениями осуществляется по принципу «клин клином вышибается». Чтобы устранить или по крайней мере ослабить искажения в усилителе низкой частоты, в него вводят искажения, аналогичные тем, которые он вносит сам, но противоположного знака, с тем чтобы, одни искажения компенсировали другие. Но где взять искажения, идентичные искажениям, вносимым усилителем? Наиболее простой и надежный способ заключается в том, чтобы снять их с выхода самого усилителя и подать на вход в противоположной полярности к напряжению, которое их вызывает в процессе усиления. Вот мы и пришли к принципу отрицательной обратной связи. Идеальным решением было бы снимать с выхода только напряжение, соответствующее искажениям. Но его, разумеется, невозможно выделить из всего напряжения. Поэтому с выхода снимается некоторая часть и всего напряжения, которая и подается на вход усилителя в противоположной полярности с усиливаемым напряжением U (рис. 161).
Рис. 161. Принципиальная схема отрицательной обратной связи. Необходимая часть выходного напряжения снимается с потенциометра R.
Что же при этом происходит? Имея противоположную полярность относительно входного напряжения U, напряжение и вычитается из него, в результате чего входное напряжение падает до значения U — u. Но это неважно, так как снижение может быть компенсировано соответствующим усилением в других звеньях. Важно то, что в напряжении U — u имеются искажения, которые не существовали в напряжении U и которые противоположны искажениям, возникающим в усилителе. В результате искажения на выходе значительно снижаются. Так как входное напряжение U уменьшается до значения U — u частью выходного напряжения u, отрицательная обратная связь в известной мере снижает усиление. Ее следует применять лишь в усилителях, имеющих достаточный запас по усилению, чтобы оконечная лампа, несмотря на снижение усиления, могла отдать требуемую выходную мощность.
В связи с тем, что основные искажения возникают главным образом в оконечной лампе, обратную связь часто применяют только в цепи этой лампы. Наиболее простой способ (рис. 162) заключается в соединении анода оконечной лампы Л2 с анодом лампы предваритетьного усилителя Л1 через резистор R с большим сопротивлением (1–2 Мом). Благодаря этому часть переменного напряжения первичной обмотки выходного трансформатора поступает через конденсатор С на управляющую сетку оконечной лампы. Следует отметить, что, как и в схеме, изображенной на рис. 161, деление выходного напряжения перед подачей его на сетку лампы производится с помощью делителя, аналогичного потенциометру. На рис. 162 потенциометр образован из сопротивления резистора R (одно плечо) и трех других параллельно включенных сопротивлений (другое плечо): внутреннего сопротивления Rл лампы Л1 и сопротивлений резисторов R1 и R2(каждое из этих сопротивлений одним концом подключено к аноду лампы Л1, а другим — к плюсу или минусу источника высокого напряжения, что по переменному току эквивалентно). Так как суммарное сопротивление параллельных сопротивлений Rл, R1 и R2 мало по сравнению с сопротивлением R, на сетку лампы Л2 подается
Полосовые фильтры
Полосовой фильтр состоит из двух связанных между собой колебательных контуров. В зависимости от величины связи (слабая, средняя сильная и очень сильная) резонансная кривая имеет одну из форм, показанных на рис. 160. Двугорбая форма кривой, характеризующая сильную связь, появляется лишь при связи, превышающей так называемую критическую связь. Только при связи, близкой к критической, резонансная кривая полосового фильтра имеет форму, позволяющую удовлетворить условию достаточной избирательности при хорошем качестве воспроизведения. Существует несколько типов связи двух контуров: индуктивная (на таком принципе основано устройство трансформаторов промежуточной частоты), емкостная, комбинированная емкостно-индуктивная, а также связь через общее сопротивление (емкостное, индуктивное или емкостно-индуктивное, см. рис. 116). Полосовые фильтры используются в качестве антенных контуров или в качестве цепей связи между лампами высокой и промежуточной частоты.
Рис. 160. Два связанных колебательных контура дают в зависимости от степени связи одну из этих четырех резонансных кривых. а — слабая связь; б — средняя связь; в — сильная связь; г — очень сильная связь.
