Н. — Если ты говоришь, что такая кривая является идеальной, значит ее невозможно получить?

Л. — Да, но к ней можно приблизиться с помощью так называемых полосовых фильтров.

Простейшие полосовые фильтры состоят из двух связанных между собой колебательных контуров с малым затуханием, настроенных на несущую частоту. Путем изменения связи между ними можно получить более или менее широкую резонансную кривую, по форме приближающуюся к прямоугольной (рис. 113).

Рис. 113. Резонансная характеристика полосового фильтра, сочетающая хорошую избирательность с хорошим качеством воспроизведения.

Н. — А как осуществить связь между двумя колебательными контурами, составляющими полосовой фильтр?

Л. — Самый простой способ — соединить их индуктивно, что и является трансформатором с настроенными первичной и вторичной обмотками (рис. 114), или осуществить связь при по мощи конденсатора малой емкости (рис. 115). В более сложных фильтрах связь осуществляется через реактивное сопротивление (рис. 116).

Рис. 114. Полосовой фильтр с индуктивной связью.

Рис. 115. Фильтр с емкостной связью.

Рис. 116. Фильтр со связью через общее реактивное сопротивление Z.

Н. — Каким же образом общее сопротивление может служить элементом связи?

Л. — Ток, протекающий в первом контуре, создает на этом сопротивлении падение напряжения, которое приложено ко второму контуру и возбуждает в нем ток. Если сопротивление мало, то и развиваемое на нем напряжение будет малым, что равноценно слабой связи.

Н. — Какой тип реактивного сопротивления применяется чаще всего?

Л. — Чаще всего применяется емкостное (рис. 117) и реже индуктивное сопротивление (рис. 118). Чтобы получить малое емкостное сопротивление, надо включать конденсатор достаточно большой емкости, тем большей, чем меньше частота колебаний.

Рис. 117. Фильтр с общим емкостным сопротивлением.

Рис. 118. Фильтр с общим индуктивным сопротивлением.

Н. — Да я вспоминаю, что емкостное сопротивление уменьшается с повышением частоты и увеличением емкости. Так как индуктивное сопротивление ведет себя диаметрально противоположно, я полагаю, что в фильтрах с индуктивным сопротивлением для получения слабой связи надо включать катушку с малой индуктивностью, тем меньшей, чем выше частота.

Л. — Ты начинаешь рассуждать логически, дружище. Постарайся же разрешить такую несложную задачу. Имеются два фильтра: один — со связью через емкостное, а другой — через индуктивное сопротивление. Пусть настройка обоих связанных контуров фильтра изменяется от низких частот к высоким. Будет ли ширина полосы пропускания каждого из этих фильтров оставаться постоянной?

Н. — Конечно, нет. В фильтре с емкостной связью при увеличении частоты емкостное сопротивление, а следовательно, и связь уменьшаются, вследствие чего полоса пропускания будет сужаться; в фильтре же со связью через индуктивное сопротивление с увеличением частоты связь увеличивается и полоса расширяется.

Л. — Браво! Но обрати внимание, что здесь имеется одно очень досадное обстоятельство. Представь себе, что фильтр с емкостной связью используется в качестве элемента связи между двумя каскадами усиления высокой частоты приемника.

Предположи также, что на определенной частоте фильтр имеет установленную полосу частот 9 кгц. Если ты настроишь приемник на более короткие волны, то полоса пропускания уменьшится, избирательность повысится и качество воспроизведения ухудшится.

Н. — Я думаю, что имеется очень простое средство, которое позволит поддержать постоянство полосы пропускания для всего диапазона настройки. Для этого в качестве сопротивления связи достаточно использовать конденсатор и катушку, включенные последовательно (рис. 119). Противоположный характер их сопротивлении будет взаимно компенсировать изменение полосы пропускания.

Рис. 119. Фильтр с общим индуктивным и емкостным сопротивлениями.

Л. — До тебя с таким фильтрами уже работал один ученый. К сожалению, дело обстоит значительно сложнее, так как нужно учитывать разность фазовых сдвигов в емкости и индуктивности.

Имеется, к счастью, другой способ преодолеть эту неприятность. Для этого достаточно использовать полосовые фильтры только в каскадах усиления промежуточной частоты супергетеродинов.

Н. — Клянусь сопротивлением, правильно! В усилителе промежуточной частоты все контуры настроены на одну постоянную частоту, и мы можем не бояться изменения ширины полосы пропускания.

Л. — Однако следует заметить, что в преселекторах супергетеродинов, включаемых между антенной и первой лампой, для подавления помехи по зеркальному каналу пользуются часто полосовыми фильтрами с емкостной связью В этом случае речь идет о подавлении частоты, очень удаленной от частоты настройки. Поэтому полоса пропускания фильтра может быть без каких-либо осложнений значительно шире 9 кгц.

Н. — Теперь, Любознайкин, предположи, что мы имеем приемник с полосой пропускания 9 кгц и хотим принимать слабые сигналы удаленной радиостанции, частота которой отстоит на 9 кгц от частоты, на которой работает местный мощный передатчик. Не помешает ли последний приему удаленной станции?

Л. — Так как резонансные кривые фильтров только приближаются к идеальной прямоугольной форме, местный передатчик будет, очевидно, мешать приему. Чтобы в таких условиях принимать сигнал без помех, нужен приемник с большей избирательностью; его полоса пропускания должна быть меньше 9 кгц. Таким образом, частично в ущерб качеству передачи можно добиться разборчивого приема слабо слышимой станции.

Н. — Я предпочитаю совсем не принимать некоторые станции, если при этом высокая избирательность окажется причиной плохого качества воспроизведения

Л. — К счастью, можно совмещать свойства, казалось бы, несовместимые, делая избирательность переменной. При этом прием мощных близких станций, когда помехи отсутствуют, можно производить при пониженной избирательности. Наивысшее качество воспроизведения будет сочетаться с отсутствием помех.