Рис. 26. Самодельная катушка индуктивности (а), головные телефоны (б),
точечный диод (в) и конденсатор (г), необходимые для опытного приемника.
Детекторный приемник можно собрать в ящичке или смонтировать его на дощечке, называемой панелью. Такой приемник, если захочешь, ты сможешь сделать позже. Сейчас же я предлагаю заняться сборкой опытного детекторного радиоприемника. Понадобится все то же, и работать он будет так же, но его летали будут лежать на столе в развернутом виде. Главное достоинство такого опытного радиоприемника заключается в том, что в нем легко делать любые изменения и дополнения, исправлять ошибки простым пересоединением проводников. Опыты с ним помогут тебе понять принцип работы нескольких вариантов детекторных приемников, получить первые практические навыки конструирования.
Для такого приемника, а в дальнейшем и для других приемников нужны: катушка (рис. 26,а), электромагнитные головные телефоны, например типа ТОН-1 (рис. 26, б), детектор (рис. 26, в), роль которого может выполнять точечный диод, например типа Д9 или Д2 с любым буквенным, индексом, несколько конденсаторов постоянной емкости (рис. 26, г), зажимы или колодочки со штепсельными гнездами и некоторые другие детали.
Для катушки потребуется обмоточный провод марки ПЭЛ (Провод с Эмалевой Лакостойкой изоляцией) или ПЭВ (Провод с Эмалевой Высокопрочной изоляцией) толщиной 0,2-0,3 мм. Обмоточные провода этих марок и их толщину (без изоляции) обозначают так: ПЭЛ 0,2, ПЭВ 0,3. Годятся, разумеется, провода и других марок, например, ПБД - с изоляцией из двух (буква Д) слоев хлопчатобумажной пряжи (буква Б), или ПЭЛШО - с эмалевой лакостойкой изоляцией и одним (буква О) слоем натурального шелка (буква Ш). Важно лишь, чтобы изоляция была непопорченной, иначе между витками катушки может быть замыкание.
На катушку из-под ниток, используя ее как каркас, намотай внавал 400-450 витков рекомендуемого провода, делая отводы через каждые 75-80 витков и скручивая провод в этих местах петлями; Допустим, что ты намотал 450 витков и делал отводы через каждые 75 витков. Получилась многослойная катушка с пятью отводами (как на рис. 26, а). Участки между отводами, а также между началом катушки и первым отводом и между последним отводом и концом называют секциями катушки.
Бывает, что во время намотки катушки провод оборвется или одного мотка не хватит на всю катушку. В этом случае концы провода, которые нужно срастить, должны быть очищены от изоляции и крепко скручены. Скрутку желательно пропаять и обязательно обмотать изоляционной лентой. Если, однако, она приходится около отвода, то лучше не жалеть нескольких витков провода и сделать это соединение в петле.
А теперь, юный друг, зачисть от изоляции концы выводов и отводов катушки, только осторожно, чтобы не порвать провод, и приступай к сборке своего первого радиоприемника. Начало катушки н (рис. 27) соедини с одним из выводов детектора, а конец катушки к-с одной из контактных ножек шнура телефонов. Оставшиеся свободными выводы детектора и телефонов
соедини куском провода. К проводнику, идущему от начала катушки к детектору, прочно прикрути провод антенны, предварительно зачистив конец его от изоляции. Этот проводник приемника будем называть антенным. К проводнику, соединяющему конец катушки с телефоном, прикрути провод заземления. Будем называть его заземленным проводником. Во время опытов его придется переключать с одного вывода катушки на другой (на рис. 27 показано штриховой линией), не изменяя при этом соединения заземления с телефонами.
Совершим "прогулку" по цепям получившегося приемника. От начала катушки и по антенному проводнику мы попадаем к детектору, а от него - к головным телефонам. Через телефоны, далее по заземленному проводнику, через все витки катушки приходим к отправной точке н. Получилась замкнутая электрическая цепь, состоящая из катушки, детектора и телефонов. Эту цепь называют детекторной цепью. Если в ней где-либо будет обрыв, плохой контакт между деталями, например непрочная скрутка, цепь окажется разорванной и приемник работать не будет.
