Naprawa i konserwacja - wzmacniacz p.cz. dla odbiorników superheterodynowych

Wzmacniacz pośredniej częstotliwości jest najważniejszą chyba częścią superheterodynowego odbiornika radiowego. Od niego zależą parametry "radiowe" - czułość, selektywność i odporność na zaniki sygnału (fadingi). Widoczny poniżej rysunek pokazuje schemat typowego wzmacniacza częstotliwości pośredniej wykorzystujący pentodę regulacyjną - selektodę jako element wzmacniający.

Schemat wzmacniacza p.cz.
Schemat wzmacniacza p.cz.

Układ ten pochodzi ze schematu odbiornika firmy Philips model 456A, jest tylko minimalnie zmieniony dla zwiększenia czytelności. Jest to typowy przykład wzmacniacza z pentodą regulacyjną. Tradycyjnie, aby sprawdzić układ zaczynamy pracę od wyjęcia lampy z podstawki. Włączamy wtedy napięcie zasilające i mierzymy napięcie w punktach 2, 3, 4, 5 i 6. Napięcie w punktach 4 (anoda lampy), 5 (siatka druga) i 6 (też anoda lampy, tylko za filtrem p.cz.) powinno być takie same jak w punkcie 8, który jest zasilaniem anodowym całego odbiornika i wynosi typowo około 250V. Najprawdopodobniej jednak napięcia w tych punktach będą niższe, gdyż kondensatory C2 i C3 najprawdopodobniej mają upływ. Gdy różnica jest większa niż kilka woltów (do 10) kondensatory te trzeba wymienić . Ich wartość nie jest krytyczna, mają one typowo po kilkaset nanofaradów. Należy też zwrócić uwagę, czy w układzie nie występują dzielniki napięcia. Na podanym rysunku siatka druga jest zasilana tylko z plusa przez rezystor R2, czasami jest zasilana z dzielnika napięcia - wtedy dołączony jest jeszcze jeden opornik, pomiędzy tą siatką a masą czy katodą lampy. W tym przypadku oczywiście napięcie bez lampy powinno być takie jak wynika z współczynnika podziału dzielnika napięcia.

Jak napięcia w układzie bez lampy są poprawne można próbować uruchamiać układ dalej. Wkładamy lampę, ustawiamy radio tak, aby nie odbierało żadnej stacji, albo wręcz wyjmujemy lampę mieszacza. Można też zewrzeć siatkę lampy do masy za pomocą kondensatora kilkadziesiąt nanofaradów, jednak nie zawsze jest to proste - siatka jest często wyprowadzona na górę lampy i nie tak prosto jest do niej się dostać. Po włożeniu lampy napięcia powinny wyglądać tak ja podano na rysunku (mniejsze wartości). Przede wszystkim napięcie stałe na siatce względem katody powinno wynosić -2 do -3V (czasami nawet jeszcze mniej, np. -1V). Prądy elektrod powinny osiągnąć wartości większe, a napięcia mniejsze z podanych na rysunku.

Napięcie stałe polaryzujące siatkę to napięcie ARW (Automatycznej Regulacji Wzmocnienia) uzyskiwane z detektora, gdy wzmacniacz jest objęty pętlą ARW, lub stałe napięcie polaryzujące gdy nie jest. Bez sygnału to napięcie powinno być jak najmniejsze, typowo właśnie około -2V. Jeżeli się okaże że jest inaczej, należy spróbować wyjąć lampę detekcyjną, lub odłączyć diody od układu jak wyjąć jej nie można. Gdy nadal ujemne napięcie jest zbyt duże to oznacza to błąd w układzie polaryzacji lampy, gdy napięcie wtedy zaniknie oznacza to że wzmacniacz się wzbudza. W odbiorniku z oczkiem magicznym dobrze tę sytuację pokazuje wygląd oczka. Gdy oczko bez sygnału jest zamknięte lub tylko lekko otwarte oznacza to najprawdopodbniej wzbudzenie wzmacniacza.

