Схемотехника 100 лет назад. Обзор довоенного радиоприемника ЭЧС-308.01.2021 22:32

Представляю вам обзор старинного советского довоенного радиоприемника ЭЧС-3. Радиоприёмник сетевой ламповый ЭЧС-3 выпускался с осени 1933 до 1935 года московским электромеханическим заводом им. Серго Орджоникидзе.

Этикетка на внутренней стороне корпуса приемника.

Встроенного динамика у приемника нет, для воспроизведения звука необходимо подключать к нему или внешний высокоомный репродуктор типа «черная тарелка» для радиотрансляционной сети или низкоомный динамический громкоговоритель. Выходная мощность усилителя приемника 0,8…1 Вт, что позволяет подключить к выходу 8 — 10 репродукторов для коллективного приема. После прекращения выпуска этого приемника этим же заводом выпускался аналогичный по схеме приемник «ЭЧС-4», но уже со встроенным громкоговорителем. ЭЧС-4 имел другое, более привычное нам, внешнее оформление (фото с сайта):

Все детали приемника смонтированы на металлическом шасси, крепящееся на дне футляра со съёмной задней стенкой. Три ручки управления выведены на переднюю стенку. Это ручка настройки частоты приема, ручка регулировки громкости и ручка регулировки обратной связи (для настройки регенерации). При настройке приемника ручку регулировки обратной связи необходимо вращать вправо до появления интермодуляционных свистов. Ручкой нужно найти такое положение чтобы громкость приема была максимальной, но свистов при этом еще не возникало. На правой боковой стенке расположен переключатель диапазонов. На задней стенке расположены: выключатель питания, гнёзда для антенны и заземления, подключения адаптера и внешнего репродуктора.

Название ЭЧС-3 расшифровывается как Экранированный Четырехламповый Сетевой, третья модель. Важной особенностью (настолько, что ее вынесли в название) приемника является применение в нем «экранированных ламп» в тракте усиления высоких частот. «Экранированными лампами» в то время называли тетроды, широкий выпуск которых незадолго до этого был налажен в СССР. Тетроды, в отличие от триодов, имеют дополнительную, экранирующую сетку. Эта сетка не мешает пролету электронов к аноду и существенно, на несколько порядков, уменьшает проходную емкость лампы, значительно улучшая ее частотные свойства. Также в приемнике контурные катушки заключили в экраны (3 больших латунных цилиндра на фотографиях), что позволило существенно уменьшить уровень наводок и помех.

Слово «четырехламповый» в названии отражает количество ламп в приемнике. Чем больше ламп, тем, соответственно, приемник лучше. Наиболее внимательные читатели спросят: как же так, ведь ламп в приемнике 5? Все верно, пятая лампа — это кенотрон для выпрямления напряжения питания. По сложившейся традиции тех лет в подсчете числа ламп она не участвовала.

«Сетевой» в названии указывало на его полное питание от сети переменного тока. Поскольку в то время электричество было еще далеко не везде, значительная часть приемников выпускалась с батарейным питанием. Такие приемники имели существенное отличие в схемотехнике, вплоть до того, что в нем использовались специальные лампы с низковольтным питанием. Этот же приёмник рассчитан на питание от сети переменного тока с напряжением 110, 120 или 220 В.

При настройке частоты приема в окошке перемещается барабан с бумажной лентой, на которой написаны города, в которых в то время были передающие станции. Каждая станция работала на строго определенной, закрепленной за ней, частоте. Поэтому название станции или город, из которого она вещала, можно было вывести на шкалу приемника для более удобной настройки.

Диапазон волн, принимаемых приемником, 200…2000 метров (сейчас это диапазоны Длинных и Средних волн, ДВ и СВ), разделён на 4 поддиапазона. Модуляция — амплитудная. В настоящее время работа станций в этом диапазоне полностью прекращена, поймать на такой приемник ничего кроме индустриальных помех не выйдет. Последняя российская радиостанция замолчала в 2014 г. Но, имея хорошую антенну и вдали от города и от помех можно принимать зарубежные станции. В этом диапазоне по-прежнему вещает Китай и многие другие страны. Если в городе есть аэродром, можно поймать тональные сигналы приводного радиомаяка аэропорта, он тоже работает в этом диапазоне.

