Рудольф Сворень - Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина

Недостатки патефона известны всем: звучит он тихо, да и сам звук оказывается хриплым и дребезжащим. Кроме того, патефон не дает возможности воспроизводить записи с так называемых долгоиграющих пластинок, которые вращаются с меньшей скоростью, чем обычные, а значит, имеют более длительное время звучания. Обычные пластинки вращаются со скоростью 78 оборотов в минуту, и время звучания у них не превышает 3–5 минут. Для различных типов долгоиграющих пластинок принята скорость вращения 45, 33 1/3, и даже 16 оборотов в минуту. Время их звучания обычно составляет 10–30 минут, а у некоторых образцов даже более часа.

Воспроизводить грамзаписи с любых пластинок, причем воспроизводить их достаточно громко и с высоким качеством звука, позволяют электропроигрыватели и радиолы. В этих устройствах механические колебания иглы с помощью так называемого звукоснимателя преобразуются в электрический сигнал. Вовремя движения иглы по извилистой канавке, на выходе звукоснимателя, появляется переменное напряжение, частота и амплитуда которого полностью определяется формой канавки. Иными словами, напряжение на выходе звукоснимателя является копией звуковых колебаний, которые «записаны» на пластинке.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили пьезоэлектрические звукосниматели. Основным элементом такого звукоснимателя является небольшой хрупкий кристалл сегнетовой соли или титаната бария, который обладает одним замечательным свойством: если слегка изгибать этот кристалл в ту или иную сторону, то в результате сложных процессов, происходящих в молекулах кристалла, на его гранях будут накапливаться электрические заряды, а значит, будет появляться электродвижущая сила.

В звукоснимателе кристалл прикреплен к игле, и когда она колеблется, двигаясь по канавке, то на гранях кристалла появляется нужное нам напряжение.

Переменное напряжение на выходе звукоснимателя обычно составляет 50—300 мв (0,05—0,3 в), а мощность не превышает нескольких миллионных долей ватта. Конечно, непосредственно воспроизвести такой слабый сигнал мы не сможем, но для его усиления легко построить ламповый или транзисторный усилитель. Этот усилитель можно будет использовать и для усиления низкочастотного сигнала, который получается в приемнике на выходе детектора.

Как бы мы ни усиливали электрические колебания низкой частоты, имеющийся в нашем распоряжении головной телефон (наушник) не обеспечит достаточной громкости воспроизведения звука. Это объясняется особенностями конструкции телефона и, в первую очередь, тем, что его мембрана имеет очень маленькую площадь и в процессе колебаний «захватывает» сравнительно небольшой объем воздуха.

Получить мощные звуковые колебания можно с помощью громкоговорителя. В настоящее время наиболее широкое распространение получили эллиптические и круглые электродинамические громкоговорители с постоянными магнитами (рис. 83).

Рис. 83. Если через звуковую катушку громкоговорителя пропустить переменный ток, то диффузор будет колебаться в поле постоянного магнита и создавать звуковые волны.

Основой такого громкоговорителя является штампованный металлический корпус, на котором закреплен постоянный магнит и диффузор. Диффузор штампуют из специальной массы, которая после высыхания несколько напоминает плотную бумагу. К вершине диффузора прикреплен бумажный цилиндр, который служит каркасом для так называемой звуковой катушки. Звуковая катушка обычно содержит 20–50 витков медного провода диаметром 0,1–0,5 мм, намотанных в один, а иногда и в два слоя. Начало и конец звуковой катушки подпаяны к небольшим медным заклепкам, укрепленным непосредственно на диффузоре. Для соединения с катушкой от заклепок сделаны отводы из гибкого многожильного провода.

Важной характеристикой динамического громкоговорителя является сопротивление его звуковой катушки для постоянного тока R зв , которое у большинства громкоговорителей лежит в пределах от 2–3 ом до 10–15 ом (лист 127).

Однако при расчетах и измерениях в большинстве случаев учитывается не R зв , а полное (с учетом индуктивности) сопротивление катушки для частоты 400 гц. Как правило, полное сопротивление всего лишь на 10–20 % превышает сопротивление катушки постоянному току. Поэтому в радиолюбительской практике при расчетах можно пользоваться величиной R зв , которую легко определить с помощью обычного омметра.

Звуковая катушка помещается в сильное магнитное поле постоянного магнита. Нам уже известно, что если через катушку пропустить электрический ток, то она сама создаст магнитное поле, которое будет тем сильней, чем больше величина тока. От направления этого тока зависит расположение магнитных полюсов катушки. Так, например, при одном каком-нибудь направлении тока катушка притягивается к северному полюсу постоянного магнита, при обратном направлении тока катушка отталкивается от северного полюса магнита.

Если пропустить через звуковую катушку громкоговорителя переменный ток, то, взаимодействуя с постоянным магнитом, она будет двигаться то в одну, то в другую сторону, следуя за всеми изменениями тока. Совершенно очевидно, что вместе с катушкой будет двигаться и диффузор, увлекая за собой окружающий воздух. Движение диффузора создает колебания воздуха, которые по частоте и по силе будут соответствовать току в звуковой катушке.

Чем больше ток, протекающий по звуковой катушке, тем сильнее колеблется диффузор, тем громче создаваемый им звук. Однако беспредельно увеличивать ток в звуковой катушке нельзя: если превысить ток, допустимый для данного типа громкоговорителя, то громкоговоритель будет «перегружаться» и звук будет воспроизводиться с сильными искажениями. Очень большая перегрузка громкоговорителя может совсем вывести его из строя: может сгореть звуковая катушка, а при сильных «толчках» тока диффузор может повредиться.

Для каждого типа громкоговорителя существует максимальная электрическая мощность, которую можно подвести к звуковой катушке, не вызывая сильных искажений звука. Этой мощности, выраженной в ваттах, соответствует первая цифра в названии громкоговорителя.

Так, например, громкоговоритель 0,5ГД-5 имеет максимальную мощность 0,5 вт, 1ГД-9 — рассчитан на 1 вт, 5ГД-14 — на 5 вт, и т. д. Совершенно очевидно, что если громкоговоритель рассчитан на мощность 1 вт, то он будет работать без искажений и при меньшей мощности. Наиболее часто встречающиеся в наименовании громкоговорителя буквы «ГД» означают «громкоговоритель динамический», а последняя цифра указывает тип громкоговорителя (лист 127).