Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ПРЕДИСЛОВИЕ 6
ПРЕДМЕТ ИНТЕРЕСА «РАДИО»? «ОТКУДА»? 7
ЗНАКОМСТВО С РАДИОКОМПОНЕНТАМИ И РАДИОДЕТАЛЯМИ 11
Шаг1. Пассивные элементы. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности 12
Резисторы12
Конденсаторы 17
Катушки индуктивности'23
Шаг 2. Электронные компоненты. Диоды, транзисторы, интегральные микросхемы29
2:1. Диоды29
Транзисторы32
Интегральные микросхемы40
Шаг 3. Электроакустические преобразователи. Телефоны, микрофоны, громкоговорители43
Головные телефоны (наушники)43
Влияние телефонов на слух человека48
Микрофоны49
Громкоговорители 54
Шаг 4. Учимся читать схемы радиоэлектронных устройств60
Условные графические обозначения радиоэлементов60
Графический редактор радиоэлектронных схем sPlan 5.074
II. ЭТАПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ84
Шаг 5. Мастерская радиолюбителя84
Приборы и инструменты85
Хранение радиодеталей88
Шаг 6. Технология изготовления радиолюбительских конструкций90
Шаг 7. Изготовление печатной платы94
Создание печатного рисунка94
Изготовление печатной платы с помощью лазерного принтера98
Подготовка паяльника к монтажным работам 100
Проверка годности радиоэлектронных компонентов перед установкой на плате 101
Подготовка деталей к распайке на плате 105
Распайка радиодеталей на плате 106
Шаг 8. Измерения в практике радиолюбителя109
Установка режимов работы транзисторов 109
Измерение емкости конденсатора 113
III. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОСТЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ 120
Шаг 9. Источники питания радиоэлектронных устройств120
Сетевой блок питания 121
Питание устройств от гальванических элементов 122
Особенности питания аппаратуры от аккумуляторов 123
Индикатор полярности источников напряжений 129
Шаг 10. Радиоэлектронные устройства, полезные в быту. Сигнализаторы и индикаторы130
Карманный фонарик на аккумуляторах 130
Преобразователь напряжения 131
Сигнализатор уровня воды в металлической емкости 132
Сигнализатор уровня воды в пластмассовой емкости 133
Сигнализатор полива растений на даче 133
Индикатор радиоактивности 134
Корректофон 135
Измеритель эмоций 136
Измерители пульса и дыхания человека 138
Шаг 11. Реле времени и сторожевые устройства140
Реле времени 140
•11.2. Сторожевое устройство с датчиком в виде провода 141
Сторожевое охранное устройство сконтактными датчиками 142
Секретный замок 144
Электронный камертон 144
Имитатор соловьиных трелей 145
Шаг 12. Простые радиоприемники‘146
Приемник СВ и ДВ 146
Приемник КВ 147
Сверхрегенеративный приемник УКВ 147
Коротковолновый конвертер 148
УКВ конвертер 150
Шаг 13. Маломощные домашние радиопередатчики 152
Передатчик УКВ-ЧМ на одном транзисторе 152
Передатчик видеосигнала с видеомагнитофона на телевизор 153
Радиомикрофон 154
Малогабаритная радиостанция типа «Д» 155
Шаг 14. Простые самодельные приборы для проверки радиодеталей ..161
Пробники годности маломощных транзисторов с различным типом индикации 161
Пробник для проверки тринисторов и мощных транзисторов 162
Универсальный пробник проверки транзисторов 163
Приборы обнаружения короткозамкнутых витков в катушках индуктивности 164
Универсальный генератор-пробник 166
Гетеродинный индикатор резонанса (ГИР) 168
IV. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОСТЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА НЕСКОЛЬКИХ ТРАНЗИСТОРАХ 172
Шаг 15. Мультивибраторы 172
Основные понятия 172
Применение мультивибратора в радиоэлектронных устройствах ... 175
Шаг 16. Имитаторы звуков и различные устройства на основе мультивибратора181
Электронный метроном 181
Маячок". 182
Электронные звонки■ 183
Электронная сирена 184
Устройство имитации звуков с использованием мультивибратора с регулируемой скважностью импульсов 185
V. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ СЛОЖНЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ТРАНЗИСТОРАХ И МИКРОСХЕМАХ..... 187
Шаг 17. Электронные сигнализаторы 187
Сигнализатор разряда батарейки в электронных часах 187
Устройства, сигнализирующие о достижении жидкостью определенного уровня 188
Сигнализатор горения газовой горелки плиты 190
Электронный предохранитель с высоким быстродействием 191
Устройство защиты радиоэлектронной аппаратуры от «перепадов» напряжения сети 193
Шаг 18. Более сложные радиоэлектронные конструкции на транзисторах и микросхемах 195
Карманный радиоприемник СВ и ДВ 195
Карманный СВ-УКВ приемник на микросхемах К174ХА10 и К174ХА34 199
Переговорное устройство на ИМС К174УН7202
Громкоговорящая приставка к телефону205
Шаг 19. Радиоэлектронные конструкции на операционных усилителях.... 206
Двухполярные источники питания 207
Двухполярный регулируемый блок питания на микросхемах209
Усилитель звуковой частоты на операционном усилителе К153УД2211
Электромузыкальный инструмент на операционном усилителе К140УД1Б213
Операционные усилители в радиоприемных устройствах215
Проверка годности операционных усилителей218
Шаг 20. Радиоэлектронные конструкции на цифровых микросхемах220
Основные сведения220
Практические схемы на цифровых интегральных микросхемах223
Металлоискатель на ИМС К176ЛЕ5 233
Шаг 21. Конструкции с сенсорным управлением235
Основные понятия 235
Простые сенсорные устройства на транзисторах237
Сенсорные устройства с использованием микросхем238
Шаг 22. Телемеханически управляемые конструкции 241
Устройства, управляемые светом 241
Радиоуправляемые модели243
Выключатель, управляемый звуком247
Замок, управляемый звуком 249
Акустически управляемая модель253
Словарь терминов радиоэлектроники 257
Список литературы 269
Предисловие
Представить сегодняшнюю жизнь без радиоэлектроники довольно трудно. Она вошла в наш быт и стала его неотъемлемой составляющей. Проявить интерес к радиоэлектронике и сделать первые самостоятельные практические шаги в этой области поможет сделать эта книга.
Книга построена в виде отдельных шагов (глав). Каждый шаг представляет законченный раздел и может читаться независимо от других разделов. Включенные в книгу описания радиолюбительских конструкций расположены в порядке возрастания сложности их изготовления и уровня необходимых знаний. Дается подробное описание, технология изготовления и методика налаживания конструкций. Рассказано как проводить налаживание самодельных устройств в домашних условиях и какие несложные приборы для этих целей можно изготовить самому. Для облегчения конструирования приведены необходимые справочные данные по радиокомпонентам и радиодеталям. Помещенный в конце книги словарь терминов радиоэлектроники призван помочь при чтении этой книги.
Компьютерные и информационные технологии настолько стремительно ворвались в нашу жизнь, что без них стала немыслима радиолюбительская деятельность. Компьютер стал неотъемлемой частью домашней радиолюбительской лаборатории, в связи с этим, в книге приведены описания и методики работы с различными компьютерными программами, которые можно найти в Internet по адресам, приведенным в книге. Радиолюбитель, желающий воспользоваться этими программами в своей практике, должен иметь выход в Internet. Для установки программ, упомянутых в книге, хватит конверта с 5-часовым доступом в Internet. Отобранные для книги компьютерные программы отличаются простотой эксплуатации и своей доступностью установки на компьютере. С помощью этих программ радиолюбитель сможет быстро расшифровать цветовую маркировку радиодеталей, нарисовать схему радиоэлектронного устройства и распечатать ее, а также разработать печатную плату для любого радиоэлектронного устройства.
Автор выражает искреннюю признательность Сергею Ильюхину (UA9OTY) из Новосибирска за полезное обсуждение книги, а также помощь в ознакомлении с различными справочными материалами и информационными ресурсами.
Автор с благодарностью примет пожелания и замечания по книге, которые будут способствовать ее улучшению.
Пестриков В.М., профессор, доктор технических наук, г. Санкт-Петербург, Россия
Предмет интереса«Радио»? «Откуда»?
«Чудесная это штука — радио. Нажмешь кнопку, повернешь рукоятку и на-ка, все к твоим услугам: музыка, погода на завтра, последние новости».
А. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
Минуло уже более 100 лет как радиосвязь, благодаря усилиям многих ученых, заняла прочное место в жизни человечества. Изобретение, сделанное русским ученым А. С. Поповым, оказалось настолько плодотворным, что породило новые научные направления и отрасли промышленности. Это привело к появлению новых словосочетаний со словом «радио». Сейчас все, что связано с этим понятием, мы знаем достаточно полно. Это — радиосвязь, радиотехника, радиоэлектроника и многое другое [1].
Слово «радио» стали употреблять почти на 20 лет раньше появления самого изобретения, которое оно потом олицетворило. Термин «радио» (от латинского radius — луч, radio, radiare — излучать, испускать лучи) в современном понятии подразумевает способ передачи сообщений на расстояния с помощью радиоволн. До этого этот термин использовался в физике в качестве приставки. Применил приставку «радио» впервые известный английский физик и химик Вильям Крукс (William Crooks). Будучи уже 9 лет членом Лондонского королевского общества, он ' в 1872 году начал исследования проблемы возникновения отталкивающих сил в нагретых телах. Исследование затронуло широкий спектр вопросов, в том числе распространение электрического разряда в сильно разряженных газах. Все это позволило обнаружить доселе неизвестные световые и тепловые явления. Понимание открытых явлений основывалось В. Круксом на предположении существования четвертого, «лучистого» состояния. Хотя такое объяснение и не нашло своего подтверждения, но оно способствовало появлению такого прибора, как
Рис. 1. РАДИОметр радиометр (рис. 1).
Радиометр представлял собой грушевидный сосуд, в котором находилась вертушка с четырьмя слюдяными лопастями. Вертушка вращалась на острие иглы, подобно стрелке компаса. Слюдяные крылья были закопчены и вертушка начинала вращаться, когда на нее падали свет, катодные или рентгеновские лучи. Радиометр появился в 1874 году и, по всей видимости, это было первое слово, в котором использовалась приставка «радио». За проведенные исследования В. Крукс удостоился премии французской академии наук в размере 3000 франков. Английскому ученому немалую известность принесли не только проведенные исследования, но еще статьи и речи, как ни странно, в защиту реальности спиритических явлений, которые он пытался исследовать с помощью экспериментальных методов. Научная известность В. Крукса во многом способствовала распространению спиритизма.
Изобретатель современного телефона, американец Александр Белл (Alexander Graham Bell), оказался, так же как и В. Крукс, причастен к «радио». А. Белл вместе со своим сотрудником Саммером Тайнером (Summer Tainter), проведя эксперименты, .обнаружил, что твердые, жидкие и газообразные тела могут издавать звуки, если на них направить прерывистые пучки световых или тепловых лучей. В 1880 году преподаватель политехнической школы телеграфного управления в Париже Е. Меркадье (Ernest Mercadier) дал такого рода явлениям название «радиофония» и издал книгу «Заметки о радиофонии». Прибор для воспроизведения такого рода явлений получил название «радиофон» (рис. 2). Радиофон можно сделать и самому. Для этого в стеклянную пробирку необходимо вложить небольшой кусочек закопченной фольги, закрыть пробирку пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка, на наружный конец которой надета резиновая трубка длиной около 20 мм. Если теперь на пробирку направить свет лампы, перед которой вращается диск с прорезями, то, поднеся резиновую трубку к уху, можно услышать тон. Высота тона будет зависеть от скорости вращения диска: чем больше скорость, тем выше тон. Как видим в экспериментах В. Крукса и А. Белла использовались источники, испускающие световые, тепловые и другие лучи, то есть
Рис. 2. Устройство РАДИОфона соответствующие определению слова «радио».
Через 16 лет после экспериментов В. Крукса, французский физик Эдуард Бранли (Edourd Branly) использовал понятие «радио» непосредственно к электромагнитным волнам. Он не занимался специально изучением электромагнитных волн, а исследовал сопротивление различных металлических порошков. Э. Бранли обнаружил, что стрелка гальванометра, включенного в цепь, содержащую трубочку с опилками и батарею, от-
клоняется, когда в соседнем кабинете проводятся эксперименты с индукционной катушкой. При включении индукционной катушки начинало изменяться сопротивление металлических опилок. Для удобства ученый помещал порошки в стеклянную трубочку В статье «О проводимости несплошных проводящих веществ», опубликованной в журнале Французской академии наук, Э. Бранли описал устройство этой трубочки под названием «радиокондуктор» (рис. 3). В публикации автор отметил: «На сопротивление металлических порошков влияют электрические разряды, производимые на некотором расстоянии от них. Под действием этих разрядов опилки резко изменяют свое сопротивление и проводят ток». Благодаря этому выводу имя Э. Бранли не было забыто и заняло достойное место в истории радиотехники. Радиокондуктор был уже достаточно удобным индикатором для регистрации появления электромагнитных волн от электрической искры по сравнению с существовавшими. Об этом судили по резкому падению электрического сопротивления метал
лических опилок.
Вывод 1Вывод 1Рис. 3. РАДИОкондукторы конструкции Э. Бранли: а — горизонтальный; б — вертикальныйРис. 3. РАДИОкондукторы конструкции Э. Бранли: а — горизонтальный; б — вертикальный
Вывод 1
Вывод 1
Рис. 3. РАДИОкондукторы конструкции Э. Бранли: а — горизонтальный; б — вертикальный
Рис. 3. РАДИОкондукторы конструкции Э. Бранли: а — горизонтальный; б — вертикальный
Английский физик сэр О. Лодж (sir Oliver Joseph Lodge) заинтересовался опытами Э. Бранли, усовершенствовал радиокондуктор и дал ему другое название «когерер» Благодаря когереру удалось уловить такие слабые электромагнитные волны, которые не мог обнаружить обычный резонатор Г. Герца. Свои опыты О. Лодж опубликовал в английском журнале «The Electrician». Э. Бранли, узнав об изменении имени своего детища, писал в декабре 1897 года: «Мою трубочку с опилками О. Лодж назвал «когерер» и некоторые воспринимают это как общепринятое. Это название, однако, неточно отражает исследованное явление. Я предложил название «радиокондуктор» (радио и проводник), которое отражает главное свойство несплошного проводника при воздействии электромагнитного излучения. Но, невзирая на замечания, первооткрывателя изобретения «радиокондуктор» исчез из употребления и вплоть до 20-х годов нашего столетия употреблялось слово «когерер» (рис. 4). Всего через три года после изобретения.радиосвязи А. С. Поповым термин «радио» появился снова. Произошло это в мае 1898 года на страницах английского журнала «Tib-Bis». Современное понятие этого слова устоялось еще не сразу, долгое время господствовало поня-
ПолоскаСтекляннаяиз платинытрубкаПробкаПолоскаСтекляннаяиз платинытрубкаПробкаМеталлическийМеталлическийпорошок (Fe или Nj)Вакуумпорошок (Fe или Nj)ВакуумМелкие опилки (96% Ni, 4% Ад, капли Нд)Мелкие опилки (96% Ni, 4% Ад, капли Нд)Рис. 4. Конструкции когереров: а - А.С. Попова (1895 г.), б - Г. Маркони (1898 г.)Рис. 4. Конструкции когереров: а - А.С. Попова (1895 г.), б - Г. Маркони (1898 г.)тие «беспроволочный телеграф». Вот как объясняет это англичанин Р. Кэрр (R. Kerr) в книге «Телеграф без проводов», изданной в Санкт-Петербурге в 1889 году: «Название «телеграф без проводов» должно быть понимаемо в том смысле, что этот прибор дает возможность передавать сигналы через пространство без промежуточных проводов, соединяющих передающий и воспринимающий аппараты... Этот термин был принят не потому, что он вполне точен, а потому, что возбуждает большой интерес к этой области опытной физики». Программа первого в России учебного курса, составленного А. С. Поповым, называлась «Про
ПолоскаСтеклянная
из платинытрубкаПробка
ПолоскаСтеклянная
из платинытрубкаПробка
Металлический
Металлический
порошок (Fe или Nj)Вакуум
порошок (Fe или Nj)Вакуум
Мелкие опилки (96% Ni, 4% Ад, капли Нд)
Мелкие опилки (96% Ni, 4% Ад, капли Нд)
Рис. 4. Конструкции когереров: а - А.С. Попова (1895 г.), б - Г. Маркони (1898 г.)
Рис. 4. Конструкции когереров: а - А.С. Попова (1895 г.), б - Г. Маркони (1898 г.)
грамма чтений о телеграфии без проводов», а один из первых учебников в этой области, написанный профессором А. А. Петровским, — «Научные основания беспроволочной телеграфии». В июле 1897 г. Г. Маркони (Gugliemo Marchese Marconi) основал в Англии фирму, которую назвал «Компания беспроволочного телеграфа и сигнализации».
В 1903 году в Берлине состоялась Первая Международная конференция по беспроволочному телеграфированию, на которой довольно часто употреблялись слова с приставкой «радио». Россию на конференции представляли три делегата, в том числе А. С. Попов. Выступая на ней, германский министр почт и телеграфов так отозвался о изобретении русского ученого: «...в 1895 г. Попов изобрел прием телеграфных сигналов с помощью волн Герца. Его мы должны благодарить за первый радиографический аппарат». Маркони первым применил антенну для передатчика, открыв новый путь практической эксплуатации телеграфии без проводов. Многие исследователи выполнили работу по улучшению новых средств коммуникации. Их имена — Браун, Дюкрете, де Форест, Фесседен, Риги, Слаби, Арко, Тесла — стали всюду известны. Мы должны отметить сотрудничество в развитии радио всех больших наций. На конференции был рекомендован для употребления в литературе термин «радиотелеграфия». Лишь через три года в Берлине на очередной Международной конференции по радиотелеграфу термин «радио» все же был предложен для обозначения беспроволочных передач. Несмотря на это в литературе продолжали присутствовать оба понятия. Например, в «Кратком словаре электротехнических терминов», изданном в 1927 году, есть «радиовещание» и «беспроволочный телеграф». Объяснение, что такое «беспроволочный телеграф» читается с некоторой ностальгией по хорошему слогу и отношению к открытию: «Процесс телеграфирования на расстоянии проходит с помощью так называемых электромагнитных волн большой частоты непосредственно по заполняющей мировое пространство среде (мировой эфир)».
I
Знакомство срадиокомпонентамии радиодеталями
«Успех подобного предприятия, как вы знаете, во многом зависит от личного состава экспедиции. Поэтому я особенно тщательно выбирал своего спутника — единственного помощника и товарища в этом долгом и трудном пути».
А. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
О существовании различных радиодеталей обычно мы узнаем, когда выходит из строя какое-нибудь радиоэлектронное устройство и появляется желание произвести его ремонт. Разобрав устройство и добравшись до его «внутренностей», сразу в глаза бросается обилие различных незнакомых нам «штучек» разного цвета, размеров, формы и т.д. Это и есть радиодетали. Среди них можно увидеть резисторы, конденсаторы, диоды, катушки индуктивности, транзисторы и многое другое. Обычно эти детали называют радиокомпонентами. В радиоэлектронике каждый радиокомпонент выполняет свои строго определенные функции, от его качества и правильного использования зависит успешная работа аппаратуры. Для того, чтобы разобраться в содержании устройства и затем его отремонтировать, необходимо знать назначение и маркировку радиодеталей, а также уметь читать радиоэлектронные схемы. На радиоэлектронных схемах радиокомпоненты имеют общепринятые изображения согласно установленного стандарта. Знание назначения, устройства и обозначения на схемах различных радиоэлементов позволяет произвести осознанный ремонт радиоэлектронной аппаратуры и более продуманно использовать радиодетали при ее создании.
Шаг1.
Пассивные элементы. Резисторы,конденсаторы, катушки индуктивности
Резисторы
Общая характеристика
Резисторы являются наиболее распространенными элементами радиоэлектронной аппаратуры. Раньше резисторы назывались сопротивлениями, но в соответствии с Государственным стандартом электрическим сопротивлениям, как схемным элементам, присвоено название «резисторы». Сделано это было с целью различать «сопротивление» как изделие (радиокомпонент) и «сопротивление», как его физическое свойство, электрическую величину. Резисторы характеризуются электрическим сопротивлением. Основной единицей электрического сопротивления в соответствии с международной системой единиц является ом (Ом). На практике используются также производные единицы — килоом (кОм), мегаом (МОм), гигаом (ГОм), тераом (ТОм), которые связаны с основной единицей следующими соотношениями: 1 кОм = 103 Ом, 1 МОм = 106 Ом, 1 ГОм= Ю90м, 1 ТОм = 1012 Ом.
Различают следующие виды резисторов: постоянные и переменные. Переменные еще делят на регулировочные и подстроечные. У постоянных резисторов сопротивление нельзя изменять в процессе эксплуатации. Резисторы, с помощью которых осуществляют различные регулировки в радиоэлектронной аппаратуре изменением их сопротивления, называют переменными резисторами или потенциометрами. Резисторы, сопротивление которых изменяют только в процессе налаживания (настройки) радиоэлектронного устройства, называют подстроечными.
Основные параметры
Резисторы характеризуются такими основными параметрами: номинальным значением сопротивления, допустимым отклонением сопротивления от номинального значения, номинальной (допустимой) мощностью рассеяния, максимальным рабочим напряжением, температурным коэффициентом сопротивления, собственными шумами и коэффициентом напряжения.
Номинальное значение сопротивления R обычно обозначено на корпусе резистора. Действительное значение сопротивления резистора может отличаться от номинального в пределах допустимого отклонения (допуска, определяемого в процентах по отношению к номинальному сопротивлению).
Маркировка
На корпусе резистора, как правило, наносится краской его тип, номинальная мощность, номинальное сопротивление, допуск и дата изготовления. Для маркировки малогабаритных резисторов используют буквенно-цифровой код. Код состоит из цифр, обозначающих номинальное сопротивление, буквы, обозначающей единицу измерения, и буквы, указывающей допустимое отклонение сопротивления. Примеры наносимого на корпус резистора буквенного кода единиц измерения номинального сопротивления старого и нового стандартов приведены в табл. 1.1.
Если номинальное сопротивление выражается целым числом, то буквенный код ставится после этого числа. Если же номинальное сопротивление представляет собой десятичную дробь, то буква ставится вместо запятой, разделяя целую и дробную части. В случае, когда десятичная дробь меньше единицы, целая часть (ноль) исключается.
При маркировке резисторов код допуска ставится после кодированного обозначения номинального сопротивления. Буквенные коды допусков приведены в табл. 1.2. Например, обозначение 4К7В (или 4К7М) соответствует номинальному сопротивлению 4,7 кОм с допустимым отклонением 20%.
В табл. 1.1 и 1.2 приведены буквенные коды, соответствующие как старым, так и новым стандартам, так как в настоящее время встречаются оба варианта. Номинальная мощность на малогабаритных резисторах не указывается, а определяется по размерам корпуса.
Обозначение номинальной величины сопротивления на корпусах резисторов Таблица 1.1
Полное обозначение
Сокращенное обозначение на корпусе
Обозначение единиц измерения
Примеры обозначения
Обозначение единиц измерения
Примеры обозначения
Старое
Новое
Старое
Новое
Ом
омы
13 0м
470 Ом
R
Е
470R3(K47)
13Е 470Е (К47)
кОм
килоомы
1 кОм
5,6 кОм 27 кОм 100 кОм
К
К
1К0 5К6
27К ЮОК(МЮ)
1К0 5К6 27К ЮОК(МЮ)
МОм
мегаомы
470 кОм 4,7 МОм 47 МОм
М
м
М47 4М7 47М
М47 4М7 47М
Буквенные коды допусков сопротивлений, наносимых на корпуса резисторов Таблица 1.2
Допуск, %
±0,1
±0,2
±0,25
±0,5
±1
±2
±5
±10
±20
±30
Обозначение
старое
Ж
У
—
Д
Р
Л
И
С
В
Ф
новое
в
—
С
D
F
G
J
К
М
N
Цветовой код маркировки резисторов
Тип маркировки, при котором на корпус резистора наносится краска в виде цветных колец или точек называют цветовым кодом (см. на рис. 1.1). Каждому цвету соответствует определенное цифровое значение. Цветовая маркировка на резисторах сдвинута к одному из выводов и читается слева направо. Если маркировку нельзя разместить у одного из выводов, то первый знак делается полосой шириной в два раза больше, чем остальные.
На резисторы с малой величиной допуска (0,1... 10%), маркировка производится пятью цветовыми кольцами. Первые три кольца соответствуют численной величине сопротивления в омах, четвертое кольцо есть множитель, а пятое кольцо — допуск (рис. 1.1). Резисторы с величиной допуска 20% маркируются четырьмя цветными кольцами и на них величина допуска не наносится. Первые три кольца — численная величина сопротивления в омах, а четвертое кольцо — множитель. Иногда резисторы с допуском 20% маркируют тремя цветными кольцами. В этом случае первые два кольца — численная величина сопротивления в омах, а третье кольцо — множитель. Незначащий ноль в третьем разряде не маркируется.
В связи с тем, что на рынке радиоаппаратуры значительное место занимают зарубежные изделия, заметим, что резисторы зарубежных фирм маркируются как цифровым, так и цветовым кодом. При цифровой маркировке первые две цифры обозначают численную величину номинала резистора в омах, а оставшиеся представляют число нулей. Например: 150 — 15 Ом; 181 — 180 Ом; 132 — 1,3 кОм; 113 —11 кОм. Цветовая маркировка состоит обычно из четырех цветовых колец. Номинал сопротивления представляет первые три кольца, двух цифр и множителя. Четвертое кольцо содержит информацию о допустимом отклонении сопротивления от номинального значения в процентах. Определение номиналов зарубежных резисторов по цветовому коду такое же, как и для отечественных. Таблицы цветовых кодов отечественных и зарубежных резисторов совпадают.
Многие фирмы, помимо традиционной маркировки, используют свою внутрифирменную цветовую и кодовую маркировки. Например, встречается маркировка SMD-резисторов, когда вместо цифры 8 ставится двоеточие. Так, маркировка 1:23 означает 182 кОм, a :0R6 — 80,6 Ом.
Калькулятор расшифровки цветового кода резисторов
Время на расшифровку цветового кода резисторов можно значительно сократить, если установить небольшую компьютерную программу или, проще говоря, калькулятор. С этой целью программу для расшифровки цветового кода резисторов скачивают из Интернета, воспользовавшись адресом http:/ /mortio.virtualave.net/indexr.html или http://www.qrz.ru/shareware/ — файловый архив сайта радиолюбителей России «QRZ». Эта программа называется «Rezistor» (380 КБ в zip-архиве) и ее автор Руслан Лонгинов. Общий вид калькулятора «Rezistor» представлен на рис. 1.2. Расшифровка кода резистора с помощью калькулятора производится в такой последовательности:
Цвет колец или точек
Номинальное сопротивление, Ом
Множитель
Допуск, %
ТКС, ю-ус
1-я цифра
2-я цифра
3-я цифра
4-я цифра
5-я цифра
п
Серебристый
—
—
—
0,01
±10
—
Золотистый
—
—
—
0,1
±5
—
Черный
—
0
—
1
—
—
Коричневый
1
1
1
10
±1
100
Красный
2
2
2
ю2
±2
50
, Оранжевый
3
3
3
103
—
15
Желтый
4
4
4
ю4
—
25
Зеленый
5
5
5
10=
±0,5
—
Синий
6
6
6
106
±0,25
10
Фиолетовый
7
7
7
ю7
±0,1
5
Серый
8
8
8
10е
±0,05
—
Белый
9
9
i 9
ю9
—
1
Рис. 1.1. Цветовая маркировка отечественных и зарубежных резисторов в виде колец или точек, в зависимости от допуска и ТКС
Рис. 1.2. Вид калькулятора «Rezistor» для определения номинала резисторов по цветным полосам
ЭЖВ0ЕЭЖВ0ЕЦветовой кодЦветовой кодRezistor colorcode codecRezistor colorcode codec
ЭЖВ0Е
ЭЖВ0Е
Цветовой код
Цветовой код
Rezistor colorcode codec
Rezistor colorcode codec
Rezistor colorcode codec - [Amt electronics)
Файл Правка fim Избранное Сервис Справка.
™"7-^^
Назад J# у.> Осханомъ Обновить Домой ' Поиск Избранное Медиа Журнал Почта Адрес. |^37ко7рез^конд^
i Расчет номиналов проводится для резисторов маркированных в соответствии с ГОСТ 175-72 (МЭКБ2)I В соответствии с этими требованиями цветные полосы на резисторах сдвинуты к одному из выводов и располагаются слева направоГПервая полоса - ближайшая к выводу резистора Если габарит резистора не позволяет сдвинуть маркировку ближе к одному из выводов, первая полоса делается шире остальныхi Расчет номиналов проводится для резисторов маркированных в соответствии с ГОСТ 175-72 (МЭКБ2)I В соответствии с этими требованиями цветные полосы на резисторах сдвинуты к одному из выводов и располагаются слева направоГПервая полоса - ближайшая к выводу резистора Если габарит резистора не позволяет сдвинуть маркировку ближе к одному из выводов, первая полоса делается шире остальныхСовместимостьСовместимостьi" Рекомендуется использовать Microsoft Internet Explorer, версии 4 или вышеI Программа корректно работает в Microsoft Internet Explorer версий 3-5 и частично некорректно в Netscape Navigator версий 3 24-4 61 (не работает перевод номинал-код для резисторов повышенной точности)i" Рекомендуется использовать Microsoft Internet Explorer, версии 4 или вышеI Программа корректно работает в Microsoft Internet Explorer версий 3-5 и частично некорректно в Netscape Navigator версий 3 24-4 61 (не работает перевод номинал-код для резисторов повышенной точности)
i Расчет номиналов проводится для резисторов маркированных в соответствии с ГОСТ 175-72 (МЭКБ2)
I В соответствии с этими требованиями цветные полосы на резисторах сдвинуты к одному из выводов и располагаются слева направо
ГПервая полоса - ближайшая к выводу резистора Если габарит резистора не позволяет сдвинуть маркировку ближе к одному из выводов, первая полоса делается шире остальных
i Расчет номиналов проводится для резисторов маркированных в соответствии с ГОСТ 175-72 (МЭКБ2)
I В соответствии с этими требованиями цветные полосы на резисторах сдвинуты к одному из выводов и располагаются слева направо
ГПервая полоса - ближайшая к выводу резистора Если габарит резистора не позволяет сдвинуть маркировку ближе к одному из выводов, первая полоса делается шире остальных
Совместимость
Совместимость
i" Рекомендуется использовать Microsoft Internet Explorer, версии 4 или выше
I Программа корректно работает в Microsoft Internet Explorer версий 3-5 и частично некорректно в Netscape Navigator версий 3 24-4 61 (не работает перевод номинал-код для резисторов повышенной точности)
i" Рекомендуется использовать Microsoft Internet Explorer, версии 4 или выше
I Программа корректно работает в Microsoft Internet Explorer версий 3-5 и частично некорректно в Netscape Navigator версий 3 24-4 61 (не работает перевод номинал-код для резисторов повышенной точности)
Первый элемент (есть всегда)
Второй элемент (есть всегда)
Третий (есть только у резисторов с 5й полосами)
Множитель (есть всегда)
Погрешность (нет у резисторов с 3— полосами)
| ком +/- s %
Перевод код - номинал
' Для резисторов с тремя полосами заполняют 1£, 2- и 4- поля первый элемент
- первое поле, второй элемент - второе поле, третий элемент - четвертое поле
Для резисторов с четырьмя полосами заполняют U, 2s, 4£ и 5£ поля
Для резисторов с пятью полосами заполняют 1£, 2s. 3s, 4£ и 5£ поля соответственно
Перевод номинал - коду
~~В текстовое поле вводится номинал, дробная часть вводится через точку Ом- КОм-МОм и погрешность выбираются в соответствующих полях
«^Готово'-"-у — • -у -у -' /'[^Мойкомпьютер '
Рис. 1.3. Вид калькулятора резисторов «Resistor colorcode codec»
Загружают программу «Rezistor».
В строке меню открывают раздел «Полосы» и устанавливают число цветных полос 4 или 5, то, которое имеется на вашем резисторе.
Читают цветовой код резистора, подобно рис. 1.1, но с той лишь разницей, что стрелкой указателя мышки отмечают соответствующие цветные полосы на экране компьютера, нажимая при этом на левую кнопку мышки.
После отметки последней цветной полосы, в нижнем окне программы появляется значение сопротивления имеющегося у вас резистора.
В Интернете можно найти и другие программы для расшифровки цветового кода резистора, если воспользоваться возможностями какого-либо поискового сервера. Например, по адресу http://amt.ural.ru/programs/rdeco.php3 находится программа «Rezistor colorcode codec» (рис. 1.3). Автором этого программного продукта является Игорь Сюндюков. Программа предназначена для определения номиналов резисторов по трем, четырем и пяти цветовым полосам. Работает перевод код-номинал и номинал-код. Скачивать ничего не требуется. Программа написана на javascript и корректно работает в Microsoft Internet Explorer версий с 3 по 5 и частично некорректно работает в Netscape Navigator версий 3.24...4.61 (не работает перевод номинал- код для резисторов повышенной точности). Калькулятор «Rezistor colorcode codec» также есть на страничке по адресу http://www.qrz.ru/shar5ware/ contribute/decoder.shtml в каталоге http://www.qrz.ru/shareware/detail/420.
Конденсаторы
Общая характеристика
Конденсатором обычно называют устройство, которое обладает способностью накапливать электрический заряд [2]. Конструктивно конденсатор представляет собой два проводника, разделенных диэлектриком. Единицей электрической емкости конденсатора в системе СИ является фарада. Сокращенно обозначается буквой Ф. Названа в честь английского физика Майкла Фарадея. В радиоэлектронике используется емкость конденсатора, выраженная через дробные единицы фарад: пикофарад, нанофарад, микрофарад (1 мкФ = 10"6 Ф; 1 нФ = 10"9 Ф; 1 пФ = 10"12 Ф; 1 мкФ = 103 нФ = 106 пФ). В старой радиотехнической литературе использовалась единица емкости — сантиметр: 1 см = 1,11 ■ 10"12 Ф = = 1,11 • IO6 мкФ = 1,11 пФ.
Конденсаторы, как и резисторы, бывают постоянные и переменные (КПЕ — конденсатор переменной емкости). Переменные конденсаторы бывают в виде нескольких блоков и подстроечные. В зависимости от материала диэлектриков современные конденсаторы делятся на следующие типы: бумажные, вакуумные, воздушные, керамические, лакопленочные, металлобумажные, оксидные, пленочные, слюдяные, электролитические и другие.
Основные параметры
Основными параметрами конденсаторов являются: номинальная емкость (Сном), которая обычно указывается на корпусе конденсатора, температурный коэффициент емкости (ТКЕ) и номинальное напряжение (UH0M). Номинальное напряжение — это максимальное допустимое постоянное напряжение, при котором конденсатор способен работать длительное время, сохраняя параметры неизменными при всех установленных для него температурах. На конденсаторах, в основном, указано номинальное рабочее напряжение при постоянном токе. При работе конденсатора в схемах переменного тока его номинальное напряжение, указанное на корпусе, должно в 1,5...2 раза превышать предельно допустимое действующее переменное напряжение цепи.
Маркировка
На корпусе конденсатора обычно указывают его тип, напряжение, номинальную емкость, допустимое отклонение емкости, ТКЕ и дату изготовления. Маркируют конденсаторы, как и резисторы, буквенно-цифровым кодом, который обозначает номинальную емкость, единицу измерения, допустимое отклонение емкости и ТКЕ. Например, маркировка на конденсаторе 62 pJL расшифровывается так: номинальная емкость 62 пФ с допустимым отклонением ±5%, ТКЕ группы М75 (75 • 10"6/1 градус С). Буквенные коды единиц измерения номинальных емкостей приведены в табл. 1.3.
Обозначение номинальной величины емкости на корпусах конденсаторовТаблица 1.3
Полное обозначение
Сокращенное обозначение на корпусе
Обозначение единиц измерения
Примеры обозначения
Обозначение единиц измерения
Примеры обозначения
Старое
Новое
Старое
Новое
Пикофарады 0...999 пФ
хпФ
0,82 пФ 5,1 пФ 36 пФ
П
Р
5П1
36П
р82 5р1 36р
Нанофарады
100...999999 пФ
нФ, 1 нФ = 1000 пФ
120 пФ 3300 пФ 68000 пФ
Н
л
ЗНЗ 68Н
п12 ЗпЗ
68л
Микрофарады
1...999 мкФ
мкФ
0,022 мкФ 0,15 мкФ 2,2 мкФ 10 мкФ
м
Р
22Н М15 2М2 ЮМ
22л ц15 2ц2 10ц
Цветовой код маркировки конденсаторов
Конденсаторы, как и резисторы, маркируют с помощью цветового кода (рис.^1.4). Цветовой код состоит из колец или точек. Каждому цвету соответствует определенное цифровое значение. Знаки маркировки на конденсаторе сдвинуты к одному из выводов и располагаются слева напра-
Цвет маркировки
Номинальная емкость
Множитель
Допуск, %
ТКЕ, юус
Первая полоса
Вторая полоса
Третья полоса
Четвертая полоса
Пятая полоса
Шестая полоса
Серебристый
—
—
—
10"2
±10
—
Золотистый
—
—
—
10"1
±5
—
Черный
0
0
0
1
—
0
Коричневый
1
1
1
10
±1
-33
Красный
2
2
2
ю2
±2
-75
Оранжевый
3
3
3
103
—
-150
Желтый *
4
4
4
10*
—
-220
Зеленый
5
5
5
ю5
±0,5
-330
Синий
6
6
6
10е'
±0,25
-470
Фиолетовый
7
7
7
ю7
±0,1
-750
Серый
8
8
8
10е
—
+33
Белый
9
9
9
ю9
—
—
Нет цвета
—
—
—
—
±20
—
6 колец
&
£i
ТКЕ Допуск Множитель
Рис. 1.4. Цветовой код отечественных конденсаторов широкого применения
во. Номинальная емкость (в пикофарадах) представляет число, состоящее из. цифр, соответствующих одной, двум и трем или одной и двум (для конденсаторов с допуском ±20%) полосам, умноженное на множитель, который определен по цвету полосы. Последняя полоса маркировки в два раза шире других и соответствует ТКЕ. Конденсаторы с допуском ±0,1... 10% имеют шесть цветовых полос. Первая, вторая и третья полосы — величина емкости в пикофарадах, четыре — множитель, пять — допуск, шесть (последняя) — ТКЕ. Конденсаторы с допуском ±20% имеют пять цветовых полос, на них нет цветового кода допуска. Иногда этот тип конденсаторов маркируют четырьмя цветовыми кольцами. При такой маркировке первая и вторая полосы отводятся для обозначения величины, третья полоса — для множителя, четвертая — для ТКЕ.
Цветовой код танталовых конденсаторов приведен на рис. 1.5. Следует обратить внимание на то, что у этих конденсаторов положительный вывод в два раза толще другого, и отсчет колец начинается от головки конденсатора. На рис. 1.6 приведена цветовая маркировка зарубежных конденсаторов широкого использования.
Калькулятор расшифровки цветового кода конденсаторов
Для определения номинала конденсаторов по цветным полосам можно воспользоваться программой Colcoder (118 КБ в архиве Colopdec.rar), которая находится по адресу http://www.telemaster.ru/ в разделе Soft, а также по адресу http://www.qrz.ru/shareware/ — файловый архив сайта, радиолюбителей России «QRZ». Общий вид калькулятора Colcoder представлен на рис. 1.7.
Расшифровка кода конденсатора с помощью калькулятора производится в такой последовательности:
Загружают программу Colcoder., 1
В строке меню открывают раздел Component и устанавливают в нем напротив Capasitor (именно так и написано в программе) галочку. Читают цветовой код конденсатора, подобно рис. 1.1, но с той лишь разницей, что стрелкой указателя мышки отмечают соответствующие цветные полосы на экране компьютера, нажимая при этом на левую кнопку мышки.
На панели калькулятора отмечают количество полос на имеющемся у вас конденсаторе.
Подводят стрелку указателя мышки к первой левой бесцветной полосе на изображении конденсатора и нажимают левую кнопку мышки. Появляется палитра с цветными прямоугольниками, в которой отмечают цвет полоски рассматриваемого конденсатора. Подобную операцию применяют к остальным бесцветным полоскам
Цвет маркировки
Номинальная емкость
Допуск, %
Первый элемент
Второй элемент
Третий элемент (множитель)
Четвертый элемент
Серебристый
—
—
10"2
±10
Золотистый
—
—
10-’
±5
Черный
—
0
1
—
Коричневый
1
1
10
±1
Красный
2
2
102
±2
Оранжевый
3
3
10=
—
Желтый
4
4
10*
—
Зеленый
5
5
10s
±0,5
Синий
6
6
10е
±0,25
Фиолетовый
7
7
ю7
±0,1
Серый
8
8
ю*
±0,05
Белый
9
9
109
—
фиолетовый
4,7мк ±10% зеленый
серебристый
Рис. 1.5. Цветовой код танталовых конденсаторов
на изображении конденсатора. После определения значения последней полоски, на экране появляется значение емкости конденсатора с допуском в процентах.
Данная программа, кроме определения емкости конденсатора, позволяет также определять сопротивление резистора (в разделе Component ставят галочку напротив Resistor) и производить перевод номинала радиокомпонента в цветовой код.
