Шаг за шагом. Транзисторы

Прежде чем разбирать следующую схему (рис. 97—4), вернёмся к предыдущей (рис. 97—2). Вы, очевидно, помните, что в коллекторной цепи нашего первого каскада — триодного детектора — мы сразу же замкнули на «землю» высокочастотную составляющую продетектированного сигнала. Она оказалась просто отходом производства. Но, как говорится, у хорошего хозяина ничего не пропадает, и этот высокочастотный «отход» тоже можно использовать для дела.

Входным элементом всех наших приемников является колебательный контур, настроенный в резонанс на частоту принимаемой станции. За счет резонанса контур сам повышает напряжение сигнала (Воспоминания №№ 18, 19, 20), причем повышает его тем сильнее, чем выше добротность этого контура. Кроме того, с увеличением добротности становится острее и резонансная кривая, приемник лучше отфильтровывает сигналы соседних мешающих станций.

Существует ряд мер, позволяющих повысить добротность контура, и это прежде всего — уменьшение разного рода потерь. Но можно повысить добротность входного контура и иначе — ввести в него положительную обратную связь (рис. 85, 99).

Рис. 99. Положительная обратная связь компенсирует потери энергии в контуре.

Поддерживая колебания в контуре, положительная обратная связь вносит в него дополнительную энергию и, по сути дела, уменьшает собственные потери в контуре. Результат действия положительной обратной связи удобно представить себе как внесение в контур некоторого отрицательного сопротивления R_вн, которое не отбирает энергию, как обычное (положительное) сопротивление R_к, а, наоборот, отдает ее. Общее сопротивление потерь в контуре определяется суммой своего собственного сопротивления R_к и вносимого отрицательного сопротивления — R_вн. Чем сильнее обратная связь, тем больше отрицательное сопротивление, тем меньше потери в контуре и выше его добротность.

Отрицательное сопротивление — это, разумеется, условность, удобный прием для описания сложного процесса. Для тех, кого эта условность коробит, напоминаем, что введенный в нашу схему резистор R_к— это тоже условность. Никакого резистора в контуре нет, и величина R_к определяется потерями в проводах, в диэлектрике конденсатора, в каркасе катушки, потерями на излучение и т. п.

Схема простейшего приемника с положительной обратной связью приведена на рис. 97—4.

рис. 97—4.

Данные катушки L₂ такие же, как и катушки связи в предыдущих приемниках. Расположена она также рядом с контурной катушкой. Эта катушка L₂ включена в коллекторную цепь, по ней проходит усиленная высокочастотная составляющая продетектированного сигнала (в коллекторной цепи все составляющие оказываются усиленными), и таким образом часть энергии вводится обратно из коллекторной цепи в цепь базы.

В схеме приемника имеется лишь один незнакомый элемент — цепочка R₁C₃. Она служит для плавного изменения степени (принято говорить «глубины») обратной связи. Чем выше по схеме движок резистора R₁, тем меньше общее сопротивление этой цепочки, тем в большей степени высокочастотная составляющая коллекторного тока замыкается на «землю». В крайнем верхнем положении движка коллектор окончательно заземлен по высокой частоте, и положительной обратной связи вообще нет. Такая регулировка нужна потому, что обратная связь должна быть как можно сильнее, но в то же время не должна быть слишком сильной.

Что скрывается за этим словом «слишком», мы узнаем чуть позже, в разделе «Превращение в генератор». А пока лишь отметим, что при слишком сильной положительной обратной связи приемник вообще перестает принимать и становится источником помех для всех соседних приемников. По этой причине, а также потому, что усилитель с положительной обратной связью не так-то просто наладить, такие каскады не получили распространения. Результаты, которые дает положительная обратная связь, можно получить другими, менее сложными и более спокойными средствами.

Следующий приемник собран по схеме 1—V—3 (рис. 97—7).

рис. 97—7

Первый каскад (T₁) — уже знакомый нам усилитель ВЧ. В его коллекторную цепь включена катушка L₃ — первичная обмотка высокочастотного трансформатора. Со вторичной обмотки этого трансформатора сигнал подается на детектор, а он, в свою очередь, включен непосредственно во входную цепь первого каскада усилителя НЧ (Т₂).

Схема усилителя НЧ этого приемника еще не знакома нам ни в общем, ни в конкретном виде. Отличительная особенность усилителя в том, что в нем применена непосредственная межкаскадная связь, связь без разделительных конденсаторов (рис. 100).

Рис. 100. В «составном транзисторе» входная цепь второго каскада входит непосредственно в первый каскад в качестве нагрузки.

Первый каскад усилителя (транзистор Т₂) собран по схеме с общим коллектором (ОК), а его нагрузкой является входная цепь следующего каскада — эмиттерный переход транзистора Т₃. По переменному току как будто все получается неплохо — входное сопротивление транзистора Т₃ вполне может служить нагрузкой для Т₂. По постоянному току тоже все хорошо: коллекторная цепь транзистора Т₂ — это своего рода резистор, через который с «минуса» подается смещение на базу Т₃, как оно и подавалось бы через резистор R_б. Кстати, сам второй каскад усилителя (Т₃) тоже собран по схеме ОК, и его нагрузкой также является входная цепь следующего, выходного каскада (Т₄). И «резистором», через который подается смещение на базу Т₄, также служит коллекторная цепь предыдущего транзистора (Т₃). Здесь, правда, для подгонки режима вводится еще и резистор R_б.

Подобная схема — ее часто называют составным транзистором — имеет ряд достоинств, и среди них, конечно, минимальное число деталей. Так в нашем приемнике мы явно экономим два конденсатора и четыре резистора. Но у составного транзистора есть и недостатки (вы когда-нибудь видели схему, у которой были бы только достоинства?), и прежде всего — взаимосвязь режимов. Если, например, по каким-нибудь причинам изменится коллекторный ток Т₂, то изменится и смещение на базе Т₃, а значит и коллекторный ток этого триода, от которого в свою очередь зависит смещение на базе и коллекторный ток транзистора Т₄.

В следующей схеме также используется составной транзистор, но только уже из триодов разной проводимости. Здесь приемник выполнен по схеме 1—V—1 (рис. 97—6).

рис. 97—6

Особенность первого каскада в том, что контур включен последовательно в эмиттерную цепь триода. Мы когда-то отмечали (рис. 84), что если подключаться к контуру параллельно, то нагрузка должна иметь сопротивление побольше, а если включаться в контур последовательно, то сопротивление нагрузки должно быть поменьше. Потому что добротность ухудшает малое параллельное (шунтирующее) сопротивление и большое последовательное сопротивление (Воспоминание № 19). Включение последовательного контура во входную цепь Т₁ — это попытка (кстати, не самая удачная) преодолеть трудности, порождаемые низким входным сопротивлением транзистора.