Этот приемник использовался и в первом механическом телевидении с диском Нипкова, его (точнее предыдущую модель, ЭЧС-2), например, можно увидеть на фотографии телевизора Б-2.

Для приема телепередачи нужно было иметь два таких приемника, что было крайне не бюджетно в то время. Один приемник использовался для приема звукового сопровождения, другой для приема сигналов телевидения. Собственно, сам телевизор Б-2 являлся, по сути, приставкой к радиоприемнику и подключался вместо репродуктора.

У приемника есть адаптерный вход для проигрывания граммофонных пластинок внешним электропроигрывателем. Типа такого как на фото.

В электропроигрывателе был смонтирован только электродвигатель привода диска, а для усиления звукового сигнала использовался усилитель радиоприемника.

По схеме — это регенеративный приемник прямого усиления типа 1-V-2 с тремя перестраиваемыми контурами. Регенеративный — значит что один и тот же каскад усиления усиливает как сигналы высокой, так и низкой частоты. В условиях когда лампы были еще очень несовершенны и имели небольшое усиление это было вынужденное решение. Позже от регенеративной схемы радиоприема полностью отказались, да и от схем прямого усиления тоже. Повсеместно стали использовать только супергетеродинные схемы. В обозначении 1-V-2 цифра 1 означает один каскад усиления по высокой частоте (первая лампа типа СО-124), буква V означает детектор (вторая лампа СО-124), цифра 2 означает 2 каскада усиления по низкой частоте (третья лампа СО-118, четвертая лампа УО-104). Вторая лампа работает в регенеративном режиме и выполняет сразу 3 функции: усиливает колебания высокой частоты, детектирует их и через цепь обратной связи усиливает продетектированные колебания. Как говорится, три в одном флаконе.

Поскольку это приемник прямого усиления, громкость сигнала на выходе напрямую зависит от громкости сигнала высокой частоты с антенны. Поэтому здесь регулятор громкости 2 стоит прямо на входе приемника, шунтируя сигнал с антенны.

Сигнал через разделительный конденсатор 1 поступает на контура 5 — 12, а затем на сетку первой лампы СО-124 (13). Режим лампы по постоянному току задается автоматически, смещением на резисторе 16 в цепи катода. Конденсатор 17 в цепи катода замыкает токи высокой частоты полезного сигнала. С анода лампы сигнал поступает на сетку второй лампы СО-124 (32). Катод этой лампы заземлен, в результате чего она усиливает только одну половину высокочастотного модулированного сигнала, в результате чего происходит его детектирование. Продетектированный сигнал снимается через RC-цепочку 34, 38 с анода лампы (после дросселя 33) и поступает на первый каскад усиления НЧ (третья лампа СО-118, 47). Сигнал регенерации через конденсатор 26 поступает на катушку связи 23 и снова на вход лампы 32. Глубина обратной связи регулируется переменным конденсатором 25.

Интересно сделано подключение адаптера грампластинок. На один из контактов подается постоянное отрицательное напряжение смещения и при подключении электромагнитного звукоснимателя с низким сопротивлением постоянному току это напряжение поступало на сетку лампы, автоматически переводя ее из режима детектирования в режим линейного усиления. Радиоприемник превращался в простой усилитель.

Это же напряжение смещения задает режим работы ламп усиления НЧ. Небольшое отрицательное напряжение смещения создается путем падения тока, потребляемого приемником на низкоомном сопротивлении 56 и 57.

Выходной сигнал снимается с выходного трансформатора 55, имеющего отводы для подключения низкоомной и высокоомной нагрузок.

Выпрямление напряжения питания схемы производится кенотроном 64, фильтрация выпрямленного напряжения — бумажными конденсаторами 58, 59, 62, 63.

Довоенные лампы просто поражают своими огромными размерами. Вот, например, лампа УО-104 рядом с более «современной» лампой 6Н23П.