Рис. 1.6. Цветовая маркировка зарубежных конденсаторов широкого использованияРис. 1.6. Цветовая маркировка зарубежных конденсаторов широкого использования
Рис. 1.6. Цветовая маркировка зарубежных конденсаторов широкого использования
Рис. 1.6. Цветовая маркировка зарубежных конденсаторов широкого использования
Цвет маркировки
1 и 2 цифры
Множитель
Допуск, %
Класс
ТКЕ, юв/-с
Черный
0
1
20
0
Коричневый
1
10
1
1
-33
Красный
2
102
2
-75
Оранжевый
3
10’
2
-150
Желтый
4
ю4
-220
Зеленый
5
3
-330
Синий
6
-470
Фиолетовый
7
-750
Серый
8
0,5
Белый
9
4
+33
Золотистый
5
0
Серебряный
10
ЖЗЕЗЖЗЕЗ' Colorcode decoder v2.11
ЖЗЕЗ
ЖЗЕЗ
У Component Help '
Cota code^~r™~""^ -■ , Г 4 bands, - r-
Са|нн58и**^>F-fok»«tcrСа|нн58и**^>F-fok»«tcrЧПЧП
Са|нн58и**^>F-fok»«tcr
Са|нн58и**^>F-fok»«tcr
ЧП
ЧП
i
Enter value5 "Ч^-Ч" •
^pFv х р "round to nearest
Рис. 1.7. Вид калькулятора Colorcode decoder для определенияноминала конденсаторов по цветным полосам
Катушки индуктивности
■ Общая характеристика
Современное определение катушки индуктивности характеризует ее как элемент электрической цепи (двухполюсник), обеспечивающий заданную в ней индуктивность. Катушки индуктивности применяются в самой разнообразной радиоэлектронной аппаратуре [3]. Их качество и параметры оказывают большое влияние на работу радиоэлектронных устройств. Катушки индуктивности применяются для настройки колебательных контуров на данную частоту (катушки настройки, рис. 1.8), для передачи электрических колебаний из одного контура в другой (катушка связи), для разделения или ограничения электрических сигналов различной частоты (дроссели) и т.д. В детекторных, ультра- и коротковолновых радиоприемниках довольно часто используют для настройки на радиостанции вариометры. Вариометр представляет собой устройство плавного механического изменения индуктивности катушки. В катушке, состоящей из двух соединенных последовательно катушек, изменение индуктивности производится изменением их положения относительно друг друга. Если катушка имеет магнитный сердечник, то ее индуктивность изменяется его перемещением. Известны различные конструкции вариометров. В наиболее известной конструкции вариометра одна катушка вращается внутри другой.
Рис. 1.8. Конструкции контурных катушек индуктивности, выполненные на ферритовых стержнях: а — СВ и ДВ; б — КВРис. 1.8. Конструкции контурных катушек индуктивности, выполненные на ферритовых стержнях: а — СВ и ДВ; б — КВ
Рис. 1.8. Конструкции контурных катушек индуктивности, выполненные на ферритовых стержнях: а — СВ и ДВ; б — КВ
Рис. 1.8. Конструкции контурных катушек индуктивности, выполненные на ферритовых стержнях: а — СВ и ДВ; б — КВ
Дроссель (от немецкого слова — «сокращать») является разновидностью катушки индуктивности. Свойства такой катушки зависят от того, какой частоты электрический ток нужно «сокращать» или «задерживать». Дроссель включают в электрическую цепь для подавления переменной составляющей тока в цепи, либо для разделения или ограничения сигналов различных частот. В зависимости от назначения дроссели делятся на высокочастотные и низкочастотные. Это различие относится и к конструктивному их исполнению. Дроссели высокой частоты изготовляют в виде однослойных или многослойных катушек без сердечников или с сердечниками. Для дросселей длинных и средних волн применяют секционную намотку. Дроссели на коротких и метровых волнах имеют однослойную намотку, сплошную или с принудительным шагом.
Для уменьшения габаритов дросселей применяют магнитные сердечники. Дроссели высокой частоты с сердечниками из магнитодиэлектриков и ферритов имеют меньшую собственную емкость и могут работать в более широком диапазоне частот. Низкочастотный дроссель подобен электрическому трансформатору с одной обмоткой.
Катушка индуктивности характеризуется номинальным значением индуктивности. Основной единицей в системе СИ является генри (Гн). На практике пользуются производными от генри единицами — миллигенри (мГн), микрогенри (мкГн) и наногенри (нГн), которые связаны с основной единицей следующим образом: 1 мГн = 10"3 Гн, 1 мкГн = 10"6 Гн, 1 нГн = 10"9 Гн. В литературе прошлых лет встречается единица измерения индуктивности — сантиметр: 1 см = 10"9 Гн = 10"6 мГн = 10"3 мкГн = 1 нГн.
Сердечники катушек индуктивности
Для уменьшения потерь в сердечниках катушек используются магнитодиэлектрики — материалы, у которых частицы размельченного ферритового вещества разделены между собой диэлектриком. К числу таких материалов относятся известные альсифер и карбонильное железо. В последнее время в качестве материала для сердечников широко применяют ферриты: никель-цинковые, марганец-никелевые, литий-цинковые. Условное обозначение ферритов: НН — никель-цинковые низкочастотные ферриты, НМ — марганец-цинковые, ВТ — ферриты с'прямоугольной петлей гистерезиса. Цифры, стоящие перед буквенными обозначениями, указывают среднее значение начальной магнитной проницаемости материала сердечника. Достоинства ферритов — стабильность магнитных характеристик в широком диапазоне частот, малые потери на вихревые токи и простота изготовления ферритовых деталей. Ферриты почти не поддаются механической обработке, они обрабатываются только абразивами, такими как, например, корунд. Изделия из ферритов нельзя обрабатывать на станках, так как это может привести к утрате магнитных свойств — резкому увеличению потерь, снижению проницаемости. Благодаря высокому удельному сопротивлению, катушки с сердечниками из ферритов могут иметь очень большую добротность, на низких частотах свыше 500, а на частотах 500... 1000 кГц — 300.
Основной характеристикой магнитного материала сердечника является магнитная проницаемость. На практике она оценивается относительной величиной (по отношению к магнитной проницаемости вакуума) и является безразмерной. Магнитную проницаемость ферритов можно считать постоянной лишь при первом, грубом приближении.
Если к температурной стабильности начальной магнитной проницаемости ферритов не предъявляются повышенные требования, то применяют марганец-цинковые ферриты марок 6000НМ, 4000НМ, 3000НМ, 2000НМ, 1500НМ и 1000НМ. Эти ферриты используются в диапазоне частот до нескольких сотен килогерц как в слабых, так и в сильных полях. Ферриты марок 2000НМ1, 1500НМ1, 1500НМ2, 1500НМЗ, 1000НМЗ и 700НМ 24
предназначены для частот до 3 МГц в слабых и средних полях. Им свойственны малые потери и малый температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости в широком интервале температур. Для магнитных антенн приемников выпускаются ферритовые стержни марок 700НМ (до 3 МГц), 150ВЧ (до 12 МГц), 100ВЧ (до 18 МГц), 50ВЧ2 (до 30 МГц) и 30ВЧ2 (до 100 МГц). Стержни изготовляются круглого и прямоугольного сечения. Ферритовые детали можно склеивать полистироловым, эпоксидным и другими клеями.
Стабильность катушек индуктивности с сердечниками из никель-цинковых ферритов с начальной магнитной проницаемостью ц= 10...50 (ферриты марок ВЧ) пересчитывается к временному интервалу 1 год, при этом индуктивность изменяется не более ±5%, а катушки с сердечниками из того же материала, но марок НН — до ±2%. Индуктивность катушек с сердечниками из марганец-цинковых ферритов (марки НМ) за год изменяется до 5% и является менее стабильной, чем предыдущие. Катушки на альсиферовых кольцах изменяют свою индуктивность в течение года не более, чем на ±1%.
Конструкция каркасов катушек индуктивности
Конструкции катушек индуктивности очень разнообразны. Основными конструктивными элементами катушек являются каркас, обмотка, а вспомогательными — сердечник, экран и т.д. Намотка катушек производится проводом на специальных каркасах, которые придают обмотке механическую прочность. По форме каркасы бывают трубчатые (с фланцами и без них), шпули, ребристые, плоские, тороидальные и другие. Каркасы в зависимости от рабочего диапазона частот и назначения изготавливаются из различных материалов: кабельной бумаги, электрокартона, текстолита, ге- тинакса, пресспорошка, керамики, слюды, полистирола, органического стекла, эскапона и других. Выбор материала для каркаса зависит от предъявляемых к нему требований по электрической прочности, допустимой величины диэлектрических потерь, термостойкости, влагостойкости и т.д. Наибольшую стабильность имеют катушки на керамических каркасах, а наименьшую — многослойные катушки, намотанные на каркасах из гетинакса и пресспорошка. Иногда катушки УКВ и КВ диапазонов делают бескаркасными. При их изготовлении, например, для контуров маломощных коротковолновых передатчиков, витки для жесткости скрепляют планками из органического стекла толщиной 3...4 мм. Концы обмоток катушек на каркасе закрепляют нитками или вплавляют паяльником в каркас, если он сделан из полистирола или органического стекла. Иногда плоские каркасы после намотки провода сгибают в кольцо.
. Намотка катушек индуктивности
Обмотки катушек могут быть однослойными или многослойными (рис. 1.9). Обмотка характеризуется количеством витков, шагом намотки t и рядом. Под витком катушки понимают отрезок провода, охватывающий всю окружность каркаса. Шаг — расстояние между соседними вит-
Рис. 1.9. Конструкции катушек индуктивности с различным типом намотки: а — с шагом t, б — виток к витку, в — тип «универсаль»
ками. Ряд — количество витков провода, которое укладывается на всю ширину обмотки. Наиболее простые по конструкции однослойные рядовые обмотки катушек. Они имеют малую величину собственной емкости и высокую добротность. Однако получающиеся при изготовлении большие габариты ограничивают их применение. Чаще всего применяют многослойные обмотки: рядовая многослойная, секционированная индукционная и безиндукционная, галетная, универсальная и тороидальная. Укладка многослойной секционированной индукционной обмотки производится на каркасы-шпули с промежуточными щеками. Количество секций может быть любым, а число рядов в секциях должно быть четным. Секционирование индукционной обмотки используется для высоковольтных и высокочастотных трансформаторов, дросселей высокой частоты. Для получения катушек индуктивности малых размеров и с малой собственной емкостью при большой величине индуктивности пользуются способом универсальной намотки. В этом случае провод укладывается под углом к плоскости вращения и перегибается на торцах. Наибольший угол укладки можно получить при намотке катушки проводом в шелковой изоляции.
Условные обозначения марок ферритов и магнитодиэлектриков
Условное обозначение ферритового стержня состоит из четырех элементов:
Буква М указывает, что изделие сделано из феррита.
Цифра — начальное значение магнитной проницаемости.
Буквы и несколько цифр — марка феррита (В — феррит для работы на частотах выше 5 МГц, Н — для работы на низких частотах).
Сокращенное обозначение конструктивного вида сердечника и его размеров в миллиметрах.
В дополнение к названным буквам третьего элемента иногда добавляется еще одна буква с указанием характеристики магнитного поля, в котором может работать этот феррит: С — феррит для работы в сильных магнитных полях, И — специальный феррит для работы в импульсных магнитных полях, если этой буквы нет, то феррит предназначен для работы в слабых магнитных полях. После четвертого элемента иногда может стоять цифра, характеризующая различие свойств феррита. После указанных элементов следует черта, которая выделяет наименование из, делия, изготовленного из феррита (обозначается буквой) и его конструктивные размеры (обозначаются цифрами):
. Бброневой сердечник, состоящий из двух чашек с цилиндрическим подстроечным стержнем (число после
• буквы указывает внешний диаметр чашки);
Г Г-образный для телеаппаратуры, числа последовательно соответствуют длине, ширине и толщине изделия;
Ккольцевой сердечник, числа соответствуют внешнему диаметру, внутреннему диаметру и высоте кольца;
ОСкольцевой сердечник для отклоняющей системы кинескопа, числа обозначают типоразмер сердечника;
ПКП-образный, круглого сечения сердечник для трансформатора строчной развертки, числа указывают расстояние между диаметрами и их диаметр;
ППП-образный, прямоугольного сечения сердечник, числа указывают расстояние между стержнями, ширину стержня, высоту стержня (только для ТВС кинескопа с отклонением луча 70° первое число 53 указывает ширину сердечника);
ССдля цилиндрических стержней не более 3,5 мм, числа указывают диаметр и длину сердечника (цилиндрические стержни диаметром 8 мм и 10 мм в обозначении не содержат букв СС, в стержнях прямоугольного сечения числа указывают ширину, толщину и длину сердечника);
ШШ-образный сердечник, числа обозначают ширину и толщину среднего выступа;
ОО-образный сердечник, числа обозначают высоту изделия, высоту окна, ширину изделия и ширину окна.
Пример.
М100НН-2-СС 2,8x12: М — феррит; 100 — ц = 100; Н — низкочастотный; Н — никель-цинковый; 2 — различные свойства; СС — стержень; 2,8 мм — диаметр; 12 мм — длина.
М700НМ-Б9: М — феррит; 700 — ц = 700; Н — низкочастотный; М — марганец-цинковый; Б — броневой; 9 — диаметр, мм.
Калькулятор расшифровки цветового кода индуктивности
Для индуктивных компонентов кодируется номинальное значение индук
тивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Наиболее часто применяется кодировка четырьмя или тремя цветными кольцами или точками. Первые две метки указывают на значение номинальной индуктивности в микрогенри (мкГн, pH), третья метка — множитель, четвертая — допуск. В случае кодирования тремя метками подразумевается допуск 20%. Цветное кольцо, обозначающее первую цифру номинала, может быть шире, чем все остальные. На рис. 1.10 приведен цветовой код в виде колец и меток, используемый при маркировке индуктивностей.
При расшифровке цветдвого кода индуктивностей удобнее пользоваться не таблицами, а калькулятором «Resss...!», разработанным компанией Capricorn (bomber@windoms.sitek.net) (рис. 1.11). Этот калькулятор можно найти на ряде сайтов, в частности, по адресу http://ost.htc.ru/aivt/links.htm на странице «Полезные ссылки и программы» http://ost.htc.ru/aivt/dounloads/dl/resss.zip, а также по адресу http://www.qrz.ru/shareware/ в файловом архиве «QRZ» сайта радиолюбителей России. Калькулятор является универсальным, с его помощью можно расшифровывать цветовой код не только индуктивностей, но и резисторов, и конденсаторов, нужно только отметить точкой на панели калькуля-
Рис. 1.10. Цветовая маркировка индуктивное- тей в виде колец и метокРис. 1.10. Цветовая маркировка индуктивное- тей в виде колец и метокРис. 1.11. Вид калькулятора «Resss...!» для определения номинала индуктивности по цветным полосамРис. 1.11. Вид калькулятора «Resss...!» для определения номинала индуктивности по цветным полосамтора тип расшифровываемого компонента. Далее отмечают на панели количество цветных полос, нанесенных на поверхность детали. После этого на правой части панели калькулятора отмечают указателем мышки цвет каждой полосы рассматриваемой детали. По окончании процесса отметки полос, в соответствующих окошках калькулятора отображается номинал и допуск компонента.
Рис. 1.10. Цветовая маркировка индуктивное- тей в виде колец и меток
Рис. 1.10. Цветовая маркировка индуктивное- тей в виде колец и меток
Рис. 1.11. Вид калькулятора «Resss...!» для определения номинала индуктивности по цветным полосам
Рис. 1.11. Вид калькулятора «Resss...!» для определения номинала индуктивности по цветным полосам
Шаг 2.
Электронные компоненты. Диоды,транзисторы, интегральные микросхемы
Диоды
Общая характеристика
Под диодами обычно понимают электровакуумные или полупроводниковые приборы, которые пропускают электрический ток только в одном направлении и имеют два контакта для включения в электрическую цепь. Односторонняя проводимость диода является его основным свойством [4]. Это свойство и определяет назначение диода:
преобразование высокочастотных модулированных колебаний в токи звуковой частоты (детектирование);
выпрямление переменного тока в постоянный.
Под детектированием понимают еще кроме этого обнаружение сигнала.
Классификация
По исходному полупроводниковому материалу диоды делят на четыре группы: германиевые, кремниевые, из арсенида галлия и фосфида индия. Германиевые диоды используются широко в транзисторных приемниках, так как имеют выше коэффициент передачи, чем кремниевые. Это связано с их большей проводимостью при небольшом напряжении (около 0,1...0,2 В) сигнала высокой частоты на входе детектора и сравнительно малом сопротивлении нагрузки (5...30 кОм).
По конструктивно-технологическому признаку различают диоды точечные и плоскостные.
По назначению полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы: выпрямительные, универсальные, импульсные, варикапы, стабилитроны (опорные диоды), стабисторы, туннельные диоды, обращенные диоды, лавинно-пролетные (ЛПД), тиристоры, фотодиоды, светодиоды и оптроны.
Диоды характеризуются такими основными электрическими параметрами:
током, проходящим через диод в прямом направлении (прямой ток I );
пр'’ ’
током, проходящим через диод в обратном направлении (обратный ток 1обр);
наибольшим допустимым выпрямленным током 1выпрмакс;
наибольшим допустимым прямым током 1прдоп;
прямым напряжением Unp;
обратным напряжением U^;
наибольшим допустимым обратным напряжением U^^;
емкостью Сд между выводами диода;
габаритами и диапазоном рабочих температур.
Система обозначений
В соответствии с системой обозначений, разработанной до 1964 г., сокращенное обозначение диодов состояло из двух или трех элементов. Первый элемент — буквенный: Д — диод. Второй элемент — номер, соответствующий типу диода: 1...100 — точечные германиевые, 101...200 — точечные кремниевые, 201...300 — плоскостные кремниевые, 801...900 — стабилитроны, 901...950 — варикапы, 1001... 1100 — выпрямительные столбы. Третий элемент — буква, указывающая разновидность прибора. Этот элемент может отсутствовать, если разновидностей диода нет.
В настоящее время существует система обозначений, соответствующая ГОСТ 10862-72. В новой, как и в старой, системе принято следующее разделение на группы по предельной (граничной) частоте усиления (передачи тока ) на низкочастотные НЧ (до 3 МГц), средней частоты СЧ (от 3 до 30 МГЦ), высокочастотные ВЧ (свыше 30 МГц) и сверхвысокочастотные СВЧ; по рассеиваемой мощности — на маломощные (до 0,3 Вт), средней (от 0,3 до 1,5 Вт) и большой (свыше 1,5 Вт) мощности.
Новая система маркировки диодов более совершенна. Она состоит из четырех элементов. Первый элемент (буква или цифра) указывает исходный полупроводниковый материал, из которого изготовлен диод: Г или 1 — германий, К или 2 — кремний, А или 3 — арсенид галлия, И или 4 — фосфид индия. Второй элемент — буква, показывающая класс или группу диода. Третий элемент — число, определяющее назначение или электрические свойства диода. Четвертый элемент указывает порядковый номер технологической разработки диода и обозначается от А до Я. Например, диод КД202А расшифровывается: К — материал, кремний, Д — диод выпрямительный, 202 — назначение и номер разработки, А — разновидность; 2С920 — кремниевый стабилитрон большой мощности разновидности типа А; ЗИЗО1Б — арсенид галлиевый туннельный диод переключающей разновидности типа Б. Иногда встречаются диоды, обозначенные по устаревшим системам: ДГ-Ц21, Д7А, Д226Б, Д18. Диоды Д7 отличаются от диодов ДГ-Ц цельнометаллической конструкцией корпуса, вследствие чего они надежнее работают во влажной атмосфере. Германиевые диоды типа ДГ-Ц21.„ДГ-Ц27 и близкие к ним по характеристикам диоды Д7А...Д7Ж обычно используют в выпрямителях для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока. В условное обозначение диода не всегда входят некоторые технические данные, поэтому их необходимо искать в справочниках по полупроводниковым приборам. Одним из исключений является обозначение для некоторых диодов с буквами КС или цифрой 2 вместо К — кремниевые стабилитроны и стабисторы. После этих обозначений стоит
три цифры, если это первые цифры 1 или 4, то, взяв последние две цифры и разделив их на 10, получим напряжение стабилизации UCT. Например, КС107А— стабистор, UCT = 0,7 В, 2С133А— стабилитрон, UCT = 3,3 В. Если первая цифра 2 или 5, то последние две цифры показывают UCT, например, КС213Б — UCT = 13 В, 2С291А — 0UCT = 91 В, если цифра 6, то к последним двум цифрам нужно прибавить 100 В, например, КС680А — UCT = 180 В.
• Маркировка
На корпусе диода обычно указывают материал полупроводника, из которого он изготовлен (буква или цифра), тип (буква), назначение или электрические свойства прибора (цифра), букву, соответствующую разновидности прибора, и дату изготовления, а также его условное обозначение. Условное обозначение диода (анод и катод) указывает, как нужно подключать диод на платах устройств. Диод имеет два вывода, один из которых катод (минус), а другой — анод (плюс). Условное графическое изображение на корпусе диода наносится в виде стрелки, указывающей прямое направление, если стрелки нет, то ставится знак «+». На плоских выводах некоторых диодов (например, серии Д2) прямо выш- тамповано условное обозначение диода и его тип. При нанесении цветового кода, цветную метку, точку или полоску наносят ближе к аноду (рис. 2.1). Для некоторых типов диодов используется цветная маркировка в виде точек и полосок (табл. 2.1). Диоды старых типов, в частности точечные, выпускались в стеклянном оформлении и маркировались буквой «Д» с добавлением цифры и буквы, обозначающих подтип прибора. Германиевые плоскостные диоды имели обозначение «Д7».
Д2А...Д2ЖД2А...Д2ЖМеткаМеткаКатодКатодАнодАнодД18, Д20, Д104, Д220, Д22 Д220С, Д310, Д311, ГДД18, Д20, Д104, Д220, Д22 Д220С, Д310, Д311, ГДЦветные точкиЦветные точкиАнодАнодКатодКатодЦветные кольцаЦветные кольцаКД522 чпзэ Широкое Узкое кольцо кольцоКД522 чпзэ Широкое Узкое кольцо кольцокИ^ЗАкИ^ЗАРис. 2.1. Нанесение цветового кода на диодыРис. 2.1. Нанесение цветового кода на диоды
Д2А...Д2Ж
Д2А...Д2Ж
Метка
Метка
Катод
Катод
Анод
Анод
Д18, Д20, Д104, Д220, Д22 Д220С, Д310, Д311, ГД
Д18, Д20, Д104, Д220, Д22 Д220С, Д310, Д311, ГД
Цветные точки
Цветные точки
Анод
Анод
Катод
Катод
Цветные кольца
Цветные кольца
КД522 чпзэ Широкое Узкое кольцо кольцо
КД522 чпзэ Широкое Узкое кольцо кольцо
кИ^ЗА
кИ^ЗА
Рис. 2.1. Нанесение цветового кода на диоды
Рис. 2.1. Нанесение цветового кода на диоды
Цветовая маркировка полупроводниковых диодовЦветовая маркировка полупроводниковых диодовТип диодаЦвет кольца (к), точки (т)со стороны катода (в середине корпуса)со стороны анодаД2Б Д2В Д2Д Д2Е Д2Ж Д2ИБелая т. Оранжевая т Голубая т. Зеленая т. Черная т. Красная т.Д9Б- Д9В Д9Г Д9Д Д9Е Д9Ж Д9И Д9К Д9ЛКрасная т. Оранжевая т. Желтая т. Белая т.Голубая т.Зеленая и голубая т.Две желтые т. Две белые т. Две зеленые т.Красная т.КД102АКД 102БЖелтая т.Оранжевая т.Зеленая т.Синяя т.КД ЮЗА КД103БСиняя т.Желтая т.КД105АКД105БКД105ВКД105ГБелая или желтая полоса на торце корпусаЗеленая т.Красная т.Белая или желтая т.КД 106 КД209А* КД209Б КД209В КД209ГМетка черного, зеленого или желтого цветаБелая т. z Черная т. Зеленая т.Тип диодаЦвет кольца (к), точки (т)со стороны катода (в середине корпуса)со стороны анодаД2Б Д2В Д2Д Д2Е Д2Ж Д2ИБелая т. Оранжевая т Голубая т. Зеленая т. Черная т. Красная т.Д9Б- Д9В Д9Г Д9Д Д9Е Д9Ж Д9И Д9К Д9ЛКрасная т. Оранжевая т. Желтая т. Белая т.Голубая т.Зеленая и голубая т.Две желтые т. Две белые т. Две зеленые т.Красная т.КД102АКД 102БЖелтая т.Оранжевая т.Зеленая т.Синяя т.КД ЮЗА КД103БСиняя т.Желтая т.КД105АКД105БКД105ВКД105ГБелая или желтая полоса на торце корпусаЗеленая т.Красная т.Белая или желтая т.КД 106 КД209А* КД209Б КД209В КД209ГМетка черного, зеленого или желтого цветаБелая т. z Черная т. Зеленая т.* Цвет корпуса коричневый.* Цвет корпуса коричневый.Тип диодаЦвет кольца (к), точки (т)со стороны катода (в середине корпуса)со стороны анодаКД226АКД226БКД226ВКД226ГКД226Д •КД226ЕОранжевое к.Красное к.Зеленое к. * Желтое к.Белое к.Голубое к.КД243АКД243БКД243ВКД243ГКД243ДКД243ЕКД243ЖФиолетовое к.Оранжевое к.Красное к. Зеленое к.Желтое к. Белое к. Голубое к.КД510АОдно широкое и два узких зеленых к.2Д510АОдно широкое и одно узкое зеленое к.КД521А1 шир. + 2 узкиеКД521БСиние полосыКД521ВЖелтые полосыКД522АОдно узкое черное к. -Одно широкоеКД522БДва узких черных к.Черное кольцоКД522ВТри узких черных к.+ тип диодаТип диодаЦвет кольца (к), точки (т)со стороны катода (в середине корпуса)со стороны анодаКД226АКД226БКД226ВКД226ГКД226Д •КД226ЕОранжевое к.Красное к.Зеленое к. * Желтое к.Белое к.Голубое к.КД243АКД243БКД243ВКД243ГКД243ДКД243ЕКД243ЖФиолетовое к.Оранжевое к.Красное к. Зеленое к.Желтое к. Белое к. Голубое к.КД510АОдно широкое и два узких зеленых к.2Д510АОдно широкое и одно узкое зеленое к.КД521А1 шир. + 2 узкиеКД521БСиние полосыКД521ВЖелтые полосыКД522АОдно узкое черное к. -Одно широкоеКД522БДва узких черных к.Черное кольцоКД522ВТри узких черных к.+ тип диодаТаблица 2.1Таблица 2.1
Цветовая маркировка полупроводниковых диодов
Цветовая маркировка полупроводниковых диодов
Тип диода
Цвет кольца (к), точки (т)
со стороны катода (в середине корпуса)
со стороны анода
Д2Б Д2В Д2Д Д2Е Д2Ж Д2И
Белая т. Оранжевая т Голубая т. Зеленая т. Черная т. Красная т.
Д9Б- Д9В Д9Г Д9Д Д9Е Д9Ж Д9И Д9К Д9Л
Красная т. Оранжевая т. Желтая т. Белая т.
Голубая т.
Зеленая и голубая т.
Две желтые т. Две белые т. Две зеленые т.
Красная т.
КД102А
КД 102Б
Желтая т.
Оранжевая т.
Зеленая т.
Синяя т.
КД ЮЗА КД103Б
Синяя т.
Желтая т.
КД105А
КД105Б
КД105В
КД105Г
Белая или желтая полоса на торце корпуса
Зеленая т.
Красная т.
Белая или желтая т.
КД 106 КД209А* КД209Б КД209В КД209Г
Метка черного, зеленого или желтого цвета
Белая т. z Черная т. Зеленая т.
Тип диода
Цвет кольца (к), точки (т)
со стороны катода (в середине корпуса)
со стороны анода
Д2Б Д2В Д2Д Д2Е Д2Ж Д2И
Белая т. Оранжевая т Голубая т. Зеленая т. Черная т. Красная т.
Д9Б- Д9В Д9Г Д9Д Д9Е Д9Ж Д9И Д9К Д9Л
Красная т. Оранжевая т. Желтая т. Белая т.
Голубая т.
Зеленая и голубая т.
Две желтые т. Две белые т. Две зеленые т.
Красная т.
КД102А
КД 102Б
Желтая т.
Оранжевая т.
Зеленая т.
Синяя т.
КД ЮЗА КД103Б
Синяя т.
Желтая т.
КД105А
КД105Б
КД105В
КД105Г
Белая или желтая полоса на торце корпуса
Зеленая т.
Красная т.
Белая или желтая т.
КД 106 КД209А* КД209Б КД209В КД209Г
Метка черного, зеленого или желтого цвета
Белая т. z Черная т. Зеленая т.
* Цвет корпуса коричневый.
* Цвет корпуса коричневый.
Тип диода
Цвет кольца (к), точки (т)
со стороны катода (в середине корпуса)
со стороны анода
КД226А
КД226Б
КД226В
КД226Г
КД226Д •
КД226Е
Оранжевое к.
Красное к.
Зеленое к. * Желтое к.
Белое к.
Голубое к.
КД243А
КД243Б
КД243В
КД243Г
КД243Д
КД243Е
КД243Ж
Фиолетовое к.
Оранжевое к.
Красное к. Зеленое к.
Желтое к. Белое к. Голубое к.
КД510А
Одно широкое и два узких зеленых к.
2Д510А
Одно широкое и одно узкое зеленое к.
КД521А
1 шир. + 2 узкие
КД521Б
Синие полосы
КД521В
Желтые полосы
КД522А
Одно узкое черное к. -
Одно широкое
КД522Б
Два узких черных к.
Черное кольцо
КД522В
Три узких черных к.
+ тип диода
Тип диода
Цвет кольца (к), точки (т)
со стороны катода (в середине корпуса)
со стороны анода
КД226А
КД226Б
КД226В
КД226Г
КД226Д •
КД226Е
Оранжевое к.
Красное к.
Зеленое к. * Желтое к.
Белое к.
Голубое к.
КД243А
КД243Б
КД243В
КД243Г
КД243Д
КД243Е
КД243Ж
Фиолетовое к.
Оранжевое к.
Красное к. Зеленое к.
Желтое к. Белое к. Голубое к.
КД510А
Одно широкое и два узких зеленых к.
2Д510А
Одно широкое и одно узкое зеленое к.
КД521А
1 шир. + 2 узкие
КД521Б
Синие полосы
КД521В
Желтые полосы
КД522А
Одно узкое черное к. -
Одно широкое
КД522Б
Два узких черных к.
Черное кольцо
КД522В
Три узких черных к.
+ тип диода
Таблица 2.1
Таблица 2.1
Транзисторы
Общая характеристика
В современном понимании транзистор — это полупроводниковый прибор с двумя или более р-n переходами и тремя или более выводами, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее широкое применение в радиолюбительских конструкциях находят биполярные и полевые транзисторы. У полевых транзисторов управление выходным током производится с помощью электрического поля, отсюда и название, полевые. Эти транзисторы имеют три электрода: исток, затвор и сток. Электроды полевого транзистора в определенной степени соответствуют электродам биполярного транзистора — эмиттеру, базе и коллектору. Достоинством полевого транзистора является то, что ток 32 '
входного электрода (затвора) очень мал. Это определяет высокое входное сопротивление каскадов на этих транзисторах и тем самым устраняет влияние последующих каскадов схемы на предыдущие. Еще одно достоинство этих транзисторов — низкий уровень собственных шумов, что дает возможность использовать полевые транзисторы в первых каскадах высококачественных усилителей звуковой частоты.
. Основная классификация транзисторов
Основная классификация транзисторов ведется по исходному материалу, на основе которого они сделаны, максимальной допустимой мощности, рассеиваемой на коллекторе, и частотным свойствам. Эти параметры определяют их основные области применения. По мощности транзисторы делят на транзисторы малой, средней и большой мощности, а по частоте — низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные. По исходному полупроводниковому материалу — германиевые и кремниевые.
Основными параметрами биполярных транзисторов являются:
статический коэффициент усиления по току а в схеме с общей базой;
статический коэффициент усиления по току Р в схеме с общим эмиттером. Параметры аир связаны зависимостями вида Р = а/(1 — а) или а = Р/(1 + р);
обратный ток коллектора 1КО; '
граничная f и предельная ГЮ1 частоты коэффициента передачи тока.
Основными параметрами полевых транзисторов являются:
напряжение отсечки Uo — приложенное к затвору напряжение, при котором перекрывается сечение канала;
максимальный ток стока 1С макс;
напряжения: между затвором и стоком UK, между стоком и истоком UC1I и между затвором и истоком U31|;
входная Сю, проходная Спр и выходная Свых емкости.
Система обозначений
Встречаются транзисторы (биполярные), которые имеют старую, введенную до 1964 г. систему обозначений, По старой системе в обозначение транзистора входит буква П и цифровой номер. По номеру транзистора можно определить, для каких каскадов радиоэлектронной конструкции он разработан. Если перед буквой П стоит буква М, то это значит, что корпус транзистора холодносварочной конструкции. Расшифровка типов транзисторов по номеру следующая:
Низкочастотные (до 5 МГц):
..100— германиевые малой мощности, до 0,25 Вт;
..200 — кремниевые до 0,25 Вт;
..300 — германиевые большой мощности, более 0,25 Вт;
3333..400 — кремниевые более 0,25 Вт.
33
33
2 Зак. 407
Высокочастотные (свыше 5 МГц):
..500 — германиевые до 0,25 Вт;
..600 — кремниевые до 0,25 Вт;
..700 — германиевые более 0,25 Вт;
..800 — кремниевые более 0,25 Вт.
Например, П416Б — транзистор германиевый, высокочастотный, малой мощности, разновидности Б; МП39Б — германиевый транзистор, имеющий холодносварочный корпус, низкочастотный, малой мощности, разновидности Б.
В новой системе обозначений используется буквенно-цифровой шифр, который состоит из 5 элементов:
элемент системы обозначает исходный материал, на основе которого изготовлен транзистор и его содержание не отличается от системы обозначения диодов, то есть Г или 1 — германий, К или 2 — кремний, А или 3 —' арсенид галлия, И или 4 — индий.
элемент — буква Т (биполярный) или П (полевой).
элемент — цифра, указывающая на функциональные возможности транзистора по допустимой рассеиваемой мощности и частотным свойствам.
Транзисторы малой мощности, Ртах < 0,3 Вт:
— маломощный низкочастотный, f < 3 МГц;.
— маломощный среднечастотный, 3 < f < 30 МГц;
— маломощный высокочастотный, 30 < f < 300 МГц.
Транзисторы средней мощности, 0,3 < Ртах <1,5 Вт:
.4 — средней мощности низкочастотный;
— средней мощности среднечастотный;
— средней мощности высокочастотный.
Транзисторы большой мощности, Ртех > 1,5 Вт:
— большой мощности низкочастотный;
— большой мощности среднечастотный;
— большой мощности высокочастотный и сверхвысокочастотный (^ > 300 Гц).-
элемент — цифры от 01 до 999, указывающие порядковый номер разработки.
элемент — одна из букв от А до Я, обозначающая деление технологического типа приборов на группы.
Например, КТ540Б — кремниевый транзистор средней мощности среднечастотный, номер разработки 40, группа Б.
При изготовлении транзисторов используют различные технологические приемы, в результате чего получаются приборы со специфическими особенностями, эксплуатационными свойствами и параметрами. Цоколевка транзисторов, широко используемых радиолюбителями, дана на рис. 2.2.
Биполярные транзисторы малой мощности
к
МП9-11 Б МП35-38 МП101-103 МП111-113 ГТ122
Э
МП13-16 МП20-21 МП25-26 П27-30 МП39-42 ГТ101-102 МП104-106 МП114-116
ГТ116;ГТ125
э
Б1
КТ117
Б2
К
Э2
Б1
КТ118
КТ301-2 КТ312
к
Б
П418
Э КТ104
ГТ305 ГТ309
Э((о онк
К
э
Б
К
КГ306
Б 2Т104
Э((о ОН Б
±^ГТ108 К ГТ115 _ ГТ124
КТ201 КТ316 КТ325 КТ340
КТ342 КТ3102 КТ3117
КТ203 Б
КТ313
КТ326
КТ343
КТ347
КТ349
КТ363
КТ3108
ГТ 109 ГТ310
э
Ki
П307-9 ГТ404
Б
v 1Т116 к 1Т335 ГТ402
П406-7
К ГТ308 ГТ320-21 КТ321 П401-3 П414-7 П422-3
Корпус
Э
Б
ГТ311 К ГТ313 ГТ328 ГТ338
КТ315 Б К Э КТ361 Корпус
к
Б
э
КТ342 КТ375
ЭБК
Э
К
КТ326
КТ363
Корпус
ГТ329 ГТЗЗО ГТ341 ГТ362
К
Корпус
КТ339
Б
КТ358 К Б Э КТ357
к
Э Б
11Э| Точка
КТ391 КТ3101 КТ3115
КТ3109
КТ337
ГТ405
К
Э Б
К
КТ208
К
КТ209 КТ345
КТ350-2 КТ3107
ЭБК
Э
Э
КТ282 КГ371 КТ3120
КТ316 КТ325 КТ355 КТ368 КТ399 КТ3102
КТ3117
Б КТ343 КТ349 КТ363 ГТ376 1Т386КТ372
КТ3127 КТ3128
Корпус,
KI
Э1Т387
’1Т3110
КГ373 КТ375
КТ355 КТ368
Б
ГТ322
ГТ346
213124 КТ3132
1Э
КТ3123
Биполярные транзисторы средней и большой мощности
КТ616-618 КТ630 КТ632-633 КТ635
ГТ404
ГТ403
КТ5О1
КГ502
э
Б
КГ503
КТ645
ГТ402
ГТ405
КГ601
КТ602
КТ603
КТ604
КГ605
КГ608
КГ611
К КТ620
КТ610 к
КТ913 г- кт91б"х:
КТ920
КТ922
КГ925
КТ929
КТ934
КТ939
|ЭК 2Т950
V? 2Т951
1Э
КТ956 КТ957 2Т964 КТ967
КТ981 КТ983 2Т9111
К
Точка Э Б
2Т638, 2Т653 2Т831. 2Т861 КТ928, 2Т968
2Т505 2Т509 21708 2Т830 2Т836 2Т860 КТ933 2Т941 2Т974
КТ601-В05
КТ611
КТ646
КГ807
КГ815
КГ817
КТ902
КТ940
КТ943
КТ961
КТ969
КТ972
ЭКБ
КГ626 . КТ639
КТ644
КТ814
КТ816 КТ973 КТ9115
КТ640 к 2Т642 Я КТ643 2Т647 2Т648
'К
|Э ТочкаБ
КТ606
КТ904
КТ907
КТ921
КТ944
КТ947
КТ914
2Т658
КТ660
КТ704, 2Т824 2Т917, КТ926 КТ935
КТ710; КТ808 КТ812; КТ819 КТ826-828 КТ834; КТ838 2Т839; 2Т841
КТ844-845
КТ847-848
2Т709 КГ818 КТ825 КТ842 КГ865 КГ932
КТ715
Э Б
ГТ702
2Т856; 2Т862 КТ864; 2Т867 КТ945; 2Т978
КТ805
КТ819
KT712
КТ818
КТ837
П213-217 ГТ810 2T933
П701-702
КТ802 КТ803 КТ805 КТ808
КТ809 КТ902 КТ903 KT908
ГТ901
ГТ905
ГТ906
ГТ933
Корпус с с
КП302-303 КП307
КП101
2П310 КП314
2ПЗЗЗ
Корпус
'И
СЗИ КП103
Корпус-подложка
Корпус-подложка
КТ829 2T841
КТ850
КТВ54 КТ857-859 КТ863; КТ872 2T882; 2Т884
БКЭ
Полевые транзисторы
Б
К КТ801
2T825 KT835
2T842 КТ851-853 КТ855 2T883
Корпус- подложка
И
КП306 31г
КП350 dlС
КП312 КП323 ЗП324 ЗП325 АП325 КП341
ЭП343-344
кпз13 3"““с
КПС315 С2 —
И2(
Подложка 31 (общая)
)И1 С1
ГТ906
Подложка
КП322
ЗП326 ЗПЗЗО ЗП331 ЗП339
КП901 КП902
КП903
КП904
31
_ 32 С
КП327
30С
КП329 и
КП905
КП907 КП908
2П909
2П911
2П913
Рис. 2.2. Цоколевка отечественных транзисторов (продолжение)
Цветовая и цифровая маркировка
Транзисторы, как и другие радиокомпоненты, маркируют с помощью цветового кода. Цветовой код состоит из изображения геометрических фигур (треугольников, квадратов, прямоугольников и др.), цветных точек и латинских букв. Код наносится на плоских частях, крышке и других местах транзистора. По нему можно узнать тип транзистора, месяц и год изготовления. Места маркировки и расшифровка цветовых кодов некоторых типов транзисторов приведены на рис. 2.3...2.5 и в табл. 2.2...2.4. Практикуется также маркировка некоторых типов транзисторов цифровым кодом (табл. 2.5).
Цветовая и кодовая маркировки маломощных среднечастотныхТаблица 2.2
и высокочастотных транзисторов
Тип транзистора
Группы транзисторов
Месяц выпуска
Год выпуска
Обозначение
Маркировка
Обозначение
Маркировка
Обозначение
Маркировка
Обозначение
Маркировка
Код
Цв. точка
КТ203
теми.красная
А
тем. красная
янв.
1
1986
и
КТ208
•
оранжевая
Б
желтая
фев.
2
1987
V
КТ209
♦
или О
серая
В
тем. зеленая
март
3
1988
W
КТ326
коричневая
Г
голубая
апр.
4
1989
X
КТ337
красная
д
синяя
май
5
1990
А
КТ339
▲ .
голубая
Е
белая
июнь
6
1991
В
КТ342
синяя
Ж
тем. коричн.
июль
7
1992
С
КТ345
—
бежевая
И
св. табачная
авг.
8
1993
D
КТ346
—
к
серая
сент.
9
1994
Е
КТ350
—
сиреневая
л
серебристая
окт.
О
1995
F
КТ351
—
тем. желтая
м
оранжевая
ноябрь
N
1996
Н
КТ352
—
зеленая
декаб.
D
1997
J
КТ363
—
розовая
1998
К
КТ502
1
св. желтая
1999
L
КТ503
•
белая
2000
М
КТ3102
тем. зелен.
2001
N
КТ3157
2002
—
Цветовая маркировка
Тип транзистора
транзистора КТ3107
Группы транзисторов
Месяц выпуска
Год выпуска
Обозначение
КТ3107
Маркировка
голубая
Обозначение
Маркировка
Обозначение
янв.
Маркировка
бежевая
Обозна- чение
Маркировка
А
розовая
фев.
синяя
1977
бежевая
Б
желтая
март
зеленая
1978
салатовая
в
синяя
апр.
красная
1979
оранжевая
Г
бежевая
май
салатовая
1980
электрик
д
оранжевая
июнь
серая
1981
бирюзовая
Е 1
электрик
июль
коричневая
1982
белая
Ж
салатовая
авг.
