Учебник для 11 класса

ФИЗИКА

§ 5.12. Простейший радиоприемник

Схема простейшего радиоприемника с ламповым усилителем низкой частоты приведена на рисунке 5.36. Радиоволны, идущие от различных передающих станций, возбуждают в антенне А быстропеременные токи различных частот. С катушкой L₁ индуктивно связана катушка L колебательного контура. Емкость конденсатора С контура можно менять, настраивая контур в резонанс по отношению к частоте одной из передающих радиостанций.

При хорошей настройке колебания, вызванные волной от этой станции, будут в колебательном контуре приемника преобладать над всеми другими. К колебательному контуру присоединена цепь диодного детектора. Нагрузка R₁ и конденсатор С₁ образуют фильтр, с работой которого мы уже знакомы. Напряжение на фильтре будет пульсировать в такт с проходящим по нагрузке током. Это напряжение можно считать состоящим из постоянного напряжения и напряжения сигнала низкой частоты.

При приеме дальних станций сигнал низкой частоты, полученный после детектирования, очень слаб. Поэтому в схеме использован усилитель. Так как он увеличивает амплитуду уже продетектированных колебаний, его называют усилителем низкой частоты.

Главной составной частью усилителя является трехэлект-родная электронная лампа — триод. Анодный ток идет от положительного полюса источника анодного напряжения через анодную нагрузку (резистор R) и далее от анода к катоду лампы и через резистор R₃ в цепи катода к отрицательному полюсу источника.

Емкость конденсатора С₃ настолько велика, что напряжение на резисторе R₃ остается примерно постоянным, несмотря на колебания анодного тока. При увеличении анодного тока конденсатор С₃ берет на себя часть напряжения (дополнительно заряжается). При уменьшении анодного тока он разряжается через резистор R₃. В результате потенциал верхней точки резистора R₃ всегда на определенную величину U_0c выше потенциала нижней точки. Но верхняя точка соединена с катодом, а нижняя точка через резистор R₂ — с сеткой триода.

Следовательно, сетка лампы всегда имеет более низкий потенциал, чем катод. На это постоянное (отрицательное) напряжение накладывается слабое переменное напряжение u_c сигнала звуковой частоты. Оно появляется на резисторе R₂, так как по нему протекает слабый переменный ток (ведь резистор R₂ фактически включен параллельно резистору R₁ фильтра). Конденсатор С₂ очень большой емкости пропускает переменный ток звуковой частоты, но является непреодолимым препятствием для постоянной составляющей тока. На рисунке 5.37 показана сеточная характеристика лампы — зависимость силы анодного тока i_a от сеточного напряжения u_c.

Рис. 5.37

При изменении сеточного напряжения на Δu_c сила анодного тока изменяется на Δi_a. Постоянное отрицательное напряжение U_0c необходимо для того, чтобы использовался линейный участок характеристики лампы. Иначе при усилении происходило бы значительное искажение сигнала. Суть усиления состоит в том, что малые колебания напряжения на сетке вызывают колебания силы тока в анодной цепи, которым соответствуют большие колебания напряжения на анодной нагрузке, так как сопротивление R весьма велико:

Усиленные колебания звуковой частоты используются для приведения в действие громкоговорителя.

В принципе так же устроен усилитель с использованием транзистора вместо триода.