Репродуктор подвергся «тюнингу» предыдущим владельцем. Изначально он должен выглядеть вот так (фото также с сайта):

Это репродуктор «Заря» Нижегородского телефонного завода. Но из-за непрезентабельного внешнего вида (штатно репродуктор должен стоять как бы задом к слушателю) и низкого качества звука, что отмечалось даже в изданиях тех лет, предыдущий владелец его существенно доработал. Во-первых, сделал тарелку большего размера, во-вторых развернул ее к слушателю. Закрепил все это на хитро изогнутой железяке. Получилась вот такая конструкция.

Привычного в нашем понимании регулятора громкости в нем нет. Громкость регулируется винтом сзади магнитной системы, который сильнее или слабее поджимает язычок в зазоре между катушками.

Поскольку станций в эфире нет, чтобы показать этот приемник в работе, подадим на него модулированный сигнал с высокочастотного генератора Г4–106. На генератор внешний звуковой сигнал можно подать, например, с МР-3 плеера или телефона. Вот как, например, звучал голос Ю. Левитана из приемника. К сожалению, при записи звук получился довольно тихий.

Этот приемник долгое время лежал на чердаке дома в нерабочем состоянии. Вероятно, в антенну попала молния или сильный грозовой разряд электричества — у него выгорели некоторые резисторы, параллельно им пришлось припаять более современные МЛТ, но зато исправные.

Приемник, конечно, сильно «подуставший». Лампы, которым уже под сотню лет, потеряли уже почти всю эмиссию, звук приема тихий, чувствительности нет. Но заменить лампы нечем.

Единственный вариант оживить такой приемник — изготовить из совсем негодных ламп переходники под более современные, которые еще возможно достать.

Еще проблему доставляют пассивные радиоэлементы — резисторы и конденсаторы. Эти элементы первых лет выпуска также не отличались высокой надежностью.

Детали на фото — резисторы, или Сопротивления Каминского — первые отечественные углеродистые резисторы. В качестве их основания используется керамическая (фарфоровая трубка), на внешнюю поверхность которой осаждается тонкий слой чистого углерода. Для защиты от внешних воздействий внешняя поверхность сопротивления покрыта слоем лака. Выводами от проводящего слоя сопротивления служат латунные обоймы-лапки, контакт которых с активным слоем сопротивления достигается путем обжима последнего. Резисторы не отличались качеством, часто пропадал контакт в месте обжимки вывода, по этой же причине были повышенные шумы. Сопротивление могло гулять в очень широких пределах, как с течением времени, так и из-за технологического разброса при производстве.

Интересно, что отверстия в фарфоровых трубках некоторых резисторов тоже используются — в них живут блокировочные конденсаторы! Я их разбирать не стал, поэтому приведу фото с форума сайта где они уже разобраны.

Слюдяные конденсаторы (на фото) были открытой конструкции и могли набирать влагу, что значительно повышало ток утечки и могло приводить к полной неработоспособности приемника. Звук в приемнике может самопроизвольно пропасть, потом снова появиться. Конденсатор набирался из проводящих пластин, разделенных слюдяным диэлектриком и собранных в пакет. Пакет обжимался по краям латунными выводами.

Кстати, интересное обозначение емкости: 200 ммF, то есть микро-микро фарады, или же пикофарады. Рабочее напряжение 800 вольт.

Чуть позже появились конденсаторы КСО, которые уже имели герметичную конструкцию и на порядки более высокую надежность.

Электролитических конденсаторов в то время вообще еще не изобрели и для фильтрации напряжения питания используется целая батарея бумажных. Огромный квадратный блок рядом с трансформатором — это конденсаторы фильтра питания. Несмотря на большой размер, емкости фильтрации недостаточно. В репродукторе приемника достаточно громко прослушивается фон переменного тока.

А в целом, для приемника, которому исполнился уже почти 90 лет он еще очень хорошо работает. Я думаю, если его включить еще через 10 лет, он будет работать ничем не хуже.