оранжевая
1983
красная
И
зеленая
сент.
электрик
1984
коричневая
к
красная
окт.
белая
1985
зеленая
л
серая
ноябр.
желтая
1986
голубая
декаб.
голубая
маркировка кода группы
маркировка кода месяца
Рис. 2.3. Места цветовой и кодовой маркировки маломощных ‘среднечастотных и высокочастотных транзисторов в корпусе КТ-26 (ТО92)
Рис. 2.4. Места цветовой маркировки транзистора КТ3107 в корпусе КТ-26 (ТО92)
Рис. 2.5. Места кодовой маркировки транзисторов в корпусе КТ-27 (ТО126)
Цветовая и кодовая маркировки транзисторов
Тип
Код
Цв. точка сбоку
КТ203
Темно-красная
КТ208
•
КТ209
♦ или О
Серая
КТ313
1
Оранжевая
КТ326
Коричневая
КТ339
▲
Голубая
КТ342
ь
Синяя
КТ502
Желтая
КТ503
•
Белая
КТ3102*
Темно-зеленая
КТ3107
▼
—
КТ3157
к
КТ3166
т
—-
КТ6127
LJI
——
КТ632
—
Серебристая
КТ638
—
Оранжевая
КТ680
Г
—
КТ681
1
—
КТ698
гч
—-
КП 103
1
—
КП364*
А
Табачная
Таблица 2.4
Группа
' Цветная точка сверху
А
Темно-красная
Б
Желтая .
В
Темно-зеленая
Г
Голубая
Д
Синяя
Б
Белая
Ж
Темно-коричневая
И(-*)
Серебристая
К(-*)
Оранжевая
Л(И*)
Светло-табачная
Характеристики транзисторов, цоколевка которых приведена, а также многих других транзисторов, не нашедших отражение в этой книге, можно найти в Интернете по следующим адресам:
http://hamradio.online.ru/index.phtml — Сервер кубанских радиолюбителей. В разделе «Библиотека радиолюбителя». Биполярные транзисторы: http:/Дamradio.online.ruДozakДipolДihOO.htm и полевые транзисторы: http:/Дamradio.online.ruДozak/pt/pthOO.htm;
http://www.qrz.ru/ — Сервер радиолюбителей России. В разделе «Справочники»: биполярные транзисторы: http://www.qrz.ru/reference/ kozak/BIPOL/bihOO.htm и полевые транзисторы: http://www.qrz.ru/ reference/kozak/pt/PthOO.htm;
http://radiobusiness.ru/spravka_.htm — Справочник по транзисторам;
http://andreival-123.narod.ru/books.htm — Справочник по транзисторам;
http://nikolya.narod.ru/ppp.html — Параметры некоторых типов биполярных транзисторов.
КодТип4КТ8145' КТ8156КТ8167КТ8178КТ6839КТ911512КУ11240КТ940КодТип4КТ8145' КТ8156КТ8167КТ8178КТ6839КТ911512КУ11240КТ940Кодовая маркировка мощных транзисторовКодовая маркировка мощных транзисторовгод выпускамесяц выпускагод выпускамесяц выпускаМаркировка транзисторовцифровым кодомМаркировка транзисторовцифровым кодомГод выпускаКодМесяц выпускаКод1986иЯнварь11987VФевраль21988WМарт31989XАпрель41990АМай51991ВИюнь61992СИюль71993DАвгуст81994ЕСентябрь91995FОктябрь01996КНоябрьN1997JДекабрь01998К——1999L——2000М——Год выпускаКодМесяц выпускаКод1986иЯнварь11987VФевраль21988WМарт31989XАпрель41990АМай51991ВИюнь61992СИюль71993DАвгуст81994ЕСентябрь91995FОктябрь01996КНоябрьN1997JДекабрь01998К——1999L——2000М——Таблица 2.5Таблица 2.5
Код
Тип
4
КТ814
5
' КТ815
6
КТ816
7
КТ817
8
КТ683
9
КТ9115
12
КУ112
40
КТ940
Код
Тип
4
КТ814
5
' КТ815
6
КТ816
7
КТ817
8
КТ683
9
КТ9115
12
КУ112
40
КТ940
Кодовая маркировка мощных транзисторов
Кодовая маркировка мощных транзисторов
год выпуска
месяц выпуска
год выпуска
месяц выпуска
Маркировка транзисторовцифровым кодом
Маркировка транзисторовцифровым кодом
Год выпуска
Код
Месяц выпуска
Код
1986
и
Январь
1
1987
V
Февраль
2
1988
W
Март
3
1989
X
Апрель
4
1990
А
Май
5
1991
В
Июнь
6
1992
С
Июль
7
1993
D
Август
8
1994
Е
Сентябрь
9
1995
F
Октябрь
0
1996
К
Ноябрь
N
1997
J
Декабрь
0
1998
К
—
—
1999
L
—
—
2000
М
—
—
Год выпуска
Код
Месяц выпуска
Код
1986
и
Январь
1
1987
V
Февраль
2
1988
W
Март
3
1989
X
Апрель
4
1990
А
Май
5
1991
В
Июнь
6
1992
С
Июль
7
1993
D
Август
8
1994
Е
Сентябрь
9
1995
F
Октябрь
0
1996
К
Ноябрь
N
1997
J
Декабрь
0
1998
К
—
—
1999
L
—
—
2000
М
—
—
Таблица 2.5
Таблица 2.5
2.3. Интегральные микросхемы
Общая характеристика
Интегральная микросхема (ИС) представляет собой функциональный миниатюрный микроэлектронный блочок, в котором содержатся транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и другие радиоэлементы, которые выполнены методом молекулярной электроники. Находящиеся в небольшом объеме радиоэлементы образуют микросхему определенного назначения. По конструктивно-технологическому выполнению микросхемы делятся на несколько основных групп: гибридные, полупроводниковые (монолитные) и пленочные. Гибридные микросхемы выполняются на диэлектрической подложке с использованием монтажа дискретных радиокомпонентов пайкой или сваркой на контактных площадках. В полупроводниковых ИС все элементы схемы формируются в кристалле полупроводника. В пленочных ИС радиоэлементы выполнены в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрика. Все эти микросхемы делятся на схемы с малой (до 10 элементов), средней (10... 100 элементов) и большой (свыше 100 элементов)
степенью интеграции. Промышленность выпускает большое количество самых разнообразных ИС, которые в зависимости от функционального назначения делятся на аналоговые и цифровые (логические). Аналоговые микросхемы применяют для генерации, усиления и преобразования сигналов. Цифровые ИС служат для обработки дискретного сигнала, выраженного в двоичном или цифровом коде, поэтому их чаще называют логическими микросхемами. Эти микросхемы применяют в вычислительной технике, автоматике и в других областях промышленности.
Интегральные микросхемы характеризуются следующими основными параметрами:
напряжением питания Un;
мощностью потребления энергии элементом от источника питания Рп (в заданном режиме);
помехоустойчивостью Un0M, наибольшее напряжение помехи на входе ИС, которое не вызывает нарушения правильности работы элемента.
Микросхемы сохраняют свои параметры только в том случае, если выполнены технические условия норм их эксплуатации. Нормы эксплуатации ИС обычно содержатся в справочниках или прилагаемом к ним паспорте.
Характеристики отечественных и зарубежных микросхем можно найти в Интернете по следующим адресам:
http://www.qrz.ru/reference/«CnpaBO4HHKH», раздел «Полупроводниковая техника»;
http://hamradio.online.ru/kozak/start.htm — «Справочник по полупроводниковым приборам»;
http://yt.narod.ru/TTL/TTL.htm — «Микросхемы»;
http://rsputnik.com.ru/spr.html — «Справочник»;
http://www.chipinfo.ru — в разделе «Документация».
По конструктивному выполнению ИС подразделяют на имеющие корпус и бескорпусные. Существует 5 основных типов корпусов:
первый типпрямоугольный с выводами, перпендикулярными плоскости основания;
второй типпрямоугольный с выводами, перпендикулярными плоскости основания, выходящими за пределы проекции корпуса;
третий типкруглый;•
четвертый типпрямоугольный с выводами, расположенными параллельно плоскости основания и выходящими за пределы его тела в этой плоскости;
пятый типпрямоугольный «безвыводной корпус».
Маркировка
Система маркировки ИС определяет их технологическую разновидность, функциональное назначение и принадлежность к определенной серии. Ус-' ловное обозначение ИС, в основном, состоит из пяти элементов:
элементбуква, указывает на область применения микросхемы в бытовой или промышленной аппаратуре;
элементцифра, показывающая вид конструктивно-технологического исполнения (1, 5, 6, 7 — полупроводниковые, 2, 4, 8 — гибридные, 3 — прочие);
элементпорядковый номер разработки серии (2 или 3 цифры);
элементфункциональное назначение (две буквы, табл. 2.6);
элементпорядковый номер разработки по функциональному признаку (цифра).
В конце условного обозначения может стоять буква, которая характеризует особенности микросхемы. Первый элемент, буква, перед обозначением микросхемы может отсутствовать. Если первый элемент буква К, то это говорит о том, что микросхема предназначена для аппаратуры широкого применения. Пример расшифровки обозначения микросхемы К118УН2А дан на рис. 2.6.
Серия
К 1 18 УН 2 А
Группа
Порядковый номер одноименных по функциональному признаку микросхем в данной серии
Функциональное назначение микросхемы
Порядковый номер разработки серии
Вид конструктивно-технологического исполнения
Признак принадлежности микросхемы для применения в бытовой и промышленной аппаратуре
Рис. 2.6. Пример расшифровки микросхемы К118УН2А
Старые и новые буквенные обозначения интегральных усилителейТаблица 2.6
и вторичных источников питания
Функции, выполняемые микросхемами1
Буквенные обозначения
до 1974 г.
после 1974 г.
Усилители:
высокой частоты2
—
УВ
промежуточной частоты2
—
УР
‘ низкой частоты2
—
УН'
импульсные2
, УИ
УИ
постоянного тока2. .
УТ
УТ
повторители
УЭ
УЕ
видеосигналов
УБ
—
синусоидальных сигналов3
УС
—
операционные и дифференциальные2
—
УД
прочие
—
УП
Микросхемы для вторичных источников питания:
выпрямители
—
ЕВ
преобразователи
—
ЕМ
стабилизаторы напряжения
ЕН
ЕН
стабилизаторы тока ,
ЕТ
ЕТ
прочие
—
ЕП
1 Полный перечень функций, выполняемых микросхемами, и их буквенные обозначения приведены в ГОСТ 18682-73.
2 Усилители напряжения или мощности (в том числе малошумящие).
3 Независимо от рабочего диапазона.
Шаг 3.
Электроакустические преобразователи.Телефоны, микрофоны, громкоговорители
Головные телефоны (наушники)
Общая характеристика
Телефоны сыграли и играют большую роль в радиоэлектронике. Они относятся к индивидуальным устройствам для преобразования электрических колебаний в звуковые [5]. Все существующие в настоящее время телефоны можно разделить на четыре основных класса в зависимости от их применения для:
автоматических телефонных станций;
звуковых радиостанций;
бытовой радиоэлектронной аппаратуры;
специального назначения;
а в зависимости от типа прослушиваемых на них звуковых программ: монофонические и стереофонические. Существует большое количество типов телефонов, среди радиолюбителей наибольшее распространение имеют электромагнитные и электродинамические.
Основные параметры
К основным параметрам телефонов относятся: номинальный диапазон частот, чувствительность, номинальная электрическая мощность, номинальное электрическое сопротивление, средняя отдача и др.
Монофонические электромагнитные телефоны*
Конструктивно электромагнитный телефон состоит из металлической мембраны, которая колеблется под воздействием магнитного поля, образованного обмоткой, по которой проходит переменный ток звуковой частоты.
Электромагнитные теелфоны подразделяются на высокоомные, имеющие большое количество витков провода в катушках, и низкоомные, с относительно небольшим числом витков. Так, одна из конструкций высокоомных телефонов, ТОН-1, состоит из двух капсюлей, соединенных механически металлическим оголовьем. Каждый капсюль имеет катушку, содержащую 4000 витков эмалированного провода диаметром 0,06 мм. Сопротивление катушки телефонного капсюля' составляет 2200 Ом. В этих головных телефонах капсюли соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление 4400 Ом. Телефоны этого типа наиболее пригодны для детекторных приемников, так как имеют высокую чувствительность. Телефоны электромагнитного типа применяют в радиоэлектронной аппаратуре с транзисторными выходными каскадами непосредственным включением по бестрансформаторной схеме, а в ламповой аппаратуре — через согласующий трансформатор, а также непосредственно в анодную цепь лампы или через последовательно соединенный конденсатор. Телефоны этого типа стоят недорого, но имеют низкие параметры.
Монофонические электродинамические телефоны
Этот тип телефонов дает более качественное звучание при прослушивании музыкальных программ по сравнению с электромагнитными. В телефонах в качестве излучателя звука часто используется обычная малогабаритная электродинамическая головка прямого излучения (динамик). В современных электродинамических телефонах для достижения более широкого диапазона рабочих частот (например, 30... 15000 Гц) диафрагму изготавливают из легкой эластичной полимерной пленки (телефон «Элект-
роника ТМ-8»). Телефоны этого типа имеют сопротивление от десятков до сотен ом и включаются в выходные каскады радиоэлектронной аппаратуры, в основном, через согласующий конденсатор.
Стереофонические электродинамические телефоны
Эти телефоны занимают особое место среди головных телефонов. Стереофонические телефоны существенно отличаются от обычных монофонических. В первую очередь, они имеют широкую полосу воспроизведения частот и малую неравномерность частотной характеристики. По своим электроакустическим параметрам они сравнимы с акустическими системами высшего качества. Восприятие музыкальных стереопрограмм на эти. телефоны отличается от стереоэффекта, получаемого от акустических систем. Телефоны воспроизводят низкие частоты звукового диапазона более естественно, чем акустические системы невысокого класса. Субъективно ощущается более четкое разделение по каналам звучания инструментов, голосов певцов, независимо от места, где находится слушатель. Более зримо создается иллюзия непосредственного нахождения среди музыкантов или певцов. К достоинствам стереотелефонов относится и то, что на них не оказывают влияние особенности помещения, в котором прослушиваются программы.
В современных стереофонических телефонах, как правило, используют высококачественные малогабаритные громкоговорители с электродинамическими системами. Громкоговорители монтируют в пластмассовом или металлическом корпусе. Телефоны изготовляются обязательно с уплотненными заглушками из мягкой пористой резины. При пользовании стереотелефонов нельзя путать левый и правый телефоны, так как это может привести к зеркальному восприятию звучания оркестра. С этой целью на телефонах делают надпись «левый» и «правый» или цветную маркировку: желтый цвет — левый, красный — правый. На стереотелефонах зарубежного производства на левом стоит буква «Ь» (англ, left — левый), а на правом — «R» (англ, right— правый). Необходимо добавить, что воспроизведение низких частот телефонами зависит от плотности прилегания их крышек (амбушюров) к ушным раковинам слушателя. ■
Дальнейшим развитием конструкции электродинамических стереотелефонов явились так называемые изодинамические стереотелефоны. Конструкция этих телефонов отличается от обычных электродинамических, в то время как принцип действия у них схож. В этих телефонах подвижная часть (мембрана) выполнена из мягкой полимерной пленки, на которую особым образом нанесена звуковая катушка. Перенесение звуковой катушки в плоскость мембраны в сочетании с высокоэффективной магнитной системой позволило получить при воспроизведении довольно широкий диапазон частот, малые нелинейные и переходные искажения. К телефонам этого типа относятся отечественные телефоны «Амфитон» ТДС-7. Эти телефоны имеют настолько малые нелинейные, переходные и фазовые искажения, что их нельзя заметить на слух. Стереотелефоны ТДС-7 обладают большой пе-
регрузочной способностью. Развивая номинальный уровень звукового давления 1 Па (94 дБ) при подводимой мощности всего лишь 1...1,5 мВт, они могут работать длительное время при мощности 1 Вт. Пики мощности подводимого сигнала могут достигать 5...7 Вт. Номинальный диапазон частот составляет 20...20 000 Гц. Отечественные изодинамические стереотелефоны ТДС-7 имеют наиболее равномерную частотную характеристику по сравнению с известными зарубежными.
Современный ассортимент стереотелефонов довольно большой. В табл. 3.1 приведены основные характеристики некоторых отечественных моделей стереотелефонов.
Название модели телефонов
Полоса частот, Гц
Сопротивление, Ом
h<*
X X ф
Л *
О Ч X О о О о ^ X X X
Мощность, Вт
о . ■ а ?5 5$ ^<» а $ ” О вС
b
я о о я 5
Примечание
номин.
макс.
тдс-1
20...20000
10
3
0,001
0,5
—
0,5
Электродинамические
тдс^з
8... 16
1
0,001
—
10
0,45
Электродинамические
ТДС-5М
100
<0,1
—
1
—
0,23
Электродинамические
«Вега» ТДС-9Б
_-_
100
1
0,001
—
—
0,12
Электродинамические
ТДС-13-12
40
1
0,001
—
—
0,12
. Электродинамические
ТДС-14
15
<1
0,001
—
—
0,12
Электродинамические
«Эхо»
24
1
—
0,5
1
0,35
Электродинамические
«Феникс» ТДС-8
4. ..16000
16
—
0,001
—
—
0.5
Электродинамические
«Амфитон» ТДС-7
20... 20000
8±2,4
—
—
1
—
0,39
Изодинамические
«Электроника» Н-28С
32
1
—
0,5
—
0,115
Изодинамические
«Электроника» ТДК-3
20.. .20000
8
1
—
0,1
—
0,4
Квадрофониче- ские, с переключением на стерео и моно
ТПС-1
20... 10000
—
1
—
—
—
0,13
Пьезоэлектрические, с емкостью каждого телефона 0,015...0,065 мкФ
Характеристики некоторых типов отечественных стереотелефонов
Таблица 3.1
Маркировка
Марка телефона обычно наносится на его корпусе, рядом с нею иногда указывается его сопротивление. Маркировка состоит из букв и цифр. Первая буква, как правило, Т — телефон, последующие отражают конструкцию электроакустического преобразователя: М — электромагнитная, Д — электродинамическая, П — пьезоэлектрическая, ДЭМ или ЭМ — дифференциальная электромагнитная. Далее стоящие буквы указывают номер разработки. После цифр иногда ставятся буквы, наиболее употребительные, расшифровываются так: М — малогабаритный телефон, Т — тропическое исполнение. После буквы Т иногда ставится буква К, что расшифровывается, как телефонный капсюль (например, ТК-47).
Схемы включения телефонов в каскады радиоэлектронных устройств
Наилучшая работа телефонов будет в том случае, когда их сопротивление равно сопротивлению цепи, в которую они включаются. В детекторном приемнике лучшие результаты получаются с телефонами сопротивлением около 2000 Ом. Включение телефонов электромагнитного типа в детекторный приемник приведено на рис. 3.1. Вариант включения телефонов в транзисторный УЗЧ приведен на рис. 3.2. Миниатюрные телефоны для лучшего согласования с УЗЧ иногда включают в эмиттер выходного транзистора (рис. 3.3). Включение телефонов в УЗЧ на микросхемах приведено
BF1 ТОН-1BF1 ТОН-1Д9БД9БРис. 3.1. Принципиальная схема включения высокоомных телефонов в детекторный приемникРис. 3.1. Принципиальная схема включения высокоомных телефонов в детекторный приемникРис. 3.2. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на транзистореРис. 3.2. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на транзистореРис. 3.3. Принципиальная схема включения телефонов в эмиттер выходного транзистора УЗЧРис. 3.3. Принципиальная схема включения телефонов в эмиттер выходного транзистора УЗЧРис. 3.4. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на микросхемеРис. 3.4. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на микросхеме
BF1 ТОН-1
BF1 ТОН-1
Д9Б
Д9Б
Рис. 3.1. Принципиальная схема включения высокоомных телефонов в детекторный приемник
Рис. 3.1. Принципиальная схема включения высокоомных телефонов в детекторный приемник
Рис. 3.2. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на транзисторе
Рис. 3.2. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на транзисторе
Рис. 3.3. Принципиальная схема включения телефонов в эмиттер выходного транзистора УЗЧ
Рис. 3.3. Принципиальная схема включения телефонов в эмиттер выходного транзистора УЗЧ
Рис. 3.4. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на микросхеме
Рис. 3.4. Принципиальная схема включения телефонов в УЗЧ на микросхеме
на рис. 3.4. Включение стереофонических телефонов электродинамического типа в каскады УЗЧ на транзисторах показано на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Принципиальная схема включения стереотелефонов в УЗЧ
Влияние телефонов на слух человека
Современные телефоны, как не удивительно, имеют некоторые особенности эксплуатации, которые необходимо знать. Телефоны позволяют прослушивать музыкальные программы с любым уровнем громкости, не создавая неудобства окружающим.
Наряду с этим использование телефонов несет некоторую опасность для органов слуха. В последнее время прослушивание на стереотелефоны музыкальных программ с плейеров настолько стало популярным, что с головными телефонами не расстаются не только дома, но и на улице, в транспорте и других местах. Сила звука в стереотелефонах при этом иногда достигает 114 дБ, что сравнимо с работой отбойного молотка или стартующего от вас в 100 м турбореактивного самолета. Исследования ученых показывают: если пренебречь шумовой защитой, то уже после четырех часов такого грохота в неделю могут возникнуть кратковременные нарушения слуха в области высших частот и, как следствие, ухудшение слуха в целом. В связи с этим не рекомендуется злоупотреблять прослушиванием звуковых программ современной музыки при больших уровнях громкости и длительное время. Нужно помнить, что случайное резкое повышение громкости, близкое к максимальной мощности используемого усилителя звуковой частоты, может привести, в первую очередь, к серьезной травме органов слуха. При относительно небольшой подводимой мощности звуковое давление, создаваемое головными телефонами, может превысить уровень 120... 130 дБ. К этому следует добавить, что постоянное давление амбушюров на ушные раковины, даже во время небольшого времени прослушивания, может вызвать у человека чувство тесноты и раздражения. Это связано с тем, что поступает недостаточное количество воздуха к органам слуха.
Микрофоны
Общая характеристика
В радиоэлектронике находит широкое применение микрофон — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические [5]. Под микрофоном обычно понимают электрический прибор, служащий для преобразования энергии акустических колебаний воздушной среды в электрический сигнал.
Основные параметры микрофонов
Качество работы микрофона характеризуется несколькими стандартными техническими параметрами: чувствительностью, номинальным диапазоном частот, частотной характеристикой, направленностью, динамическим диапазоном, модулем полного электрического сопротивления, номинальным сопротивлением нагрузки и др.
Маркировка
Марка микрофона обычно наносится на его корпусе и состоит из букв и цифр. Буквы указывают тип микрофона:
МДкатушечный (или «динамический»);
МДМ динамический малогабаритный;
ММ миниатюрный электродинамический;
МЛленточный;
МКконденсаторный;
МКЭэлектретный;
МПЭпьезоэлектрический.
Цифры обозначают порядковый номер разработки. После цифр стоят буквы А, Т и Б, обозначающие, что микрофон изготовлен в экспортном исполнении — А, Т — тропическом, а Б — предназначен для бытовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Маркировка микрофона ММ-5 отражает его конструктивные особенности и состоит из шести символов:
первый и второйММ — микрофон миниатюрный;
третий5 — пятое конструктивное исполнение;
четвертый и пятыйдве цифры, обозначающие типоразмер;
шестойбуква, которая характеризует форму акусти
ческого входа (О — круглое отверстие, С — патрубок, Б — комбинированное).
В практике радиолюбителей используется несколько основных типов микрофонов: угольные, электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические.
Электродинамические микрофоны
Микрофоны этого типа очень часто используют любители звукозаписи, благодаря их сравнительно высокой чувствительности и практической нечувствительности к атмосферному влиянию, в частности, действию ветра. Они также не боятся толчков, просты в использовании и обладают способностью выдерживать без повреждений большие уровни сигналов. Положительные качества этих микрофонов преобладают над их недостатком: средним качеством записи звука.
В настоящее время для радиолюбителей большой интерес представляют выпускаемые отечественной промышленностью малогабаритные динамические микрофоны, которые используются для звукозаписи, звукопере- дачи, звукоусиления и различных систем связи. Изготавливаются микрофоны четырех групп сложности — 0, 1, 2 и 3. Микрофоны малогабаритные групп сложности 0, 1 и 2 используются для звукопере- дачи, звукозаписи и звукоусиления музыки и речи, а группы 3 — для зву- копередачи, звукозаписи и звукоусиления речи. Условное обозначение микрофона состоит из трех букв и цифр. Например, МДМ-1, микрофон динамический малогабаритный первого конструктивного исполнения.
Особый интерес представляют электродинамические миниатюрные микрофоны серии ММ-5, которые можно впаивать прямо в плату усилителя или использовать в качестве встроенного элемента радиоэлектронной аппаратуры. Микрофоны относятся к четвертому поколению компонентов, которые разработаны для РЭА на транзисторах и интегральных микросхемах. Микрофон ММ-5 выпускается одного типа в двух вариантах: высокоомном (900 Ом) и низкоомном (135 Ом), а также тридцати восьми типоразмеров, которые отличаются только сопротивлением обмотки постоянному току, расположением акустического входа и его вида. Основные электроакустические параметры и технические характеристики микрофонов серии ММ-5 приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.*2
Тип микрофона
ММ-5
Вариант исполнения
низкоомный
высокоомный
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц
500.. .5000
Модуль полного электрического сопротивления обмотки, Ом
135 ±15
900 ±100
Чувствительность на частоте 1000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)
300 (600 Ом)
600 (3000 Ом)
Средняя чувствительность в диапазоне
500...5000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)
600 (600 Ом)
1200 (3000 Ом)
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот, дБ, не более
24
Масса, мг
900 ±100
Срок службы, год, не менее
5
Размеры, мм
9,6x9,6x4
При отсутствии динамического микрофона радиолюбители часто используют вместо него обычный электродинамический громкоговоритель (рис. 3.6).
ВМ1
„ о » Г,0.25ГДШ-2
Рис. 3.6. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ громкоговорителя в качестве микрофона
Электромагнитные микрофоны
Рис. 3.7. Принципиальная, схема включения на входе УЗЧ электромагнитногоРис. 3.7. Принципиальная, схема включения на входе УЗЧ электромагнитногоРис. 3.8. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофонаРис. 3.8. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофонаРис. 3.9. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителеРис. 3.9. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителеДля усилителей низкой частоты, собранных на транзисторах и имеющих низкое входное сопротивление, обычно используют электромагнитные микрофоны. Электромагнитным микрофонам свойственна обратимость, то есть они могут использоваться и как телефоны. Широкое распространение имеют так называемый дифференциальный микрофон типа ДЭМШ-1 и его модификация ДЭМШ-1А. Неплохие результаты получаются при использовании вместо электромагнитных микрофонов ДЭМШ-1 и ДЭМ-4М обычных электромагнитных капсюлей от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2, ТА-56 и др. (рис. 3.7...3.9).
Рис. 3.7. Принципиальная, схема включения на входе УЗЧ электромагнитного
Рис. 3.7. Принципиальная, схема включения на входе УЗЧ электромагнитного
Рис. 3.8. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона
Рис. 3.8. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона
Рис. 3.9. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителе
Рис. 3.9. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителе
Электретные микрофоны
В последнее время в бытовых магнитофонах используются электретные конденсаторные микрофоны. Электретные микрофоны имеют широкий диапазон частот: 30...20000 Гц. Микрофоны этого типа дают электрический сигнал в два раза больший нежели обычные угольные. Промышленность выпускает электретные микрофоны МКЭ-82 и МКЭ-01 по размерам аналогичные угольным МК-16у и им подобным, которые можно устанавливать в обычные телефонные трубки вместо угольных без всякой переделки телефонного аппарата. Этот тип микрофонов значительно дешевле обычных конденсаторных микрофонов, и поэтому более доступны радиолюбителям. Отечественная промышленность выпускает широкий ассортимент электретных микрофонов, среди них МКЭ-2 односторонней направленности для катушечных магнитофонов 1 класса и для встраивания в радиоэлектронную аппаратуру — МКЭ-3, МКЭ-332 и МКЭ-333. Для радиолюбителей наибольший интерес представляет конденсаторный электретный микрофон МКЭ-3, который имеет миниатюрное исполнение. Микрофон применяется в качестве встраиваемого устройства в отечественные магнитофоны, магниторадиолы и магнитолы, такие как, «Сигма-ВЭФ-260», «Томь-303», «Романтик-306» и др.
Микрофон МКЭ-3 изготовляется в пластмассовом корпусе с фланцем для крепления на лицевой панели радиоустройства с внутренней стороны. Микрофон является ненаправленным. Микрофон не допускает ударов и сильной тряски. В табл. 3.3 приведены основные технические параметры неко-
Таблица 3.3
Тип микрофона
МКЭ-3
МКЭ-332
МКЭ-333
МКЭ-84
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц
50... 15000
50... 12500
50... 12500
300...3000
Чувствительность по свободному полю на частоте 1000 Гц, мВ/Па
не менее 3
не менее 3
не менее 3
А —6...12
В-т 10...20
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в диапазоне 50... 15000 Гц, дБ, не менее .
10
—
—
—
Модуль полного электрического сопротивления на 1000 Гц, Ом, не более
4000
600 ±120
600 ±120
—
Уровень эквивалентного звукового давления, обусловленного собственными шумами микрофона, дБ, не более
25
—
—
—
Средний перепад уровней чувствительности «фронт — тыл», дБ
—
не менее 12
не более 3
—
Условия эксплуатации: температура, *С относительная влажность воздуха, не более
5...30
85% '
при 20*С
-10...+50 95±3 % при 25*С
-10...+50 95±3% при 25*С
-10...+45 93%
при 25*С
Напряжения питания, В
—
1,5...9
1,5...9
2,4...4,5
Масса, г
8
1
1
8
Габаритные размеры (диаметр х длина), мм
14x22
10,5x6,5
10,5x6,5
22,4 х 9,7
торых марок миниатюрных конденсаторных электретных микрофонов. На рис. 3.10 приведена схема включения распространенного в радиолюбительских конструкциях электретного микрофона типа МКЭ-3.
Рис. 3.10. Принципиальная схема включения микрофона типа МКЭ-3 на входе транзисторного УЗЧ
Угольные микрофоны
Невзирая на то, что угольные микрофоны постепенно вытесняются микрофонами других типов, но, благодаря простоте конструкции и достаточно высокой чувствительности, они все еще находят свое место в различных устройствах связи. Наибольшее распространение имеют угольные микрофоны,
ВМ1МК-10ВМ1МК-10Рис. 3.11. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформа тораРис. 3.11. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформа торатак называемые микрофонные капсюли, в частности, МК-10, МК-16, МК-59 и др. Наиболее простая схема включения угольного микрофона приведена на рис. 3.11. В этой схеме трансформатор должен быть повышающим и для угольного микрофона с сопротивлением R = 300...400 Ом его можно намотать на Ш-образном железном сердечнике с сечением 1...1,5 см2. Первичная обмотка (I)
ВМ1
МК-10
ВМ1
МК-10
Рис. 3.11. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформа тора
Рис. 3.11. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформа тора
содержит 200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм, а вторичная (II) — 400 витков ПЭВ-1 диаметром 0,08...0,1 мм. Угольные микрофоны в зависимости от их динамического сопротивления делят на 3 группы:
низкоомные (около 50 Ом) с током питания до 80 мА;
среднеомные (70... 150 Ом) с током питания не более 50 мА;
высокоомные (150...300 Ом) с током питания не более 25 мА.
Из этого следует, что в цепи угольного микрофона необходимо устанавливать ток, соответствующий типу микрофона. В противном случае при большом токе угольный порошок начнет спекаться и микрофон испортится. При этом появляются нелинейные искажения. При очень малом токе резко снижается чувствительность микрофона. Угольные капсюли могут работать и при пониженном токе источника питания, в частности, в усилителях на лампах и транзисторах. Снижение чувствительности при пониженном питании микрофона компенсируется простым повышением коэффициента усиления усилителя звуковой частоты. В этом случае улучшается частотная характеристика, значительно снижается уровень шумов, повышается стабильность и надежность работы. Вариант включения угольного микрофона в усилительный каскад на транзисторе показан на
рис. 3.12. Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой. частоты по схеме рис. 3.13 позволяет получить большое усиление по напряжению. 'рис. 3.12. Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой. частоты по схеме рис. 3.13 позволяет получить большое усиление по напряжению. 'Рис. 3.12. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного У34Рис. 3.12. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного У34Рис. 3.13. Принципиальная схемавключения угольного микрофонана входе гибридного УЗЧ, собранногона транзисторе и электронной лампе
рис. 3.12. Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой. частоты по схеме рис. 3.13 позволяет получить большое усиление по напряжению. '
рис. 3.12. Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой. частоты по схеме рис. 3.13 позволяет получить большое усиление по напряжению. '
Рис. 3.12. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного У34
Рис. 3.12. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного У34
Громкоговорители
Общая характеристика
Громкоговорители сейчас чаще называют сокращенно по названию одного из широкораспространенных типов громкоговорителей, электродинамического — «динамик» [5]. Основные конструкции громкоговорителей такие же как и у телефонных наушников, но есть и оригинальные конструкции. Громкоговоритель обычно состоит из двух основных частей: головки и акустического оформления. Головка громкоговорителя преобразует электрические сигналы в акустические и является самостоятельным узлом громкоговорителя. Громкоговорители могут содержать одну или несколько излучающих головок, необходимое акустическое оформление, пассивные электрические устройства (фильтры, трансформаторы, регуляторы и др.). Применение акустического оформления позволяет повысить качество излучения звука. Головки различаются как по принципу действия, так и по конструкции.
Громкоговорители и электроакустические головки характеризуются такими основными параметрами-, номинальной мощностью, номинальным диапазоном частот, частотной характеристикой, полным электрическим сопротивлением, стандартным звуковым давлением и др.
Громкоговорители обычно делят по следующим основным признакам:
принципу электромеханического преобразования сигналов в акустические;
типу РЭА, где они используются;
ширине воспроизводимого диапазона частот;
мощности;
величине сопротивления звуковой катушки;
конструкции механико-акустической системы.
В настоящее время наиболее широкое распространение имеют электродинамические, электростатические, ленточные и изодинамические громкоговорители.
Электродинамические громкоговорители
Электродинамические громкоговорители катушечного типа имеют наибольшее распространение. Принцип их действия основывается на взаимодействии магнитных полей токов звуковой катушки и постоянного магнита. В зависимости от величины тока в катушке происходят ее колебания. Диффузор, жестко соединенный со звуковой катушкой, повторяет эти колебания и заставляет колебаться окружающий воздух, создавая тем самым звуковые волны. В зависимости от способа создания магнитного поля различают громкоговорители с постоянным магнитом и с подмагничива- нйем. Преобладающими в РЭА являются электродинамические головки прямого излучения (диффузорные). Классификация этих головок обычно производится в зависимости от воспроизводимого диапазона частот:
Широкополосныеот 50... 100 Гц до 16...20 кГц. Для улучшения воспроизведения высших частот такие головки часто имеют дополнительный диффузор в виде небольшого конуса, вклеенного в основной диффузор головки. Головки с номинальной мощностью 4 Вт и более воспроизводят наиболее широкий диапазон частот, а малой мощности — более узкий.
Низкочастотныеот 20...40 Гц до 500...1000 Гц, головки имеют значительные размеры и рассчитаны на подведение электрической мощности 10...500 Вт. Эффективность излучения низших частот возрастает с увеличением размера диффузора и повышения гибкости подвижной системы.
Среднечастотные300...500 Гц до 5000...8000 Гц.
Высокочастотные 1000...5000 Гц до 16000...30000 Гц.
Мощность среднечастотных и высокочастотных головок меньше, чем у широкополосных. Это связано с тем, что в реальном звуковом сигнале, содержащем речь, музыку, максимальную энергию, несут звуки низших частот. Использовать электродинамические головки прямого излучения без акустического оформления не рекомендуется. В этом случае происходит резкое ослабление излучения низших частот звукового диапазона.
1, Знакомство с радиокомпонентами и радиодеталями ' ‘/
Головки прямого излучения электродинамического типа имеют достаточно высокие параметры и относительно просты по конструкции. И это при том, что КПД у них довольно низкий и меньше, чем у электромагнитных головок.
Маркировка
Маркировка отечественных громкоговорителей основывается на буквенно-цифровой системе. В нее входят несколько элементов: на первом месте стоит цифра, указывающая номинальную мощность в ваттах, на втором — буква Г — громкоговоритель, за ней буква, соответствующая типу электромеханической системы преобразования электрических сигналов в акустические (Д — динамическая, Л — ленточная, Э — электростатическая, П — пьезоэлектрическая и т.д.). Следующая буква определяет рабочий диапазон частот: Н — низкочастотная; Ш — широкополостная; С — среднечастотная; В — высокочастотная. Цифры (одна или две), стоящие после этих букв, обозначают номер разработки громкоговорителя данного типа. После номера иногда стоят цифры, соответствующие частоте механического резонанса подвижной системы в герцах. В конце маркировки встречаются буквы Т или Е (Т — тропическое исполнение, Е — для работы при повышенных вибрациях).
Отечественная промышленность выпускает громкоговорители разных типов, различной мощности в зависимости от их применения: для массовых приемников, телевизоров и магнитофонов, для вещания на площадях, улицах и для прочего. Радиолюбители при конструировании радиоэлектронной аппаратуры чаще используют электродинамические громкоговорители, так как они являются более доступными в плане приобретения.
Качество работы громкоговорителя обычно проверяют на слух. Для этого прослушивают качественную фонограмму при достаточной громкости. Звуковоспроизведение должно быть чистым. Не должно быть заметных частотных искажений, хрипов и дребезжания (нелинейные искажения). У хороших громкоговорителей неравномерность частотной характеристики не превышает 10 дБ. Для низкочастотных и широкополосных головок частота резонанса в зависимости от конструкции составляет 30... 100 Гц. Ниже частоты резонанса головка практически не излучает звук. Поэтому, чем ниже частота резонанса, тем лучше качество головки. Наиболее низкую частоту резонанса имеют головки с резиновым гофром диффузора.
Схемы включения громкоговорителейв каскады радиоэлектронных устройств
Громкоговорители могут включаться в радиоэлектронные схемы с помощью трансформатора, конденсатора или непосредственно в выходную цепь. Включение громкоговорителей через трансформатор в транзисторный УЗЧ пока-
Рис. 3.14. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходомРис. 3.14. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходомРис. 3.15. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходомРис. 3.15. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходом
Рис. 3.14. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходом
Рис. 3.14. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходом
Рис. 3.15. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходом
Рис. 3.15. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ с трансформаторным выходом
зано: на рис. 3.14 — однотактный выходной каскад, рис. 3.15 — двухтактный выходной каскад, трансформатор Т1 намотан на сердечнике из пермаллоя Ш4х6 мм, обмотки 1а и 16 содержат по 200 витков ПЭВ-2 0,12, а II обмотка имеет 90 витков ПЭЛ 0,25. Автотрансформаторное включение громкоговорителя (рис. 3.16) позволяет повысить мощность выходного каскада примерно в 1,5 раза по сравнению с трансформаторным и расширить полосу воспроизводимых частот до 150... 10000 Гц. В схеме трансформатор Т1 и автотрансформатор Т2 намотаны на
сердечниках из пермаллоя ШЗхб мм. Трансформатор Т1 намотан проводом ПЭЛ 0,06, I обмотка содержит 1580 витков, II обмотка — 800 витков с отводом от середины. Автотрансформатор Т2 имеет общее число витков 1000, с отводами от 400, 500 и 600 витков. Секции намотаны проводом: 1-2 ПЭЛ 0,09, 2-3, 3-4 ПЭЛ 0,21, 4-5 ПЭЛ 0,09.
Громкоговоритель можно включать в УЗЧ и без выходного трансформатора. Варианты включения громкоговорителя без трансформатора в транзисторные УЗЧ показаны на рис. 3.17. В схеме рис. 3.18 в качестве громкоговорителя использован наушник ДЭМ-4М, а в схеме рис. 3.19 — самодельный громкоговоритель на базе электромагнитного микрофона ДЭМШ-1А. К мембране микрофона припаяна игла, которая соединяется с диффузором. Интересна схема рис. 3.20, где в коллектор и эмиттер вы
ходного транзистора включены громкоговорители.
Включение громкоговорителя в двухтактный бестрансформаторный транзисторный УЗЧ показано на рис. 3.21. Некоторые такие схемы рассчитаны на высокоомные громкоговорители (рис. 3.22.о). В этой схеме переходной трансформатор Т1 намотан на сердечнике Ш4 с толщиной набора 9 мм. Все обмотки трансформатора намотаны проводом ПЭВ 0,06, первичная обмотка I содержит 2500 витков, а каждая из вторичных обмоток II и III содержат по 350 витков. В принципе можно использовать готовый переходной трансформатор от любого малогабаритного транзисторного радиоприемника, разделив его вто-
VT1...VT3 МП42Б
Рис. 3.16. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ максимальной мощностью 0,15 Вт с автотрансформаторным включением громкоговорителя
Рис. 3.17. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с непосредственным включением громкоговорителя: а - в эмиттерную цепь выходного транзистора;
б - в коллектор выходного транзистора с питанием 1,5 В
б)
Рис. 3.18. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с использованием электромагнитного микротелефон- ного капсюля ДЭМ-4М в качестве громкоговорителя
Рис. 3.19. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с использованием громкоговорителя, изготовленного на базе электромагнитного микрофона ДЭМШ- 1А
Рис. 3.20. Принципиальная схема однотактного транзисторного УЗЧ с непосредственным включением двух громкоговорителей, одного в коллектор, а другого в эмиттер выходного транзистора
VT1, VT2 МП42Б, VT3 МП38Б
Рис. 3.21. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ максимальной мощностью 0,5 Вт с бестрансформаторным выходом и двумя источниками питания
Рис. 3.22. Принципиальная схема двухтактного транзисторного УЗЧ максимальной мощностью 0,1 Вт с бестрансформаторным выходом, с одним источником питания:'
а — включение громкоговорителя через конденсатор С4 большой емкости; б - включение громкоговорителя через конденсатор С4 небольшой емкости
ричную обмотку на две изолированные секции. Если нет такого громкоговорителя и конденсатора большой емкости, то имеющийся низкоомный громкоговоритель включают по схеме рис. 3.22.6 В этой схеме трансформатор Т1 намотан на сердечнике Ш4х8 мм, I обмотка — 900 витков ПЭВ 0,09, II — 100 витков ПЭВ 0,23. У вторичной обмотки делается несколько выводов с целью лучшего согласования с нагрузкой. С аналогичной целью используется автотрансформатор в УЗЧ с двухтактным выходным каскадом на транзисторах одной проводимости, схема которого представлена на рис. 3.23. Трансформатор Т1 намотан на сердечнике ШЗхб мм, обмотка содержит 200 витков провода ПЭВ-1 0,23 с отводом от середины.