Кратчайший путь из антенны в землю лежит через катушку. По этому пути пойдет ток высокой частоты, .возбуждаемый в антенне радиоволнами. Этот ток создаст на концах катушки напряжение высокой частоты, которое вызовет ток такой же частоты и в детекторной цепи.
Цепь, состоящую из антенны, катушки и заземления называют антенной цепью или антенным контуром. Обрати внимание: катушка твоего приемника входит как в детекторную, так и в антенную цепь.
Познакомившись с цепями приемника, надень на голову телефоны, прижми их плотнее к ушам, прислушайся. Возможно, что сразу ты ничего не услышишь даже при заведомо хороших антенне и заземлении, предварительно проверенных детекторе и телефонах. Это потому, что приемник, видимо, не настроен на радиовещательную станцию, хорошо слышимую в вашем районе, или ты попал в перерыв передачи. Настраивать такой приемник можно изменением числа витков катушки, включаемых в антенный контур.
На рис. 27 в антенный контур включены все 450 витков катушки. Но если заземленный проводник отсоединить от конца катушки и присоединить, например, к отводу 5, то в контур будет включено уже не 450, а 375 витков. Если же этот проводник переключить на отвод 4, в контур будет включено 300 витков. При переключении его на отвод 3 в антенный контур будет включено 225 витков и т. д. При этом нижние секции окажутся не включенными в контур и в работе приемника участвовать не будут. Таким образом, переключением заземленного проводника ты можешь включать в контур 75, 150, 225 и т. д. до 450 витков через 75 витков.
Запомни: чем больше длина волны радиовещательной станции, на которую можно настроить приемник, тем большее число витков катушки должно быть включено в антенный контур.
Твой приемник можно настраивать как на радиовещательные станции средневолнового, так и длинноволнового диапазонов. Но, разумеется, передачи не всякой станции ты можешь принять. Отдаленные станции на детекторный приемник слышны не будут.
Теперь займись настройкой приемника путем присоединения заземленного проводника сначала к отводу 5, затем к отводу 4 и так до отвода 1. Одновременно следи, чтобы отводы катушки и соединительные проводники не соприкасались, а скрутки были прочными. Иначе приемник совсем не будет работать или в телефонах будут слышны треск, шорохи, мешающие приему. Электрические контакты будут надежнее, если места соединений проводников и деталей пропаять.
Настроив приемник на одну станцию, запомни число витков, включенных в контур, при котором станция слышна с наибольшей громкостью. Потом попытайся "найти" таким же способом другую станцию.
Надеюсь, что ты добился некоторого успеха. Попробуй улучшить работу приемника. Не изменяя настройки приемника, присоедини параллельно телефонам конденсатор (рис. 28), называемый в данном случае блокировочным. Емкость его может быть в пределах от 1000 до 3000 пф (пикофарад). При этом громкость звучания телефонов должна несколько увеличиться. Если радиовещательные станции находятся более чем в 150-200 км от того места, где ты живешь, включи блокировочный конденсатор в самом начале опыта.
Настройка приемника только скачкообразным изменением числа витков катушки очень проста. Но она не всегда позволяет добиться точной настройки контура на частоту станции. Точную настройку можно осуществить некоторыми другими способами. Например, с помощью гвоздя. Попробуй!
Настрой приемник уже знакомым тебе способом на волну радиостанции и введи в отверстие каркаса катушки толстый гвоздь или подходящего диаметра болт. Что получилось? Громкость приема немного возросла или, наоборот, уменьшилась. Вытащи гвоздь из катушки - громкость станет прежней. Теперь медленно вводи гвоздь в катушку и так же медленно извлекай его из катушки - громкость работы приемника будет немного, но плавно изменяться. Опытным путем можно найти такое положение металлического предмета в катушке, при котором громкость звучания будет наилучшей. Этот опыт позволяет сделать вывод, что металлический предмет, помещенный в катушку, влияет на настройку контура.
С таким способом настройки приемника, только, разумеется, с применением лучшего, чем гвоздь, ферромагнитного сердечник а, ты познакомишься еще в этой беседе и часто будешь пользоваться им в дальнейшем. Сейчас же введи в приемник конденсатор переменной емкости и с помощью, его настраивай антенный контур на радиостанцию.
