Страница 14 из 73
Рис. 33. Сетке сообщено небольшое отрицательное напряжение батареей Бс.
Н. — Вот теперь я понял. Это для того, чтобы сетка оставалась в области отрицательных напряжений.
Л. — Конечно. Но кроме этого постоянно действующего напряжения, которое называется напряжением смещения, к сетке усилительной лампы приложено напряжение переменного тока. Представь себе, например, что сверх напряжения смещения —9 в на сетку подано переменное напряжение 5 в. Каковы будут тогда крайние мгновенные напряжения на сетке?
Н. — В течение отрицательного полупериода переменного тока сетка достигнет —9 + (—5) = —14 в, а в течение положительного полупериода переменного тока —9 + (+ 5) = —4 в.
Л. — Браво! Я вижу, что ты кое-что помнишь из алгебры. Теперь представь себе, что по отношению к катоду сетка постоянно имеет напряжение —3 в. Подавая теперь то же напряжение переменного тока.
Н. —..мы будем иметь, с одной стороны, — 3 + (—5) = — 8 в, а с другой, — 3 + (+ 5) = +2 в. О! Я вижу, что в этом случае мы оказались в запрещенной области положительных напряжений на сетке, когда появились сеточный ток и связанные с этим досадные последствия. Напряжение смещения, достаточное в первом случае, теперь мало.
Л. — Твои выводы продиктованы здравым смыслом..!
Итак, мы установили, что отрицательное напряжение, приложенное к сетке, должно быть по крайней мере равным амплитуде напряжения переменного тока. Но, кроме этого, имеется еще одно важное условие, чтобы усиление происходило без искажений: необходимо, чтобы лампа работала в прямолинейной части характеристики.
Н. — Я не знаю, в чем здесь дело.
Л. — Чтобы избежать искажений, изменения анодного тока должны быть строго пропорциональны изменениям напряжения на сетке. Заставляя лампу работать на прямолинейной части характеристики, мы тем самым и создаем условия сохранения пропорциональности между изменениями сеточного напряжения и изменениями анодного тока.
Но представь себе, что мгновенные значения напряжения на сетке приходятся на нижнюю криволинейную часть характеристики (рис. 34). В этом случае положительный полупериод обусловит изменение анодного тока в области АБ, большее, чем в области ВГ, вызываемое отрицательным полупериодом сеточного напряжения.
Рис. 34. Лампа работает на нижнем изгибе, вследствие чего искажается форма тока.
Н. — Да, кривая анодного тока получилась не такой симметричной, как кривая сеточного напряжения.
Л. — Отлично, теперь ты уже знаешь, какие условия необходимы, чтобы лампа работала в качестве усилителя.
Н. — Да, но я еще не знаю, как сделать радиоприемник, который бы, наконец, работал. Кроме того, я не знаю, для чего служат многочисленные сетки в современных лампах, о которых ты говорил.
Л. — У нас еще много тем для наших бесед,
Беседа девятая
В этой беседе, целиком посвященной радиотелефонной передаче, Любознайкин излагает принцип работы лампового генератора и процесс модуляции, служащий для передачи низкой частоты на высокой частоте.
Незнайкин. — Извини, что я возвращаюсь к своим горестям, но ты обещал объяснить, почему собранная мною схема не могла работать.
Любознайкин. — Чтобы это понять, надо знать, какова форма тока, который электромагнитные волны наводят в твоей антенне. А для этого мне необходимо объяснить действие радиотелефонного передатчика.
Н. — Я знаю, что существует студия, а в ней микрофон.
Л. — Отлично. Я вижу, что ты «основательно» изучил вопрос. Однако знаешь ли ты, что такое микрофон?
Н. — Конечно. Один из них имеется в нашем телефонном аппарате. На днях я вскрыл микрофон и нашел там маленькие крупинки угля. Именно с этого дня наш телефон стал так плохо работать…
Л. — Итак, ты знаешь, что микрофон служит для улавливания звуков и для…
Н. — …преобразования их в электрический ток.
Л. — Это еще не все. Микрофон состоит из тонкой металлической мембраны и металлической чашечки, наполненной угольным порошком (рис. 35). Мембрана изолирована от металлической коробочки и соединяется с нею только через угольный порошок. Ток от батареи идет от мембраны к металлической чашечке через угольный порошок. Величина этого тока зависит, очевидно, от сопротивления угольного порошка. Сопротивление порошка может изменяться в зависимости от давления, производимого на него мембраной.
Рис. 35. Микрофон.
1 — мембрана; 2 — изолятор; 3 — угольный порошок; 4 — чашечка.
Н. — Я понимаю: при сжатии порошка мембраной крупинки имеют большую поверхность соприкосновения и ток проходит легче. Но что может изменить давление мембраны на порошок?
Л. — Звуковые волны, которые заставляют ее вибрировать. Не учил ли ты, мой дорогой, в курсе физики, что звук — это не что иное, как колебания молекул воздуха, распространяющиеся в направлении звуковой волны. Звуковые колебания имеют частоту от 16 колебаний в секунду (герц) для самого низкого слышимого тона до 16 000 для самого высокого. Впрочем, некоторые ученые полагают, что особо чувствительные уши ощущают звуки с частотой колебаний 40 000 гц. Собаки, например, воспринимают эти звуки.
Н. — Значит, если я хорошо понял, звуковые волны ударяются о мембрану микрофона и, заставляя ее колебаться, сжимают больше или меньше угольный порошок и изменяют проходящий через него ток.
Л. — Это правильно. Таким путем микрофонный ток точно повторяет все колебания звука. Впрочем, в радио мы имеем дело со звуком только на концах передающей цепи: вначале — перед микрофоном, а в конце — после громкоговорителя. Между ними звук будет представлен микрофонным током, который называют током низкой частоты, так как его частота много меньше частоты токов, служащих для образования электромагнитных волн и называемых токами высокой частоты.
Н. — Какое несчастье! Еще одна мысль, которая потеряла смысл прежде, чем я ее изложил!.. Я только что собирался предложить послать микрофонный ток прямо в антенну передатчика так, чтобы он создал радиоволны…. и я вижу, что для этого следует использовать токи высокой частоты.
Л. — Видишь ли, Незнайка, микрофонный ток можно уподобить пассажиру, который использует поезд токов высокой частоты, чтобы добраться до отдаленного места назначения. Он садится на станции отправления (передатчик) и сходит на станции назначения (приемник). Таким образом, высокая частота играет вспомогательную роль средства передвижения для тока низкой частоты.
Н. — То, что ты объясняешь, очень просто, но в действительности это должно быть дьявольски сложно, потому что я совсем не представляю себе, как низкая частота «садится» на высокую, переносится ею, а затем оставляет ее.