Рис. 3.23. Принципиальная схема транзисторного УЗЧ с максимальной мощностью 0,16 Вт с двухтактным выходным каскадом на транзисторах одной проводимости и включением громкоговорителя через автотрансформатор
Шаг 4.
Учимся читать схемырадиоэлектронных устройств
Условные графические обозначениярадиоэлементов
Зная общий вид радиодеталей, можно конечно в некоторой мере разобраться в устройстве радиоэлектронного устройства, но все равно радиолюбителю придется нарисовать на бумаге контуры деталей и соединение между ними. Еще в прошлом веке с целью сохранения конструктивных и схемных решений радиоустройств пионеры радиотехники делали их рисунки. Если посмотреть на эти рисунки, то можно увидеть, что они выполнены на очень высоком художественном уровне. Это делали обычно сами изобретатели, если имели способности или приглашенные художники. Рисунки конструкций и соединение деталей делались с натуры. Чтобы не затрачивать больших средств на рисование радиотехнических устройств и облегчить труд конструкторов, начали делать рисунки с упрощениями. Это позволило значительно быстрее повторить конструкцию в другом городе или стране и сохранить схемные решения для потомков. Первые начерченные схемы появились в начале XIX столетия. Де-
Рис. 4.1. Эволюция условного графического изображения катушки индуктивности на электрических схемах
тали рисовали подробно. Так, например, катушку индуктивности в 1905 году изображали в изометрии, то есть в трехмерном пространстве, со всеми подробностями, каркасом, намоткой, количеством витков (рис. 4.1). В конце концов изображения деталей и их соединений стали делать условно, символично, но сохраняя при этом их особенности. В 1915 г. рисунок схем упростился, перестали изображать каркас, вместо этого стали применять линии разной толщины для подчеркивания цилиндрической формы катушки. Через 40 лет катушка уже изображалась линиями одной толщины, но еще с сохранением первоначальных особенностей ее вида. Только в начале 70-х годов нашего столетия катушку начали изображать плоской, то есть двумерной, а радиоэлектронные схемы стали приобретать свой нынешний вид. Вычерчивание сложных радиоэлектронных схем очень трудоемкая работа. Для ее выполнения необходим опытный чертежник-конструктор.
С целью упрощения процесса вычерчивания схем американский изобретатель Сесиль Эффингер в конце 60-х годов XX века сконструировал печатную машинку. В машинке вместо обычных букв были вставлены обозначения резисторов, конденсаторов, диодов и т.д. Работа по изготовлению радиосхем на такой машинке стала доступной для выполнения даже простой машинистке. С появлением персональных компьютеров процесс изготовления радиосхем значительно упростился. Теперь, зная графический редактор, можно на экране компьютера нарисовать радиоэлектронную схему, а затем ее распечатать на принтере. В связи с расширением международных контактов условные обозначения радиосхем усовершенствовались и сейчас они не очень отличаются друг от друга в разных странах. Это делает радиосхемы понятными для радиоспециалистов во всем мире. Условными графическими обозначениями и правилами исполнения электрических схем занимается третий технический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК).
В радиоэлектронике используются три типа схем: блок-схемы, принципиальные и монтажные. Кроме этого, для проверки радиоэлектронной аппаратуры составляют карты напряжений и сопротивлений. Блок-схемы не раскрывают особенностей ни деталей, ни количества диапазонов, ни количества транзисторов, ни того, по какой схеме собраны те или другие узлы, она дает
только общее представление о составе аппаратуры и взаимосвязи ее отдельных узлов и блоков. На принципиальной схеме изображают условные обозначения элементов прибора или блоков и их электрические соединения. Принципиальная схема не дает представления ни о внешнем виде, ни о расположении деталей на плате, ни о том, как расположить соединительные провода. Это можно узнать только из монтажной схемы. Следует отметить, что на монтажной схеме детали изображаются так, чтобы своим видом напоминать реальные свои очертания. Для проверки режимов работы радиоэлектронной аппаратуры используют специальные карты напряжений и сопротивлений. На этих картах величины напряжений и сопротивлений указываются относительно шасси или заземленного провода.
В нашей стране при вычерчивании радиоэлектронных схем руководствуются государственным стандартом, сокращенно ГОСТ, который указывает, как следует условно изображать те или иные радиодетали. Для более легкого запоминания условных обозначений отдельных элементов радиоэлектронной аппаратуры их изображения содержат характерные особенности деталей. На схемах рядом с условным графическим изображением ставится буквенно-цифровое обозначение. Обозначение состоит из одной или двух букв латинского алфавита и цифр, указывающих порядковый номер этой детали на схеме. Порядковые номера графических изображений радиодеталей ставятся, исходя из последовательности расположения однотипных символов, например, в направлении слева направо или сверху вниз. Латинские буквы указывают тип детали, С — конденсатор, R — резистор, VD — диод, L — катушка индуктивности, VT — транзистор и т.д. Возле буквенно-цифрового обозначения детали указывается значение ее основного параметра (емкость конденсатора, сопротивление резистора, индуктивность и т.п.) и некоторые дополнительные сведения. Наиболее употребительные условные графические изображения радиодеталей на принципиальных схемах приведены в табл. 4.1, а их буквенные обозначения (коды) даны в табл. 4.2. В конце позиционного обозначения может быть поставлена буква, указывающая на его функциональное назначение (табл. 4.3). Например, R1F — резистор защитный, SB1R — кнопка сброса. Для повышения информационной насыщенности печатного издания в научной и технической литературе по радиоэлектронике, а также на различных схемах, относящихся к этой области знаний, применяются условные буквенные сокращения устройств и протекающих в них физических процессов. В табл. 4.4 приведены наиболее употребительные сокращения и их расшифровка.
Условные графические обозначения радиодеталей на принципиальных схемах Таблица 4.1
Наименование
Обозначение
Наименование
Обозначение
Диод. Выпрямительный столб
Лавинный транзистор структуры р-п-р
Туннельный диод
Однопереходный транзистор сп-базой
Обращенный диод
Стабилитрон:
Полевой транзистор с каналом п-типа
односторонний
двусторонний
Полевой транзистор
Г\
с каналом р-типа
Т
Варикап
1
Диодный тиристор (динистор)
Полевой транзистор с изолированным затвором: обогащенного типа с р-каналом,
Диодный симметричный тиристор
п-каналом
Триодный тиристор
bJ
(тринистор): с управлением по аноду
с управлением по катоду
обедненного типа с р-каналом
Триодный симметричный тиристор(симистор)
обедненного типа с п-каналом
Транзистор структуры: р-п-р
VT
Полевой транзистор с изолированным затвором обогащенного типа с р-кана- лом с выводом от подложки
п-р-п
Транзистор структуры р-п-р с коллектором, электрически соединенным с корпусом
Полевой транзистор с изолированным затвором обогащенного типа с п-каналом и с внутренним соединением подложки и истока
Транзистор структуры р-п-р с выводом корпуса
Полевой транзистор с двумя изолированными затворами обедненного типа-с п-каналом и с выводом от подложки
/
Наименование
Обозначение
Фотореэистор
Фотодиод
Диодный фототиристор
Фототранзистор структуры р-п-р
Солнечный фотоэлемент
Светодиод
Диодный оптрон
Тиристорный оптрон
Резисторный оптрон
Однофазный мостовой выпрямитель
М и кросхема аналоговая
Операционный усилитель ,
Микросхема цифровая (логическая)
Резисторы постоянные разной мощности
Таблица 4.1 (продолжение)
Наименование
Обозначение
02
03
DA1 ^
01
I оа| 0б|
04| 07|
-ТУТ- 0,25 Вт
—Г—-Г- 0,5 Вт
-ПГТ- 1 Вт
—ТТЛ— 2 Вт
Резистор переменный с выключателем, изображенный: совмещенно
разнесенно
Резистор переменный сдвоенный
Элемент нагревательный
Конденсатор постоянной емкости
Конденсатор
электролитический:полярный
неполярный
Конденсатор проходной
Конденсатор опорный, нижняя обкладка которого соединена с корпусом (шасси) прибора
Конденсатор переменной емкости
Конденсатор подстроечный
Вариконд
Выключатель однополюсный
Выключатель многополюсный., например, трехполюсный
Таблица 4.1 (продолжение)
Наименование
Обозначение
Наименование
Обозначение
Выключатель трехполюсный с двумя замыкающими и одним
УЛ
Переключатель однополюсный
размыкающим контактами
ГТ?
Выключатель двухполюсный, замыкающий одну цепь раньше размыкания другой
Переключатель двухполюсный 3-позиционный с нейтральным положением
II у
Выключатель двухполюсный, размыкающий одну цепь позже размыкания другой
Переключатель двухполюсный 3-позиционныйс самовозвратом в нейтральном положении
у у
Выключатель однополюсный с двойным замыканием
г
Переключатель многополюсный, например, трехполюсный
ц lj ц
Выключатель однополюсный с самовозвратом:
замыкающий.
Переключатель однополюсный многопозиционный, например, 6-ПОЗИЦИОННЫЙ
SA
IIIIII
I1
размыкающий
Выключатель кнопочный нажимной с самовозвратом:
с замыкающим контактом
ss| п
Переключатель однополюсный 6-ПОЗИЦИОННЫЙ с безобрывным переключением
НИН
1»—
с размыкающим контактом
Переключатель однополюсный, многопозиционный с подвижным контактом, замыкающим три цепи, исключая одну промежуточную
пни
Выключатель кнопочный нажимной без самовозврата:
с возвратом, посредством вторичного нажатия кнопки
с возвратом, посредством отдельного привода, например, нажатием специальной кнопки(сброс)
и
Переключатель днополюсный, многопозиционный с подвижным контактом, который в каждой последующей позиции подключает параллельную цепь к цепям, замкнутым в предыдущей позиции
ИНН ?—
3 Зак. 407
65
Таблица 4.1 (продолжение)
Наименование
Обозначение
Наименование
Обозначение
Реле электрическое с замыкающим, размыкающим и переключающим контактами
Микрофон
фе“
Контакт неразборного соединения
Контакт разборного соединения
——О
Звукосниматель электромагнитный
BS ^
ХР1 чч XS1
Магнитофонная головка универсальная (воспроизведение—запись)
BS
Соединение контактное, разъемное, четырехлроводное
// \\
//
Провод коаксиальный,
Батарея
GB
внешний проводник которого соединен с корпусом
Счетчик Гейгера
fl—• vD
U— J
Провод экранированный, экран соединен с корпусом
Г"
Электрический звонок
^^ HA
Провод экранированный
частично
г
Зуммер
^^ HA
Катушка индуктивности
L
Катушка индуктивности с подстроечным сердечником
Лампа электрическая осветительная
xkHL
Магнитная антенна
Y WA
Лампа неоновая
пп
L1 L2
г? А. m
Электродвигатель
0
Электрическая антенна
у WA
Телефон
0‘"
Герконовое реле, управляемое постоянным магнитом
^^SF
Громкоговоритель
'f^BA
Заземление
1
Буквенные обозначения (коды) радиодеталей на принципиальных схемахТаблица 4.2
Устройства и элементы
Буквенный код
Устройства: усилители, приборы телеуправления, лазеры, мазеры; общее обозначение
А
Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи, датчики для указания или измерения; общее обозначение
В
Громкоговоритель
ВА
Магнитострикционный элемент
ВВ
Детектор ионизирующих излучений
BD
Сельсин-датчик
ВС
Сельсин-приемник
BE
Телефон (капсюль)
BF
Тепловой датчик
ВК
Фотоэлемент
BL
Микрофон
ВМ
Датчик давления
ВР
Пьезоэлемент
BQ
Датчик частоты вращения, тахогенератор
BR
Звукосниматель
BS
Датчик скорости
BV
Конденсаторы*
с
Микросхемы интегральные, микросборки: общее обозначение
D
Микросхема интегральная аналоговая;
DA
Микросхема интегральная цифровая, логический элемент
DD
Устройство хранения информации (памяти)
DS
Устройство задержки
DT
Элементы разные: общее обозначение
Е
Лампа осветительная
EL
Нагревательный элемент
ЕК
Разрядники, предохранители, устройства защиты: общее обозначение
F
Предохранитель плавкий
FU
Генераторы, источники питания, кварцевые генераторы: общее обозначение
G
Батарея гальванических элементов, аккумуляторов
GB
Устройства индикационные и сигнальные; общее обозначение
К
Прибор звуковой сигнализации
НА
Индикатор символьный
HG
Прибор световой сигнализации
HL
Реле, контакторы, пускатели; общее обозначение
К
Таблица 4.2 (продолжение)
Устройства и элементы
Буквенный код
Реле электротеплевое
КК
Реле времени
КТ
Контактор, магнитный пускатель
км
Катушки индуктивности, дроссели; общее обозначение
L
Двигатели, общее обозначение
М
Приборы измерительные; общее обозначение
Р
Амперметр (миллиамперметр, микроамперметр)
РА
Счетчик импульсов
PC
Частотомер
PF
Омметр
PR
Регистрирующий прибор
PS
Измеритель времени действия, часы
PT
Вольтметр
PV
Ваттметр
PW
Резисторы постоянные и переменные; общее обозначение
R
Терморезистор
RK
Шунт измерительный
RS
Варистор
RU
Выключатели, разъединители, короткозамыкатели в силовых цепях (в цепях питания оборудования); общее обозначение
Q
Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных; общее обозначение
S
Выключатель или переключатель
SA
Выключатель кнопочный
SB
Выключатель автоматический
SF
Трансформаторы, автотрансформаторы; общее обозначение
T
Электромагнитный стабилизатор
TS
Преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи; общее обозначение
и
Модулятор
ив
Демодулятор
UR.
Дискриминатор
UI
Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель
UZ
Приборы полупроводниковые и электровакуумные; общее обозначение
V
Диод, стабилитрон
VD
Транзистор
VT
Тиристор
VS
Прибор электровакуумный
VL
Таблица 4.2 (продолжение)
Устройства и элементы
Буквенный код
Линии и элементы СВЧ; общее обозначение
W
Ответвитель
WE
Короткозамыкатель
WK
Вентиль.
WS
Трансформатор, фазовращатель, неоднородность
WT
Аттенюатор
WU
Антенна
WA
Соединения контактные; общее обозначение
X
Штырь (вилка)
ХР
Гнездо (розетка)
XS
Соединение разборное
XT
Соединитель высокочастотный
XW
Устройства механические с электромагнитным приводом; общее обозначение
Y
Электромагнит
YA
Тормоз с электромагнитным приводом
YB
Муфта с электромагнитным приводом
YC
Устройства оконечные, фильтры; общее обозначение
z
Ограничитель
ZL
Фильтр кварцевый
ZQ
Таблица 4.3
Буквенные коды функционального назначения радиоэлектронного устройства или элемента
Функциональное назначение устройства, элемента
Буквенный код
Вспомогательный
А
Считающий
С
Дифференцирующий
D
Защитный
F
Испытательный
G
Сигнальный
Н
Интегрирующий
1
Главный
М
Измерительный
N
Пропорциональный
Р
Состояние (старт, стоп, ограничение)
Q
Возврат, сброс
R
Функциональное назначение устройства, элемента
Буквенный КОД
Запоминающий, записывающий
S
Синхронизирующий, задерживающий
т
Скорость (ускорение, торможение)
V
Суммирующий
W
Умножающий
X
Аналоговый
Y
Цифровой
Z
Таблица 4.3 (продолжение)
Таблица 4.4
Наиболее употребительные условные буквенные сокращения по радиоэлектронике, используемые на различных схемах, в технической и научной литературе
ф ф if Ф <8 Я О. X X > О Ш о
Расшифровка сокращения
АМ
амплитудная модуляция
АПЧ
автоматическая подстройка частоты
АПЧГ
автоматическая подстройка частоты гетеродина
АПЧФ
автоматическая подстройка частоты и фазы
АРУ
автоматическая регулировка усиления
АРЯ
автоматическая регулировка яркости
АС
акустическая система
АФУ
антенно-фидерное устройство
АЦП
аналого-цифровой преобразователь
АЧХ
амплитудно-частотная характеристика
БГИМС
большая гибридная интегральная микросхема
БДУ
беспроводное дистанционное управление
БИС
большая интегральная схема
БОС
блок обработки сигналов
БП
блок питания
БР
блок развертки
БРК
блок радиоканала
БС
блок сведения
БТК
блокинг-трансформатор кадровый
ф ф 5 II Ф я 8 & 58
Расшифровка сокращения
БТС
блокинг-трансформатор строчный
БУ
блок управления
БЦ
блок цветности
БЦИ
блок цветности интегральный (с применением микросхем)
вд
видеодетектор
ВИМ
время-имлульсная модуляция
ВУ
видеоусилитель; входное (выходное) устройство
вч
высокая частота
г
гетеродин
ГВ
головка воспроизводящая
гвч
генератор высокой частоты
гвч
гилервысокая частота
гз
генератор запуска;
головка записывающая
ГИР
гетеродинный индикатор резонанса
ГИС
гибридная интегральная схема;
генератор испытательных сигналов
ГКР
генератор кадровой развертки
гкч
генератор качающейся частоты
гмв
генератор метровых волн
гпд
генератор плавного диапазона
го
генератор опорный
ГС
генератор сигналов; головки стирания
ф ф $ II ф я as 2 8
\
Расшифровка сокращения
ГСР
генератор строчной развертки
гсс
генератор стандартных сигналов
ГТ
генератор тактовый
ГУ
головка универсальная
ГУН
генератор, управляемый напряжением
д
детектор
дв
длинные волны
дд
дробный детектор
дн
делитель напряжения
дм
делитель мощности
дмв
дециметровые волны
ДУ
дистанционное управление
ДШПФ
динамический шумопонижающий фильтр
ЕАСС
единая автоматизированная сеть связи
ЕСКД
единая система конструкторской документации
зг
генератор звуковой частоты; задающий генератор
зс
замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель
34
звуковая частота
и
интегратор; индикатор
икм
импульсно-кодовая модуляция
ИКУ
измеритель квазипиковога уровня
имс
интегральная микросхема
ими
измеритель линейных искажений
инч
инфранизкая частота
ион
источник образцового (опорного) напряжения
ип
источник литания
ичх
измеритель частотных характеристик
к
коммутатор
КБВ
коэффициент бегущей волны
кв
короткие волны
квч
крайне высокая частота
КЗВ
канал записи-воспроизведения
КИМ
кодо-импульсная модуляция
Таблица 4.4 (продолжение)
ф ф 5 И II Ш* о
Расшифровка сокращения
КК
катушки кадровые (отклоняющей системы)
КМ
кодирующая матрица
кнч
крайне низкая частота
кпд
коэффициент полезного действия
КС
катушки строчные (отклоняющей системы)
ксв
коэффициент стоячей волны
ксвн
коэффициент стоячей волны напряжения
кт
контрольная точка
КФ
катушка фокусирующая
ЛБВ
лампа бегущей волны
лз
линия задержки
лов
лампа обратной волны
лпд
лавинно-пролетный диод
лппт
лампово-полупроводниковый телевизор
м
модулятор
МА
магнитная антенна
МВ
метровые волны
мдп
структура металл-диэлектрик- лолулроводник
МОП
структура металл-окисел-полупроводник
мс
микросхема
МУ
микрофонный усилитель
ни
нелинейные искажения
нч
низкая частота
ОБ
общая база (включение транзистора по схеме с общей базой)
овч
очень высокая частота
ои
общий исток (включение транзистора по схеме с общим истоком)
ок
общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором)
онч
очень низкая частота
ООО
отрицательная обратная связь
ОС
отклоняющая система
ОУ
операционный усилитель
оэ
обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером)
Таблица 4.4 (продолжение)
ф ф 11 ф я a 8* Ш о
Расшифровка сокращения
ПАВ
поверхностные акустические волны
пдс
приставка двухречевого сопровождения
ПДУ
пульт дистанционного управления
пкн
преобразователь код-напряжение
пнк
преобразователь напряжение-код
пнч
преобразователь напряжение-частота
пос
положительная обратная связь
ППУ
помехоподавляющее устройство
пч
промежуточная частота; преобразователь частоты
птк
переключатель телевизионных каналов
птс
полный телевизионный сигнал
ПТУ
промышленная телевизионная установка
ПУ
предварительный усилитель
ПУВ
предварительный усилитель воспроизведения
ПУЗ
предварительный усилитель записи
ПФ
полосовой фильтр; пьезофильтр
пх
передаточная характеристика
пцтс
полный цветовой телевизионный сигнал
РЛС
регулятор линейности строк; радиолокационная станция
РП
регистр памяти
РПЧГ
ручная подстройка частоты гетеродина
РРС
регулятор размера строк
PC
регистр сдвиговый; регулятор сведения
РФ
режекторный или заграждающий фильтр
РЭА
радиоэлектронная аппаратура
СБДУ
система беспроводного дистанционного управления
СБИС
сверхбольшая интегральная схема
св
средние волны
свп
сенсорный выбор программ
СВЧ
сверхвысокая частота
сг
сигнал-генератор
сдв
сверхдлинные волны
ф ф 5 II Ф я ■ & 5*8
Расшифровка сокращения
СДУ
светодинамическая установка;
система дистанционного управления
СК
селектор каналов
СКВ
селектор каналов всеволновый
скд
селектор каналов дециметровых волн
скм
селектор каналов метровых волн
см
смеситель
енч
сверхнизкая частота
СП
сигнал сетчатого поля
сс
синхросигнал
сси
строчный синхронизирующий импульс
СУ
селектор-усилитель
сч
средняя частота
ТВ
тропосферные радиоволны; телевидение
тве
трансформатор выходной строчный
твз
трансформатор выходной канала звука
твк
трансформатор выходной кадровый
тит
телевизионная испытательная таблица
ТКЕ
температурный коэффициент емкости
ТКИ
температурный коэффициент индуктивности
ткмп
температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости
ткне
температурный коэффициент напряжения стабилизации
ткс
температурный коэффициент сопротивления
тс
трансформатор сетевой
тц
телевизионный центр
тцп
таблица цветных полос
ТУ
технические условия
У
усилитель
УВ
усилитель воспроизведения
УВС
усилитель видеосигнала
УВХ
устройство выборки-хранения
УВЧ
усилитель сигналов высокой частоты
Таблица 4.4 (продолжение)
ф И Ф я S & 2* g
Расшифровка сокращения
УВЧ
ультравысокая частота
УЗ
усилитель записи
УЗЧ
усилитель сигналов звуковой частоты
УКВ
ультракороткие волны
УЛПТ
унифицированный ламповополупроводниковый телевизор
УЛПЦТ
унифицированный лампово-полупроводниковый цветной телевизор
УЛТ
унифицированный ламповый телевизор
УМЗЧ
усилитель мощности сигналов звуковой частоты
УНТ
унифицированный телевизор
УНЧ
усилитель сигналов низкой частоты
УНУ
управляемый напряжением усилитель
УПТ
усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор
УПЧ
усилитель сигналов промежуточной частоты
УПЧЗ
усилитель сигналов промежуточной частоты звука
УПЧИ
усилитель сигналов промежуточной частоты изображения
УРЧ
усилитель сигналов радиочастоты
УС
устройство сопряжения; устройство сравнения
УСВЧ
усилитель сигналов сверхвысокой частоты
УСС
усилитель строчных синхроимпульсов
УСУ
универсальное сенсорное устройство
УУ
устройство (узел) управления
УЭ
ускоряющий (управляющий) электрод
УЭИТ
универсальная электронная испытательная таблица
ФАПЧ
фазовая автоматическая подстройка частоты
ф ф . О Ф X ? Ф я 8S Ш о
Расшифровка сокращения
ФВЧ
фильтр верхних частот
ФД
фазовый детектор; фотодиод
ФИМ
фазо-импульсная модуляция
ФМ
фазовая модуляция
ФНЧ
фильтр низких частот
ФПЧ
фильтр промежуточной частоты
ФПЧЗ
фильтр промежуточной частоты звука
ФПЧИ
фильтр промежуточной частоты изображения
ФСИ
фильтр сосредоточенной избирательности'
ФСС
фильтр сосредоточенной селекции
ФТ
фототранзистор
ФЧХ
фазо-частотная характеристика
ЦАП
цифро-аналоговый преобразователь
ЦВМ
цифровая вычислительная машина
ЦМУ
цветомузыкальная установка
ЦТ
центральное телевидение
чд
частотный детектор
чим
частотно-импульсная модуляция
чм
частотная модуляция
ШИМ
широтно-импульсная модуляция
шс
шумовой сигнал
ЭВ
электрон-вольт (е*В)
ЭВМ
электронная вычислительная машина
эдс
электродвижущая сила
эк
электронный коммутатор
ЭЛТ
электронно-лучевая трубка
ЭМИ
электронный музыкальный инструмент
эмос
электромеханическая обратная связь
ЭМФ
электромеханический фильтр
ЭПУ
электропроигрывающее устройство
ЭЦВМ
электронная цифровая вычислительная машина
Графический редакторрадиоэлектронных схем sPlan 5.0
Общие сведения
Для черчения радиоэлектронных схем с помощью компьютера существует много различного рода графических редакторов. Наиболее простым в использовании является редактор «sPlan 5.0» (1,209 МБ в Rar-архиве), который можно скачать с раздела «Programs» сайта «SANCHOS-iz» московского радиолюбителя Александра Измайлова, который находится по адресу http://sanchos-iz.narod.ru/programs.html. Приведенная программа русифицирована (пер. с немецкого языка). Оригинал этой программы на немецком языке есть по адресу http://www.abacom-online.de/html/demos.html. Вариант предыдущей версии этой программы, «sPlan 4.0», находится в разделе «Программы на каждый день» (http://artur-k.narod.ru/Soft/Soft.html) сайта «Электроника для дома» (http://artur-k.narod.ru/index.html).
Черчение электронных и электрических схем с помощью программы «sPlan 5.0» заключается в переносе символов из библиотеки элементов на схему, привязке их к координатной сетке, соединению их линиями и расстановке надписей элементов схемы. В программе «sPlan 5.0» есть инструменты для черчения и редактирования, такие как автонумерация элементов, составление списков элементов и другие.
Полученные в программе «sPlan 5.0» файлы при выводе на печать могут быть предварительно просмотрены, и при необходимости можно изменить масштаб и расположение схемы на листе. Для создания собственных элементов в программе имеется специальный редактор элементов.
Интерфейс программы
Общий вид окна программы «sPlan 5.0» показан на рис. 4.2. В верхней части основного окна находится главное меню и панель управления. Слева, в главном окне, расположена панель с библиотекой элементов светло-синего цвета. С этой панели, при черчении схемы, при помощи мышки перетаскиваются элементы на чертежный лист для создания схемы. Для настройки ширины окна библиотеки, следует поместить курсор на разделитель, после появления двойной стрелки настраивают ширину этого окна. Кнопки, расположенные в нижней части окна библиотеки, позволяют управлять опциями в самой библиотеке. Для удобства, например, можно выстроить перетаскиваемые элементы в один или несколько вертикальных рядов (1...10). ■
Между окном библиотеки и главным окном расположена панель инструментов, служащих для черчения и редактирования схемы. В нижней части чертежа расположена закладка с его именем, с так называемым регистром чертежа. Щелкая мышкой на этих закладках, можно переходить от одного листа чертежа к другому. Щелчок правой мышкой на
Рис. 4.2. Общий вид окна графического редактора «sPlan 5.0» для черчения радиоэлектронных схем
закладке активизирует меню с параметрами листа чертежа. На нижней панели управления расположены несколько окошек с координатами курсора, выбором толщины линии, привязкой к сетке при перетаскивании элементов и другими параметрами.
Методика вычерчивания радиоэлектронной схемы
Черчение радиоэлектронной схемы в программе «sPlan 5.0» производят в таком порядке:
Выбор формата чертежа схемы. В главном меню выбрать «Чертеж» «Параметры листа» и установить требуемые значения размера листа. Можно поступить иначе, щелкнуть правой кнопкой мышки в левом нижнем углу листа, где надпись «1: Схема 1». Появится диалоговое окно, в котором выбирают «Параметры листа» (рис. 4.3). Параметры листа при необходимости можно изменить в любое время при черчении схемы.
Настройка сетки. Чертеж схемы можно делать на чистом листе или на листе с предварительно нанесенной сеткой, которая поможет аккуратно размещать элементы и соединять их линиями. Размер ячеек
сетки по умолчанию 1 мм, этого достаточно в большинстве случаев, но если необходимо, то можно выбрать другое значение размера сетки. Размер сетки сохраняется в каждом отдельном файле и может быть изменен в главном меню выбором пункта опции «Размеры сетки» или нажатием кнопки [Сетка] в верхней панели окна редактора (рис. 4.4). В диалоговом окне установки размеров сетки принят шаг в 0,1 мм, то есть, число 10 обозначает размер в 1 мм, 25 в 2,5 мм и т.д. В любой момент можно сделать сетку видимой или невидимой, достаточно отметить пункт «Показать сетку» или снять эту отметку. В зависимости от масштаба, видимый размер ячеек сетки может быть настолько мелким, что сетка может быть не видна. Для проверки включена ли сетка, следует увеличить мас
Параметры листа чертежа
г Формат листа -*■
Формат: |А4
^ Ширина 1297 мм
1 Высота: |210 мм
. ^Название листа"™|Схема!
'Ориентация " 'С Вертикальная (• Горизонтальная
Отмана |'
Рис. 4.3. Диалоговое окно«Параметры листа»
Рис. 4.4. Диалоговое окно «Размер сетки»
штаб ячеек. Опция «Контрастно» используется на LCD дисплеях и делает линии сетки более черными. Для временного выключения привязки элементов к сетке, нажимают и держат клавишу [SHIFT] на клавиатуре при перемещении элементов. Привязка к сетке выключается простым нажатием кнопки в нижнем ряду fpjTk: 45’ ] (здесь показано, что привязка выключена). В этом случае сетка* видна, но привязки элементов к сетке не происходит.
Черчение схемы (перенос символов и элементов). Для создания рисунка схемы необходимо каким-либо способом перенести требуемые для схемы символы из библиотеки, находящейся в левой части главного окна редактора, на поле чистого листа. Любой компонент библиотеки переносится на чертеж при помощи мышки. Для этого указатель мышки подводят к требуемому элементу библиотеки, нажимают левую кнопку мышки, и, удерживая ее, переносят компонент схемы на поле чертежа.
Изменение размера и формы элементов схемы. Для изменения размера элемента схемы, необходимо к нему подвести стрелку-указатель и нажать левую кнопку мышки. Вокруг элемента должен появиться прямоугольный контур из черных квадратиков. Если теперь навести курсор на один из этих квадратиков, курсор превратится в двойную стрелку, удерживая мышку, курсор перемещать в ту или иную сторону. Это приведет к изменению размера или формы, в зависимости от того, какой квадратик выбран. Если он расположен на одной из сторон, то будет меняться вертикальный или горизонтальный размер,
Рис. 4.5. Диалоговое окно «Параметры линий»Рис. 4.5. Диалоговое окно «Параметры линий»Рис. 4.6. Диалоговое окно «Атрибуты элемента»Рис. 4.6. Диалоговое окно «Атрибуты элемента»
Рис. 4.5. Диалоговое окно «Параметры линий»
Рис. 4.5. Диалоговое окно «Параметры линий»
Рис. 4.6. Диалоговое окно «Атрибуты элемента»
Рис. 4.6. Диалоговое окно «Атрибуты элемента»
а если на одном из углов, то изменения размера будут происходить по обеим осям. После окончания изменения размера элемента схемы отпускают кнопку мышки.
Проведение линий. Выбирают режим «Линия» из меню слева, которое разделяет поле чертежа и библиотеку элементов. Сначала щелкают указателем мышки на начальной точке линии, а потом щелкают на той ее точке, где должна линия закончиться. После щелчка правой кнопки мышки, то есть возврата в режим редактирования, появляется соединительная линия. Угол, под которым можно изгибать линию, выбирается щелчком на соответствующую кнопку, рядом с кнопкой отключения привязки к сетке. Для произвольного угла изгиба линии нажимают и удерживают клавишу [CTRL] на клавиатуре или в нижнем меню ||/0*| устанавливают требуемый угол изгиба в пункте «Плавно».
Перед вычерчиванием линий выбираем их параметры, для этого в нижнем меню нажимаем на левую кнопку мыши, при курсоре, наве
денном на изображение |“хЦ1> Для линий можно выбрать ширину с шагом 0,1 мм, изменить цвет и тип линий: непрерывная, точки, тире, и т.д., причем можно выбрать два цвета для линии, кроме непрерывной (рис. 4.5).
Соединение элементов и создание контактов. Пересекающиеся проводники соединяют между собой путем установки точки на место их пересечения. Выбирают пункт «Точка соединения» из меню слева (расположено вертикально и разделяет библиотеку элементов и поле чертежа), щелкают в том месте, где должно быть соединение. Это место отмечается точкой. Для возврата в режим редактирования щелкают правой кнопкой мышки. Специальная опция в редакторе элементов позволяет добавить к элементу, так называемые, «контакты». Для того, чтобы перейти к этой опции, необходимо подвести указатель мышки к элементу схемы и нажать левую кнопку мышки. Вокруг элемента по прямоугольному контуру появятся маленькие черные квадратики. После этого нажимают правую
Правка Инструменты Реагировать.Правка Инструменты Реагировать.1Й'М1Й'Мl^tfО К Oi^ -S:£1■hi (К-SL' il^tfО К Oi^ -S:£1■hi (К-SL' i5" * ii) 15~~ WV"^''»"’"^ ;1а";« ~аГ 'к "so" к "то д Sp,® ,J_A^LJJ-^l^JL4^_tileLli^J6kJ-Llsa^J-W^Jb-ti*UJ^5" * ii) 15~~ WV"^''»"’"^ ;1а";« ~аГ 'к "so" к "то д Sp,® ,J_A^LJJ-^l^JL4^_tileLli^J6kJ-Llsa^J-W^Jb-ti*UJ^[Обозначение][Обозначение][Номинал][Номинал]а рgiа рgirxaxS^f 4vzLY: 52,0 i' 1 ,\ x' /L Лупа. ^2,71^, V [Ж^ ^Л k^^ W'^ ' ^ ^^'^d <$% ^^^*^9 ^ ^^^^^^^ Я»^л f^; л ЛrxaxS^f 4vzLY: 52,0 i' 1 ,\ x' /L Лупа. ^2,71^, V [Ж^ ^Л k^^ W'^ ' ^ ^^'^d <$% ^^^*^9 ^ ^^^^^^^ Я»^л f^; л ЛРис. 4.7. Окно «Редактор элементов»Рис. 4.7. Окно «Редактор элементов»кнопку мышки, появляется меню, из которого выбирают строку свойства. Открывается диалоговое окно «Атрибуты элемента» (рис. 4.6). Нажимают в окне «Атрибуты элемента» кнопку «Редактор», открывается окно «Редактор элементов» (рис. 4.7). Контакты представляют собой ярлыки, текст которых легко редактируется в диалоговом окне. Обычное их применение — маркировка выводов элементов, так как иногда элементы могут быть похожи один на другой, отличаясь только наименованием выводов. В этом случае контакты служат для идентификации элемента, как уникального в библиотеке, а сами выводы маркируются по мере добавления элементов на чертеже. Для добавления номеров контактов следует в редакторе элементовкнопку мышки, появляется меню, из которого выбирают строку свойства. Открывается диалоговое окно «Атрибуты элемента» (рис. 4.6). Нажимают в окне «Атрибуты элемента» кнопку «Редактор», открывается окно «Редактор элементов» (рис. 4.7). Контакты представляют собой ярлыки, текст которых легко редактируется в диалоговом окне. Обычное их применение — маркировка выводов элементов, так как иногда элементы могут быть похожи один на другой, отличаясь только наименованием выводов. В этом случае контакты служат для идентификации элемента, как уникального в библиотеке, а сами выводы маркируются по мере добавления элементов на чертеже. Для добавления номеров контактов следует в редакторе элементовнажать кнопку с цифрой [1], которая расположена в нижнем левом углу. В левом верхнем углу схемы появится маленький квадрат с порядковым номером контакта, по нему щелкают правой кнопкой мышки и выбирают в ниспадающем меню «Свойства», и если надо, то меняют имя и текст (рис. 4.8):♦ Номинал. Введите имя контакта, это имя используется для его идентификации, а текст может быть отредактирован в окне диалога свойств элемента.нажать кнопку с цифрой [1], которая расположена в нижнем левом углу. В левом верхнем углу схемы появится маленький квадрат с порядковым номером контакта, по нему щелкают правой кнопкой мышки и выбирают в ниспадающем меню «Свойства», и если надо, то меняют имя и текст (рис. 4.8):♦ Номинал. Введите имя контакта, это имя используется для его идентификации, а текст может быть отредактирован в окне диалога свойств элемента.Рис. 4.8.Окно «Контакты»Рис. 4.8.Окно «Контакты»
Правка Инструменты Реагировать.
Правка Инструменты Реагировать.
1Й'М
1Й'М
l^tf
О К Oi^ -S:£1
■hi (К-
SL' i
l^tf
О К Oi^ -S:£1
■hi (К-
SL' i
5" * ii) 15~~ WV"^''»"’"^ ;1а";« ~аГ 'к "so" к "то д Sp,® ,J_A^LJJ-^l^JL4^_tileLli^J6kJ-Llsa^J-W^Jb-ti*UJ^
5" * ii) 15~~ WV"^''»"’"^ ;1а";« ~аГ 'к "so" к "то д Sp,® ,J_A^LJJ-^l^JL4^_tileLli^J6kJ-Llsa^J-W^Jb-ti*UJ^
[Обозначение]
[Обозначение]
[Номинал]
[Номинал]
а р
gi
а р
gi
rxaxS^f 4vz
LY: 52,0 i' 1 ,\ x' /L Лупа. ^2,71^, V [Ж^ ^Л k^^ W'^ ' ^ ^^'^d <$% ^^^*^9 ^ ^^^^^^^ Я»^л f^; л Л
rxaxS^f 4vz
LY: 52,0 i' 1 ,\ x' /L Лупа. ^2,71^, V [Ж^ ^Л k^^ W'^ ' ^ ^^'^d <$% ^^^*^9 ^ ^^^^^^^ Я»^л f^; л Л
Рис. 4.7. Окно «Редактор элементов»
Рис. 4.7. Окно «Редактор элементов»
кнопку мышки, появляется меню, из которого выбирают строку свойства. Открывается диалоговое окно «Атрибуты элемента» (рис. 4.6). Нажимают в окне «Атрибуты элемента» кнопку «Редактор», открывается окно «Редактор элементов» (рис. 4.7). Контакты представляют собой ярлыки, текст которых легко редактируется в диалоговом окне. Обычное их применение — маркировка выводов элементов, так как иногда элементы могут быть похожи один на другой, отличаясь только наименованием выводов. В этом случае контакты служат для идентификации элемента, как уникального в библиотеке, а сами выводы маркируются по мере добавления элементов на чертеже. Для добавления номеров контактов следует в редакторе элементов
кнопку мышки, появляется меню, из которого выбирают строку свойства. Открывается диалоговое окно «Атрибуты элемента» (рис. 4.6). Нажимают в окне «Атрибуты элемента» кнопку «Редактор», открывается окно «Редактор элементов» (рис. 4.7). Контакты представляют собой ярлыки, текст которых легко редактируется в диалоговом окне. Обычное их применение — маркировка выводов элементов, так как иногда элементы могут быть похожи один на другой, отличаясь только наименованием выводов. В этом случае контакты служат для идентификации элемента, как уникального в библиотеке, а сами выводы маркируются по мере добавления элементов на чертеже. Для добавления номеров контактов следует в редакторе элементов
нажать кнопку с цифрой [1], которая расположена в нижнем левом углу. В левом верхнем углу схемы появится маленький квадрат с порядковым номером контакта, по нему щелкают правой кнопкой мышки и выбирают в ниспадающем меню «Свойства», и если надо, то меняют имя и текст (рис. 4.8):
♦ Номинал. Введите имя контакта, это имя используется для его идентификации, а текст может быть отредактирован в окне диалога свойств элемента.
нажать кнопку с цифрой [1], которая расположена в нижнем левом углу. В левом верхнем углу схемы появится маленький квадрат с порядковым номером контакта, по нему щелкают правой кнопкой мышки и выбирают в ниспадающем меню «Свойства», и если надо, то меняют имя и текст (рис. 4.8):
♦ Номинал. Введите имя контакта, это имя используется для его идентификации, а текст может быть отредактирован в окне диалога свойств элемента.
Рис. 4.8.
Окно «Контакты»
Рис. 4.8.
Окно «Контакты»
Редактор элементов
Текст. Введите необходимый текст, для обозначения контакта этот текст будет виден около соответствующего вывода элемента и может быть позже отредактирован в окне свойств элемента.
Шрифт. Нажатие на эту кнопку позволяет выбрать фон и высоту надписи в десятых долях миллиметра.
После этого перетаскивают контакт к какому-либо выводу элемента. Заметим, что в диалоговом окне «Атрибуты элемента» можно также сделать отмену «Автонумерация», убрав галочку, если вы хотите сделать на схеме свой порядок нумерации элементов, отличный от того, который предлагает программа. В этом случае вам придется расставлять номера элементов, входящих в схему, вручную по своему усмотрению.