Для удобства проведения этого и нескольких последующих опытов с детекторным приемником на фанерной дощечке размерами примерно 25 х 70 мм смонтируй колодку со штепсельными гнездами, два зажима, детектор и блокировочный конденсатор, соединяв их под дощечкой, как показано на рис. 29.
Колодку с гнездами устанавливай на дощечке так: просверли в ней два отверстия диаметром 6-8 мм с расстоянием 20 мм между центрами и вставь в них "хвосты" штепсельных гнезд. Колодочку укрепи на дощечке шурупами или винтами с гайками. Начало катушки и антенну подключи к зажиму, с которым соединен детектор, а ко второму зажиму, соединенному с гнездом телефонов, подключи конец катушки и заземление.
Роль конденсатора переменной емкости будут выполнять две металлические пластины размерами примерно 150х150 мм; используй для этой цели, например, жесть больших консервных банок. К пластинам припаяй проводники длиной по 250-300 мм. При помощи этих проводников одну пластину соедини с зажимом антенны, а другую - с зажимом заземления. Положи пластаны на стол одну возле другой, но так. чтобы они не соприкасались, и настрои приемник на радиостанцию только переключением секций катушки заземленным проводником. Теперь поднеси заземленную пластину к пластине, соединенной с антенной. Если громкость будет увеличиваться, сближай пластины и, наконец, положи одну пластину на другую, проложив между ними лист сухой бумаги (чтобы не было электрического контакта). Найди такое взаимное расположение пластин, при котором будет точная настройка. Если же при сближении пластин громкость приема будет уменьшаться, переключи заземленный проводник на ближний к началу катушки отвод и вновь сближай пластины, добиваясь наибольшей громкости.
В этом опыте грубая настройка приемника осуществлялась изменением индуктивности катушки путем переключения секций, а точная - изменением емкости пластинчатого конденсатора. Запомни: индуктивность катушки и емкость конденсатора при настройке приемника на радиостанцию взаимосвязаны. Одну и ту же радиостанцию можно слушать при включении в антенный контур приемника большего числа витков, т. е. большей индуктивности катушки, но при меньшей емкости конденсатора, либо, наоборот, при меньшей индуктивности катушки, но большей емкости конденсатора.
Следующий опыт - настройка антенного контура детекторного приемника высокочастотным сердечником. Помимо детектора, телефонов и конденсаторов для опыта потребуются: ферритовый стержень марки 600НН или 400НН диаметром 7-8 мм и длиной 140-160 мм (такие стержни используют для магнитных антенн транзисторных приемников) и две катушки, одна из которых рассчитана на прием радиостанций длинноволнового диапазона, вторая - на прием радиостанций средневолнового диапазона. Внешний вид ферри-тового стержня и конструкция катушек показаны на рис. 30. Внутренний диаметр каркасов катушек должен быть таким, чтобы стержень с небольшим трением входил в них. Длина каркаса длинноволновой катушки должна быть 100-110 мм, а средневолновой 80-90 мм.
Каркасы склей из писчей бумаги в 3-4 слоя на стержне, используя его как болванку. Делай это так. Сначала закатай стержень в полоску бумаги на один оборот. Затем внутреннюю сторону оставшейся части бумаги намажь тонким и ровным слоем клея БФ-2, плотно закатай в нее стержень и, не снимая каркас со стержня, хорошо просуши его. Предварительно стержень обверни одним-двумя слоями тонкой бумаги, чтобы к нему не приклеился каркас. Когда каркас подсохнет, сними его со стержня, удали бумажную прослойку и досуши в теплом месте. Готовые каркасы должны быть жесткими.
Теперь на каркас, предназначенный для катушки длинноволнового диапазона, намотай 300-320 витков провода ПЭВ или ПЭЛ 0,2-0,3, укладывая провод плотным рядом, виток к витку. Катушка средневолнового диапазона должна содержать 75-80 витков такого же провода, но уложенных на каркас вразрядку (с небольшим расстоянием между витками) с таким расчетом, чтобы общая длина намотки была 60-70 мм.
Прежде чем катушку наматывать, вставь в каркас стержень. Провод сильно не натягивай, иначе каркас сожмется и из него трудно будет вытащить стержень. Чтобы крайние витки катушек не спадали, закрепи их на каркасе кольцами, нарезанными из резиновой или поливинилхлоридной трубки, или нитками.
