При проверке и налаживании усилителей РЧ или ПЧ, входных цепей приемников, полосовых фильтров и других узлов с катушками индуктивности бывает важно знать добротность контура (а значит, добротность катушки) и полосу его пропускания. Эти параметры можно «просмотреть» на экране осциллографа и сразу же по изображению вычислить их значение.
Как это сделать, показано на рис. 56.
Рис. 56
Для примера взята магнитная антенна «карманного» радиоприемника. Ее колебательный контур составлен катушкой индуктивности L1 и конденсатором переменной емкости Ск. Катушка содержит 85 витков провода ПЭВ-1 0,15, намотанных виток к витку на стержне диаметром 8 и длиной 80 мм из феррита 600НН (можно 400НН). Конденсатор Ск — КП-180 (с изменением емкости от 5 до 180 пФ).
Через конденсатор С2 к контуру подключены входные щупы осциллографа, а через С1 подано пилообразное напряжение развертки с гнезда, расположенного на задней стенке осциллографа. В результате во время резкого спада напряжения «пилы» (в конце ее) колебательный контур возбуждается и становится генератором, вырабатывающим синусоидальные колебания частотой, равной резонансной частоте контура. Но поскольку на контур поступает импульсное напряжение, его колебания после возбуждения постепенно затухают и вскоре прекращаются.
Чем больше добротность контура, тем дольше будут продолжаться колебания. Поэтому достаточно взглянуть на характер затухающих колебаний, чтобы дать оценку контуру.
Итак колебательный контур L1Cк подключен к осциллографу, который в данном случае должен работать в автоматическом режиме (кнопки «АВТ. — ЖДУЩ.», «ВНУТР. ВНЕШН.», «РАЗВ.-ВХ X» отжаты) при максимальной длине линии развертки, длительности развертки, например, 50 мкс/дел. и чувствительности, скажем, 0,05 В/дел. Тогда на экране удастся увидеть изображение затухающих колебаний, показанное на рис. 57, а. Изменением длительности развертки «растяните» изображение настолько, чтобы были видны начальные колебании (рис. 57, б). Форма их синусоидальная, но с каждым последующим периодом амплитуда колебаний падает.
Повернув ротор конденсатора переменной емкости в положение максимальной емкости, «растяните» изображение настолько, чтобы можно было наблюдать колебание, вдвое меньшее по амплитуде в сравнении с первоначальным (рис. 57, в).
Подсчитайте число периодов до этого колебания и определите добротность контура на данной частоте по формуле
Q = N/0,22,
где Q — добротность контура; N — число подсчитанных периодов.
В показанном на рис. 57, в примере добротность составит 45.
Перестроив контур конденсатором переменной емкости на наиболее коротковолновый участок (соответствует минимальной емкости конденсатора), вновь определите добротность. Результат получится более высокий по сравнению с предыдущим из-за некоторого уменьшения потерь в конденсаторе и увеличении индуктивного сопротивления катушки.
Дальнейшее повышение добротности наблюдается при уменьшении емкости конденсаторов связи С1 и С2, но одновременно уменьшается и размах наблюдаемых на экране колебаний.
Может случиться, что добротность контура будет весьма высокой и подсчитать число периодов до нужного колебания не удастся — настолько плотно «выстроятся» колебания. В этом случае поступают так, как показано на рис. 57, г, — «растягивают» изображение настолько, чтобы можно было заметить уменьшение амплитуды колебания всего лишь до 0,8 первоначального значения. И тогда, подсчитав число периодов до этого колебания, подставляют в формулу другой коэффициент — 0,071 (вместо 0,22).
Определив добротность, можете измерить частоту резонансных колебаний известным вам способом (по длительности периода одного колебания) и подсчитать полосу пропускания контура по формуле
Δf = f0/Q,
где Δf — полоса пропускании, кГц; f0 — резонансная частота, кГц; Q — добротность.
Освоив предложенную методику, вы сможете провести немало интересных экспериментов, например, по изучению влияния на добротность числа витков катушки связи магнитной антенны и входного сопротивления первого каскада усилителя РЧ. Наблюдения за добротностью помогут подобрать наиболее оптимальный режим работы «высокоомного» усилителя РЧ при непосредственном подключении к нему колебательного контура магнитной антенны. Не менее полезными окажутся измерения добротности при самостоятельной разработке магнитной антенны для данного перекрытия диапазона волн — ведь на добротности сказывается и магнитная проницаемость ферритового сердечника, и число витков катушки, и диаметр провода.