Перемещение и удаление элементов схемы. Для перемещения элемента на чертеже, необходимо стрелку-указатель подвести к контуру элемента и нажать на левую кнопку мышки. Элемент станет фиолетовым и вокруг него появится контур выделения из черных маленьких квадратиков. Удерживая в нажатом состоянии упомянутую кнопку, перемещают элемент в нужное место чертежа. Ту же процедуру можно проделать клавишами курсора на клавиатуре, при этом шаг перемещения будет равен шагу сетки, а если удерживать клавишу [SHIFT], то 0,1 шага сетки, то есть, при шаге 2,5 мм и нажатой клавише [SHIFT], перемещение клавишами курсора будет происходить с шагом 0,25 мм. Для удаления элемента с поля чертежа, необходимо вначале его выделить, а потом в главном меню выбрать «Правка» — «Удалить». То же самое можно сделать, если после выделения элемента нажать на клавиатуре кнопку [DELETE]. Для отмены удаления нажимают комбинацию клавиш [CTRL]+[Z] или в пункте главном меню «Правка» — «Отменить».
Изменение цвета элементов схемы. Элементы на схеме могут быть любого цвета. Можно изменить цвет всех выбранных элементов за один прием. Для этого выделяют все элементы, выбирают в главном меню пункт «Инструменты» — «Цвет элементов». В появившемся диалоговом окне выбирают требуемый цвет элементов. Пока элементы выделены, цвет их не меняется. Элементы поменяют цвет только после того как вы щелкните мышкой за пределами выделения, за исключением элементов белого цвета, так как они содержат тексты, описания и т.д., которые должны быть читаемы в любом случае.
Сохранение полученных радиоэлектронных схем. Для сохранения результатов работы, помимо прочего, можно воспользоваться функцией «Автосохранение». Эта функция позволяет регулярно сохранять чертеж схемы в различные периоды ее создания. Чтобы воспользоваться этой функцией, необходимо войти в главное меню в пункт «Файл», включить «Автосохранение» и установить временной интервал для осуществления этого процесса (рис. 4.9). Если автосохранение включено, то программа «sPlan 5.0» создает резервный файл с именем
проекта и расширением «*.ВАК» и сохраняет все изменения через определенные промежутки времени. Основной файл с расширением «*.SPL» при этом не изменяется, поэтому при выходе из программы нужно обязательно сохранить результаты работы, невзи-
Рис. 4.9. Окно «Автосохранение»Рис. 4.9. Окно «Автосохранение»рая на то, что автосохранение
Рис. 4.9. Окно «Автосохранение»
Рис. 4.9. Окно «Автосохранение»
включено. Если по какой-либо причине файл проекта «*.SPL» окажется поврежденным, то для его восстановления потребуется только изменить расширение «*.ВАК» на «*.SPL».
Печать начерченных схем. Программа «sPlan 5.0» позволяет перед выводом полученной схемы (рис. 4.10) на печать произвести его пред- просмотр, то есть, при желании, выбрать принтер, подобрать масштаб, расположение чертежа на листе бумаги и т.д. (рис. 4.11). Опция «Печать» находится в меню «Файл». Предварительный просмотр будет более точным, если полностью открыть окно. Слева от окна «Пред- просмотр» находятся опции печати. Белым цветом показан лист бумаги, а область печати обведена красной рамкой. Конкретный лист чертежа можно выбрать, щелкнув мышкой на закладке в нижней части окна. В самой верхней части окна отображено название принтера,
Файл Правка Чертёж Форма Инструменты рпции Элементы Библиотека. Помощь
15
Акустика
22 мех 10В
о,
£
2^VD1
VD2.VD3W22
Т'
Принципиальная схема усилителя звуковой частоты Рвых=200 мВт
ЕЗ ♦ ♦ <!> Standard
дао S3
. sPlan 5.0 - (О:\АРХИВ\Шаги\Изданме ЗХРисунки к 3 изд\Рис.4 Bsplj
8
X145 J f
Y: 72,9 |
[: Схема/ 7"
VT1. VT2 КГ315Б VT3 KT6I5
РСетка ЪО'мм I Лупа: 1,29 ■
;^i
' а
' |^аз^ Дю'е^^удаления элементов
7 хЗЬЙЬ вык/ерчает привязку к сетке, <Space> - Лупа
5У'1Оь № -@
100' "
Рис. 4.10. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты, начерченная в редакторе «sPlan 5.0»
abl I
Рис. 4.11. Установка параметров печати полученной схемы
используемого для печати. Изменение положения схемы на листе печати производится прямо в окне «Предпросмотр». С этой целью щелкают мышкой на чертеже и, удерживая ее, двигают изображение чертежа. В установках принтера обязательно должна быть выбрана точно такая ориентация размера бумаги, как и в окне печати «sPlan 5.0», в противном случае программа уточнит у вас ориентацию листа.
Если нет необходимости в изменении масштаба печати начерченной схемы, то выбирается опция «1:1», в противном случае используется опция «Выбрать», и тогда масштаб устанавливают при помощи движка от 10 до 400%. В связи с тем, что большинство принтеров не может печатать на краях листа, то желательно установить масштаб около 95% от истинного, для предотвращения потери части чертежа при печати. Для предварительного просмотра при реальной печати, удобно пользоваться виртуальными принтерами, например, FinePrint или pdfFactory, которые можно найти в Интернете по адресу http:// www.fineprint.com (рис. 4.12).
Выбор опции «Размер листа бумаги», на котором будет отпечатана схема, позволяет увидеть размер бумаги как серый фон в окне изображения чертежа. Фон не выводится на печать. Если щелкнуть мышкой по опции «Центровка», то произойдет размещение чертежа по центру листа бумаги. Нажатие кнопки «Установки» вызывает диалоговое окно установки опций самого принтера на компьютере. При нажатии кнопки «Печать» задание немедленно отправляется на печать. Для возврата в редактор, следует нажать кнопку «Выход», которая при этом закрывает окно «Предпросмотр» и окно диалога печати.
3 FinePrint
^айл Правка Йин Избранное',^ £пр*ка
pdf documents, booklet printing, double sided printing 2 up pri - Microsoft Internet I.xploret
FTOE3
j ^Нвэайк .^ '^^L ' ^^tSP^ Обновить I Адресу |^ http://www fineprint.сот/ И^айное"
^1^ Йоботть^.^УгУрад
О Каналы О Медиа Cl Ссылки $MSN ^) Путеводитель по радио. CjDvd О Media 2 □ Sstv Cl Автомобили О Автоэлектроника О Аккумуляторы i" I Антенны i Cl Ауаио&видео ! О Безопасность I О Болезни и их лечение : С] Браун К.Ф
1 Избранной ^' Жйма '/ /^КурНал ■ j/lw^^H^~Вр^^М*** I СсЫЛКИЗ^ NOf^AhtiVirUS-^
V/^»|
i f' l Гитара
FinePrint
Control your printing and create PDF documents with our award-winning products^
4
FinePrint
Version: 4.80
FinePrint:
e save paper and ink
booklet printing
double-sided printing
print multiple pages onto a
e delete unwanted pages
electronic letterhead
watermarks, headers, footers
save as JPEG, TIF, BMP
works with all printers and Windows applications
XP/NT/2000
News
Nov 12, 2002 pdfFectory Pro wln^ Computing PDF Sht
Sep 15, 2882
General Dynamics purchases 10,000 FinePrint
Aug 15, 2082
HSBC, one of the
Рис. 4.12. Сайт «FinePrint»
Экспорт чертежей
Программа позволяет, при желании, сохранить чертеж или передать файл в другое приложение. При этом можно выбрать следующие форматы: *.EMF, *.ВМР и *.GIF.
♦ Экспорт в файл *.EMF. Чертеж может быть сохранен в графический векторный формат с расширением *.EMF. Экспорт выбирается в меню «Файл» (рис. 4.13). Этот формат позволяет получить высокое качество, многие графические приложения поддерживают импорт *.EMF и могут его конвертировать в другие форматы. При сохранении будет вызван диалог, позволяющий выбрать имя файла и директорию назначения. Параметры файла устанавливаются автоматически.'
♦ Экспорт в файлы *.ВМР и *.GIF. В этом случае можно выбрать один из выходных форматов файла BMP или GIF, который обеспечивает лучшее сжатие и меньший размер файла, помня, что BMP поддерживается практически любыми текстовыми и графическими приложениями. Разработчики программы «sPlan 5.0» рекомендуют использовать формат GIF.
."Размер."РазмерЛ Оригинал /;23,1 мм х26,0 мм ? л' Pa^emefMBjdpO:У 150dpi :Размер ЙМ: ? 137^154 ;Л Оригинал /;23,1 мм х26,0 мм ? л' Pa^emefMBjdpO:У 150dpi :Размер ЙМ: ? 137^154 ;
."Размер
."Размер
Л Оригинал /;23,1 мм х26,0 мм ? л
' Pa^emefMBjdpO:У 150dpi :
Размер ЙМ: ? 137^154 ;
Л Оригинал /;23,1 мм х26,0 мм ? л
' Pa^emefMBjdpO:У 150dpi :
Размер ЙМ: ? 137^154 ;
Рис. 4.13. Окно «Экспорта файла в графическом формате»
Выбор Цвета
В программе цвет можно выбрать только для файлов BMP. Черно-белое изображение выбирается для уменьшения размера файла. Цветное изображение применяется ТОЛЬКО в том случае, если действительно нужны различные цвета, например, при сохранении чертежа с рисунками и формой. Черно-белое изображение в формате *.ВМР, занимающее 500 КБ, при сохранении в цвете займет около 12 МБ при том же самом разрешении, создание такого файла уже требует времени! Даже если чертеж выполнен в цвете, все равно можно сохранить его как черно-белый для экономии места на диске.
Разрешение
При помощи движка в окне экспорта файлов, можно выбрать необходимое разрешение выходного файла в пределах от 20 до 300 dpi. Кроме разрешения в dpi, отображаются размеры чертежа в миллиметрах, размеры в пикселах и занимаемый файлом объем в килобайтах. Разработчики программы рекомендуют всегда выбирать разрешение для BMP не ниже 300 dpi, даже если файл будет большого объема. В этом случае всегда есть возможность конвертировать этот файл в другой формат, качество останется прежним, а объем резко уменьшится. Для черно-белых изображений очень хорошо подходит формат TIP CCITT G4 (Fax 4). К примеру, файл *.ВМР, занимающий объем 1,124374 Мб, после конвертации в TIF CCITT G4 занимает объем 4,232 Кб, то есть более чем в 250 раз меньше, при том же качестве изображения.
Для сохранения файла нажимают «ОК», откроется диалоговое окно сохранения, где выбирают директорию для сохранения файла и его имя.
Для импортирования графических файлов *.ВМР нажимают кнопку [Точечный рисунок] В в меню слева (разделительная полоса между чертежом и библиотекой элементов), щелкают мышкой на том месте листа, куда предполагается вставить изображение. В появившемся диалоговом окне выбирают файл. После этого изображение появляется на листе.
II
Этапы конструированиярадиоэлектронныхустройств
«Но я не привык тратить время попусту. Осмотрел яхту со всех сторон, бросил за борт штормтрап, взял топор, рубанок, кисть. Заподлицо обтесал борта в тех местах, где остались сучья, закрасил».
Л. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
Шаг 5.
Мастерская радиолюбителя
Из истории открытия электромагнитных волн видно, что для экспериментального подтверждения их существования недостаточно было таланта и усидчивости исследователя, понадобилось еще умение мастерить, слесарные навыки и другое. Так, Генрих Герц в школьные годы увлекался столярным и токарным ремеслом. Он даже ходил в воскресную ремесленную школу. Когда через некоторое время Г. Герц стал известным ученым, то его старый учитель, узнав об этом, сказал: «Жаль! Из него вышел бы прекрасный токарь». Для того, чтобы повторить исследования Г. Герца, сделать антенну, сконструировать хороший приемник, нужно не только знать принципы их работы, но и иметь навыки изготовления соответствующих плат, выполнения монтажа, и уметь сделать красивый корпус.
Приборы и инструменты
Радиолюбитель) который собирает разные радиоэлектронные устройства, выполняет различного рода работы. Из общего объема работ большая часть составляют электромонтажные работы, далее идут механические и только потом наладка аппаратуры. Для монтажных работ используют паяльники разной мощности (рис. 5.1), отвертки, круглогубцы, бокорезы, нож, пинцет и ножницы (рис. 5.2). Мощность электрического паяльника для монтажа малогабаритных электронных и радиотехнических устройств составляет 30...40 Вт. Лучше, если имеется в комплекте низковольтный паяльник, который питается от сети через понижающий разделительный трансформатор с заземленной вторичной обмоткой. Такой паяльник не только уменьшает опасность перегрева полупроводникового прибора или печатной платы, но и еще обезопасит от попадания на его корпус напряжения
Рис. 5.1. Типы паяльников для различных радиотехнических работ: а - 90 Вт для пайки крупногабаритных деталей и проводов большого сечения;
б — 45...50 Вт для монтажа ламповой и телеаппаратуры;
в — 30...40 Вт для пайки малогабаритной аппаратуры и конструкций на печатных платах
Рис. 5.2. Инструмент, используемый при пайке радиоэлектронных устройств: кусачки, пинцет, круглогубцы
сети. При монтаже радио- и телеаппаратуры на лампах пользуются паяльником мощностью 45...50 Вт. Для пайки крупногабаритных деталей и проводов большого диаметра используют паяльник мощностью 90 Вт.
Для настройки контуров следует пользоваться отверткой из изоляционного материала, а также специальной индикаторной палочкой, которая имеет на одном конце феррит, а на другом кусочек латуни или меди. В комплекте инструментов обязательно должны быть плоскогубцы, которые используют для изгиба провода и выводов деталей при подготовке их к монтажу, во время монтажа или в других случаях. При монтаже транзисторных устройств необходимо пользоваться пинцетом, чтобы не было перегрева деталей. Имея дело с электрическим током, необходимо всегда помнить об опасности поражения током, поэтому на металлические ручки инструментов, которые используются для электромонтажных работ, необходимо надеть изоляционные трубочки.
Для механических работ радиолюбитель должен иметь тиски, различные напильники, слесарную ножовку, молоток, сверла, плашки, метчики, а также линейку и транспортир. После окончания работ напильники обязательно необходимо почистить. Их нельзя бросать и класть один на другой. Для того, чтобы продлить срок службы напильников, новые напильники рекомендуется сначала применять для опиловки только мягких металлов: меди, алюминия, а более старые — для стали и очень старые — для чугуна. Керн используют для разметки массивных металлических деталей, а также для наметки центров отверстий для сверления.
Сверление малых отверстий делают с помощью дрели и сверл разного диаметра. При нарезке резьбы метчик вставляют в четырехгранное отверстие воротка. Направлять метчик необходимо вертикально. Для того, чтобы стружка была короткой и легко отделялась, сначала делают один оборот по ходу резьбы, а потом полоборота назад, потом снова один оборот по ходу и т.д. В некоторых случаях при нарезке резьбы в мягких металлах и пластмассах можно использовать стальной болт с необходимым размером резьбы. Конец болта на расстоянии 2...3 мм необходимо спилить на конус и трехгранным напильником пропилить 3...4 режущие кромки по длине болта.
В мастерской радиолюбителя необходимо иметь самый простой измерительный прибор — авометр (ампервольтомметр), без которого наладить аппаратуру и проверить режим работы практически невозможно. Желательно также иметь и более сложные приборы — осциллограф, звуковой генератор, генератор высокой частоты, ламповый вольтметр и т.д. В крайнем случае для проверки работы электрических цепей можно использовать простые пробники-индикаторы. С помощью пробников проверяют прохождение тока в электрических цепях, обрыв в обмотках и замыкания в конденсаторе.
В настоящее время, помимо традиционных магнитоэлектрических приборов, в лабораториях радиолюбителей заняли свое постоянное место и цифровые мультиметры. Широкий ассортимент цифровых мультиметров,
в зависимости- от цены, позволяет каждому интересующемуся электроникой выбрать себе подходящий прибор. Для радиолюбительских целей, оптимальным соотношением цены и возможностей удовлетворяют цифровые мультиметры серии Voltcraft. Вся информация в мультиметрах выводится на дисплей. Основными функциями для мультиметра являются измерения постоянного и переменного напряжения и тока, сопротивления с одновременной проверкой цепи на короткое замыкание и частоты. Важной особенностью этих приборов является наличие автоматического выбора диапазона измерений, то есть отпадает необходимость механических переключений во время работы. В цифровых мультиметрах имеется встроенный логик-тестер, который позволяет быстро выполнить проверку логических уровней в статическом режиме, исходя из заданного напряжения (питания. У некоторых типов приборов имеются простые генераторы прямоугольных импульсов на несколько фиксированных частот для тестирования различных радиоэлектронных схем. Помимо этого, некоторые модели приборов позволяют измерять емкость, индуктивность, температуру с помощью внешнего термодатчика и проверять исправность транзистора. Еще одна особенность современных универсальных приборов: некоторые мультиметры могут быть подключены к персональному компьютеру через последовательный порт. Некоторые модели в дополнение к основному дисплею имеют еще дисплей для индикации вспомогательных величин. Даже перечисление некоторых функциональных возможностей мультиметров говорит об их универсальности и незаменимости в радиолюбительских разработках.
Столярные и покрасочные работы в практике радиолюбителя занимают относительно небольшое место. К ним относят, например, изготовление и покраску корпуса для громкоговорителя, корпуса для приемника и другое. Поэтому необходимо иметь простой столярный инструмент — пилу, рубанок, лобзик. Для покрасочных работ необходимо иметь небольшие кисточки. Для обработки дерева, пластмасс и мягких металлов используют стеклянную наждачную бумагу, а для твердых металлических сплавов — корунд, карборунд, наждак. Чем крупнее зерна абразива, тем грубее получается поверхность. Сорт шлифовальной бумаги можно определить по цвету абразивного материала: стекло — прозрачное, наждак имеет черный или темно-серый цвет, карборунд — разные оттенки зеленого цвета. Рабочий стол радиолюбителя может быть разной конструкции, в зависимости от конкретных условий и требований любителя. На рабочем столе нельзя делать тяжелые работы — рубить металл или тесать доски.
Инструмент и рабочее место необходимо содержать в чистоте. После окончания работы инструмент складывают в соответствующее место. Никогда не спешите во время работы: хороший мастер все делает быстро, но не спешит, его скорость — результат умения, опыта и знаний. Придерживайтесь правил техники безопасности, не работайте в галстуке. Засучивайте рукава рубашки, если они без манжет. ’
Хранение радиодеталей
Со временем в процессе занятий конструированием различных радиоэлектронных конструкций у радиолюбителя скапливается множество различных радиодеталей; При хранении деталей следует придерживаться некоторых правил их хранения. Это позволяет сохранять детали без повреждений и значительно облегчает поиск нужного радиоэлектронного компонента. Для хранения мелких радиодеталей, например, резисторов типа МЛТ-0,125 можно использовать пустые коробки из-под спичек или другие небольшие емкости. Коробки склеивают в единые секции и на них надписывают название деталей. Секция обычно содержит около 60 штук коробков. На одном торце, можно на двух, подписывают номиналы хранящихся деталей (рис. 5.3.д).
Удобной для хранения является закрываемая плоская коробка из картона, разбитая на секции, размером 200x180x50 (так называемая закрытая плоская касса). В данном случае для изготовления такой кассы лучше использовать тонкую фанеру. Конструкция получается жесткой и проще сделать ячейки более герметичными (рис. 5.3.6). Порядок расположения деталей в ячейках должен быть удобным, например, 1 ряд — резисторы с номиналом десятки ом, 2 ряд — с сотнями ом и т.д. Для удобства поиска следует к стенке ячейки приклеить написанное на ватмане название детали.
Если позволяет помещение, то можно сделать из фанеры многорядную кассу, своеобразный небольшой шкаф с выдвижными ящиками, имеющими секции (рис. 5.3.в). На каждом ящике нужно сделать надписи в соответствии с хранимыми деталями и предусмотреть наличие на них ручек для выдвигания.
Хранить мелкие радиодетали можно и в обычных почтовых конвертах. Каждый конверт должен быть предназначен для хранения определенного номинала или типа радиодеталей. Конверты с деталями можно хранить в картонной коробке из-под обуви или сбить ящик из тонких дощечек (рис. 5.3.г).
Для хранения постоянных и переменных резисторов, малогабаритных электролитических конденсаторов типа К50-6 можно приспособить картонные щитки с соответствующими отверстиями (рис. 5.3.6...ж). У вырезанных заготовок щитков с двух сторон следует сделать загибы на определенную высоту. Это позволит исключить повреждение деталей при > установке щитков друг на друга в коробке.
На картонных щитках, например, крышки от ящика из-под обуви, удобно хранить транзисторы типа КТ803, КТ805, П213 и т. п. (рис. 5.3.з). В изготовленных щитках делают отверстия под выводы транзисторов. Сверху транзисторы накрывают накладкой, которую закрепляют скотчем. Это предотвратит от выпадения транзисторов при их хранении в коробке. Такие щитки с деталями можно хранить и без коробки, просто поставив их друг на друга и перевязав веревкой.
Касса из спичечных
Самодельная касса для радиодеталей: 1 — верхняя крышка; 2 — боковая стенка; 3 — направляющие; 4 — выдвижной ящик; 5 — основание;
6 — ручка
а)
Щиток с переменнымирезисторами
Д)
Крепление электролетическихконденсаторов К50-6на картонном щитке
е)
Картонный щиток для постоянных резисторов
V»
Способ хранения мощныхтранзисторов:
— основание;
— транзистор;
— накладка
И)И)Тара для полупроводниковых диодов, стабилитроновТара для полупроводниковых диодов, стабилитронов©©К)К)
И)
И)
Тара для полупроводниковых диодов, стабилитронов
Тара для полупроводниковых диодов, стабилитронов
©
©
К)
К)
Открытая кассадля крепежа
Рис. 5.3. Способы хранения радиодеталей
Мощные диоды, тиристоры, транзисторы и другие детали, имеющие жесткие выводы, можно хранить на щитках из пенопласта, просто их воткнув. На щитках делаются надписи, отвечающие названиям хранимым деталям.
Для хранения маломощных диодов, стабилитронов, светодиодов, транзисторов типа КТ315 подходят различные прозрачные пузырьки из-под лекарств. На пузырьки наклеивают полоски бумаги с названием типов хранимых деталей (рис. 5.3.и).
Для хранения крепежа (винтов, гаек, шайб и т.д.) делается открытая или с крышкой настольная касса. Материалом для ее изготовления можно использовать луженую жесть от консервных банок (рис. 5.3.к).
Шаг 6.
Технология изготовлениярадиолюбительских конструкций
Выбрав по вкусу и квалификации схему радиоэлектронного устройства, внимательно изучают схему и подбирают радиодетали. Совсем необязательно, чтобы все детали точно соответствовали указанным на схеме номиналам. Допускаемые значения величин резисторов и конденсаторов могут быть ±20%. Например, если на схеме резистор имеет величину сопротивления 10 кОм, вместо него можно поставить в схему резисторы от 8 кОм до 12 кОм. Делать это желательно только в крайних случаях, когда нет детали нужного номинала. Подобрав радиодетали, производят компоновку деталей устройства. Процесс компоновки состоит , из нескольких этапов: размещение деталей на будущей плате, расположение ручек управления и внешнее оформление приемника.
Большое внимание необходимо уделить правильному размещению радиодеталей на плате и в корпусе. Детали необходимо размещать так, чтобы они не имели между собой паразитных связей, т.е. взаимодействий магнитных и электрических полей различных элементов схемы. Часто встречается связь коллектора первого транзистора с контуром магнитной антенны, которая приводит к самовозбуждению каскада усилителя радиочастоты (УРЧ). Для исключения такой связи транзистор располагают от антенны на расстоянии 2...3 см или заключают в экран. Таким способом можно избавиться от связи, которая возникает при применении на выходе УВЧ широкополосного трансформатора или при близком расположении двух высокочастотных транзисторов типа П401...П403, П416 и т.п.
При использовании микросхем необходимо максимально разносить входные и выходные цепи. Монтаж элементов, относящихся ко входу ИС, следует проводить в непосредственной от нее близости. Микросхемы, как
и транзисторы, не подлежат ремонту. В связи с этим паять микросхемы нужно быстро, не более 3 с. При многократном использовании ИС следует использовать специальные панельки. Панелька впаивается в печатную плату, а после этого в нее вставляется микросхема.
Паразитная связь может возникнуть при близком расположении магнитной антенны, динамика и выходного трансформатора. В этом случае необходимо вынести выходной трансформатор за пределы магнитного поля антенны, заземлить корпус динамика, правильно сориентировать выходной трансформатор по отношению к магнитной антенне, то есть принять во внимание конфигурацию полей деталей. Иногда возникает паразитная связь через активное сопротивление в цепях питания отдельных каскадов. Например, плохо отфильтрованные токи высокой частоты могут проникнуть через цепи питания на вход каскадов высокой частоты. В этом случае необходимо применить развязывающие фильтры. Поэтому при конструировании карманных приемников необходимо придерживаться жестких правил компоновки деталей. Возникновение паразитных связей усложняет качественное налаживание конструкции. Закончив компоновку деталей, переходят к изготовлению монтажной платы.
Для плат обычно используют листовой гетинакс или текстолит толщиной 1...2 мм. Размер платы и ее форма зависят от количества и габаритов деталей схемы. Необходимо учитывать размеры громкоговорителя, источников питания и других узлов, которые обычно не устанавливаются на плате, а крепятся непосредственно в корпусе приемника. Примеры крепления некоторых крупных радиодеталей даны на следующих рисунках: для громкоговорителя — рис. 6.1 и переменных конденсаторов — рис. 6.2. На корпусе намечают места расположения основных узлов, а потом линейкой определяют размеры свободного пространства, которое остается для монтажной платы. На монтажной плате сразу необходимо отметить точки для сверления отверстий, вырезы под детали и узлы, которые будут установлены в
Рис. 6.1. Крепление громкоговорителя к лицевой стенке корпуса
Рис. 6.2. Крепление на печатной плате конденсатора переменной емкости типа КПК-2 и КПЕ
Рис. 6.3. Один из вариантов крепления магнитной антенны
Рис. 6.4. Один из • способов крепления малогабаритного трансформатора низкой частоты к печатной платеРис. 6.4. Один из • способов крепления малогабаритного трансформатора низкой частоты к печатной плате
Рис. 6.4. Один из • способов крепления малогабаритного трансформатора низкой частоты к печатной плате
Рис. 6.4. Один из • способов крепления малогабаритного трансформатора низкой частоты к печатной плате
корпусе радиоэлектронного устройства. Один из вариантов крепления магнитной антенны на плоском ферритовом стержне к плате дан на рис. 6.3.
В радиолюбительских конструкциях часто используются малогабаритные низкочастотные трансформаторы промышленного производства. В большинстве случаев такие трансформаторы рассчитаны на крепление к печатной плате с помощью пайки их выводов непосредственно к контактным дорожкам печатной платы. При необходимости демонтажа таких трансформаторов приходится нагревать паяльником одновременно пять мест пайки выводов к печатной плате. В результате нагрева крепление выводов в полистирольном каркасе ослабевает. В случае неосторожного
движения при демонтаже трансформатора могут быть оборваны выводы его обмоток, что приведет к необходимости перемотки трансформатора. Чтобы этого не случилось, крепить трансформаторы лучше согласно способу, показанному на рис. 6.4. Для этого трансформатор приклеивают к плате подходящим клеем, а его выводы соединяют с печатными проводниками с помощью Г-об- разных луженных медных проводников 0 0,6...0,8 мм. Теперь, если возникнет проблема демонтажа трансформатора, достаточно перекусить соединительные проводники кусачками и отделить ножом трансформатор от платы.
После установления размеров и формы платы выбирают приемлемый вид монтажа соединений выводов деталей, исходя из сложности схемы и наличия необходимых материалов для его осуществления. Электрический монтаж — это ответственный этап конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Существует два основных вида электрического монтажа: проволочный и печатный. При проволочном монтаже крупные радиодетали (конденсаторы переменной емкости, электролитические конденсаторы и т. п.) устанавливают непосредственно на шасси, мелкие же детали крепят непосредственно к контактным опорам, установленным на плате из диэлектрического материала. Все схемные соединения делают монтажным проводом. Площадь се-
чения монтажного провода выбирают в зависимости от величины силы тока, протекающего в цепи (рис. 6.5). Не менее важно выделять монтажные провода не только по сечению, но и по цвету их изоляционного покрытия. Это в большинстве случаев дает ощутимую пользу при настройке и ремонте радиоэлектронного устройства. В табл. 6.1 приведены основные цвета изоляции проводов, соответствующие определенным монтажным электрическим цепям. При этом используют разнообразные монтажные элементы: контактные стойки, многоконтактные гребенки, колодки для монтажа резисторов и конденсаторов (рис. 6.6). Этот вид монтажа до середины 50-х годов был практически основным в промышленности и радиолюбительской практике, пока его не потеснил печатный монтаж. Радиолюбители проволочным
I,А
2535455565758595
Рис. 6.5. График зависимости площали сечения S монажного провода от силы тока /
Основые цвета изоляции проводов, соответствующиеТаблица 6.1
определенным монтажным электрическим цепям'
Целевое назначение монтажных цепей
Основной цвет провода
Условное обозначение
Заменитель
Буквенное
Цифровое
Цепи, находящиеся под высоким положительным потенциалом
Красный и все сочетания красного
К
1
Розовый
Цепи, находящиеся под высоким отрицательным потенциалом
Синий и все сочетания синего
С
2
Голубой
Цепи с нулевым потенциалом относительно корпуса прибора
Черный
ч
3
Фиолетовый
Цепи питания переменного тока и цепи накаливания электровакуумных приборов
Желтый
ж
4
Оранжевый
Все остальные цепи
Белый или Зеленый
Б 3
5
' 6
Серый Серый
Монтажная колодкаМонтажная колодкаРис. 6.6. Монтажные элементы, используемые при монтаже радиоэлектронной аппаратурыРис. 6.6. Монтажные элементы, используемые при монтаже радиоэлектронной аппаратуры
Монтажная колодка
Монтажная колодка
Рис. 6.6. Монтажные элементы, используемые при монтаже радиоэлектронной аппаратуры
Рис. 6.6. Монтажные элементы, используемые при монтаже радиоэлектронной аппаратуры
Рис. 6.7. Конструкция самодельной монтажной гребенкиРис. 6.7. Конструкция самодельной монтажной гребенкимонтажом пользуются и сейчас для сборки несложных конструкций. Монтажные стойки и гребенки можно сделать самому. Для их изготовления берется медная проволока диаметром 1...1,5 мм или полоски белой жести, которые закрепляют на пластинах из гетинакса, текстолита, иногда на фанере, пропитанной ба
Рис. 6.7. Конструкция самодельной монтажной гребенки
Рис. 6.7. Конструкция самодельной монтажной гребенки
келитовым лаком. Возможная конструкция самодельного монтажного элемента, гребенки, приведена на рис. 6.7. При монтаже радиодетали припаивают выводами к лепесткам гребенок или шпилькам стоек. Монтажные гребенки и стойки крепятся к плате или корпусу винтами. Довольно часто эти два вида монтажа комбинируют.
Шаг 7.
Изготовление. печатной платы
Создание печатного рисунка
В настоящее время в радиоэлектронике наибольшее распространение имеет печатный монтаж. Этот вид монтажа позволил существенно снизить габариты аппаратуры и повысить ее надежность. При печатном монтаже соединение между деталями осуществляется с помощью плоских проводников, нанесенных («напечатанных») на плату. Эти проводники или дорожки сделаны из тонкой медной фольги, которая прикреплена к листу гетинакса или стеклотекстолита. С этой целью берут определенного размера листовой гетинакс или стеклотекстолит с приклеенной фольгой и наносят на него лаком или краской рисунок электрических соединений деталей будущей радиоэлектронной конструкции. После высыхания краски плату опускают в специальный раствор для травления. Места, не покрытые крас-
кой, вытравливаются, остается только рисунок электрических соединений. После этого краску смывают растворителем или соскабливают ножом. Выводы радиодеталей пропускают через отверстия в плате со стороны противоположной медным дорожкам и припаивают к печатным проводникам. Печатная плата изготовляется следующим образом. Вначале делают аппликации, которые представляют собой контурные изображения радиодеталей, вырезанные из плотной бумаги. Начертив на листе бумаги контур платы в масштабе 1:1, раскладывают на ней аппликации, добиваясь наиболее оптимального их расположения и отсутствия пересечения соединительных проводников. Разложив аппликации, проводят карандашом печатные проводники между выводами деталей и местами соединения с внешними устройствами согласно электрической схеме. При этом нельзя допускать, чтобы будущие печатные дорожки пересекались. Если этого избежать нельзя, то тогда соединение нужно предусмотреть с противоположной стороны платы, где располагаются корпуса деталей. В месте пересечения необходимо разорвать проводник и сделать две контактные дорожки, которые потом соединяют проводником. В случае односторонней фольгированной платы, проводник делают жестким проводом, а при двухсторонней — вытравливают на противоположной стороне.
При компоновке радиодеталей на печатной плате их располагают обычно параллельно поверхности платы. С целью увеличения плотности монтажа детали можно устанавливать вертикально, при этом следует иметь в виду, что у деталей должны быть достаточно жесткие выводы. Корпуса навесных деталей должны располагаться параллельно или перпендикулярно друг к другу и краям платы. Расстояние между корпусом детали и краем платы должно быть не менее 1 мм, а между выводом детали и краем платы — не менее 2 мм. Монтаж радиокомпонентов на печатной плате показан на рис. 7.1. Детали должны располагаться друг от друга на расстоянии не менее 0,5 мм, с учетом взаимного влияния и теплового режима. Расстояние между выводами деталей выбирается из условия электрической прочности изолирующих промежутков и разности потенциалов между выводами.
Ширина печатных проводников обычно выбирается не менее 1,5...2 мм, а расстояние между соседними проводниками не менее 1 мм. Контактные площадки, к которым припаиваются детали, делают более широкими — 3...4 мм. На таком участке фольги допускается припаивание одного навесного элемента. Печатные дорожки питания делают шире, нежели остальные проводники. '
Крупные радиодетали (подстроечные конденсаторы и резисторы, трансформаторы и т.п.) крепятся к плате механически, с использованием винтов с гайками, скоб, хомутов и держателей. Для подстроечных элементов необходимо предусмотреть свободный к ним доступ при регулировке радиоэлектронного устройства.
После выполнения чертежа печатной платы его переносят любым методом, например, с помощью копировальной бумаги на поверхность пластины, по-
Рис. 7.1. Монтаж радиокомпонентов на печатной плате: а) транзисторы; б) конденсаторы; в) резисторы; г) переменные резисторы; д) диоды
крытой медной фольгой. Далее накернивают места будущих мест пайки выводов деталей и сверлят отверстия диаметром 0,8...1,5 мм. После берут краску (можно взять нитрокраску, лак или клей БФ-6, подкрашенный небольшим количеством темной пасты от шариковой ручки) и наносят с помощью стеклянного рейсфедера рисунок печатных проводников на фольгу. При отсутствии готового рейсфедера его можно изготовить из пластмассового стержня шариковой ручки. Для этого нагревают конец стержня и когда он размягчится оттягивают пинцетом таким образом, чтобы получился конусообразный конец. Излишек трубки, где диаметр 1...1,5 мм, необходимо отрезать. Удобно выполнять рисунок печатной платы водостойкими чернилами типа «Кальмар» с помощью обычной ученической ручки с пером.
После высыхания краски плату помещают для травления в фотокювету или другую плоскую емкость с раствором хлорного железа плотностью 1,3 г/см3 (150 г хлорного железа на 200 см3 раствора). Время травления платы обычно составляет 1...2 часа. Скорость травления увеличивается, если емкость периодически покачивать или подогревать, если кювета металлическая, а краска — теплостойкая. Процесс травления необходимо постоянно контролировать, вынимая плату из раствора, чтобы не произошло подгравливания проводников под краской. Как только будут вытравлены все незащищенные участки 96
фольги, плату необходимо вынуть из раствора, хорошо промыть в проточной воде и высушить. Удаляют покрытие ножом или соответствующим растворителем. Промывают спиртом или ацетоном и зачищают наждачной бумагой.
При отсутствии раствора хлорного железа для травления печатной платы можно воспользоваться раствором из поваренной соли и медного купороса или вырезать ее специальной формы резаком. В настоящее время широкое применение имеет раствор, состоящий из обычной поваренной соли и медного купороса. Качество травления печатных плат в нем получается не хуже, чем в растворе хлорного железа. Существует несколько вариантов такого раствора. Все они отличаются только соотношениями взятых компонентов медного купороса и поваренной соли для получения травильного раствора. Приведем два состава раствора из таких рецептов. В 300 г горячей воды при 7О...8О°С растворяют 3...4 ложки поваренной соли, а затем добавляют 2 столовые ложки порошкообразного медного купороса. Получается раствор темно-зеленого цвета с осадком. Он сразу готов к употреблению. Раствор получается более эффективным, если его выдержать в течение 2...3 недель. Время травления уменьшается с 15...20 часов до 3...4 часов. Этим количеством раствора можно вытравить 100...200 см2 фольги. В другом варианте, в 200 г горячей воды растворяют, помешивая, три столовые ложки поваренной соли, а после одну столовую ложку медного купороса. После полного растворения веществ раствор готов к употреблению. При подогревании раствора травление длится около 30 мин.
Иногда оказывается удобнее и быстрее изготовить печатную плату, не прибегая к химическому вытравливанию рисунка проводников, а воспользовавшись методом вырезания проводников. Сделав рисунок печатной платы на бумаге, накладывают его на поверхность фольги платы и накерни- вают места будущих отверстий. Карандашом проводят линии, соединяющие отверстия пайки деталей согласно печатной плате. Получается рисунок печатной платы в виде тонких линий. Рисунок платы получают путем вырезания ненужных участков платы любым удобным методом. Это можно сделать специальным резцом, а также фрезерованием, вырубыванием резцом и т.п. При вырезании рисунка платы обычно используется резец, изготовленный из ножовочного полотна (рис. 7.2). Если удаляемые участки фольги имеют большую площадь, то ее соскабливают или отслаивают резцом от основания, а потом отдирают пинцетом. Прорезку слоя фольги осуществляют резаком до изоляционного материала и делают это в промежутках, желательно на равном расстоянии от проведенных линий печатной платы. Прорезанные участки обычно формируют таким образом, чтобы они были составлены в основном из отрезков прямых линий, но
Рис. 7.2. Резак для вырезания рисунка печатной платы
могут быть и закругленными. В этом случае удобно пользоваться прозрачной линейкой. После окончания прорезки сверлят отверстия в заранее на- керненных местах будущей пайки и зачищают поверхность полученных печатных проводников мелкозернистой шкуркой.
Полученную любым методом печатную плату покрывают тонким слоем спирто-канифольного флюса и залуживают контактные площадки. Для лужения желательно использовать легкоплавкие припои (ПОС-61, ПОСВ- 32 и т.п.). При этом нельзя допускать перегрева залуживаемых участков фольги. Готовую плату внимательно осматривают, устраняют различного рода дефекты, возможные разрывы дорожек, замыкание соседних дорожек и т.п.
■ 7.2. Изготовление печатной платы ' с помощью лазерного принтера
С появлением компьютеров в радиолюбительскую практику стали все шире внедряться новые технологии. Использование лазерных принтеров позволило радиолюбителям повысить качество изготовления печатных плат. Однако получить хорошие результаты с помощью лазерного принтера не так- то просто. Это связано с тем, что адгезия тонера к меди недостаточно велика. Описанная ниже технология в некоторой мере лишена этого недостатка [6].
Рисунок печатной платы, полученный с помощью любого редактора с хорошим разрешением, отпечатывают на кальке. Чтобы калька не сминалась при печати, ее подклеивают по верхнему краю к листу бумаги, например, клеящим карандашом. Слой клея должен присутствовать только между листами и не выступать наружу, иначе при нагреве, происходящем во время печати, клей может прилипнуть к валикам принтера и повредить их. Перед началом печати нужно задать способ печати с наибольшей плотностью тонера.
Полученный отпечаток обрезают до размера несколько большего, чем рисунок, и подклеивают по свободному краю с помощью скотча к листу плотной бумаги или картона тонером наружу. После этого берут плоский сосуд и наливают на его дно немного ацетона. Накрывают сосуд картоном, тонером вниз, и обрабатывают его несколько минут парами ацетона. Для увеличения концентрации паров сосуд можно немного подогреть. Под воздействием паров ацетона тонер уплотняется, становится черным и непроницаемым не только для света, но и для травящего раствора.
Далее отпечаток отделяют от бумаги или картона и протирают его поверхность 1-2 раза тампоном, смоченным разведенным в спирте клеем БФ-2, для заполнения оставшихся пор в тонере. Высушив поверхность отпечатка и фольгированную поверхность печатной платы, протирают их тампоном, смоченным раствором канифоли в спирте. После просушки в течение 30...60 с, фольгированную поверхность платы накладыва- 98
ют на отпечаток, выполненный тонером, и гладящими с давлением движениями пальцев от центра к краю, склеивают отпечаток с платой. После в течение нескольких часов производят сушку склеенных деталей. Для ускорения процесса сушки плату можно поместить в теплое, но не горячее место.
По окончании сушки, слой кальки под струей холодной воды стирают пальцами. Стерев кальку, удаляют воду. Ватным тампоном, смоченным в спирте, очень легкими движениями смывают канифоль и клей БФ-2 с поверхности, не покрытой тонером. Поверхность промокают туалетной бумагой. Все делать нужно очень быстро, чтобы спирт не успел растворить канифоль и клей под слоем тонера.
Если на полученном рисунке платы есть дефекты, например, небольшие поры, то плату моют мылом и дефекты зарисовывают пером, смоченным битумным лаком. После этого плату можно травить. Для равномерного и быстрого травления рисунка платы, ее нерабочую поверхность платы и ее торцы протирают любым водоотталкивающим средством, например, бесцветным сапожным кремом или парафином. Плату осторожно опускают на поверхность травящего раствора тонером вниз, и она должна плавать. Время от времени плату поднимают и проверяют, не остались ли пузырьки воздуха. Процесс травления можно значительно ускорить, если травление производить с подогревом. ,
Примечание редактора. .
Помимо описанного выше метода изготовления печатной платы с помощью принтера существуют и другие методы. Один из них заключается в следующем.
