Montujemy najprostszy wzmacniacz lampowy małej częstotliwości (II)

Radioamator i Krótkofalowiec 1961/06. Autor: K.W.
(Kącik dla początkujących radioamatorów)

  Poprzedni numer miesięcznika przyniósł początkującym radioamatorom opis działania i budowy wzmacniacza lampowego o bardzo prostej konstrukcji z transformatorem wejściowym. Jednocześnie przedstawiony był tam schemat podobnego układu wyposażonego w potencjometr służący do regulacji siły głosu. Obecnie, zgodnie z zapowiedzią, omówimy układ wzmacniacza w tej zmodyfikowanej wersji, przy czym jak zwykle podane zostaną wskazówki i rysunki montażowe ułatwiające poprawną budowę tej nieskomplikowanej zresztą aparatury.

   Działanie wzmacniacza, którego schemat przedstawiony jest na rys. 1, jest oczywiście analogiczne do działania poprzednio omówionego układu, do niego też odsyłamy wszystkich zainteresowanych.


Rys. 1. Schemat ideowy wzmacniacza

Osobnego omówienia natomiast wymaga obwód wejściowy układu i to nie tylko dlatego, że jest ona nam jeszcze bliżej nie znany, lecz przede wszystkim ze względu na bardzo znaczną jego popularność. Jak wiemy, każdy odbiornik radiowy czy też wzmacniacz jest wyposażony w pokrętło (tzw. popularnie "gałkę"), za pomocą którego można regulować siłę głosu odbieranej audycji lub też odtwarzanego nagrania. Pokrętło to jest niczym innym jak częścią składową elementu zwanego potencjometrem.

   Rys. 2 pokazuje nam symbol (oznaczenie stosowane przy rysowaniu schematów elektrycznych) potencjometru oraz jego wygląd zewnętrzny. Obok przedstawione jest wnętrze tego nieskomplikowanego zresztą elementu, uwidocznione przez zdjęcie obudowy.


Rys. 2. Potencjometr
a - symbol umowny, b - wygląd zewnętrzny, c - konstrukcja wewnętrzna

Jak widać, zasadniczymi częściami składowymi potencjometru jest opornik masowy o specjalnej konstrukcji i ślizgający się o jego powierzchni ruchomy styk zamocowany na obrotowej osi. Pozostałe części jak obudowa, śruba mocująca itp. są dodatkowymi elementami konstrukcyjnymi i nie uwzględnia się ich w schemacie elektrycznego urządzenia.

   Zasada działania regulacji siły głosu za pomocą potencjometru jest zobrazowana na rys. 3.


Rys. 3. Zasada regulacji wzmocnienia za pomocą potencjometru

Jak widzimy, napięcie wejściowe Uw jest doprowadzone do skrajnych zacisków potencjometru, natomiast do siatki sterującej lampy podawana jest tylko część tego napięcia (U2) występująca pomiędzy ruchomym kontaktem a "masą'. Zmieniając ustawienie ślizgacza sprzężonego mechanicznie  z obrotową osią, możemy zmieniać wielkość napięcia (U2) podawanego do układu wzmacniacza - od zera (suwak w krańcowym, uziemionym punkcie opornika) do wartości maksymalnej, równej całkowitemu napięciu przyłożonemu do zacisków potencjometru. Regulując w ten nieskomplikowany sposób tzw. "wysterowanie" wzmacniacza zmieniamy jednocześnie odpowiednio siłę głosu z jaką odtwarzana jest audycja.

   W tym miejscu trzeba jeszcze dodatkowo wyjaśnić, że wszystkie potencjometry przeznaczone do regulacji siły głosu w układzie wyżej omówionym posiadają dość znaczną oporność, mieszczącą się przeważnie w granicach 0,5÷2 MΩ (1 MΩ = 1000000 Ω). Mowa tu jest oczywiście o układach lampowych, bowiem w aparaturze z tranzystorami, wszelkie oporności, a więc i omawiane potencjometry posiadają znacznie mniejsze wartości, rzędu pojedynczych czy najwyżej kilkudziesięciu kiloomów.

   Jest jeszcze jedna, bardzo charakterystyczna cecha potencjometrów przeznaczonych do regulacji siły głosu. Otóż ze względu na specyficzne właściwości ucha ludzkiego, które nie reaguje na małe zmiany głośności, opornik wchodzący w skład potencjometru jest wykonany w specjalny sposób, oporność jego bowiem jest rozłożona na drodze ślizgacza w sposób odpowiednio nierównomierny. Oporność ta na początku drogi wzrasta stosunkowo powoli, natomiast na końcowym odcinku drogi styku ślizgowego następuje szybki wzrost oporności do wartości nominalnej potencjometru. Na rys. 4 przedstawiony jest wykres przedstawiający wartość oporności pomiędzy uziemionym końcem potencjometru a ślizgaczem w funkcji kąta obrotu (α).