Jak okaże się, że błąd jest jednak po stronie układów polaryzacji to trzeba się im dokładniej przyjrzeć. Jeden z przykładów realizacji widać na schemacie wyżej, często elementy R1 i C1 nie są montowane, a katoda lampy jest dołączona bezpośrednio do masy. Napięcie ujemne ARW może być brane tylko z detektora ARW, lub dodatkowo z innego punktu - np. z zasilacza czy katody innego stopnia - tu wariacje są bardzo różne, ale typowo wygląda to bardzo podobnie jak na tym rysunku. Gdy napięcie polaryzujące siatkę brane jest tylko z detektora do praktycznie nie ma jak tam wytworzyć dodatkowego napięcia. Jak napięcie polaryzujące jest brane tylko lub także z innego punktu trzeba dokładnie tamten układ obejrzeć poszukując głównie zwarć, lub przepalonych oporników, jednak na ogół prawdopodobieństwo takiego uszkodzenia jest małe. Innym przypadkiem może być przepalony lub nadpalony opornik katodowy (gdy w danym układzie taki jest wykorzystywany), tutaj jest to R1. Gdy ma on zbyt duży opór to nawet mały prąd katody da duży spadek napięcia i w konsekwencji duże ujemne napięcie siatki względem katody.

Kiedy napięcie polaryzujące siatkę jest poprawne należy określić prądy elektrod lampy. Wartości podane na rysunku są dość typowe i w większości przypadków będą pasować. Typowe wartości dla konkretnego typu lampy można znaleźćw katalogu, choć oczywiście konstruktorzy nie musieli tych danych ściśle przestrzegać. Gdy prądy się nie będą zgadzać (prawie na pewno bedą mniejsze) należy najpierw sprawdzić elementy bierne - np. rezystor R3 czy R2, czy nie ma za dużej wartości. W takiej sytuacji wystąpi na nich większy spadek napięcia i elektrodylamp dostaną za małe napięcie. Najczęściej jednak niewłaściwa wartość prądu spowodowana jest wadami lampy. Zbyt mały prąd oznacza, że lampa jest zużyta - trzeba ją sprawdzić testerem, lub wstawić na próbę inną, na pewno dobrą i pomiary powtórzyć. Z kolei zbyt duży prąd przy sprawnych elemenetach biernych oznacza prawie na pewno uszkodzoną lampę - na ogół zbyt słabą próżnię. Metoda postępowania jak poprzednio - sprawdzić lampę i ewentualnie wymienć. Czasami, bardzo rzadko, "dziwne" wartości prądów są prawidłowe - taki punkt pracy lampy ustalił konstruktor radia - jak wartości elementów biernych są poprawne (zgodne z oznaczeniami na nich), oraz napięcia zasilające i polaryzujące są poprawne - trzeba porównać punkt pracy lampy (napięcia i prądy elektrod) z charakterystykami lampy z katalogami - może lampa być dobra, tylko punkt pracy znacząco odbiera od katalogowego.

Specjalnym przypadkiem jest wzmacniacz w układzie refleksowym, którego schemat widoczny jest poniżej. Ten fragment pochodzi ze schematu odbiornika Elektrit Presto Z.

Schemat refleksowego wzmacniacza p.cz.
Schemat wzmacniacza p.cz. w układzie refleksowym.