Рисунок печатной платы выводится на печать на лист мелованной глянцевой бумаги, добытый из какого-либо иллюстрированного не дешевого издания (можно использовать страницы журнала Stereo&Video, неплохой результат получается с бумагой журнала «Караван историй»). Пусть вас не смущают присутствующие на этих страницах рисунки и текст, т.к. они впоследствии на плату не попадают и результат не испортят. Заготовку печатной платы вырезаем с небольшим запасом. Поверхность фольги обрабатываем мелкой наждачной бумагой (микронкой) до получения равномерного цвета всей поверхности без следов жировых пятен и темных окисленных участков. После этого промываем заготовку платы водой с мылом, далее чистой водой, промокаем бумажной салфеткой (или х/б тканью) и окончательно сушим на воздухе в течение 10...15 мин. Распечатанный рисунок дорожек печатной платы прикладываем тонером к фольге, заворачиваем края листа вокруг заготовки печатной платы и закрепляем их с помощью липкой ленты (в обиходе называемой скотч).
На ровное горизонтальное основание (стол) укладываем стопочку из нескольких ненужных листов писчей бумаги, на эту стопочку сверху кладем нашу подготовленную ззаготовку слоем фольги вверх и накрываем все это еще несколькими листками писчей бумаги.
И далее предварительно разогретым (режим «хлопок» или «***») утюгом проглаживаем всю нашу многослойную конструкцию. Тонер от нагрева
размягчается и происходит его сцепление с фольгой заготовки.
• Проглаживание производим при достаточно сильном прижиме утюга. Вся конструкция нагревается и при недостаточной толщине нижней стопки бумаги возможно испортить поверхность стола. Проглаживание выполняем около одной минуты (время зависит от количества бумаги между утюгом и заготовкой, чем больше эта стопка, тем дольше надо прогревать, и наоборот, при 2-3 листиках достаточно 15...25 секунд). Даем заготовке остыть и удаляем бумагу, на котрой распечатывался рисунок дорожек печатной платы.
Для этого кладем проглаженную заготовку под струю горячей воды минут на 10. После того как бумага размокнет, удаляем ее с помощью губки для мытья посуды под струей воды.
Производим визуальный осмотр платы. Определяем наличие плохо пропечатанных дорожек или контактных площадок. При перегреве может произойти сливание рядом расположенных дорожек. Поэтому температуру и длительность проглаживания желательно предварительно определить опытным путем.•
Исправляем все найденные дефекты, если их немного, а дальше травим плату обычным способом. Если дефектов слишком много, то лучше полностью удалить тонер, отшлифовать поверхность фольги и сделать все заново.
Подготовка паяльника к монтажным работам
Перед началом монтажа радиоустройства необходимо тщательно подготовить паяльник. Обычно это делают с помощью напильника или точила, но опыт показывает, что лучше произвести его отковку. Получающийся на поверхности наклеп позволяет дольше сохранить форму жала, т.к. меньше выгорает металл, из которого оно сделано. После необходимо залудить рабочую часть жала (рис. 7.3). Нагрев паяльник, опускают рабочую часть жала в канифоль для предохранения поверхности меди от окисления. Как только жало нагреется до температуры плавления припоя, конец жала полностью покрывают припоем.
Рис. 7.3. Залуживание жала паяльника
Для распайки деталей на печатных платах, как правило, пользуются паяльником мощностью не более 40 Вт и припоями с температурой плавления 130...180°С. Радиолюбительская практика показывает, что если производить распайку печатных плат паяльником мощностью 40 Вт и рассчитанным на 220 В, то лучше его питать напряжением 160... 180 В. В этом случае, при использовании обычных припоев (типа ПОС-61), жало паяльника меньше покрывается окалиной, не так быстро выгорает, температура нагрева соответствует температуре плавления припоя и, как результат, получается хорошая пайка.
Установку оптимальной температуры жала для получения высокого качества пайки деталей к дорожкам печатной платы проще обеспечить, если воспользоваться регулятором мощности паяльника (рис. 7.4). Регулятор хорошо работает с паяльником мощностью до 40 Вт. Требуемая температура жала устанавливается положением движка переменного резистора R4, чем он находится ближе к левому по схеме концу резистора, тем температура жала больше. При использовании паяльников мощностью больше 40 Вт, в регуляторе следует установить большие по мощности тринистор VD1 и диод VD2, чем указаны на схеме.
Рис. 7.4. Принципиальная схема регулятора мощностиРис. 7.4. Принципиальная схема регулятора мощностипаяльника мощностью до 40 Втпаяльника мощностью до 40 Вт
Рис. 7.4. Принципиальная схема регулятора мощности
Рис. 7.4. Принципиальная схема регулятора мощности
паяльника мощностью до 40 Вт
паяльника мощностью до 40 Вт
Проверка годности радиоэлектронныхкомпонентов перед установкой на плате
Проверка годности радиоэлектронных компонентов перед установкой их на плате позволяет сократить время настройки устройства и составляет важный этап в его создании. Рассмотрим наиболее простые методы проверки годности.
Проверка годности резисторов
Проверку производят с помощью омметра. Измеряют сопротивление резистора и сравнивают его со значением, написанным на корпусе. Переменные резисторы проверяют на надежность подвижного контакта. Для этого прибор подключают к подвижному и одному из неподвижных кон-
тактов и наблюдают за движением стрелки по шкале омметра при вращении оси. У исправного резистора стрелка движется без скачков при плавном перемещении движка резистора. При проведении измерений нельзя касаться руками щупов омметра и выводов проверяемого резистора.
На слух можно проверить наличие контакта в резисторах сопротивлением до 100 кОм при помощи простейшего пробника, состоящего из наушника и батарейки. Взяв несколько эталонных резисторов на 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм и 100 кОм, сравнивают силу щелчков у эталонного и проверяемого. В этом случае можно также и определить порядок величины сопротивления. При измерениях надо все время водить щупом пробника по выводу резистора, так как щелчки возникают только в момент включения наушников в цепь батареи.
Проверка годности конденсаторов
О пригодности конденсаторов судят в первую очередь по отсутствию пробоя в диэлектрике и допустимому значению тока утечки. Проверка конденсатора может быть произведена омметром. Для этого переключатель омметра ставят в положение измерения самого большого сопротивления и к выводам проверяемого конденсатора прикасаются щупами прибора. При этом нельзя дотрагиваться руками к щупам и выводам конденсатора. У пробитого конденсатора, как правило, сопротивление равно нулю или близкое к нулю. У конденсаторов, имеющих емкость больше 10 мкФ, при присоединении щупов происходит бросок стрелки в сторону нуля и тем больше, чем больше емкость. После отклонения стрелка постепенно возвращается в сторону бесконечности. Присоединение щупов к электролитическому конденсатору производят исходя из полярности: плюс омметра к плюсу конденсатора. У годных электролитических конденсаторов величина сопротивления должна быть не менее десятых долей мегома. При проверке конденсаторов малой емкости броска стрелки не происходит.
При отсутствии омметра проверить конденсатор можно с помощью простого пробника. Пробник состоит их наушников, типа ТОН-2 и батарейки типа А332 или 336. Если конденсатор пробит, то при подключении и отключении конденсатора, в наушниках слышен щелчок.
Ток утечки конденсатора связан с качеством его диэлектрика. Конденсатор с качественным диэлектриком имеет большее сопротивление и дольше удерживает заряды на своих обкладках. Если конденсатор подключить к пробнику несколько раз с интервалом 2...3 с, то у годного конденсатора щелчок в наушниках будет слышен только в первый момент, а в последующие — отсутствовать. Это говорит о том, что ток утечки находится в допустимых пределах.
Более удобным для оценки качества оксидных конденсаторов, так теперь часто называют электролитические конденсаторы, является пробник с визуальным контролем. На рис. 7.5 приведена схема прибора для оценки годности полярных и неполярных конденсаторов с емкостью от 0,1 до
Рис. 7.5. Принципиальная схема пробника для оценки качества оксидных конденсаторовРис. 7.5. Принципиальная схема пробника для оценки качества оксидных конденсаторов10000 мкФ [7]. На микросхеме DD1 К155ЛАЗ собран генератор импульсов, частота колебаний которого определяется емкостью подключаемого конденсатора Сх и сопротивлением переменного резистора R3. Для расширения диапазона плавной регулировки частоты на входе микросхемы установлен транзисторный ключ VT1. Резистором R3 устанавливают необходимую частоту генератора в зависимости от емкости проверяемого конденсатора. При
Рис. 7.5. Принципиальная схема пробника для оценки качества оксидных конденсаторов
Рис. 7.5. Принципиальная схема пробника для оценки качества оксидных конденсаторов
исправном конденсаторе светодиод периодически вспыхивает. По свечению светодиода HL1 судят о качестве проверяемого конденсатора:
непрерывное свечение (нет никакого мигания) — негодный конденсатор (пробит);
плавное мигание, с большим интервалом времени между вспышками — негодный конденсатор (емкость «плывет»);
нет свечения — негодный конденсатор (пробит или внутреннее замыкание);
периодическое свечение — годный конденсатор (работоспособный).
В приборе могут быть использованы такие детали: микросхема DD1 типа К155ЛАЗ (133ЛАЗ, КР1533ЛАЗ, К555ЛАЗ); транзистор VT1 типа КТ3102Е (КТ315 с любой буквой); HL1 типа АЛ307 (АЛ102); переменный резистор R3 типа СП-0,4; постоянные резисторы RI, R2, R4, R5 типа МЛТ-0,125.
Все детали прибора распаиваются на небольшой печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плата вместе с источником питания помещается в пластмассовой коробочке, из которой выведены два изолированных провода, концы которых припаяны к зажимам типа «крокодил». На одной из ее поверхностей крепят в проделанных отверстиях определенного диаметра переменный резистор R3, светодиод HL1 и выключатель питания SA1.
При пользовании прибором подключают проверяемый конденсатор к зажимам «крокодил» и включают питание. Вращая ось переменного резистора R3, устанавливают необходимую частоту генератора, следя при этом за появлением свечения светодиода, и уже исходя из этого делают вывод о пригодности конденсатора. Следует заметить, что при больших значениях емкостей проверяемых конденсаторов возможен срыв колебаний генератора и светодиод не будет светиться. В связи с этим опытным путем определяют верхний предел величины емкости проверяемых конденсаторов, и уже после этого конденсаторы такой и выше емкости не подвергают проверке на данном приборе.
Конденсаторы переменной емкости проверяют на вероятность замыкания пластин, подвижных с неподвижными. С этой целью вращают ось конденсатора от положения минимальной емкости до максимальной. Наличие замыканий легко обнаружить омметром или пробником (наушник — батарейка), но лучше с помощью лампочки (например, на 2,5 В или 3,5В) и батарейки. Последнее более наглядно для фиксации замыкания.
. Проверка годности катушек индуктивности
Наличие обрыва или короткого замыкания у высокочастотных катушек можно обнаружить при помощи пробника или омметра. Многослойную катушку на наличие короткозамкнутого витка можно проверить так. Если катушку с короткозамкнутым витком поднести к контуру работающего приемника, то она вызовет его расстройку и резкое снижение слышимости принимаемой радиостанции. Исправная катушка такой реакции не производит. Обрывы в дросселях или трансформаторах низкой частоты обнаруживаются с помощью пробников или омметров.
Проверка годности диода
Проверить работоспособность диода можно с помощью омметра. С этой целью измеряют прямое и обратное сопротивления диода. Омметр устанавливают на предел измерения наибольшего сопротивления и, прикасаясь щупами прибора к выводам диода, фиксируют показания стрелки при различных подключениях диода. Для исправного диода в одном случае стрелка омметра отклоняется вправо почти до конца шкалы, в другом случае стрелка едва отклоняется от нуля. У неисправного диода показания омметра одинаковы при различных подключениях диода. При проведении измерений нельзя касаться руками щупов прибора и выводов диода.
Проверка годности транзисторов
Проверка годности транзисторов и измерение их параметров производят специальными приборами. Простейшую проверку годности транзистора в радиолюбительских условиях делают с помощью омметра. С этой целью измеряют прямое и обратное сопротивления переходов. Дополнительно измеряют в обоих направлениях сопротивление между эмиттером и коллектором. Если сопротивление одного из переходов в обоих направлениях одинаково или мало по величине, то транзистор неисправен. Аналогично можно проверить транзистор с помощью простого пробника батарейка-наушник. В этом случае, если сила щелчков одинакова при прямом и обратном включении (оба сильных или оба слабых), транзистор неисправен, в нем замыкание или обрыв электродов.
Проверка с помощью омметра или пробника не дает полной информации о работоспособности транзистора, лучше это делать с помощью измерительного прибора. Необходимо произвести измерения хотя бы некоторых параметров, коэффициента передачи тока а и величины обратного тока коллектора
1К0. Обычно считается, что транзистор тем лучше, чем больше коэффициент усиления и меньше ток коллектора. Если во время измерения параметров стрелка прибора «ползет», то транзистор негодный.
Проверка наушников
Простейшая проверка работоспособности наушников производится с помощью батарейки напряжением 4,5 В. При подключении и отключении батарейки в наушниках можно услышать резкие щелчки. Отсутствие щелчков говорит об обрыве в подводимом шнуре или звуковых катушках. Низкоомные наушники можно проверить слаботочным источником тока в виде яблока, с воткнутыми в него на расстоянии 10 мм друг от друга железного гвоздя и кусочка толстой медной проволоки.
В наушниках электромагнитного типа ТОН-1, постоянный магнит с течением времени теряет свою силу. Намагничивают сердечник, подключив на мгновение его к аккумулятору или электрической сети. Включение должно быть кратковременным, в противном случае катушки наушника могут перегореть. Намагничивание от сети производят следующим образом. Один конец двойного провода, идущего к вилке, отключают от одного ее штырька. В розетку осторожно, соблюдая меры безопасности, вставляют отключенный штырек и вилку с оставшимся подключенным штырьком. Затем отключенным концом провода резко ударяют по свободному штырьку, находящемуся в розетке. В результате наушники на мгновение подключаются к сети и за счет большого тока намагничивают сердечник.
У наушников ТОН-2 иногда прослушиваются искажения звука при слабой громкости. Для предотвращения этого явления между мембраной и крышкой вкладывают кольцевую прокладку сечением 2x2 мм, внешним диаметром, равным диаметру мембраны. Вместо прокладки можно по внутреннему диаметру крышки проложить хлорвиниловую трубку диаметром 2 мм в виде кольца и навинтить крышку.
В наушниках ТМ-2 с течением времени начинает возникать треск и наблюдается прерывание звука. В этом случае необходимо при помощи напильника снять осторожно металлический ободок корпуса и отделить пластмассовую чашечку. Получив доступ к контактным ламелям, зачищают их до блеска. Собирают наушник в обратном порядке.
Подготовка деталей к распайке на плате
После того, как проверены все радиодетали, следует соответствующим образом подготовить их перед монтажом. Перед установкой деталей на полученную печатную плату их выводы залуживают (рис. 7.6), а затем вставляют в отверстия и подгибают к контактным площадкам. Длина подогнутой части вывода детали должна находиться в пределах контактной площадки, остальная часть отрезается. Если выводы имеют диаметр больше 0,8 мм, то их не подгибают, а вставляют в отверстие с таким расчетом, чтобы они
Рис. 7.6. Залуживание выводов радиодеталейРис. 7.6. Залуживание выводов радиодеталейРис. 7.7. Пример выполнения гибки выводов диода типа Д9Рис. 7.7. Пример выполнения гибки выводов диода типа Д9
Рис. 7.6. Залуживание выводов радиодеталей
Рис. 7.6. Залуживание выводов радиодеталей
Рис. 7.7. Пример выполнения гибки выводов диода типа Д9
Рис. 7.7. Пример выполнения гибки выводов диода типа Д9
выступали над площадкой фольги на 0,5... 1 мм. Деталь должна располагаться таким образом, чтобы выводы, подпаянные к фольге, не отрывали ее от платы при надавливании на корпус.
Распайка деталей на печатной плате довольно кропотливая работа и поэтому, чтобы избежать смыкания припоем соседних контактных площадок, необходимо гибкой (рис. 7.7) придать определенную форму выводам в соответствии с монтажом установки на печатной плате (см. рис. 7.1).
Распайка радиодеталей на плате
Пайка детали на печатной плате производится прикосновением жала паяльника к контактной площадке и концу вывода детали в течение 2...3 с. При этом припой должен равномерно заполнить зазоры между выводом и контактной площадкой и закрыть монтажное отверстие. Не допускается проникновение припоя на обратную сторону платы, затекание под детали, отслаивание печатных проводников и замыкание соседних проводников. Закончив пайку, удаляют остатки флюса, проверяют качество и надежность монтажа.
Распайку радиодеталей на печатной плате производят по мере их установки или сразу установив их все и закрепив выводы подгибом. Транзисторы впаиваются в последнюю очередь. При этом необходимо соблюдать последовательность: вначале припаивается база, потом эмиттер и в конце коллектор. Выпаиваются транзисторы из платы при замене в обратной последовательности. Последними впаиваются детали, значения величин которых возможно придется подбирать. Обычно это резисторы в цепи базы или эмиттера транзистора. Эти детали на схемах обозначают звездочкой «*».
Во время пайки накапливающийся припой периодически счищается опусканием жала в канифоль. Процесс снятия припоя довольно трудоемок, поэтому лучше набирать незначительное его количество с последующим добавлением, если окажется недостаточно.
При пайке не следует долго нагревать выводы малогабаритных резисторов и конденсаторов. Место пайки должно находиться от корпуса детали не ближе 5...8 мм. Особенно чувствительны к нагреву транзисторы и диоды. Выводы транзисторов и диодов не должны быть короче 15 мм, чтобы они не вышли из строя из-за перегрева. Кроме этого следует применять для отвода тепла пинцет или плоскогубцы, зажимая вывод детали немного выше места пайки. Паять нужно быстро и уверенно.
Для получения паяных соединений используют припои — сплавы, температура плавления которых ниже, чем у соединяемых деталей. При пайке расплавляется только припой, в то время как основной металл остается твердым. Припой смачивает основной металл и диффундирует в него, основной же металл частично растворяется в припое. В результате место соединения представляет собой тонкий промежуточный слой из частиц основного металла и припоя. После остывания в месте пайки образуется достаточно прочное механическое соединение и надежный электрический контакт. В процессе пайки используются флюсы, которые растворяют и удаляют окислы и загрязнения с поверхности спаиваемых металлов. Флюсы также защищают поверхность металла и расплавленный припой от окисления, улучшают текучесть припоя и смачиваемость соединяемых поверхностей.
В радиолюбительской практике обычно используются мягкие припои на основе сплавов олова и свинца с добавками кадмия, висмута и сурьмы. Температура плавления мягких припоев не превышает 300°С. Припои, выпускаемые промышленностью, имеют маркировку, состоящую из букв и цифр. Первая буква П обозначает припой, а последующие буквы — составляющие его компоненты (О — олово, С — свинец, К — кадмий, В — висмут). Стоящие после букв цифры показывают процент содержания олова в припое. Данные о некоторых припоях, которые могут быть использованы радиолюбителями для соединения деталей и узлов в радиоэлектронных устройствах методом пайки, приведены в табл. 7.1. -
Припои для пайки деталей радиоэлектронных конструкций.Таблица 7.1
Тип припоя
Температура плавления, *С
Применение
Сплав Вуда
68
Для пайки деталей с температурой плавления 200*С и выше, а также лужение печатных плат
Сплав Розе
94.
То же
ПОСВ-32-15-33
96
То же
ПОСВ-33 '
130
Лужение печатных плат и пайка выводов микросхем
П0СК-5О-18
145
То же
ПОС-61
190
Лужение печатных плат, пайки выводов радиодеталей и микросхем и получения шва повышенной прочности
ПОС-40
183...235
Для лужения и пайки кабельных изделий, а также для токоведущих деталей из латуни, серебра, луженого никеля
_ пос-зо
256
Для пайки изделий из латуни и луженого железа
Для пайки радиоконструкций используют легкоплавкие припои ПОС-61 или в крайнем случае ПОС-40. ПОС-61 обычно используют для лужения печатных плат, пайки выводов дискретных элементов, деталей из меди и медных сплавов. В качестве флюса используют твердую канифоль. Перед пайкой выводы деталей необходимо облудить, то есть покрыть слоем припоя. Делается это обычно перед пайкой конструкции. Вывод зачищают ножом, кладут на канифоль и смачивают жидкой канифолью. Потом большую часть вывода (не ближе 10 мм от корпуса) опускают в расплавленный кусочек припоя и, поворачивая деталь, облуживают вывод. Алогично облуживают монтажные провода.
Пайка печатных плат и радиодеталей, как правило, производится с использованием пассивных бескислотных флюсов. Некоторые характеристики флюсов, используемых при монтаже радиоэлектронной аппаратуры, приведены в табл. 7.2.
Некоторые типы флюсов для пайкиТаблица 7.2
Состав флюса
Основные характеристики и область применения
Способ удаления остатков
Бескислотные
Канифоль
Применяется для пайки радио- и электромонтажных соединений легкоплавкими припоями
Протирка спиртом или бензином Б-70
флюсы
Флюс КЭ: канифоль — 15...28%, остальное — этиловый спирт
Назначение то же, но более удобен при пайке труднодоступных мест
то же
Активированный флюс
Флюс ЛТИ-120: спирт этиловый 63...74%, канифоль — 20...25%, диэтиламин солянокислый — 1...2%
Пайка железа, стали, цинка, никеля, меди, окисленных деталей из медных сплавов без предварительной зачистки
то же
Использование кислотных флюсов нежелательно. В их состав входят химически активные элементы и соединения (соляная кислота, хлористый цинк, бура и т.д.), которые всегда остаются в небольшом количестве на месте пайки и вызывают коррозию радиодеталей и соединительных проводников. К бескислотным флюсам относится канифоль. Часто радиолюбителями применяются жидкие флюсы: спиртовой раствор канифоли (25% канифоли и 75% этилового спирта), глицериново-канифольный флюс (6% канифоли, 16% глицерина и 78% этилового спирта), а также пастообразную смесь канифоли с глицерином. Предпочтительнее использовать светлые сорта канифоли. Не рекомендуется пользоваться канифолью, продающейся в музыкальных магазинах для натирания смычков. Эта канифоль содержит различного рода добавки, в частности, известь, и не соответствует требованиям пайки. Жидкие флюсы удобны при пайке в труднодоступных местах, на которые флюс наносят кисточкой. Для пайки легкоплавкими припоями в качестве флюса можно использовать стеарин.
Жидкий флюс необходимо хранить в небольшой стеклянной баночке с крышкой, в которую плотно вставлена кисточка. Баночка открывается только в процессе работы при нанесении флюса на место пайки с помощью кисточки.
В процессе эксплуатации паяльника конец жала растворяется в припое и укорачивается, изменяет форму. В связи с этим его необходимо периодически зачищать напильником.
При пайке НЕОБХОДИМО ПОМНИТЬ, что выделяются вредные для здоровья пары олова и свинца. НЕЛЬЗЯ наклоняться над местом пайки и вдыхать испарения. Старайтесь работать у открытого окна, если это возможно. Чаще проветривайте помещение, в котором работаете.
После окончания радиомонтажных работ производят очистку монтажной платы от остатков флюса и припоя. Механическую прочность соединений проверяют пинцетом, осторожно и легонько потягивая выводы радиодеталей и соединений. При этом на губки пинцета следует надеть полихлорвиниловые трубочки, чтобы не повредить детали.
Проведя осмотр и проверку монтажа, места качественных соединений пайкой для защиты от атмосферных воздействий покрывают цветным прозрачным лаком. Резьбовые соединения покрывают нитрокраской, которая будет предохранять резьбовые соединения от саморазвинчивания. После окончания радиомонтажных работ обязательно вымойте руки.
Шаг 8.
Измерения в практике радиолюбителя
Установка режимов работы транзисторов
Для хорошей работы устройства, собранного на транзисторах, необходимо, чтобы на их электроды было подано определенной величины и полярности постоянное напряжение. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов прямой проводимости (р-п-р) приведен на рис. 8.1, а обратной (п-p-n) проводимости — на рис. 8.2.
При этом надо также придерживаться нескольких правил:
Рабочие напряжения, токи и мощности рассеивания применяемых транзисторов должны быть меньше предельных значений.
Нельзя подавать напряжение на транзистор, если у него отключена база.
Базовый вывод следует подключать в схему в первую очередь и отключать в последнюю.
В современных конструкциях радиолюбителей широко используются полевые транзисторы. Примерные значения величин напряжений смещения для полевых транзисторов с каналом типа р и с каналом типа п даны на рис. 8.3.
п-р-пп-р-пКремнийКремнийГерманийГерманийКремнийГерманийКремнийГерманийРис. 8.1. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов прямой проводимости р-п-рРис. 8.1. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов прямой проводимости р-п-рРис. 8.2. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов обратной проводимости п-р-пРис. 8.2. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов обратной проводимости п-р-пРис. 8.3. Примерные значения величин напряжений смещения для полевых транзисторов с каналом типа р и с каналом типа пРис. 8.3. Примерные значения величин напряжений смещения для полевых транзисторов с каналом типа р и с каналом типа пр-п-р
п-р-п
п-р-п
Кремний
Кремний
Германий
Германий
КремнийГерманий
КремнийГерманий
Рис. 8.1. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов прямой проводимости р-п-р
Рис. 8.1. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов прямой проводимости р-п-р
Рис. 8.2. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов обратной проводимости п-р-п
Рис. 8.2. Примерные значения напряжений, подаваемых на коллектор, базу и эмиттер для транзисторов обратной проводимости п-р-п
Рис. 8.3. Примерные значения величин напряжений смещения для полевых транзисторов с каналом типа р и с каналом типа п
Рис. 8.3. Примерные значения величин напряжений смещения для полевых транзисторов с каналом типа р и с каналом типа п
При налаживании радиоприемников и других радиоэлектронных конструкций в первую очередь нужно замерить потребляемый ток в режиме покоя. Если его значение близко к
требуемому, то тогда переходят к установлению необходимых токов коллекторов транзисторов. На схемах место установки тока показывают крестиком («х»), а ре-
зистор, которым это. делают — звездочкой («*»). Опыт показывает, что для транзисторов безопаснее измерять напряжение, а не ток. В большин
стве схем эти величины взаимосвязаны. Достаточно знать одну из вели
чин, а другую можно определить расчетным путем.
Настройку устройства производят по каскадам. В каскадах транзисторных устройств в основном используется три основных способа подачи напряжения смещения к базе транзистора.
Рассмотрим работу транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режима (рис. 8.4). При отсутствии входного сигнала начальные напряжения на электродах транзисторов следующие:
U = U - I R и U. = U - LR,.КЗ П К К 03 П ОО
В приведенных формулах напряжения смещения U& для германиевых и кремниевых транзисторов должны иметь значения в соответствии с рис. 8.1, 8.2. Из этих выражений видно, что от величины сопротивления резистора Ry зависит величина напряжения смещения U^, а следовательно, и начальное положение рабочей точки на характеристике транзистора. На хорошую работу такого каскада большое влияние имеет точность, с какой для данного транзистора, имеющего коэффициент усиления по току Р, подобраны сопротивления резисторов Rg и RK. Работу каскада при этом можно про-
Рис. 8.4. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режимаРис. 8.4. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режимаконтролировать по напряжению на резисторе RK или по напряжению между коллектором и эмиттером транзистора. Зная Un и 0, можно вычислить величину управляющего тока коллектора транзистора по формуле:
Рис. 8.4. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режима
Рис. 8.4. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режима
1К ” 0 Un(B)/Rg (кОм), мА.
Если величина сопротивления резистора RK = 500...600 Ом, то напряжение на нем удобнее определить, как разницу между питающим напряжением и напряжением коллектор-эмиттер. Для маломощных низкочастотных и высокочастотных транзисторов
напряжение коллектор-эмиттер принимают 2...2,5 В, а ток коллектора — 0,5 мА. Транзисторы МП39...МП41 имеют максимальное усиление по току, когда ток коллектора 1...2 мА. У транзисторов П401...П403, П416 и т.п. усиление растет с ростом тока коллектора до 5...8 мА. От напряжения на коллекторе усиление по току существенно не зависит, при его повышении улучшается устойчивость высокочастотных каскадов. При замене в рассматриваемом каскаде транзистора с одним значение 0 на транзистор с отличным значением 0, приходится снова подбирать значения Rg и RK. На усиление транзистора с такой простой схемой смещения оказывает влияние помимо разброса параметров транзисторов еще и изменение температуры окружающей среды.
Более стабилен в работе каскад, имеющий термостабилизацию по схеме,
представленной на рис. 8.5. В этом случае к напряжению, измеренному
между коллектором и плюсом питания, добавляется напряжение на резисторе R3, которое составляет приблизительно 1 В. Если считать, что напряжение между коллектором и эмиттером может быть снижено до 1,5 В,
так как каскад стабилизирован, то общее напряжение между коллектором и «землей», как и первом случае, должно быть не менее 2,5 В. Указанные режимы являются ориентировочными, средними в случае работоспособ
Рис. 8.5. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой с термостабилизацией режимаРис. 8.5. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой с термостабилизацией режиманых транзисторов. В каскадах, где режимы отличаются от рекомендованных на 20...30%, подстраивание их режимов на первой стадии налаживания можно не проводить. Установку режима работы транзистора можно производить резистором Rg,, который соединен с базой транзистора. Для увеличения тока коллектора необходимо сопротивление резистора Rg] уменьшить, а для уменьшения, наоборот, увеличить. Для Удобства настройки каскада резистор R61 составляют из двух резисторов: одного переменного и одного постоянного с сопротивлением 10...30 кОм. Изменяя сопротив-
Рис. 8.5. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой с термостабилизацией режима
Рис. 8.5. Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой с термостабилизацией режима
ление переменного резистора, добиваются необходимого тока коллектора. Омметром измеряют получившееся сопротивление двух резисторов и затем вместо них впаивают один резистор, величина сопротивления которого равна измеренному значению двух сопротивлений.
Рис. 8.6. Принципиальная схема каскада с ндуктивной нагрузкой без стабилизации режима работыРис. 8.6. Принципиальная схема каскада с ндуктивной нагрузкой без стабилизации режима работыТок коллектора в схеме со стабилизацией можно оценить, измерив напряжение на резисторе Кэ. Если разделить величину падения напряжения (в вольтах) на величину Кэ (в килоомах), то получим ток эмиттера в миллиамперах. Ток коллектора меньше тока эмиттера на величину базового тока, а последний не превышает 5% 1э. Поэтому можно считать, что 1К = 1Э. В каскадах с индуктивной нагрузкой без стабилизации режима работы напряжение на коллекторе равняется напряжению источника питания и здесь необходим контроль тока коллектора (рис. 8.6). Регулировку такого каскада также производят подбором величины сопротивления резистора Rg.
Рис. 8.6. Принципиальная схема каскада с ндуктивной нагрузкой без стабилизации режима работы
Рис. 8.6. Принципиальная схема каскада с ндуктивной нагрузкой без стабилизации режима работы
Включение в цепи п-р-п и р-п-р транзисторов отличается только полярностью напряжения на коллекторе и смещением. Кремниевые и германиевые транзисторы одной и той же структуры отличаются между собой только значением напряжения смещения. У кремниевых оно приблизительно на 0,45 В больше, чем у германиевых. На рис. 8.1 и
8.2 показаны условные графические обозначения биполярных транзисторов той и другой структур, произведенных на основе германия и кремния, а также типовое напряжение смещения. Электроды транзисторов, обозначенных первыми буквами слов, расшифровываются: Э — эмиттер, Б — база, К — коллектор. Напряжения смещения показаны относительно эмиттера, но на практике напряжение на электродах транзисторов показывают относительно общего провода устройства.
В радиоэлектронных устройствах радиолюбители используют также полевые транзисторы, в которых управление током между двумя электродами, образованным направленным движением носителей заряда дырок или электронов, производится электрическим полем, образованным напряжением на управляющем электроде. Электроды, между которыми протекает регулируемый ток, носят название исток (И) и сток (С), причем исток есть тот электрод, с которого выходят носители зарядов. Третий, управляющий электрод, называют затвором (3) (см. рис. 8.3).
Существуют полевые транзисторы с изолированным затвором. Эти транзисторы имеют очень большое входное сопротивление и работают на очень больших частотах. Транзисторы этого типа имеют очень низкую электрическую прочность изолированного затвора. Для его пробоя и выхода из строя достаточно слабого статического электричества, которое
всегда присутствует на теле человека, одежде и инструменте. В связи с этим выводы полевых транзисторов с изолированным затвором при хранении нужно скручивать вместе голым проводом. При монтаже транзисторов руки и инструмент необходимо «заземлять». Преимущество полевых транзисторов по сравнению с биполярными состоит в том, что они имеют высокое входное сопротивление. Это сопротивление на низкой частоте достигает несколько мегаом, а на средних и высоких частотах — несколько десятков или сотен килоом в зависимости от серии. Для сравнения, биполярные транзисторы имеют входное сопротивление приблизительно до 1...2 кОм.
Измерение емкости конденсатора
При настройке радиоприемников, генераторов и других устройств часто требуется подобрать и замерить емкость конденсатора. Для измерения конденсаторов небольших емкостей можно приспособить любой имеющийся радиоприемник. Для этого необходимо имеющуюся в радиоприемнике шкалу отградуировать в пикофарадах, в зависимости от угла поворота подвижных пластин переменного конденсатора. В начале градуировки следует обратить внимание на форму подвижных пластин конденсатора. Переменные конденсаторы отличаются формой подвижных пластин, которая определяет закон изменения емкости в зависимости от угла поворота подвижных пластин относительно неподвижных. На рис. 8.7 приведены широкораспространенные формы пластин, где на рис. 8.7.а — прямоемкостная, на рис. 8.7.5 — прямоволновая, на рис. 8.7.е — прямочастотная. В прямоемкостном конденсаторе емкость изменяется пропорционально углу вращения ф:
С (<р) = С + (С - С ) • (ф/180°),'т/ мин v макс мин'/>
где ф — угол поворота в градусах, Смин — минимальная емкость, Смакс — максимальная емкость. Прямоволновой конденсатор во время вращения пластин дает равномерное изменение длины волны контура, в котором он находится:
С(ф) = [Д^ + (Д^ - ДЗ (ф/180°)]2.
Рис. 8.7. Форма пластин конденсаторов переменной емкости: а) прямоемкостная; б) прямоволновая; в) прямочастотная
Иногда этот конденсатор называют квадратичным. Прямочастотный конденсатор позволяет изменять частоту контура пропорционально углу поворота, то есть получается шкала с равномерной частотой:
с(ф) = [сх + fc - С^). (ф/180°)]"2.
После определения закона изменения емкости конденсатора производится настройка на любую радиостанцию и фиксируется значение емкости переменного конденсатора Си. Неизвестный конденсатор Сх подключают параллельно отградуированному переменному конденсатору радиоприемника. Емкость контура при таком присоединении возрастает на величину емкости неизвестного конденсатора Сх. Теперь, чтобы услышать ту радиостанцию, что принималась ранее, необходимо уменьшить емкость отградуированного конденсатора настройки до получения емкости Сн, при которой будет прежняя слышимость. Тогда емкость неизвестного конденсатора будет равна разности емкостей отградуированного конденсатора настройки до подключения и после подключения конденсатора Сх:
с =с - С .хин
Этим способом можно измерять конденсаторы, емкость которых меньше максимальной емкости конденсатора настройки радиоприемника.
При измерении емкостей от нескольких пикофарад до нескольких микрофарад предпочтительнее использовать мостовые схемы. Мостовые схемы измерения емкостей дают возможность проводить измерения с большей точностью, нежели с помощью резонансных. На рис. 8.8 приведена схема измерительного моста емкости конденсатора, состоящего из четырех конденсаторов. Значения величин емкостей трех конденсаторов считаются известными, они задаются. Четвертый конденсатор является неизвестным, измеряемым. К гнездам разъема ХР1 подключается источник переменного тока низкой частоты (например, звуковой генератор или трансляционная сеть). Если теперь мост сбалансировать с помощью переменного конденсатора С1, то в наушниках слышимость звукового сигнала упадет либо до минимума, либо вообще исчезнет. Такой измерительный мост имеет наибольшую чувствительность при равенстве
Рис. 8.8. Подключение измерительного моста емкости конденсатора к звуковому генератору на микросхеме (частота генератора 1000 Гц)
емкостей конденсаторов, находящихся в плечах. Важно, чтобы сохранялось условие:
%С2 ^сз ’
где ХС1, ХС2, Хсз, ХСх— емкостные сопротивления. Из приведенной формулы следует:
Сх = С1 • (СЗ/С2).
Отградуировать измерительный мост можно с помощью конденсаторов, имеющих наименьший процент допуска емкости. Эталонные конденсаторы подключаются к гнездам разъема XS2 и отмечают их значения на шкале переменного конденсатора С1. Если не имеется достаточного количества эталонных конденсаторов для градуировки, то в последней формуле принимают С2 = СЗ и, зная минимальную и максимальную емкости переменного конденсатора, после определения закона изменения его емкости, исходя из формы пластин, производят градуировку вышеописанным методом. Рассмотренным мостом можно измерять конденсаторы, емкости которых лежат в пределах минимальной и максимальной емкости используемого переменного конденсатора. Конструктивно измерительный мост емкостей выполнен в небольшой пластмассовой коробочке (крышка мыльницы) с использованием промышленных деталей (конденсатор переменной емкости С1 взят от карманного радиоприемника «Селга 404», наушники BF1 типа ТОН-1 или ТОН-2). В данном измерительном мосте диапазон измерений конденсаторов находится от 5 до 270 пФ, то есть соответствует границам емкости одной секции переменного конденсатора. Нижнюю или верхнюю границы измерения конденсаторов мостом можно уменьшить или поднять, если сделать переключатель, соединяющий секции сдвоенного переменного конденсатора последовательно или параллельно. В первом случае диапазон измерений будет от 2,5 до 135 пФ, а во втором — от 10 до 540 пФ.
Наличие в продаже доступных радиолюбителям по цене цифровых тестеров позволяет построить более удобный в эксплуатации измеритель емкости конденсаторов. На рис. 8.9 представлена принципиальная схема прибора для измерения емкостей конденсаторов, которая выполнена на микросхемах DA1, DA2 таймеров КР1006ВИ1 [8]. На DA1 выполнен задающий мультивибратор. Диапазон измерений конденсаторов разбит на 4 поддиапазона, имеющих такие верхние пределы измеряемых емкостей: 100 пФ, 1000 пФ, 10 нФ/I мкФ, 100 нФ/10 мкФ. Переключателем SA1 устанавливают частоту мультивибратора, в зависимости от того, в каких единицах измерений выражена емкость конденсатора, пФ или мкФ. Исходя из этого, переключателями SA2...SA5 устанавливают требуемый диапазон измеряемых величин емкостей конденсаторов. Цепочка R10, VD1, VD2 является простейшим ограничителем напряжения, которая предотвращает перегрузку прибора при неправильном выборе поддиапазона измерений. При подключении к прибору цифрового тестера, необходимо вначале к выходным гнездам «РА» подключить резистор с эквивалентным стрелочному прибору сопротивлением. В данном слу-
DISDISR11кR11к+Vcc+Vcc66TRHTRH22С1 0,022мкС1 0,022мкOUTOUTININС2 Т Cv 0.01МК-1- ихС2 Т Cv 0.01МК-1- их"100пФ" "1000пФ" "10нФ/1мкФ" "100нФ/10мкФ""100пФ" "1000пФ" "10нФ/1мкФ" "100нФ/10мкФ"
DIS
DIS
R1
1к
R1
1к
+Vcc
+Vcc
6
6
TRH
TRH
2
2
С1 0,022мк
С1 0,022мк
OUT
OUT
IN
IN
С2 Т Cv 0.01МК-1- их
С2 Т Cv 0.01МК-1- их
"100пФ" "1000пФ" "10нФ/1мкФ" "100нФ/10мкФ"
"100пФ" "1000пФ" "10нФ/1мкФ" "100нФ/10мкФ"
Рис. 8.9. Принципиальная схема измерителя емкости конденсаторов
чае, вместо указанного на схеме микроамперметра PAI (ТЛ-4), можно взять, например, резистор МЛТ-0,25-1 кОм. Цифровой тестер, например М830В, при измерении емкостей конденсаторов следует включить в режим измерения малых напряжений. Для питания прибора можно использовать любой блок питания с напряжением до 15 В. Например, для этих целей подойдет источник питания цифровых микросхем (+5 В).
Прибор собран из широко распространенных радиодеталей. Переключатель SA1 — кнопочный на два положения, a SA2...SA5 — кнопочный переключатель с зависимым включением кнопок. Печатная плата и монтаж на ней деталей прибора приведен на рис. 8.10. Выбранные размеры платы позволяют ее разместить в пластмассовой коробке от ЗИП промышленного прибора.
При настройке прибора подбирают величины сопротивлений резисторов R3...R9, а в некоторых случаях и R11. Для получения высокой точности настройки прибора, следует взять набор эталонных конденсаторов с заранее измеренными емкостями, которые находятся в пределах значений поддиапазонов прибора. Например, имеются такие конденсаторы: 9,7 мкФ (К50-16-10 мкФ), 0,94 мкФ (КМ-6-1 мкФ), 96 нФ (КМ-6-0,1 мкФ}, 9500 пФ (КМ-5-10 нФ), 930 пФ (КСО-1-910 пФ), 98 пФ (КД-1-100 пФ). Настройка прибора ведется в такой последовательности:
Подключают к схеме измерительный прибор (микроамперметр на 100 мкА или цифровой тестер к гнездам РА). Переключатель SA1 устанавливают в положение «мкФ». Нажимают кнопку переключателя SA5 и к входу прибора «Сх» подключают эталонный конденсатор емкостью 9,7 мкФ. Подбирая сопротивление резистора R9, добиваются отклонения стрелки прибора ТЛ-4 на 97 делений по шкале 100 мкА (цифровой тестер в режиме измерения постоянного напряжения должен показывать 97 мВ). Во время настройки, жела-
Рис. 8.10. Печатная плата и монтаж на ней деталей измерителя емкости конденсаторов
тельно, временно заменить постоянные резисторы R5...R9 подстроечными. Измерив сопротивление подстроечного резистора, заменяют его постоянным.
Включают SA4 (поддиапазон 1 мкФ) и подключают к входу «Сх» конденсатор емкостью 0,94 мкФ. Подбирая сопротивление резистора R8, добиваются отклонения стрелки прибора на 94-м делении (тестер должен показывать 94 мВ).
Включают SA4 и подключают к входу «Сх» конденсатор емкостью 9500 пФ. Стрелка прибора должна показать деление 95 (тестер должен показывать 95 мВ).