Rys. 4. Charakterystyka oporności potencjometru logarytmicznego

Taki graficzny sposób przedstawiania pewnych zależności jest bardzo popularny w naukach technicznych, w szczególności zaś w radiotechnice. Potencjometr o charakterystyce przedstawionej na rys. 4 nazywamy "logarytmicznym". oprócz takich potencjometrów produkowane są i inne o oporności równomiernie rozłożonej (rys. 5) i stosowane do innych celów, jak np. regulatory barwy tonu, w układach pomiarowych itp.


Rys. 5. Charakterystyka oporności potencjometru liniowego

   Potencjometry są wytwarzane, jak widzimy, w różnych odmianach, przy czym przeważnie łączone są one mechanicznie z innymi urządzeniami. Najbardziej popularnym typem jest potencjometr służący do regulacji siły głosu (a więc logarytmiczny) z wyłącznikiem sieciowym. Taki właśnie egzemplarz znajduje zastosowanie w naszym układzie. Wyłącznik (W) zamontowany jest na "dnie" potencjometru, przy czym sprzężony jest z nim w taki sposób, że wyłączenie następuje dopiero po zmniejszeniu siły głosu do minimum. Rys. 6 przedstawia nam wygląd potencjometru z wyłącznikiem oraz symboliczne oznaczenie tych elementów stosowane przy rysowaniu schematów. Należy zwrócić uwagę, iż fakt sprzężenia wyłącznika z potencjometrem jest uwidoczniony za pomocą linii przerywanej.


Rys. 6. Potencjometr z wyłącznikiem

   Wiedząc już niemal wszystko o nowym dla nas, a jakże często stosowanym potencjometrze, możemy śmiało przystąpić do montażu wzmacniacza. A oto spis potrzebnych dla tego celu elementów:

  • V - lampa bateryjna typu 1S5T - 1 szt.
  • P - potencjometr logarytmiczny 2,2 MΩ z wyłącznikiem (do odbiornika "Figaro") (oznaczenie fabryczne: PM-111-2,2MΩ-C-0,5W) - 1 szt.
  • C - kondensator o pojemności 10000 pF, dowolny typ - 1 szt.
  • Bz - bateria żarzenia 1,5 V - 1 szt.
  • Ba - bateria anodowa 30÷67 V - 1 szt.
  • podstawka lampowa miniaturowa 7-szpilkowa - 1 szt.
  • gniazdka radiowe gwintowane - 8 szt.
  • blacha aluminiowa lub żelazna
  • drobny sprzęt montażowy jak: śruby, nakrętki, przewód montażowy itp.

   Budowę wzmacniacza najlepiej jest rozpocząć od wykonania jego metalowej podstawy, tzw. "chassis" (czytaj: szassi). Na rys. 7 przedstawione są właściwe do tego celu rozmiary blachy oraz rozstawienie potrzebnych otworów.


Rys. 7. Wykonanie metalowej podstawy wzmacniacza

W przyciętej blasze wiercimy otwory powiększając je w razie potrzeby do właściwej średnicy za pomocą drobnego, okrągłego pilnika, a w końcowej fazie pracy formujemy podstawę przez zgięcie pod kątem 900 wzdłuż linii kreskowanych. Z kolei mocujemy elementy wzmacniacza: potencjometr - za pomocą jego własnej nakrętki, podstawkę lampową śrubkami M3 oraz gniazdka - znaną nam już metodą z zastosowaniem podkładek izolacyjnych. Dalszy montaż wzmacniacza jest już prosty; sprowadza on się do połączenia poszczególnych gniazdek, nóżek lampy oraz "końcówek" potencjometru zgodnie ze schematem ideowym. Pomocnym tutaj z pewnością będzie również schemat wzmacniacza, przedstawiony na rys. 8, aczkolwiek jest nader wskazane wykonywanie montażu w oparciu jedynie o schemat ideowy, bowiem schematy montażowe są zamieszczane tylko w opisach konstrukcji przeznaczonych dla początkujących radioamatorów.