Układ refleksowy, to układ w którym jeden element wzmacnia dwa różne sygnały - tu sygnał p.cz. i m.cz. jednocześnie. Sygnał w.cz. powzmocnieniu przechodzi przez detektor i wraca z porotem jako sygnał m.cz. do tego samego wzmacniacza gdzie jest wzmacniany po raz drugi - jest niejako odbijany z powrotem, stąd nazwa. Tego typu konstrukcja jest możliwa, gdyż oba sygnały znacząco różnią sie częstotliwościami: sygnał małej częstotliwości to sygnał szerokopasmowy, a sygnał pośredniej częstotliwości to sygnal wąsko pasmowy, o częstotliwości dużo wększej niż najwyższe częstotliwości sygnału m.cz., dzięki czemu są łatwe do oddzielenia od siebie, i nie "przeszkadzają" sobie nawzajem. Teoretycznie możliwe jest też zrobienie wzmacniacze refleksowego który wzmacniałby jednocześnie sygnał w.cz. i p.cz. - dwa syganły wąskopasmowe, również łatwe do rozdzielenia, jednak układ taki nie jest stosowany praktyczie ze względu na trudności realizacyjne.

Na schemacie powyżej są oznaczone następujące punkty: 1 - wejście sygnału p.cz - z reguły podpięte do anody mieszacza, 2 - wejście sygnału m.cz., na ogół brane bezpośrednio z detektora, 3 - polaryzacja siatki sterującej lampy, 4 - zasilanie, 5 - wyjście m.cz., na ogół podłączane do lampy głośnikowej, oraz 6 i 7 - wyjście p.cz. podłączane typowo do detektora. Schemat powyżej wykorzystuje triodę, ale oczywiście są konstrukcje używające tu pentody. Zasada działania tego typu wzmacniacza jest połączeniem wzmacniacza rezonansowego w.cz. i wzmacniacza oporowego m.cz. Na siatkę lampy podane są jednocześnie oba sygnały. Sygnał p.cz. z punktu 1 poprzez sprzężenie indukcyjne podawany jest bezpośrednio na siatkę lampy, a sygnał m.cz. z punktu 2 dodawanay jest do napięcia stałego polaryzującego siatkę. Przechodzi on przez obwód wtórny filtru p.cz. Filtr pracuje na wysokiej częsotliwości i dla sygnału m.cz. nie stawia żadnego oporu. Polaryzacja siatki lampy - punkt 3 dokonywana jest za pomocą stałego napięcia - aby lampa pracowała dobrze jako wzmacniacz m.cz. powinna mieć stały niezmienny punkt pracy. Oznacza to, że wzmacniacze refleksowe z reguły nie są objęte ARW i nie wykorzysuje się w nich lamp o zmiennym nachyleniu - selektod. Prąd anodowy lampy przepływa szeregowo przez wyjściowy filtr p.cz. i opornik R4 W filtrze pasmowym indukuje się składowa p.cz, wytwarzając w jego wtórnym obwodzie napięcie wyjściowe, które z punktów 6 i 7 doprowadzone jest do deketora. Ponieważ filtr pasmowy działa tylko w wąskim paśmie to sygnał m.cz. obecny w prądzie anodowym przechodzi przez niego bez zakłóceń, oraz nie pojawia się na jego wyjściu. Przez rezystor R4 przepływa prąd anodowy, zawierający tylko składową m.cz., gdyż składowa w.cz. zostaje odfiltrowana przez kondensator C2. Powduje to, że w punkcie 5 pojawia się tylko składowa m.cz. napięcia. Jak widać dzięki dużym różnicom w częstotliwościach obu sygnałów ich rozdzielenie nie nastręca żadnych problemów.

Sprawdzanie punktu pracy lampy odbywa się identycznie jak w przypadku normalnego wzmacniacza p.cz. - trzeba sprawdzić elementy bierne, upływy kondensatorów, napięcia i prądy elektrod lampy itp, więc opis tych operacji nie będzie tu powtarzany. Ponieważ układ refleksowy musi być siłą rzeczy kompromisowy to jego praca jako wzmacniacza p.cz. i m.cz. nie jest tak dobra jak układu rezlizującego jedną funkcją. Ten fakt, i brak możliwości pracy z pętlą ARW powodował, że układy refleksowe były wykorzystywane w tanich układach, gdzie oszczędzano na liczbie lamp i innych elementach.

Powrót do teorii