Включают SA3, а к входу «Сх» подключают конденсатор емкостью 930 пФ. Подбирают сопротивление резистора R7, добиваясь отклонения стрелки микроамперметра на 93-м делении (тестер должен показывать 93 мВ).
Включают SA2 и подключают к входу «Сх» конденсатор емкостью 98 пФ. Изменяя сопротивление резисторов R5, R6, добиваются отклонения стрелки прибора на 98-м делении (тестер должен показывать 98 мВ).
На этом настройка заканчивается. В заключение целесообразно проверить, как влияет величина напряжения источника питания схемы на точность измерений. Следует обратить внимание на то, что между входными гнезда-
ми прибора существует небольшая паразитная входная емкость (около 10 пФ), зависящая от расстояния между ними. В связи с этим, прибор на пределе «100 пФ» будет показывать ее величину даже без подключенного к входу прибора измеряемого конденсатора.
Измерение индуктивности катушки
Известно несколько методов измерения индуктивности катушек. Среди них выделим наиболее доступные для радиолюбителей. Метод фильтра-пробки. Берется радиоприемник, работающий на внешнюю антенну, настраивается точно на частоту какой-либо радиостанции. После этого внешняя антенна отключается и между ее концом и гнездом подключения антенны включается отградуированный конденсатор переменной емкости Сэ, параллельно которому подключается измеряемая катушка Lx. Полученное соединение конденсатора и катушки представляет заграждающий «фильтр- пробку». Далее, вращая конденсатор Сэ добиваются резкого пропадания слышимости радиостанции. Это признак того, что образованный колебательный контур настроен в резонанс с частотой колебаний принимаемой станции. В этом случае индуктивность катушки найдем по формуле:
L = 250 Х2/(СЭ + Ск),■
где X — длина волны в метрах, Ск — емкость контура в пикофарадах. Измерение индуктивности катушки связано с частотой протекающего тока, в связи с чем измерение индуктивности высокочастотных катушек необходимо производить на частотах, близких к тем, на которые предназначена катушка. Наилучшие результаты измерения получаются при использовании резонансных методов. При помощи резонансных измерителей возможно измерение индуктивности от долей микрогенри до сотен миллигенри с точностью 1...2%. Для измерения индуктивности катушек, используемых в низкочастотных цепях радиоприемников (дросселе, трансформаторов), можно использовать мостовые измерители или метод вольтметра и амперметра. Нужно при этом помнить, что индуктивность катушки со стальным сердечником сильно зависит от постоянной составляющей тока подмагничивания, протекающего в катушке. Поэтому при измерении необходимо пропускать через катушку постоянную составляющую тока такой величины, какой она будет в реальной схеме радиоприемника.
Описанный метод измерения индуктивности с помощью приемника, безусловно, применим только в особых случаях, например, когда нет специального прибора или отсутствуют требуемые средства и нужные радиодетали для изготовления подобного прибора. Не все современные мультиметры позволяют произвести измерение индуктивности, а если и позволяют, то не обеспечивают возможность измерения малых индуктивностей, применяемых в УКВ аппаратуре. Для измерения индуктивностей в радиолюбительских условиях предназначен несложный прибор, вы-
'U1 5МГци 1МГц'U1 5МГци 1МГцSA1.1SA1.1SA1.2 '1мкГнн4- —SA1.2 '1мкГнн4- —"ЮмкГн*"ЮмкГн*"ЮОмкГн""ЮОмкГн""1мГн*"1мГн*”10мГн'”10мГн'0,015мк0,015мкR1 ЮкR1 ЮкR2 ЮкR2 ЮкЧЧDD1.1DD1.1DD1.2DD1.2DD1.3DD1.30,015мк0,015мкR3 75DD1КР1554ТЛ2R3 75DD1КР1554ТЛ2Ъ гОЪ гО—IIсг |П8О—IIсг |П8ОII 2200II 2200II 03*II 03*С5*С5*4700 *77? С6* ,R54700 *77? С6* ,R50,015мк 620,015мк 62С7*С8*С7*С8*0,022мк0,068мк0,022мк0,068мкJIS»!-)110,68мкJIS»!-)110,68мкR6R6SA1.3SA1.31мк 50мкА1мк 50мкАК выв. 14 DD1 +5 вК выв. 14 DD1 +5 вС14С14С126,3 В Общ.С126,3 В Общ.R8...R114,7к .R8...R114,7к .VD2 VD3VD4R4- 270 КД521 КД521Д18VD2 VD3VD4R4- 270 КД521 КД521Д18330VD1 /Г Д18^330VD1 /Г Д18^К выв. 7, 9,11,13DD1 «—К выв. 7, 9,11,13DD1 «—
'U1 5МГц
и 1МГц
'U1 5МГц
и 1МГц
SA1.1
SA1.1
SA1.2 '1мкГнн4- —
SA1.2 '1мкГнн4- —
"ЮмкГн*
"ЮмкГн*
"ЮОмкГн"
"ЮОмкГн"
"1мГн*
"1мГн*
”10мГн'
”10мГн'
0,015мк
0,015мк
R1 Юк
R1 Юк
R2 Юк
R2 Юк
Ч
Ч
DD1.1
DD1.1
DD1.2
DD1.2
DD1.3
DD1.3
0,015мк
0,015мк
R3 75
DD1
КР1554ТЛ2
R3 75
DD1
КР1554ТЛ2
Ъ гО
Ъ гО
—IIсг |П8О
—IIсг |П8О
II 2200
II 2200
II 03*
II 03*
С5*
С5*
4700 *77? С6* ,R5
4700 *77? С6* ,R5
0,015мк 62
0,015мк 62
С7*
С8*
С7*
С8*
0,022мк
0,068мк
0,022мк
0,068мк
JIS»!-)
110,68мк
JIS»!-)
110,68мк
R6
R6
SA1.3
SA1.3
1мк 50мкА
1мк 50мкА
К выв. 14 DD1 +5 в
К выв. 14 DD1 +5 в
С14
С14
С12
6,3 В Общ.
С12
6,3 В Общ.
R8...R11
4,7к .
R8...R11
4,7к .
VD2 VD3VD4
R4- 270 КД521 КД521Д18
VD2 VD3VD4
R4- 270 КД521 КД521Д18
330
VD1 /Г Д18^
330
VD1 /Г Д18^
К выв. 7, 9,11,13DD1 «—
К выв. 7, 9,11,13DD1 «—
Рис. 8.11. Принципиальная схема измерителя индуктивности
полненный на современной элементной базе, схема которого дана на рис. 8.Н [9]. Прибор позволяет измерять индуктивность на пяти поддиапазонах: 0...Ю, 0...Ю0, 0...Ю00, 0...10000 мкГн.
Измеритель индуктивности содержит генератор прямоугольных импульсов (DD1.1, DD1.2), буферный каскад (DD1.3) и измерительную схему (РА1, R7...R11, VD1...VD4). Для обеспечения необходимой точности измерения малых индуктивностей в поддиапазонах 0...1 и 0...10 мкГн применена кварцевая стабилизация частоты. Благодаря использованию КМОП-микросхемы прибор имеет малый ток потребления от источника питания.
При настройке прибора к гнездам XI, Х2 поочередно подключают эталонные катушки с индуктивностями, соответствующими среднему и максимальному значению шкалы каждого поддиапазона. Подбором емкостей конденсаторов, отмеченных звездочкой, С1...СЗ, С5...С9, значений постоянных резисторов R4, R5 и изменением сопротивления подстроечных резисторов R7...R11 добиваются соответствующего отклонения стрелки измерительной головки на середину шкалы или на ее крайнее деление.
ш
Самостоятельноеизготовление простыхрадиоэлектронных конструкцийна одном транзисторе
«А вы, молодой человек, учтите этот урок, при случае пригодится...»
А. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
Риторический вопрос: с чего начать? Опыт показывает, что лучше приступить к практической деятельности в области радиоэлектроники с изготовления простых конструкций, а уже потом перейти к более сложным. Даже на одном транзисторе можно изготовить много интересных, занимательных и полезных самоделок. Для сборки таких устройств нет необходимости использовать печатный монтаж, достаточно использовать промышленную или самодельную планку с контактами для проволочного монтажа. Главное, чтобы используемые в конструкциях транзисторы были заведомо исправными. Для этого перед монтажом конструкции необходимо проверить годность всех радиокомпонентов хотя бы с помощью простейших пробников, описанных ниже.
Шаг 9.
. Источники питаниярадиоэлектронных устройств
Питание самодельных радиоэлектронных устройств, как правило, осуществляют от сети переменного тока или автономных источников питания (гальванических элементов и аккумуляторов). Одни устройства потребляют небольшой электрический ток и в этом случае можно обойтись батарейками, в других случаях емкости батареек недостаточно для длительной работы и приходится пользоваться блоками питания от сети. Имея всего один мощный транзистор, можно собрать простой блок питания с неплохими эксплуатационными показателями.
Сетевой блок питания
Рис. 9.1. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на стабилитронеРис. 9.1. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на стабилитронеВажным показателем любого блока питания является его способность давать на выходе стабильное выходное напряжение. С этой целью обычно используют различного рода стабилизаторы напряжения, выполненные на транзисторах или микросхемах. Простейший стабилизатор постоянного напряжения состоит из резистора и стабилитрона или стабистора. В качестве стабистора может быть использован также и обычный кремниевый диод, например, типа Д226, включенный в прямом направлении. Такие стабилизаторы обычно называют параметрическими, так как их действие основано на изменении параметров нелинейного элемента, какими являются стабилитроны или стабисторы. На рис. 9.1 приведена схема параметрического стабилизатора напряжения с использованием стабилитрона. Напряжение на нагрузке, подключенной к выходу такого стабилизатора, будет равно напряжению стабилизации используемого стабилитрона. В связи с этим для конкретного напряжения стабилизации необходимо подбирать стабилитрон, который соответствует этому напряжению. Если, например, необходимо стабилизированное напряжение 6 В, то следует выбрать стабилитроны типа КС156А, имеющие напряжение стабилизации 5...6,3 В или КС162А с напряжением стабилизации 5,8...6,6 В. Основным недостатком параметрического стабилизатора является сравнительно небольшой максимально допустимый ток нагрузки, который бывает равен или меньше максимального тока, протекающего через стабилитрон.
Рис. 9.1. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на стабилитроне
Рис. 9.1. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на стабилитроне
Лучшими показателями обладает стабилизатор напряжения, построенный с использованием транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя (рис. 9.2).. Напряжение на базе транзистора VT1 стабилизировано стабилитроном VD5. Напряжение на нагрузке, подключенной к контактам ХР2, приблизительно равно напряжению на базе. Для хорошей работы стабилизатора надо чтобы напряжение на конденсаторе С1 было примерно в 1,5 раза больше напряжения на нагрузке. Величина сопро-
Рис. 9.2. Принципиальная схема блока питания 9 ВРис. 9.2. Принципиальная схема блока питания 9 В
Рис. 9.2. Принципиальная схема блока питания 9 В
Рис. 9.2. Принципиальная схема блока питания 9 В
тивления резистора R1 подбирается в зависимости от выпрямленного напряжения и типа VD5. Ток холостого хода выбирается близким к максимально допустимому значению. В стабилизаторе можно применять также транзисторы КТ816А, КТ835А и им подобные, которые укрепляют на металлической пластине размером 30x20x1,5 мм из дюралюминия. Можно использовать и транзисторы старых типов П213...П217, П201...П203, в этом случае радиатор изготавливают размером 55x65x3 мм. Силовой трансформатор Т1 берется готовый (например, ТП8-4-220-50) или самодельный. В этом случае трансформатор выполняют на сердечнике 11116x24, обмотка I содержит 2400 витков провода ПЭЛ-1 0,12, обмотка II — 275 витков ПЭЛ-1 0,33.
Питание устройствот гальванических элементов
Применяя гальванические элементы для питания аппаратуры, следует помнить, что долговечность их работы зависит от условий хранения и величины тока, который потребляет устройство. Так, сохранять элемент или батарею необходимо в сухом прохладном месте, можно положить на нижнюю полку бытового холодильника. Для большинства элементов и батарей максимальное значение кратковременного потребления тока не должно быть больше 0,1...0,2 начальной емкости источника питания. Для обеспечения работы радиоэлектронных устройств с большим потреблением мощности в течение длительного времени (до 50... 100 часов) необходимо, чтобы среднее значение тока потребления было в 50... 100 раз меньше начальной емкости источника.
В настоящее время выпускается несколько основных типов гальванических элементов и батарей: угольно-цинковые (марганец-цинковые), щелочные, литиевые, серебряно-цинковые, ртутно-литиевые. Среди названных батареек самыми лучшими считаются литиевые, т.к. они имеют большую емкость, самое большое напряжение и самый длительный срок хранения — до 7... 10 лет. Литиевые батарейки являются и самыми дорогими по стоимости. Эти батарейки, в основном, используются для фото и кинокамер. Серебряные и ртутные элементы выпускаются в виде миниатюрных дисков («таблеток») и их используют, в основном, в слуховых аппаратах и часах. Из первых двух типов наиболее широкое распространение имеют угольно-цинковые, как наиболее доступные по цене. Хотя щелочные батарейки и дороже угольно-цинковых по стоимости, но зато имеют лучшие характеристики. У них больше емкость и срок хранения. Напряжение щелочных батареек несколько меньше угольно-цинковых, приблизительно на 0,1 В, но по мере разряда напряжение долгое время держится почти на одном уровне и только в конце резко падает. Для того чтобы выделить этот тип батареек, зарубежные фирмы на них делают надпись «Alkaline» (щелочной элемент). На отечественном рынке гальванических элементов и батареек сейчас большой процент составляет продукция зарубежных
стран. На корпусе химического источника тока обязательно стоит его типоразмер по нескольким стандартам. На корпусах пальчиковых элементов можно встретить маркировку в основном по стандартам: Международной электротехнической комиссии (МЭК) — R6 (солевой электролит) или LR6 (щелочной электролит), американский стандарт— АА, японский — АМЗ и российский — 316. Фирменные батарейки отличаются тем, что они, как правило, поступают в продажу запаянные в прозрачную пленку или в специальной картонно-пленочной упаковке.
При покупке батареек следует руководствоваться такими основными принципами: желательно покупать щелочные батарейки и не покупать батарейки с истекшим или не указанным сроком годности. Анализ результатов тестирования батареек различных фирм, приводимых в радиотехнических журналах, показывает, что по продолжительности работы лучшими являются:
батарейки с солевым электролитом — TDK DINAMIC POWER, VARTA 3006 и 2006, SONY NEW ULTRA, SANYO SUPER, TOSHIBA Heavy Dury, GP GREENCELL, GP SUPERCELL, ENERMAX, DAEWOO, FUJI NOVEL;
батарейки с щелочным электролитом — DURACELL, DURACELL ULTRA, ENERGIZER, ENERGIZER TESTER, SONY ALKALINE, PANASONIC POWER ALKALINE, TOSHIBA ALKALINE, POLAROID ALKALINE.
Несколько продлить срок службы гальванического элемента, у которого не поврежден стакан, можно путем вливания в него соответствующих растворов. Для этого больше подходят элементы без стальной обоймы, типа 373, 343 и т.д. Для восстановления элемента в его торце со стороны плюсового вывода прокалывают несколько отверстий диаметром 2...3 мм на глубину 50 мм. Обычно 2 отверстия у угольного стержня, а 2 — у кромок цинкового стакана. Отверстия заполняют аммиаком водным техническим, используемым для удобрения или бытовых целей (марка «А», сорт 1). Отверстия заполняют несколько раз по мере впитывания в течение 1...2 дней. После этого отверстия закрывают парафином, битумом или пластилином. Готовность к работе элемента проверяют лампочкой от карманного фонарика. При этом удается удлинить срок службы гальванического элемента на 20...40 часов. Если нет аммиака водного, то можно в отверстия залить аптечный нашатырный спирт или в крайнем случае обычную воду.
Особенности питания аппаратурыот аккумуляторов
Для радиоприемников и других радиоэлектронных устройств часто используют аккумуляторы. Аккумуляторы вырабатывают электрический ток в результате окислительно-восстановительной реакции. В них под действием внешнего источника постоянного тока происходят обратимые
процессы, в результате чего первоначальные вещества восстанавливают- ся. Аккумуляторы только накапливают энергию, которую при необходимости могут снова отдать. Отсюда и происходит их название (от латинского accumulare — накапливать, собирать). Промышленностью выпускается большое количество различных типов аккумуляторов. В радиоэлектронике нашли применение различного типа аккумуляторы. Наибольшее распространение получили никель-кадмиевые аккумуляторные элементы и батареи дисковой конструкции.
При эксплуатации аккумуляторов необходимо придерживаться некоторых правил. Для периодического подзаряда аккумуляторов применяют зарядные устройства. Такие устройства должны удовлетворять паспортным данным подзаряжаемого аккумулятора по току и времени заряда. Соблюдение рекомендованных режимов заряда и разряда аккумуляторов способствует продлению срока его эксплуатации до 5...7 лет.
Рис. 9.3. Принципиальная схема устройства для зарядки аккумулятора 7Д-0.125Рис. 9.3. Принципиальная схема устройства для зарядки аккумулятора 7Д-0.125В карманных приемниках часто используется аккумуляторная батарея 7Д-0Д и ее модификация 7Д-0Д25. При зарядке аккумуляторов типа 7Д-0Д25 от сети 220 В можно использовать простую схему, которая обеспечивает ток заряда около 12 мА, при этом продолжительность зарядки составляет 10...15 часов (рис. 9.3) [10]. Особенностью устройства является то, что если по забывчивости аккумулятор будет находиться на зарядке больше времени
Рис. 9.3. Принципиальная схема устройства для зарядки аккумулятора 7Д-0.125
Рис. 9.3. Принципиальная схема устройства для зарядки аккумулятора 7Д-0.125
чем положено, то его перезарядки не произойдет. Зарядный ток аккумуляторной батареи определяется емкостью конденсатора С1 и при достижении напряжения U^ = 9,4 В начинает уменьшаться, когда напряжение батареи достигнет U6aT = 9,4 В, то откроется стабилитрон VD1, который практически полностью блокирует процесс зарядки. Одним из недостатков аккумуляторных батарей типа 7Д-0Д и 7Д-0Д25 является, как известно, то, что никелево-кадмиевые элементы, из которых они состоят, теряют свою работоспособность при разряде ниже 1 В. Такой разряд аккумуляторных элементов приводит к сокращению срока их службы. В связи с этим аккумуляторную батарею разряжать ниже 7 В не рекомендуется. Продлить срок службы батареи можно, если иметь соответствующий сигнализатор контроля напряжения во время эксплуатации.
Как показывают эксперименты, при разрядке никель-кадмиевых аккумуляторов на 80...90% напряжение на них падает приблизительно на 0,15 В от номинальной величины 1,25 В. Подробным образом себя ведут ни- кель-металлогидридные аккумуляторы. Что касается обычных марганцево-цинковых или алкалиновых гальванических элементов, то у них падение напряжения при той же степени разрядки составляет приблизительно 0,2...0,25 В от номинальных 1,5 В. Исключение составляют лишь литиевые элементы, которые практически до полного разря-
да сохраняют номинальное напряжение. Таким образом, для индикации разрядки подавляющего большинства гальванических источников питания достаточно зарегистрировать уменьшение напряжения у одного аккумулятора примерно на 150 мВ, а у гальванической батареи, состоящей из 8...10 элементов, — на 1,2...2,5 В. При использовании для этих целей сигнализатора удается засечь момент разрядки аккумулятора и своевременно произвести его подзарядку, а при необходимости, даже заменить аккумулятор гальваническими элементами.
Сигнализаторы разряда аккумуляторов строятся в последнее время на основе микросхем, содержащих компаратор напряжения или операционных усилителях. На рис. 9.4 приведена схема сигнализатора разряда источника питания с номинальным напряжением 3...6 В на основе цифровой микросхемы К561ЛН2 [11]. Компаратор выполнен на инверторе DD1.1. Опорное напряжение формируется цепочкой RI, R2, VD1, где VD1 — источник опорного напряжения КА336-2.5. Часть напряжения, падающего на VD1, а для КА336-2.5 это напряжение от 2,44 до 2,54 В, подается на вход DD1.1 через резистор R2. С помощью этого резистора устанавливается порог срабатывания компаратора. Нормальное и разряженное состояния источника питания отображается светодиодами HL1 и HL2, соответственно. Инвертор DD1.2 выполняет функцию буфера, препятствующего уменьшению крутизны переключательной характеристики инвертора при включении светодиода HL1. Помимо светового сигнала разряженное состояние источника питания отмечается еще и звуковым сигналом пьезозвонка BQ1. Пьезозвонок BQ1 возбуждается мультивибратором, собранным на инверторах DDLS, DD1.6. Резистор R7 используется для подстройки частоты мультивибратора на резонансную частоту пьезозвонка. На схеме значение емкости конденсатора С2 указано для пьезозвонка, имеющего резонансную частоту больше 3 кГц. При использовании пьезозвонока с резонансной частотой меньше 3 кГц следует увеличить емкость конденсатора С2, в противном случае, громкость звукового сигнала может оказаться недостаточной.
Манипулятор на инверторах DD1.3, DD1.4 формирует импульсы для питания светодиода HL2 и управляет мультивибратором. При указанных на схеме номиналах времязадающей цепочки Cl, R6 частота пререключения
Рис. 9.4. Принципиальная схема индикатора разрядки источников питанияРис. 9.4. Принципиальная схема индикатора разрядки источников питанияс номинальным напряжением 3...6 Вс номинальным напряжением 3...6 В
Рис. 9.4. Принципиальная схема индикатора разрядки источников питания
Рис. 9.4. Принципиальная схема индикатора разрядки источников питания
с номинальным напряжением 3...6 В
с номинальным напряжением 3...6 В
манипулятора приблизительно равна 3 Гц. Разделительные диоды VD2 и VD3 последовательно управляют манипулятором и мультивибратором.
Сигнализатор подключается к минусовой и плюсовой шинам источника питания. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии кнопка SA1 разомкнута, и на входе инвертора DD1.1 присутствует логический «О». Соответственно, логический «О» присутствует и на выходе инвертора DD1.2. При этом диод VD2 шунтирует вход инвертора DD1.3 на «землю» таким образом, что стопорит манипулятор, на выходе которого также оказывается логический «О». Мультивибратор находится в ждущем режиме, не горят светодиоды HL1 и HL2 и не звучит звуковой сигнал.
При нажатии на кнопку SA1 напряжение питания UHn подается на анод светодиода HL1 и цепочку формирования опорного напряжения RI, R2, VD1. Если окажется, что Um велико настолько, что напряжение переключения инвертора DD1.1 из «1» в «О» при данном питании больше, чем опорное напряжение, установленное на его входе, то на выходе инвертора DD1.2 сохранится состояние логического «О». При этом манипулятор и, соответственно, мультивибратор останутся в ждущем режиме, а светодиод HL1 загорится, свидетельствуя о нормальном состоянии источника питания. Если же UHn понизится так, что напряжение переключения инвертора DD1.1 из «1» в «О» при данном питании окажете^ меньше, чем опорное напряжение на его входе, то при нажатии на кнопку SA1 инвертор DD1.1 переключится, и на выходе инвертора DD1.2 появится логическая «1». В результате светодиод HL1 погаснет, а диод VD2 запрется и запустится манипулятор, формируя импульсы питания светодиода HL2 и управления мультивибратором. Мультивибратор начнет генерировать пачки импульсов. Мигание светодиода HL2 и раздающиеся звуковые сигналы указывают на необходимость подзарядки или замены аккумулятора.
В устройстве в качестве светодиодов HL1 и HL2 использованы АЛ307Г и АЛ307К зеленого и красного цветов, диоды VD2, VD3 — любые, например, КД510А или КД522Б. Номиналы резисторов R3, R4 даны для индикатора, работающего с батареей, состоящей из четырех аккумуляторов или гальванических элементов. В случае использования сигнализатора для батареи из трех элементов, сопротивления резисторов R3, R4 желательно уменьшить до 150 и 470 Ом, соответственно, что позволит избежать потери яркости свечения светодиодов.
Если индикатор предназначен для источника питания с номинальным напряжением больше 6 В, то в нем следует использовать более высоковольтный источник опорного напряжения. Так, для индикаторов от 6 до 12 В подойдет источник КА336-5.0, стабилизирующий опорное напряжение величиной от 4,8 до 5,2 В, или какой-нибудь его аналог. Номиналы резисторов RI, R3, R4 необходимо при этом увеличить таким образом, чтобы ток, проходящий через диоды, составлял: для VD1 — 1...2 мА, HL1 — не более 10 мА, а для HL2 был не более 3 мА.
В индикаторе возможно применение и обычных стабилитронов с соответствующей коррекцией величины R1, но точность срабатывания индикатора несколько снизится.
Устройство собирается на небольшой печатной плате, изготовленной из фольгированного стеклотекстолита. Правильно собранное устройство начинает работать сразу. Настройка сводится к установке величины порога срабатывания. Для этого необходимо запитать устройство от регулируемого источника напряжением, которое выбрано в качестве критерия разряда гальванического источника питания. Например, для аккумуляторной батареи из четырех никель-кадмиевых аккумуляторов с номинальным напряжением 5 В это будет приблизительно 4,4 В. При этом следует замкнуть кнопку SA1, повернуть движок резистора R2 в положение, при котором загорится светодиод HL1, и медленно поворачивать его в обратном направлении до момента, когда светодиод HL1 погаснет и начнет мигать светодиод HL2. После этого нужно увеличить напряжение на 0,5... 1 В, чтобы загорелся светодиод HL1. Затем плавно снижают напряжение и фиксируют его величину, при которой светодиод HL1 снова погаснет и замигает светодиод HL2. Если полученное значение напряжения переключения будет отличаться от требуемого, то процедуру повторяют. Производить установку опорного напряжения следует как описано выше, а не наоборот, добиваясь переключения светодиода HL1 из погашенного состояния, поскольку напряжение переключения инвертора из «1» в «0» отличается от напряжения переключения из «0» в «1».
680680Рис. 9.5. Принципиальная схема упрощенного варианта индикатора разрядки без звукового сигнала для источников питания с номинальным напряжением 3...6 ВРис. 9.5. Принципиальная схема упрощенного варианта индикатора разрядки без звукового сигнала для источников питания с номинальным напряжением 3...6 ВПри разработке какого-либо изделия в него можно заложить индикатор по упрощенной схеме, представленной на рис. 9.5, а оставшиеся инверторы использовать для других нужд. В этом случае о разрядке источника питания будет свидетельствовать только горение светодиода, а о нормальном его состоянии — отсутствие какой-либо реакции индикатора. Возможны и различные промежуточные комбинации. В завершение следует заметить, что описанное устройство может использоваться совершенно самостоятельно, как некий тестер-пробник, например, для контроля автомобильных аккумуляторов.
680
680
Рис. 9.5. Принципиальная схема упрощенного варианта индикатора разрядки без звукового сигнала для источников питания с номинальным напряжением 3...6 В
Рис. 9.5. Принципиальная схема упрощенного варианта индикатора разрядки без звукового сигнала для источников питания с номинальным напряжением 3...6 В
Основные характеристики некоторых типов отечественных аккумуляторов, наиболее часто используемых для питания радиолюбительских конструкций, приведены в табл. 9.1.
128
Тип аккумуляторных элементов
Номинальное напряжение, В
Номинальная емкость, А-ч
Номинальный разрядный ток, мА
Конечное разрядное напряжение, В
Зарядный ток, мА
Время заряда, ч
Срок службы, циклы
Срок хранения, годы
Размеры, мм
Масса, г
д-0,06
1,25
0,06
6
1,0
6
15
150
1,5
015,6x6,4
4
д-0,1
1,25
0,1
10
1,0
12
15
150
1,5
020,1x6,9
7
Д-0,25
1,25
0,25
25
1,0
20
19
200
1,5
027,2x10,3
14
7Д-0.1
8,75
0,1
12
7,0
12
15
150
1,5
024,1x62,2
60
7Д-0.125
8,4
0,125
—
7,0
12,5
15
—
1,8
024,1x62,2
60
«Ника»
9,0
0,1
—
—
10
15
—
1,8
типа «Крона»
—
ККН15/51(АА)0,5
1,2
0,5
макс 250
1,0
50
14...16
1000
2
типа 316
30
ККН15/51(АА)0,6
1,2
0,6
макс 300
1,0
60
14...16
1000
2
типа 316
30
ЦНК-0,2
1,25
0,20
20
1,0
15
20
—
—
0.14x24,5
13
ЦНК-0,45
1,25
0,45
45
1,0
45
15
—
—
014x49,5
25
ЦНК-0,85
1,25
0,85
85
1.0
85
15
—
—
014x90,6
47
Основные характеристики некоторых типов отечественных аккумуляторовТаблица 9.1
III. Самостоятельное изготовление простых радиоэлектронных конструкций на одном транзисторе
Индикатор полярности источников напряжений
В практике радиолюбителя иногда возникает проблема определения полярности источников напряжений. Для этих целей подойдет индикатор полярности напряжений, схема которого приведена на рис. 9.6 [12]. Подключив вывод 2 к корпусу источника, прикасаются щупом 1 к определяемому контакту, индикатор указывает на «плюс» источника напряжений, если светится светодиод HL1, а в случае «минуса» светится — HL2. Конструкция
VD1, VD2—Д223А, VT1, VT2-Kn303VD1, VD2—Д223А, VT1, VT2-Kn303Рис. 9.6. Принципиальная схема индикатора полярностиРис. 9.6. Принципиальная схема индикатора полярностине содержит дефицитных деталей. Вместо указанных на схеме полевых транзисторов могут быть использованы КПЗОЗЕ, а вместо указанного типа светодиодов подойдут АЛ102А и им подобные, лишь бы проходящий через них допустимый прямой ток был больше или равен начальному току стока полевого транзистора. Все детали индикатора удобно собрать в корпусе от авторучки. Добавим, что в пробнике могут быть использованы и другие типы полевых транзисторов и светодиодов, при условии, что:
VD1, VD2—Д223А, VT1, VT2-Kn303
VD1, VD2—Д223А, VT1, VT2-Kn303
Рис. 9.6. Принципиальная схема индикатора полярности
Рис. 9.6. Принципиальная схема индикатора полярности
где 1тд — допустимый прямой ток через светодиод, 1ТТ — начальный ток стока полевого транзистора.
В полевых условиях определить полярность источника постоянного тока можно несколькими простыми способами. В соответствии с одним в срез сырого клубня картофеля на расстоянии нескольких миллиметров один от другого вставляют два медных провода и подключают к источнику питания. Вокруг положительного электрода вскоре возникает зеленое пятно, а вокруг отрицательного — поверхность картофеля остается чистой. По другому способу берется кусочек промокательной бумаги, пропитанной фенолфталеином (другое название пурген — лекарство, продается в аптеке), и высушивается. Потом эту бумагу увлажняют и кладут на стеклянную пластину. Если теперь приложить к промокательной бумаге концы проводов, полюса которых необходимо определить, то вблизи отрицательного полюса бумага становится ярко-малинового или красного цвета. Существует еще более простой способ определения полярности источника постоянного тока — при помощи свечи. В пламя вводят два вывода от источника. От воздействия тока изменяется форма пламени, из длинного оно становится низким и широким, а на проводнике, подключенном к «-», появляется веточка сажи.
Шаг 10.
Радиоэлектронные устройства,полезные в быту.Сигнализаторы и индикаторы
При наличии небольшого количества радиодеталей могут быть собраны устройства, полезные в домашнем быту или на даче. Монтаж таких устройств несложен и может быть произведен при небольших навыках пайки на монтажной планке или печатной плате небольших размеров.
Ю.1. Карманный фонарик на аккумуляторах
Как известно, в карманных фонариках для питания лампочки используют
различные источники питания: гальванические элементы, аккумуляторы и небольшие электродинамические машины. Наиболее удобными считаются фонарики на аккумуляторных элементах, так как они допускают периодическую их подзарядку от осветительной сети. Схема фонарика с
питанием от аккумуляторных
0,47мк 400В Зх Д-0,250,47мк 400В Зх Д-0,25Рис. 10.1. Принципиальная электрическая схема аккумуляторного фонарикаРис. 10.1. Принципиальная электрическая схема аккумуляторного фонарикаэлементов приведена на рис. 10.1. При включении фонарика в сеть о начале процесса подзарядки свидетельствует загорание светодиода HL1. В фонарике используется три последовательно соединенных аккумуляторных элемента типа Д-0,25. Лампочка накаливания
0,47мк 400В Зх Д-0,25
0,47мк 400В Зх Д-0,25
Рис. 10.1. Принципиальная электрическая схема аккумуляторного фонарика
Рис. 10.1. Принципиальная электрическая схема аккумуляторного фонарика
3,5 В на 0,15 А. В выпрямителе для зарядки аккумуляторов использованы диод типа КД102 и светоди
од типа АЛ307. Конденсатор типа К73-17 на напряжение не менее 400 В. Можно использовать и диоды типа Д226, но это приведет к увеличению размеров фонарика. Все детали подзарядного устройства собираются на небольшой пластинке 35x20 мм толщиной 0,3 мм из текстолита или прессшпана. В пластине предварительно сверлят отверстия диаметром 1 мм согласно монтажной схемы. Пропустив выводы деталей в отверстия платы,
Рис. 10.2. Возможная конструкция аккумуляторного фонарикаРис. 10.2. Возможная конструкция аккумуляторного фонарикаскручивают их и пропаивают. Плату помещают в круглый пластмассовый корпус подходящих размеров. Примерное расположение деталей фонарика приведено на рис. 10.2. Время заряда фонарика составляет около 19 часов. Одной зарядки хватает на 2,5 часа непрерывной работы фонарика.
Рис. 10.2. Возможная конструкция аккумуляторного фонарика
Рис. 10.2. Возможная конструкция аккумуляторного фонарика
ю.2. Преобразователь напряжения
Наиболее простой преобразователь, позволяющий получить от источника низкого напряжения более высокое напряжение, можно построить по схеме блокинг-генератора. Блокинг-генератор представляет собой релаксационный генератор импульсов, выполненный по схеме усилителя с сильной трансформаторной положительной обратной связью. Генерируемые этим генератором импульсы имеют форму, близкую к прямоугольной, скважность импульсов может достигать от нескольких единиц до десятков тысяч, а их длительность — от долей микросекунды до сотен микросекунд. Частота повторения импульсов составляет от нескольких герц до нескольких сотен герц.
Рис. 10.3. Принципиальная схема преобразователя напряжения 1,5 В в 22,5 ВРис. 10.3. Принципиальная схема преобразователя напряжения 1,5 В в 22,5 ВНа рис. 10.3 представлена схема преобразователя, построенного на основе схемы блокинг-генератора. Преобразователь позволяет получить от гальванического элемента напряжением 1,5 В повышенное напряжение 22,5 В, которое часто используется в различного рода измерительных приборах.
Рис. 10.3. Принципиальная схема преобразователя напряжения 1,5 В в 22,5 В
Рис. 10.3. Принципиальная схема преобразователя напряжения 1,5 В в 22,5 В
В устройстве используется транзистор типа КТ315 с коэффициентом усиления
30...80. Трансформатор Т1 намотан на каркасе высотой 25 мм, внутрь которого вставлен кусок ферритового стержня от магнитной антенны диаметром 8 мм и длиной 20 мм. Можно также применить броневой ферритовый сердечник любой марки с диаметром чашек 15...20 мм. Обмотки I и II содержат по 20 витков, а обмотка III — 300 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,12 мм. Провод типа ПЭЛШО применен исключительно с
целью повышения надежности.
Преобразователь собирается на небольшой печатной плате, которая крепится в отсеке питания прибора. Во время налаживания устройства, к нему подключают свежий гальванический элемент, а к конденсатору С2 — вольтметр любого типа. Включают выключатель SA1 и наблюдают за показаниями вольтметра. Если стрелка вольтметра находится на «0», то переключением концов обмотки I трансформатора добиваются появления напряжения. После появления напряжения, переключая концы обмотки III, устанавливают максимальное напряжение на выводах С2. При неправильном включении обмотки III напряжение на С2 будет вдвое меньше. На этом налаживание преобразователя заканчивается.
Число витков обмотки III зависит от подводимого напряжения GB1 и требуемого на выходе преобразователя напряжения. Для получения на выходе преобразователя меньшего напряжения, например 9 В, следует уменьшить количество витков обмотки III трансформатора Т1. Заметим, что более мощные преобразователи напряжения с трансформаторной обратной связью собираются, как правило, на двух мощных транзисторах по схеме двухтактного блокинг-генератора с мостовым выпрямителем.
ю.з. Сигнализатор уровня водыв металлической емкости
Устройство позволяет проконтролировать наполнение металлической емкости водой до определенногр уровня и вовремя перекрыть воду, о чем сигнализирует зажигание лампочки. Схема сигнализатора приведена на рис. 10.4.а и содержит всего один транзистор большой мощности. В момент поднятия воды в баке до заданного уровня, который определяется положением металлического электрода в баке, база транзистора VT1 получает небольшое отрицательное смещение через цепь, состоящую из сопротивления резистора R1 и массы воды, в результате чего транзистор открывается и загорается сигнальная лампочка HL1. В качестве транзистора можно использовать любой мощный кремниевый транзистор типа КТ814, КТ816 и им подобный, можно использовать транзисторы старых типов, например, германиевые транзисторы большой мощности типа П202Э, П213 и им подобные.
Заметим, что соединение базы транзистора с. металлическим баком должно быть хорошего качества, а электрод должен не касаться бака и крепится на изоляторе. В качестве электрода можно использовать стержень из любого металла. Питание можно осуществить как от батареек, так и от блока питания, дающего 12 В. Лампочка HL1 типа КМ-2 на 12 В и ток 105 мА. Переменный резистор R1 может быть любого типа. Собирают устройство на монтажной планке, закрепленной в герметичной пластмассовой коробочке (рис. 10.4.6). На один из боков коробочки выведены: гнездо для подключения источника питания и контактные винты для подключения проводов, идущих от электрода и бака. Во время налаживания устройства наполняют бак водой и опускают в воду металлический стержень. Вращением резистора R1, изменением глубины погружения и расстояния между электродом и стенкой бака добиваются зажигания лампочки HL1. Определив нужное положение металлического электрода, закрепляют его на стенке бака.
Рис. 10.4. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей сигнализатора уровня воды в металлической емкостиРис. 10.4. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей сигнализатора уровня воды в металлической емкости
Рис. 10.4. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей сигнализатора уровня воды в металлической емкости
Рис. 10.4. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей сигнализатора уровня воды в металлической емкости
Рис. 10.5. Принципиальная схема сигнализатора уровня воды в пластмассовой емкостиРис. 10.5. Принципиальная схема сигнализатора уровня воды в пластмассовой емкостию.4. Сигнализатор уровня водыв пластмассовой емкости
Рис. 10.5. Принципиальная схема сигнализатора уровня воды в пластмассовой емкости
Рис. 10.5. Принципиальная схема сигнализатора уровня воды в пластмассовой емкости
Конструкция предыдущего сигнализатора наполнения водой емкости содержала всего один электрод, в качестве второго использовался сам металлический бак. Если бак пластмассовый, то обычно используют два электрода, опущенных в жидкость. Схема устройства для данного случая приведена на рис. 10.5. В качестве элемента сигнализации о наполнении емкости используется светодиод VD1. Вместо указанного на схеме транзистора VT1 можно использовать любой маломощный кремниевый транзистор. Ввиду небольшого количества деталей монтируют устройство на монтажной планке, после чего все помещают в коробочку с источником питания. Электроды закрепляются на пластмассовой крышке, предусмотрев возможность изменения их длины при погружении. Налаживание заключается в определении необходимой величины погружения и расстояния между электродами, при которой зажигается светодиод. Иногда для открывания транзистора приходится подбирать величину сопротивления резистора R1.
Ю.5.. Сигнализатор полива растений на даче
Облегчить соблюдение норм полива на дачном участке призван сигнализатор высыхания почвы, приведенный на рис. 10.6. Сигнализатор работа
Рис. 10.6. Принципиальная схема сигнализатора полива растений на дачеРис. 10.6. Принципиальная схема сигнализатора полива растений на дачеет на том же принципе, что и предыдущие сигнализаторы, его срабатывание происходит в зависимости от величины подаваемого отрицательного смещения на базу транзистора. В сигнализаторе используется один резистор типа МЛТ-0,5, транзистор типа МП42 или ему подобный и электромагнитное реле, контакты которого включают насос и происходит полив водой участка. Электромагнитное реле К1 можно взять любого типа, главное,
Рис. 10.6. Принципиальная схема сигнализатора полива растений на даче
Рис. 10.6. Принципиальная схема сигнализатора полива растений на даче
чтобы оно срабатывало при напряжении 7...9 В. В качестве транзистора VT1 можно использовать любой маломощный германиевый или кремниевый транзистор. При использовании транзистора обратной проводимости, например, типа КТ315, полярность подключения источника питания необходимо изменить на противоположную. Устройство собирается на монтажной планке, закрепленной в пластмассовом корпусе. В корпусе имеется контактный разъем для подключения батарейки типа «Крона». К одной из стенок корпуса крепится реле. На боковой стенке устанавливается разъем для подключения металлических электродов. Налаживание сигнализатора заключается в подборе сопротивления резистора R1 и расстояния между электродами, добиваясь срабатывания реле К1.
Ю.6. Индикатор радиоактивности
Индикатор наличия радиоактивности собран всего на одном транзисторе, но, несмотря на это, имеет звуковую и световую сигнализации (рис 10.7) [13]. По интенсивности щелчков в наушнике судят об относительном уровне радиоактивного фона. Одновременно со щелчками вспыхивает неоновая лампочка типа МН-3, что также позволяет делать определенные выводы о радиоактивном фоне. Трансформатор преобразователя напряжения намотан на ферритовом кольце типа К18 с магнитной проницаемостью М2000. Обмотка I (первичная) трансформатора содержит 4 витка провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм, обмотка II — 4 витка провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм, обмотка III — 900 витка ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. В качестве высоковольтного диода VD1 можно использовать кремниевый диодный столб типа 2Ц102А. Транзистор VT1 может быть любой германиевый или кремниевый. В приборе можно использовать наушники с сопротивлением звуковой катушки 30...100 Ом. Питание прибора осуществляется от двух гальванических элементов типа 316 или одной батарейки типа 3336Л. Прибор содержит небольшое число деталей и поэтому его удобнее собрать в корпусе подходящих размеров, в котором закреплена и монтажная планка с распаянными радиодеталями. Настройка индикатора сводится к правильному подключению выводов трансформатора Т1 к соответствующим элементам схемы.