Приступай к опыту. Подключи средневолновую катушку к ранее сделанной приставке так, как показано на рис. 31. Между зажимами антенны и заземления, т. е. параллельно катушке, включи слюдяной или керамический конденсатор емкостью 120-150 пФ. Прижми телефоны поплотнее к ушам, сосредоточься и медленно вводи ферритовый стержень внутрь катушки. Постепенно углубляя стержень в катушку, ты должен услышать передачи тех радиовещательных станций средневолнового диапазона, прием которых возможен в вашей местности на детекторный приемник. Чем длиннее волна радиостанции, тем глубже должен быть введен стержень в катушку. Опытным путем найди такое положение стержня в катушке, при котором слышны сигналы станции, и сделай на стержне пометку карандашом. Пользуясь ею как делениями шкалы, ты сможешь быстро настроить приемник на волну этой станции.
После этого подключи параллельно катушке другой конденсатор емкостью 390-470 пФ. Как это повлияло на настройку приемника? Громкость осталась прежней, но для настройки на ту же станцию стержень приходится меньше вводить в катушку. Совсем удали конденсатор, оставив включенной только катушку. Что получилось? Чтобы настраивать приемник на ту же станцию, стержень надо больше вводить в катушку.
Точно такие же эксперименты повтори и с катушкой длинноволнового диапазона. Результаты запоминай, а лучше записывай. Не исключено, что с этой катушкой будет слышна наиболее длинноволновая станция средневолнового диапазона даже тогда, когда стержень вообще не введен в катушку. Но добиться точной настройки на волну этой станции будет сложнее, чем с первой катушкой. Так ты познакомишься еще с одним вариантом детекторного приемника - двухдиапазонного с настройкой ферритовым сердечником - и одновременно узнаешь, прием каких станций на него возможен.
Какие выводы можно сделать, проведя эксперименты с этим приемником? Основных два. Во-первых, ферритовый стержень значительно сильнее влияет на настройку контура, чем металлический предмет. Во-вторых, с помощью феррятового стержня можно плавно и точно настраивать контур приемника на желательную радиостанцию.
Витки средневолновой катушки я рекомендовал наматывать вразрядку. Почему? Только для того, чтобы возможно точнее настраивать контур приемника на волну радиостанции. Ее можно намотать и виток к витку. Она заняла бы на каркасе участок шириной 15-20 мм. Но в этом случае труднее было бы настраивать приемник, так как малейшее смещение стержня сильно изменяло бы индуктивность катушки. Наматывая же катушку вразрядку, ты тем самым как бы растягивал диапазон волн, перекрываемый контуром преемника. Попробуй сдвинуть витки катушки, и ты убедишься, что настраивать приемник с такой катушкой сложнее. Вразрядку можно было бы укладывать и витки катушки длинноволнового диапазона. Но в этом нет необходимости, так как ее обмотка и без того достаточно широкая.
Еще несколько экспериментов с этим приемником. Настрой его на любую радиостанцию, а затем, не изменяя настройки, включи между антенной и антенным зажимом конденсатор емкостью 47-62 пф (рис.32). Громкость приемника несколько уменьшилась. Произошло это потому, что конденсатор изменил данные, или как говорят, параметры контура. Подстрой контур ферритовым стержнем, введя его чуть глубже в катушку. Если до включения в контур дополнительного конденсатора во время приема одной станции прослушивалась другая, близкая по частоте радиостанция, теперь она будет прослушиваться слабее, а возможно, и совсем не будет мешать. Приемник стал четче выделять сигналы той станции, на которую настроен. Вместо конденсатора постоянной емкости между антенной и приемником можно включить конденсатор переменной емкости. С помощью его ты сможешь не только изменять селективность, т. е. избирательность, но возможно, и производить настройку приемника.
А теперь сделай так: антенну и заземление отключи от приемника и включи между ними детектор, а параллельно детектору присоедини телефоны без блокировочного конденсатора.
Вот и весь приемник. Работает? Тихо, вероятно? К тому же, может быть, одновременно слышны две-три станции? От такого приемника ожидать лучшего не следует.
Ты, вероятно, заметил, что когда дотрагиваешься рукой до деталей или соединительных проводников, громкость приема немного изменяется. Это объясняется расстройкой антенного контура, вносимой в него электрической емкостью твоего тела.