Переменная избирательность
Ширина полосы пропускания зависит от степени связи. С помощью регулируемой связи мы можем по своему усмотрению изменять ширину полосы частот, пропускаемой фильтром. Таким образом осуществляется переменная избирательность, позволяющая приспособиться к приему в самых разнообразных условиях. Чтобы слушать передачу удаленной станции, которая легко может быть забита мощным передатчиком, избирательность доводят до максимума, жертвуя качеством воспроизведения. В тех же случаях, когда прием близкой или мощной станции не требует высокой избирательности, связь увеличивают, чтобы добиться наивысшего качества передачи.
Искажения в цепях низкой частоты
Искажения, возникающие в низкочастотных цепях приемника, принадлежат преимущественно к категории нелинейных искажений, причиной которых служит кривизна характеристик ламп. Эта кривизна присуща даже тому участку характеристики, который мы в первом приближении считали линейным. Пока речь шла об усилении небольших переменных напряжений, мы имели достаточно оснований считать этот участок линейным. Но в усилителях низкой частоты и особенно в оконечной лампе мы встречаемся с относительно большими переменными напряжениями и кривизна характеристики приводит здесь к заметным искажениям анодного тока. Анализ показывает, что изменение формы анодного тока приводит к появлению звуковых гармоник, т. е. колебаний с частотой в 2–3 и больше раз выше основной частоты воспроизводимого звука. Эти гармоники меняют тембр звука и соответственно искажают передачу.
Отрицательная обратная связь
Борьба с этими искажениями осуществляется по принципу «клин клином вышибается». Чтобы устранить или по крайней мере ослабить искажения в усилителе низкой частоты, в него вводят искажения, аналогичные тем, которые он вносит сам, но противоположного знака, с тем чтобы, одни искажения компенсировали другие. Но где взять искажения, идентичные искажениям, вносимым усилителем? Наиболее простой и надежный способ заключается в том, чтобы снять их с выхода самого усилителя и подать на вход в противоположной полярности к напряжению, которое их вызывает в процессе усиления. Вот мы и пришли к принципу отрицательной обратной связи. Идеальным решением было бы снимать с выхода только напряжение, соответствующее искажениям. Но его, разумеется, невозможно выделить из всего напряжения. Поэтому с выхода снимается некоторая часть и всего напряжения, которая и подается на вход усилителя в противоположной полярности с усиливаемым напряжением U (рис. 161).
Рис. 161. Принципиальная схема отрицательной обратной связи. Необходимая часть выходного напряжения снимается с потенциометра R.
Что же при этом происходит? Имея противоположную полярность относительно входного напряжения U, напряжение и вычитается из него, в результате чего входное напряжение падает до значения U — u. Но это неважно, так как снижение может быть компенсировано соответствующим усилением в других звеньях. Важно то, что в напряжении U — u имеются искажения, которые не существовали в напряжении U и которые противоположны искажениям, возникающим в усилителе. В результате искажения на выходе значительно снижаются. Так как входное напряжение U уменьшается до значения U — u частью выходного напряжения u, отрицательная обратная связь в известной мере снижает усиление. Ее следует применять лишь в усилителях, имеющих достаточный запас по усилению, чтобы оконечная лампа, несмотря на снижение усиления, могла отдать требуемую выходную мощность.
Отрицательная обратная связь в схеме оконечной лампы
В связи с тем, что основные искажения возникают главным образом в оконечной лампе, обратную связь часто применяют только в цепи этой лампы. Наиболее простой способ (рис. 162) заключается в соединении анода оконечной лампы Л2 с анодом лампы предваритетьного усилителя Л1 через резистор R с большим сопротивлением (1–2 Мом). Благодаря этому часть переменного напряжения первичной обмотки выходного трансформатора поступает через конденсатор С на управляющую сетку оконечной лампы. Следует отметить, что, как и в схеме, изображенной на рис. 161, деление выходного напряжения перед подачей его на сетку лампы производится с помощью делителя, аналогичного потенциометру. На рис. 162 потенциометр образован из сопротивления резистора R (одно плечо) и трех других параллельно включенных сопротивлений (другое плечо): внутреннего сопротивления Rл лампы Л1 и сопротивлений резисторов R1 и R2(каждое из этих сопротивлений одним концом подключено к аноду лампы Л1, а другим — к плюсу или минусу источника высокого напряжения, что по переменному току эквивалентно). Так как суммарное сопротивление параллельных сопротивлений Rл, R1 и R2 мало по сравнению с сопротивлением R, на сетку лампы Л2 подается