Rys. 8. Schemat montażowy wzmacniacza

   W trakcie montażu należy zwrócić uwagę na dość istotny szczegół, bardzo charakterystyczny dla konstrukcji aparatury wzmacniającej, a mianowicie sposób "uziemienia" układu. Jak widać ze schematu montażowego (rys. 8) jest on połączony z metalową podstawą w jednym punkcie, za pośrednictwem końcówki lutowniczej zamocowanej pod jedną ze śrub podstawki lampowej. Rys. 9 przedstawia ten fragment w powiększeniu.


Rys. 9. Fragment montażu wzmacniacza i oznaczenie elektrod lampy

Ten sposób montażu nie jest bynajmniej przypadkowy, lecz wynika z zasad konstrukcji aparatury wzmacniającej. Bardziej doświadczeni konstruktorzy wiedzą bowiem, że wykorzystywanie metalowej podstawy do przenoszenia prądów różnych obwodów jest niewskazane, może bowiem prowadzić do niepożądanych zakłóceń pracy układu (szkodliwe sprzężenia, zwiększony poziom szumów itp.). Oczywiście w tak prostym układzie, jakim jest nasz jednolampowy wzmacniacz, zagadnienia te nie są aż tak bardzo istotne, ty, niemniej jednak wczesne poznanie zasad poprawnego montażu jest jak najbardziej wskazane. Dla przykładu (którego bynajmniej nie należy naśladować) na rys. 10 pokazany jest schemat montażowy wadliwie skonstruowanego układu.


Rys. 10. Przykład wadliwego montażu wzmacniacza
(część gniazdek zamocowana bez podkładek izolacyjnych)

Jak widać, oznacza się on nieco mniejszą ilością połączeń wykonanych za pomocą przewodu montażowego - oszczędność ta jest jednak bardziej niż problematyczna, prowadzi bowiem do złego działania wykonanej aparatury.

   Po zmontowaniu wzmacniacza i sprawdzeniu wykonanych połączeń na zgodność ze schematem ideowym (i montażowym), przystępujemy do uruchomienia układu. Jako pierwszą załączamy baterię żarzenia, to jest ogniwo 1,5 V (tzw. "amerykanka"). Należy zwrócić tutaj uwagę na właściwą biegunowość baterii. Mniej obznajomionych z tymi sprawami odsyłamy do numeru poprzedniego, gdzie zagadnienia właściwego zestawienia i przyłączenia baterii żarzeniowej i anodowej były szczegółowo (z rysunkami) omówione.

   Przekręcając w prawo (zgodnie z ruchem wskazówek zegara) gałkę potencjometru, usłyszymy lekki trzask wyłącznika. W tym momencie powinna rozżarzyć się delikatnie katoda lampy, co najłatwiej jest stwierdzić w zaciemnionym pomieszczeniu.

   Z kolei załączamy baterię anodową zestawioną z 8÷12 sztuk płaskich bateryjek 4,5 V oraz słuchawki we właściwe gniazdka. Dla kontroli pracy układu należy zestawić układ według schematu przedstawionego na rys 11.


Rys. 11. Zestaw aparatury:
odbiornik detektorowy i wzmacniacz lampowy m.cz.

Jak widzimy, do wejścia wzmacniacza załączony tam jest odbiornik detektorowy za pomocą krótkich przewodów zakończonych wtyczkami bananowymi. Oczywiście warunkiem poprawnej pracy zestawu jest prawidłowe działanie samego odbiornika detektorowego, co należy sprawdzić za pomocą słuchawek. Przenosząc słuchawki do wyjścia wzmacniacza sprawdzamy z kolei jego działanie oraz mamy możność oszacowania jakości pracy naszej nowej konstrukcji. Należy jednocześnie zwrócić uwagę na prawidłowe działanie regulatora siły głosu: odbierana audycja powinna być najbardziej głośna w prawym skrajnym położeniu tego regulatora i zanikać całkowicie przy obrocie w lewo, aż do oporu. Dalsze skręcanie osi potencjometru powinno spowodować wyłączenie układu, sygnalizowane lekkim trzaskiem wyłącznika.

   Konstrukcja opisanego powyżej wzmacniacza jest na tyle prosta, że z pewnością nie przysporzy kłopotów żadnemu z Czytelników. Wygląd zewnętrzny wykonanego modelu, dającego jak najbardziej zadowalające wyniki, jest pokazany na rys. 12.


Rys. 12. Wygląd zewnętrzny wzmacniacza

Udostępnił ku radości "lampomaniaków" Grzegorz 'gsmok' Makarewicz