Рис. 10.7. Принципиальная схема индикатора радиоактивности
ю.7. Корректофон
Заикание является неприятным дефектом речи. Человек как бы спотыкается, произнося слова, фразы, предложения, при этом ему приходится напряженно следить за своей речью. Наблюдения показали, что если отвлечь заикающегося человека от постоянного контроля за своей речью, то заикание становится не очень заметным.
Выполнить роль такого отвлекателя и призван корректофон. Корректофон представляет собой звуковой генератор, к которому подключены наушники. Чтобы человек не слышал свой голос, на его слух надо воздействовать звуковым сигналом определенного состава и интенсивности. Наиболее близко удовлетворяет этим требованиям так называемый «белый» шум. «Белым» шум называется потому, что в нем одинаково выражены частоты
всего звукового диапазона, от самых низких до самых высоких, то есть от 20 до 15000 Гц. Этот диапазон полностью воспринимается человеческим ухом. Звучание «белого» шума подобно звуку горного водопада. Прослушивая через головные телефоны такие низкочастотные колебания генератора, человек, страдающий заиканием, лишается возможности слушать свой голос, успокаивается и меньше заикается при разговоре. Ежедневные тренировки с корректофоном могут в некоторой степени помочь в восстановлении нормальной речи. На рис. 10.8 показана схема простого корректо- фона на одном транзисторе VT1 типа КТ315Б. Имеющийся в конструкции переменный резистор R3 выполняет роль регулятора тембра и дает воз
Рис. 10.8. Принципиальная схема корректофонаРис. 10.8. Принципиальная схема корректофонаможность изменять частоту генератора от 100 до 2000 Гц. Для питания прибора можно использовать три малогабаритных аккумулятора типа Д-0,06 или три гальванических элемента типа 316. Головные телефоны BF1 могут быть любого типа, желательно с большими амбушюрами, чтобы исключить попадание в ушную раковину посторонних звуков. К корректофону можно также подключить стереонаушники для плейеров и радиоприемников УКВ.
Рис. 10.8. Принципиальная схема корректофона
Рис. 10.8. Принципиальная схема корректофона
В корректофоне можно использовать любой транзистор обратной проводимости. Конденсаторы, постоянные резисторы и переменный резистор могут быть любого типа, желательно малогабаритные. В качестве выключателя SA1 применим небольшой тумблер, например, типа ПТ57.
Детали корректофона монтируются на монтажной планке, которая помещается в небольшой пластмассовый корпус и закрепляется винтами (рис. 10.9). Если в конструкции будет использоваться транзистор КТ315Б, то для удобства монтажа его выводы надо удлинить, припаяв к ним от-
Рис. 10.9. Монтаж деталей корректофона на монтажной планкеРис. 10.9. Монтаж деталей корректофона на монтажной планкерезки медного провода длиной 10 мм. Размеры корпуса должны быть такими, чтобы в нем кроме монтажной планки еще поместился отсек для элементов питания и другие крупногабаритные детали. На одной стороне корпуса крепится переменный резистор R3, выключатель SA1 и гнездо XI для подключения наушников.
Рис. 10.9. Монтаж деталей корректофона на монтажной планке
Рис. 10.9. Монтаж деталей корректофона на монтажной планке
Ю.8. Измеритель эмоций
Профессии летчика, космонавта, испытателя космической техники требуют от человека абсолютного здоровья и высокой эмоциональной устойчивости. Определить степень эмоциональной устойчивости человека можно при помощи прибора называемого эмоциометром. В основе его работы лежит известный факт, что сопротивление определенных участков тела человека зависит от деятельности потовых я^елез, которыми управляет нервная система. Любое эмоциональное возбуждение или нервно-психическое напряжение заставляет потовые железы работать интенсивнее, что и обуславливает уменьшение сопротивления кожи человека [14]. На этом и построена работа прибора — измерителя эмоций, схема которого приведена на рис. 10.10. К гнездам XS1 и XS2 прибора с помощью изолированных про-
водов присоединяются специальные электроды, которые закрепляются на теле человека. Электроды крепят на тех участках тела, где содержится максимальное количество потовых желез. Удобным является крепление электродов на кисти руки, один электрод прикладывается к ладони, а другой — к ее тыльной стороне. После присоединения электродов к телу переменным резистором R1 устанавливают ток во внешней цепи, например, через руку человека. Величина тока может колебаться в пределах 20...50 мкА. Контроль этого тока проводят по микроамперметру РА1. Регистрация изменения тока, связанного с эмоциональным возбуждением, производится микроамперметром РА2, включенным по мостовой схеме, а также может проводиться по самописцу, подключенному к разъемам XS3 и XS4. Для питания прибора можно использовать отдельный блок питания на 9 В или гальванические элементы, например, 6 штук элементов 373.
В приборе используются такие радиодетали: микроамперметры PAI — М494 на 100 мкА, РА2 — М592 на 50 мкА с нулем посередине шкалы. Можно использовать и другие измерительные приборы с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Транзистор VT1 типа МП39...МП42 или любой транзистор прямой проводимости с обратным током коллектора не более 5 мкА. Постоянные резисторы типа МЛТ, переменные резисторы любого типа, желательно с обратной логарифмической зависимостью (В).
Все детали прибора монтируются в металлическом корпусе размером 80x120x250 мм (рис. 10.11). Транзистор VT1 вместе с постоянными резисторами монтируют на монтажной планке, к контактам которой припаивают также концы изолированных проводов, идущих от приборов РА1, РА2, переменных резисторов RI, R5 и разъемов для подключения электродов, самописца и блока питания.
Электроды представляют собой металлические диски 010...20 мм и толщиной 2...5 мм, которые вырезают из листа цинка, серебра или посеребренной фольги. Диски покрывают пастой из каолина, замешанного на насыщенном растворе сернокислого цинка. Каолин можно купить в аптеке. После этого электроды обматывают марлей, смоченной в физиологическом растворе. Для приготовления физиологического раствора берут стакан воды и размешивают в нем столовую ложку обычной пищевой соли.
Эмоциональную устойчивость человека с помощью данного прибора определяют следующим образом. Испытываемого устраивают в лежачее или сидячее положение в затемненной комнате. Электроды смачивают в физиологическом растворе и закрепляют на руке бинтом. С помощью переменного резистора R5 стрелку прибора РА2 устанавливают на «0». Переключателем SA1 устанавливают определенную чувствительность прибора. Чувствительность прибора наибольшая, когда контакты переключателя SA1 замкнуты, то есть резистор R4 закорочен. При разомкнутых контактах SA1 чувствительность прибора уменьшается в 5 раз. Когда все настройки произведены, то через 1-2 минуты после появления раздражителя, стрелка прибора РА2 начинает смещаться на некоторую величину, а самописец фиксировать время реакции человека на раздражитель. Раздражителем при испытаниях может быть свет, звук, прикосновение к телу, а также устные вопросы к испытываемому, носящие провокационный характер. Если у человека хорошая эмоциональная устойчивость, отклонения стрелки будут незначительными, а самописец будет чертить плавную кривую без пиков.
По существу данный прибор представляет собой простейший вариант «детектора лжи». Если составить определенным образом ряд вопросов к испытываемому и попросить его давать однозначные ответы «да» или «нет» на задаваемые вопросы, то в результате самописец начертит соответствующую кривую. Расшифровка такой кривой заключается в выявлении на кривой всплесков (пиков или горбов) и сопоставлении их со временем задавания вопросов. По известному времени и определяют вопросы, которые вызвали раздражение и заставили задуматься испытуемого. Характер вопросов, вызвавших раздражение и позволяет сделать соответствующий вывод о причастности или непричастности человека к какому-нибудь делу. .
Ю.9. Измерители пульса и дыхания человека
На одном транзисторе можно собрать прибор для исследования частоты и наполняемости пульса человека (рис. 10.12) [15]. Принцип работы прибора основан на изменении прозрачности мягких тканей при пульсирующем движении крови. С этой целью палец пациента помещается между лампочкой от карманного фонаря и фоторезистором R1 типа ФСК-1. С каждой порцией крови, поступающей в палец, прозрачность его изме-
Рис. 10.12. Принципиальная схема измерителя пульса человекаРис. 10.12. Принципиальная схема измерителя пульса человека
Рис. 10.12. Принципиальная схема измерителя пульса человека
Рис. 10.12. Принципиальная схема измерителя пульса человека
няется. При этом сопротивление фоторезистора, включенного в одно из плеч моста (R1...R5), тоже изменяется с частотой пульса. С выхода моста напряжение, соответствующее импульсам кровенаполнения пальца, усиливается транзистором, в цепь коллектора которого включен микроамперметр, стрелка которого колеблется в такт с пульсом.
Для передачи показаний прибора на расстояние к его выходным зажимам можно подключить проводную линию и подвести ее к столу исследователя, где находятся измерительные и записывающие устройства.
Прибор не критичен к типам используемых деталей, главное, чтобы они были годные. В качестве транзистора VT1 можно использовать любой транзистор типа р-п-р.
Монтаж деталей прибора проще и удобнее произвести на монтажной планке, закрепленной в пластмассовом корпусе. В корпусе также размещают отсек для трех гальванических элементов типа 316, а на большей его лицевой поверхности крепят головку микроамперметра и два выключателя SA1 и SA2. На одной из боковых граней корпуса устанавливают разъем для подключения источника постоянного тока напряжением 150 В и гнезда для внешней линии передачи данных, а на другой боковой грани располагают лампочку и фоторезистор таким образом, чтобы было удобно помещать между ними палец руки для исследований.
На одном транзисторе можно также собрать прибор для исследований дыхания человека (рис. 10.13). Датчиком прйбора RMT служит слабо на
Рис. 10.13. Принципиальная схема измерителя дыхания человекаРис. 10.13. Принципиальная схема измерителя дыхания человекакаливаемая нить лампочки от карманного фонаря, у которой баллон удален, помещенная в стеклянную трубку диаметром 12 мм и длиной 150 мм. Трубка датчика располагается возле носа человека так, чтобы через нее проходил поток вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. При этом температура нити накала и, следовательно, сопротивление нити датчика
Рис. 10.13. Принципиальная схема измерителя дыхания человека
Рис. 10.13. Принципиальная схема измерителя дыхания человека
и напряжение на выходе моста, в который включен датчик, изменяются. Возникающий электрический сигнал, усиленный транзистором, в такт с дыханием колеблет стрелку миллиамперметра. Исследователь может визуально наблюдать за показаниями прибора или записывать полученные электрические сигналы.
Типы деталей в данном устройстве такие же, как и в предыдущей конструкции. Монтаж деталей этого прибора также аналогичен предыдущему. Датчик RMT лучше всего сделать выносным, закрепив цоколь лампочки на конце пластмассовой трубочки соответствующего диаметра и соединив его гибкими изолированными проводами с электрической схемой прибора, размещенной в *пластмассовом корпусе.
Шаг 11.
Реле времени и сторожевые устройства
Реле времени, как известно, используют для автоматического отсчета интервалов времени, такое устройство полезно иметь в быту, особенно на кухне, при. приготовлении различных блюд. Простейшее сторожевое устройство призвано оградить дачный участок или дом от незванных гостей. Устройства не содержат дефицитных деталей и могут быть изготовлены при желании самостоятельно.
Реле времени
Реле времени, схема которого изображена на рис. 11.1, собрано на одном мощном кремниевом транзисторе типа КТ814А. Вместо указанного на схеме типа транзистора VT1 можно использовать КТ818 с любой буквой, а также старого типа, например, П202 или П213. Установку выдержки
Рис. 11.1. Принципиальная схема реле времениРис. 11.1. Принципиальная схема реле временивремени производят с помощью резисторов R1 и R2, при этом выдержки времени получаются от 1 до 60 секунд. Устройство работает следующим образом. После нажатия кнопки SA1 происходит заряд конденсатора С1 до величины напряжения источника питания. Отжатие кнопки приводит к разряду конденсатора С1 на
Рис. 11.1. Принципиальная схема реле времени
Рис. 11.1. Принципиальная схема реле времени
цепь, состоящую из резисторов R1...R4, участка транзистора база-эмиттер и резистора R5. И, как видно из схемы, время разряда определяется указанными элементами. Разрядный ток конденсатора, протекающий через транзистор, вызывает увеличение тока коллектора и приводит к срабатыванию реле К1, контакты которого включают сигнал, извещающий о начале установленного интервала времени. По прошествии установленного интервала времени ток разряда конденсатора уменьшается, что приводит к уменьшению коллекторного тока транзистора и возвращению реле в исходное состояние. В схеме резистор R2 обеспечивает выдержку 1..Л0 с, R1 — до 60 с. Если подобрать сопротивления, входящих в схему резисторов, то можно получить другие необходимые интервалы времени. Реле К1 типа РЭС10 (паспорт РС4.524.302) с током срабатывания 22 мА и рабочим напряжением 24...36 В. Кнопка SA1 может быть любого типа, лишь бы устройство замыкания контактов отвечало схеме реле. Налаживание устройства заключается в установке тока срабатывания реле изменением резисторов, входящих в схему. Перед наладкой реле делают круглые шкалы для переменных резисторов R1 и R2, на которых в процессе налаживания наносят времена выдержек.
Сторожевое устройство -с датчиком в виде провода
Данное сторожевой устройство относится к контактному типу. Оно срабатывает при размыкании контактов, устанавливаемых на охраняемом объекте. В данном случае на вход устройства XS1 подключена тонкая проволока, которая проложена вокруг объекта. При обрыве проволоки происходит срабатывание реле К1, контакты К1.1 которого и включают сигнализирующее устройство. Схема сторожевого устройства приведена на рис. 11.2. Монтаж устройства несложен и производится на монтажной планке. Все устройство помещается в корпус, в котором имеется отсек питания и гнезда XS1 для подключения'охранного провода. Налаживание сторожевого устройства заключается в установке переменным резистором R1 тока срабатывания реле, когда не подключен охранный проводник. Реле К1 может быть типа РЭС10 (паспорт РС4.524.300) или ему подобное на рабочее напряжение 7... 15 В. В качестве датчика, сигнализирующего об опасности, можно использовать систему контактов, которые замыкаются при надавливании на них. Контакты можно установить, к примеру, на стекле двери, а в качестве сигнализатора использовать электрический звонок, подключенный к срабатывающим контактам реле. Если стекло разбить, контакты разомкнутся, сработает реле и зазвенит звонок.
устройства с датчиком в виде провода
Сторожевое охранное устройствос контактными датчиками
Рис. 11.3. Принципиальная схема сторожевого охранного устройства с контактными датчикамиРис. 11.3. Принципиальная схема сторожевого охранного устройства с контактными датчикамив)в)Простое сторожевое устройство охранной сигнализации с использованием датчиков, в роли которых используются микропереключатели типа МП-1, которые размыкаются при надавливании на них, приведено на рис. 11.3 [16]. В это время срабатывает реле К1 и своими контактами включает систему сигнализации, сирену или звонок. Датчики устанавливаются на окнах, дверях жилых и служебных помещений. Они крепятся к стеклу со стороны выключающей кнопки. В устройстве могут быть использованы реле К1 типа РЭС10 или РЭС15. В схеме транзистор VT1 можно взять любой, в зависимости от типа его проводимости необходимо соответствующим образом подключать питание. Питается устройство от любого источника с напряжением от 9 до 18 В. Монтаж устройства может быть проволочным или с использованием печатной платы. В табл. 11.1 приведены основные характеристики микропереключателей типа МП.
Рис. 11.3. Принципиальная схема сторожевого охранного устройства с контактными датчиками
Рис. 11.3. Принципиальная схема сторожевого охранного устройства с контактными датчиками
в)
в)
Внешний вид переключателей типа МП (к табл. 11.1)
Основные характеристики микропереключателей типа МПТаблица 11.1
Вид переключателя
Рисунок внешнего вида
Износоустойчивость (число перекл.)
Коммутация
Характер нагрузки
Ток пост. = Ток перем. ~, А
Напряжение, В
Мощность, Вт
МП-1
а
100 000
=1
= 30
=30
R
50000
-1
-250
-250
50000
=1
=30
= 30
50000
-1
-250
-250
МП-3
а
100 000
=4
= 30
= 70
R
30000
-3
-250
-300
30000
=2
= 30
= 70
30000
-2
-250
-300
МП-5
а
200 000
=4
= 30
= 70
30000
-3
-250
-300
30000
=2
=30
=70
30000
-2
-250
-300
МП-7
б
20000
=0,5
=30
= 15
15000
-0,5
-220
-75
15000
=0,25
= 30
=15
L ""VAT"
15000
-0,25
-220
-75
МП-9
, в
100 000
= 1
= 30
=30
50000
-2
-250
-250
50000
=0,5
= 30
=30
L
50000
-1
-250
-250
МП-10
в
100 000
=4
= 30
=70
30000
-3
-250
-300
30000
=2
=30
=70
30000
-9
-250
-500
МП-11
в
200 000
=4 '
= 30
=70
30000
-3
-250
-300
30000
=2
=30
=70
30000
-2
-250
-300
МП-12
г
10000
0,5
30
15
Минимальная величина коммутируемого напряжения для МП-1... МП-11 в пределах 3 В, для МП-12 в пределах 0,5 В. Меньшая величина напряжения недопустима, т. к. контакт будет ненадежен.
Полное сопротивление контактной пары не более 0,05 Ом. Частота коммутируемого переменного тока 50...400 Гц.
Время срабатывания контактов не более 0,01 с.
Микропереключатель МП-12 предназначен для коммутации постоянного и импульсного напряжений. Частота повторения импульсов не более 500 Гц.
Секретный замок
Секрет открывания этого замка основывается на том, что для его откры
тия необходимо знать величину сопротивления резистора, подключенного к гнездам многоконтактного разъема XS1 (рис. 11.4). В схеме использу-
Рис. 11.4. Принципиальная схема секретного замкаРис. 11.4. Принципиальная схема секретного замкается реле РЭС10 (паспорт РС4 524.302). Конструктивно ключ ХР1 представляет собой штепсель от много/ sai контактного разъема, к которому припаян резистор. ^ gbi Транзистор VT1 может быть Е128 любого типа. Налаживание J заключается в подборе значений резисторов R1 и R2, при которых происходит срабатывание реле К1.
Рис. 11.4. Принципиальная схема секретного замка
Рис. 11.4. Принципиальная схема секретного замка
Электронный камертон
Электронный камертон, схема которого дана на рис. 11.5, может быть ис
пользован для настройки музыкальных инструментов и на уроках пения. В основе конструкции лежит схема генератора звуковой частоты на одном транзисторе с автотрансформаторной связью. При нажатой кнопке SA1
камертон вырабатывает звуковые колебания, высота тона которых устанавливается переменным резистором R1. Резистор R1 позволяет установить диапазон частот около одной октавы. В качестве катушки индуктивности L1 можно использовать первичную обмотку выходного трансформатора, имеющего сечение сердечника около 1,5 см2 от любого радиоприемника. Главное, чтобы катушка содержала около 3000 витков провода ПЭВ 0,08...0,12 и отвод от средней точки. Трансформатор используется в конструкции без сердечника. Для понижения частоты генерируемых колебаний увеличивают емкость конденсатора С2 или вводят в катушку железный сердечник. Уменьшение емкости С2 приводит к повышению генерируемой частоты. В устройстве может быть использован любой ма
ломощный германиевый транзисторломощный германиевый транзисторРис. 11.5. Принципиальная схема электронного камертонаРис. 11.5. Принципиальная схема электронного камертонатипа МП39...МП42Б. Громкоговоритель желательно взять высокоомный типа 0,1 ГД-13 с сопротивлением звуковой катушки 60 Ом, в противном случае можно использовать телефонный наушник ДЭМ-4М. Камертон собирается в пластмассовом корпусе, в котором наружу выведена кнопка включения питания и ось переменного резистора с одетой на нее ручкой. Габариты устройства определяются размерами применяемых деталей.
ломощный германиевый транзистор
ломощный германиевый транзистор
Рис. 11.5. Принципиальная схема электронного камертона
Рис. 11.5. Принципиальная схема электронного камертона
Имитатор соловьиных трелей
Для озвучивания игрушек и различных сцен в самодеятельных спектаклях может пригодиться имитатор пения соловья. Основу схемы имитатора составляет блокинг-генератор, собранный на одном транзисторе типа МП42Б, который имеет две цепи положительной обратной связи (рис. 11.6). Как видно из схемы, одна цепь, определяющая период повторения трелей, включает резисторы RI, R2 и конденсатор С1, другая — определяет частоту основного тона и включает катушку индуктивности L1 и конденсатор СЗ. Желаемое звучание устанавливается переменным резистором R1, имеющим линейный закон изменения сопротивления, и изменением емкости конденсатора С1 (0,022...0,047 мкФ). Тон звучания подбирается изменением емкости СЗ (4,7...33 мкФ). Подбором значения резистора R3 устанавливают рабочую точку транзистора VT1 и реальность воспроизводимого звука. Сопротивление этого резистора зависит от параметров применяемого транзистора и находится в пределах 3,3... 10 кОм.
Рис. 11.6. Принципиальная схема имитатора соловьиных трелейРис. 11.6. Принципиальная схема имитатора соловьиных трелейЕсли необходимо длительное звучание трели, то емкость конденсатора С2 в этом случае 2200 мкФ. Громкоговоритель и выходной трансформатор Т1 могут быть взяты от любого малогабаритного радиоприемника. Для катушки индуктивности L1 можно использовать одну из обмоток согласующего трансформатора того же приемника. Имитатор собирается в деревянном или пластмассовом корпусе, габариты которого зависят от размеров применяемых радиодеталей.
Рис. 11.6. Принципиальная схема имитатора соловьиных трелей
Рис. 11.6. Принципиальная схема имитатора соловьиных трелей
Имитатор соловьиных трелей может быть использован, помимо прочего, в качестве пробника годности транзисторов. В этом случае в схему вместо транзистора необходимо впаять панельку-разъем. Вставляют проверяемый транзистор в гнезда панельки, и если после этого раздалась трель из динамика, то транзистор годный, в противном случае — нет.
Имитатор звуков можно также использовать в качестве сторожевого устройства или сигнализатора наступления рассвета. В первом случае; параллельно резистору R2 включить датчик разрыва, а во втором — вместо резистора R2 установить фоторезистор ФСК-1 или ФСК-3. В любом случае после такой модернизации имитатора звуков, чтобы сделать новое устройство работоспособным, вероятно придется подобрать значения резисторов R1 и R3.
Шаг 12.
Простые радиоприемники
Приемник СВ и ДВ
Особенностью приемника на одном транзисторе является то, что при выключенном питании он работает как детекторный. В этом случае эмиттерный переход транзистора выполняет роль детектора. Это очень удобно, если проводите время на даче или в лесу и нет батареек. В случае подключения к приемнику батарейки, транзистор выполняет еще одну функцию — усилителя звуковой частоты. «Дальнобойность» приемника напрямую зависит от параметров внешней антенны-и качества изготовления катушек индуктивности, в частности, от их добротности. Схема приемника приведена на рис. 12.1. В приемнике может быть применен любой германиевый или кремниевый транзистор, но лучше использовать транзистор КТ3102Б. Режим его работы устанавливается изменением сопротивления резистора R1 до получения максимума громкости принимаемой радиостанции. Катушки индуктивности могут иметь различную конструкцию. Наиболее простая конструкция представляет каркасы из пластмассы или картона диаметром 20 мм и длиной 40 мм, на которых проводом ПЭЛ 0,15...0,25 намотано 80 витков для СВ (L1) и 310 витков для ДВ (L2). Катушку СВ желательно намотать виток к витку, а ДВ можно внавал. В связи с тем, что катушки без сердечников, подгонку их индуктивности можно осуществить, если часть витков катушки (примерно 1/3 от общего количества витков) намотать на подвижном небольшом каркасе, перемещающемся по основному каркасу. Переключатель диапазонов SA1 любого типа. Наушники высокоомные, с сопротивлением катушек 1200 Ом или 2200 Ом. Приемник собирается в пластмассовом или деревянном корпусе, размеры которого зависят от габаритов используемого конденсатора переменной емкости. Монтаж радиокомпонентов приемника можно сделать на монтажной планке.
Рис. 12.1. Принципиальная схема радиоприемника с транзисторным детектором для приема радиовещательных станций СВ и ДВ
Приемник КВ
Приемники для КВ в настоящее время строят, в основном, по супергетеродинной схеме, в меньшей мере по схеме прямого усиления с положительной обратной связью. Связано это в первую очередь с тем, что обеспечить необходимую избирательность с помощью одного входного контура приемника прямого усиления не удается. Невзирая на это, осуществить прием мощных KB-станций на приемник, сделанный и без обратной связи, можно. На рис. 12.2 приведена схема приемника для приема волн 25...49 м. Катушки Ы и L2 содержат по 13 витков провода ПЭЛ-1 0,7, намотанных на каркасе диаметром 15 мм без сердечника в одном направлении. На каркасе катушки размещены друг от друга на расстоянии 5 мм. Дроссель L3 намотан проводом ПЭЛ-1 0,18 в один слой виток к витку по длине корпуса постоянного резистора типа ВС-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. Собирают и монтируют приемник в небольшом корпусе с использованием проволочного монтажа на планке с контактами. Для хорошей работы приемника необходимы внешняя антенна, длиной несколько метров, и заземление. Налаживание приемника производят подбором сопротивления резистора R1 по максимальной громкости принимаемой станции, для удобства его можно заменить переменным резистором.
Рис. 12.2. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления для приема коротких волн
Сверхрегенеративный приемник УКВ
На одном транзисторе можно собрать приемник для приема станций популярного сейчас УКВ диапазона. В приемнике, схема которого приведена на рис. 12.3, использован сверхрегенеративный детектор. Сверхрегенеративный приемник известен давно и, благодаря тому, что позволяет получить достаточно высокую чувствительность при простоте схемы, пользуется популярностью у радиолюбителей. Основной его недостаток — сравнительно низкая избирательность, а отсюда — плохая помехозащищенность. Но для диапазона УКВ подходит, так как здесь станций немного и поэтому удается получить неплохой прием радиостанций как в отечественном диапазоне, так и иностранном.
Рис. 12.3. Принципиальная схема сверхрегенеративного радиоприемника для приема УКВ ЧМРис. 12.3. Принципиальная схема сверхрегенеративного радиоприемника для приема УКВ ЧМпитания через резисторы RI, R2,питания через резисторы RI, R2,Приведенная схема имеет некоторые отличия от классического сверхрегенератора. Она отличается способом получения и подачи на базу транзистора колебаний экспоненциальной формы, обеспечивающих генерацию «вспышек» высокочастотных колебаний. Это достигается использованием базовой RC-цепи, RI, R2, С4. Сразу после включения питания переход база-эмиттер транзистора VT1 имеет большое сопротивление. Такое положение продолжается до момента, пока напряжение на конденсаторе С4, заряжающемся от источника не достигнет порога открывания тран
Рис. 12.3. Принципиальная схема сверхрегенеративного радиоприемника для приема УКВ ЧМ
Рис. 12.3. Принципиальная схема сверхрегенеративного радиоприемника для приема УКВ ЧМ
питания через резисторы RI, R2,
питания через резисторы RI, R2,
зистора. После достижения транзистором некоторого порога усиления начинается генерация высокочастотных колебаний. Ток, проходящий через переход база-эмиттер, разряжает конденсатор С4 и процесс повторяется снова. Как видно, частота «вспышек» высокочастотных колебаний прямо зависит от напряжения питания. .
В приемнике уровень режима сверхрегенеративного приема регулируется изменением емкости подстроечного конденсатора С2. Максимальную чувствительность приемника устанавливают изменением сопротивления резистора R1. Катушки L1 и L2 намотаны проводом ПЭЛ 0,8 на расстоянии друг от друга 3...4 мм на пластмассовом каркасе диаметром 6 мм и содержат 8,5 витков и 2,5 витка, соответственно. Дроссели L3, L4 и L5 содержат по 7...8 витков провода, намотанных виток к витку на таких же каркасах и таким же проводом, что и контурные катушки. Катушки индуктивности необходимо сделать очень аккуратно, так как от этого зависит качество приема. Конструкция приемника может быть аналогична вышеприведенным приемникам. В качестве антенны лучше взять телескопическую антенну от портативного приемника, что даст возможность улучшить прием, подобрать необходимую длину антенны. Для получения громкоговорящего приема радиостанций можно присоединить к приемнику усилитель звуковой частоты. Схема и конструкция более совершенного приемника, имеющего УКВ диапазон, приведена ниже.
Коротковолновый конвертер .
Конвертер представляет собой небольшую приставку, с помощью которой на радиоприемник, имеющий диапазоны длинных или средних волн, можно принимать радиостанции, работающие на коротких волнах. Принципиальная схема конвертера приведена рис. 12.4. Конвертер позволяет принимать радиостанции, работающие в диапазоне 19...49 м. Это по существу преобразователь высокой частоты в промежуточную. Работать он может как с 148
Рис. 12.4. Принципиальная схема конвертера для приема радиостанций в диапазоне коротких волнРис. 12.4. Принципиальная схема конвертера для приема радиостанций в диапазоне коротких волнсупергетеродинными, так и радиоприемниками прямого усиления, имеющими диапазон СВ. Принятый антенной сигнал радиостанции коротких волн поступает на контур L1, С2.1, СЗ и через отвод катушки L1 и разделительный конденсатор С4 поступает на преобразователь частоты. Преобразователь содержит
Рис. 12.4. Принципиальная схема конвертера для приема радиостанций в диапазоне коротких волн
Рис. 12.4. Принципиальная схема конвертера для приема радиостанций в диапазоне коротких волн
один транзистор, который построен по схеме самовозбуждения. Транзистор соединяет в
себе функции смесителя и гетеродина. Гетеродинная часть собрана по схеме с индуктивной обратной связью. Здесь катушка L3 индуктивно связана с контуром L2, С6, С2.2. Настройка входного и гетеродинного контуров на необходимую частоту осуществляется сдвоенным блоком конденсаторов С2.1 и С2.2. Напряжение принятого сигнала поступает на базу транзистора VT1, а напряжение гетеродина — на эмиттер. Вследствие преобразования двух частот на фильтре L4, С7, на нагрузке каскада, выделяется но-
вая преобразованная частота, лежащая в диапазоне средних волн, в данном случае 1 МГц. Необходимый режим работы транзистора устанавливают подбором резистора R1. Антенной конвертера может служить любой многожильный изолированный провод длиной 1...1,5 м или небольшая телеско
пическая антенна, прикрепленная к его корпусу.
Схема конвертера не содержит дефицитных деталей. Катушки-приставки — самодельные. Катушки L1 и L2 наматываются на стандартных малогабаритных каркасах диаметром 7 мм с подстроечными сердечниками 100НН и содержат по 12 витков провода ПЭВ-1 0,41 с отводами от 3 витка. Начало намотки катушек на схеме обозначены точкой. Катушка связи L3 содержит 2...3 витка ПЭЛШО 0,25 и наматывается поверх
Рис. 12.5. Конструкция входной (а) и гетеродинной (б) катушек индуктивности коротковолнового конвертераРис. 12.5. Конструкция входной (а) и гетеродинной (б) катушек индуктивности коротковолнового конвертераL2 между ее началом и отводом. Катушка фильтра промежуточной частоты L4 намотана на картонном каркасе, размещенном на отрезке ферритового стержня с магнитной проницаемостью 400НН, длиной 20...25 мм и диаметром 8 мм. Катушка L4 содержит 60 витков провода ПЭЛШО 0,18...ПЭЛШО 0,25. Конструкция катушек конвертера представлена на рис. 12.5.
Рис. 12.5. Конструкция входной (а) и гетеродинной (б) катушек индуктивности коротковолнового конвертера
Рис. 12.5. Конструкция входной (а) и гетеродинной (б) катушек индуктивности коротковолнового конвертера
Для монтажа деталей конвертера используется печатная плата. Корпус приставки склеивают дихлорэтаном из пластмассы толщиной 2 мм. В корпусе следует предусмотреть отсек для подключения элементов питания. Налаживание конвертера начинают с установки коллекторного тока транзистора VT1. В цепь коллектора (на схеме показана крестиком) включают миллиамперметр. Изменением величины сопротивления резистора R1 устанавливают ток 0,5...0,8 мА. Далее в корпусе закрепляют: плату, конденсатор переменной емкости, выключатель и телескопическую антенну. Когда приставка собрана, производят настройку ее катушек. Настраивают средневолновой приемник на частоту 1 МГц. Приставку располагают возле магнитной антенны приемника, подключают антенну и включают ее питание. Вращая ось конденсаторов переменной емкости приставки, прослушивают станции. Если станции не прослушиваются, необходимо поменять местами выводы подключения катушки L3. Добившись приема станций, вращают подстроечный сердечник катушки L1 до максимальной громкости принимаемой станции. Границы принимаемого коротковолнового диапазона устанавливают, ориентируясь по промышленному приемнику, вращая в ту или иную сторону сердечник катушки L2. На этом налаживание конвертера заканчивается.
УКВ конвертер
УКВ ЧМ вещание в странах СНГ в настоящее время ведется в двух диапазонах: 65,9...74 МГц (отечественный диапазон УКВ) и 88... 108 МГц (европейский диапазон FM). Если в приемнике имеется только отечественный УКВ диапазон, то для того чтобы слушать радиостанции европейского диапазона, рациональнее изготовить конвертер. Такой подход к решению проблемы наиболее доступен малоквалифицированному радиолюбителю, так как не требует модернизации самого приемника. На рис. 12.6 представлена схема простого УКВ конвертера, позволяющего принимать программы радиостанций европейского диапазона на радиоприемник с диапазоном 65,9...74 МГц, и наоборот [17]. Особенностями конвертера является то, что он позволяет принимать станции обоих УКВ диапазонов и подключается к антенне и общему проводу — «земле» ра-
Рис. 12.6. Принципиальная схема УКВ конвертера для приема радиостанций диапазона 88...108 МГц на УКВ-приемник с диапазоном 65,9...74 МГц
диоприемника, причем антенна приемника служит одновременно и антенной конвертера.
Конвертер состоит из пассивного смесителя на диоде VD1 и гетеродина с фиксированной частотой на транзисторе VT1, перестройка по диапазону производится основным радиоприемником. Сигнал радиостанции поступает от антенны WA1 на катод диода VD1, а колебания гетеродина ГГет — на анод диода. В смесителе образуется сетка комбинационных частот, в том числе сигналы с частотами fyKB + frET, Гж - frET, которые выделяются, соответственно, приемниками с диапазонами FM или УКВ. Таким образом, любой радиовещательный приемник с ультракоротковолновым диапазоном способен принимать радиостанции двух диапазонов. Недостатком конвертера является отсутствие настраиваемой на радиостанцию входной цепи, что несколько ухудшает чувствительность устройства. При использовании с радиоприемником низкого класса с неперестраи- ваемой широкополосной входной цепью этот недостаток не так заметен. Однако, при значительном уровне сигнала в месте приема этот недостаток с лихвой окупается простотой конструкцией конвертера.
Гетеродин конвертера выполнен на германиевом транзисторе по схеме емкостной трехточки. Контур гетеродина соединен «холодным» концом с минусом источника питания, что позволило исключить катушку связи и тем самым упростить устройство. Для снижения зависимости генерируемой частоты от качества источника питания, в схеме используется параметрический стабилизатор на четырех кремниевых диодах, включенных в прямом направлении.
В конвертере транзистор VT1 может быть типа П401, П402, П403, П416, П422, ГТ308, ГТ309, ГТ346 и иметь коэффициент усиления 60...80. Можно также применить и транзистор обратной проводимости, например, КТ315Б, но тогда нужно поменять полярность подключения источника питания на обратную и в другом направлении включить диоды стабилизатора. Диод VD1 — любой германиевый высокочастотный типа ДЗП, Д18, Д20; диоды VD2...VD5 — любые кремниевые типа Д220, Д223, КД102, КД103, КД522 или стабилитрон КС 133. Конденсаторы С2, СЗ типа КТ серого или синего цвета. Конденсаторы С1, С4, С5, С6 — любые малогабаритные. Катушка L1 намотана на керамическом каркасе диаметром 4 мм (корпус от резистора ВС мощностью 0,5 Вт) и содержит 30...35 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм. Катушка L2 бескаркасная, намотана проводов ПЭВ-1 диаметром 0,6 мм на оправке диаметром 5 мм и содержит 2 + 9 витков. Все Детали конвертера монтируют на небольшой печатной плате, вырезанной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.
Настройка конвертера производится в такой последовательности. Включают питание конвертера и подбором сопротивления резистора R4 устанавливают ток, потребляемый от источника питания, равным 5 мА. Затем, подключив конвертер к приемнику с антенной, проверяют наличие Приема станций нового диапазона, прием станций этого диапазона долж-
на пропадать при касании пальцем корпуса транзистора гетеродина. Изменением сопротивления резистора R3 добиваются максимально громкого и неискаженного приема при минимальных шумах и искажениях. Сдвигая или раздвигая витки катушки L2, добиваются равномерного размещения станций основного и преобразованного диапазонов в зависимости от радиообстановки, чтобы они принимались без взаимных помех. Поскольку система радиоприемник-конвертер обладает значительным усилением, то возможно появление микрофонного эффекта, выражающегося в «позванивании» при перестройке. Для его устранения и исключения изменения параметров контура при вибрации, после окончательной настройки внутрь катушки L2 следует поместить полоску поролона и пропитать поролон расплавленным парафином горящей свечи, Расплавленным парафином также фиксируют конденсаторы С2 и СЗ. Плату конвертера крепят к корпусу радиоприемника через резиновую или поролоновую прокладку.
Если в месте приема в каждом из УКВ диапазонов работает несколько станций, то с целью удобства эксплуатации конвертера, к контуру гетеродина следует подключить конденсатор переменной емкости (КПЕ) 5...20 пФ, а емкость конденсатора СЗ уменьшить до 36 пФ. В этом случае появляется возможность отказаться от настройки на радиостанции основным приемником, а производить настройку только с помощью установленного переменного конденсатора. Заметим, что введенный в конвертер переменный конденсатор определяет габаритные размеры устройства.
Шаг 13.
Маломощные домашние радиопередатчики
В нашей стране уже сложилась практика, допускающая изготовление без разрешения Госинспекции электросвязи передающей аппаратуры небольшой мощности, не превышающей несколько десятков милливатт. Радиус действия таких передатчиков составляет всего несколько десятков метров на открытом месте. Применяется такая аппаратура для различных целей: для радиоуправления моделями, переговорных устройствах внутри квартиры, дистанционного прослушивания плейеров и т.д. Схемы таких маломощных передатчиков содержат всего несколько транзисторов (от одного до пяти).
Передатчик УКВ-ЧМ на одном транзисторе
Передатчик имеет дальность действия 10... 15 м, что позволяет осуществлять передачи в пределах квартиры. Его можно использовать для трансляции звукового сопровождения телевизора на УКВ приемник (66...74 МГн) с наушниками и тем самым смотреть передачи, не мешая окружающим-
Если передатчик присоединить к линейному выходу плейера, то можно прослушивать магнитные записи на УКВ .приемник.Передатчик представляет собой автогенератор малой мощности и собран на кремниевом высокочастотном транзисторе типа КТ315 (рис. 13.1). Потребляемый ток передатчиком составляет околоЕсли передатчик присоединить к линейному выходу плейера, то можно прослушивать магнитные записи на УКВ .приемник.Передатчик представляет собой автогенератор малой мощности и собран на кремниевом высокочастотном транзисторе типа КТ315 (рис. 13.1). Потребляемый ток передатчиком составляет околосзсз0.1 мк0.1 мкR1*С1 30kХР1 °'22мкR1*С1 30kХР1 °'22мк№№L1 WA1С6 \|/ 5.6 УL1 WA1С6 \|/ 5.6 УSA1SA1К линейному выходу телевизора или плейераК линейному выходу телевизора или плейера4...154...15VT1 КТ315VT1 КТ315=4=02 [ 0.01 мк=4=02 [ 0.01 мкI GB1 9ВI GB1 9ВРис. 13.1. Принципиальная схема передатчикаУКВ-ЧМ на одном транзистореРис. 13.1. Принципиальная схема передатчикаУКВ-ЧМ на одном транзисторе
Если передатчик присоединить к линейному выходу плейера, то можно прослушивать магнитные записи на УКВ .приемник.
Передатчик представляет собой автогенератор малой мощности и собран на кремниевом высокочастотном транзисторе типа КТ315 (рис. 13.1). Потребляемый ток передатчиком составляет около
Если передатчик присоединить к линейному выходу плейера, то можно прослушивать магнитные записи на УКВ .приемник.
Передатчик представляет собой автогенератор малой мощности и собран на кремниевом высокочастотном транзисторе типа КТ315 (рис. 13.1). Потребляемый ток передатчиком составляет около
сз
сз
0.1 мк
0.1 мк
R1*
С1 30k
ХР1 °'22мк
R1*
С1 30k
ХР1 °'22мк
№
№
L1 WA1
С6 \|/ 5.6 У
L1 WA1
С6 \|/ 5.6 У
SA1
SA1
К линейному выходу телевизора или плейера
К линейному выходу телевизора или плейера
4...15
4...15
VT1 КТ315
VT1 КТ315
=4=02 [ 0.01 мк
=4=02 [ 0.01 мк
I GB1 9В
I GB1 9В
Рис. 13.1. Принципиальная схема передатчикаУКВ-ЧМ на одном транзисторе
Рис. 13.1. Принципиальная схема передатчикаУКВ-ЧМ на одном транзисторе
1 мА. Питается устройство от источника постоянного напряжения 9 В, например, батареи типа «Крона». В автогенераторе осуществляется частотная модуляция колебаний электрическими сигналами, поступающими от модулятора, каким является, например, УЗЧ телевизора, на базу транзистора VT1. Передатчик собирается на монтажной планке и помещается в корпус. Антенну лучше использовать телескопическую, это позволит подобрать оптимальную длину антенны для качественной передачи радиоволн при настройке передатчика. Частота передачи устанавливается конденсатором С4, а устойчивая генерация — С5. Катушка L1 бескаркасная и имеет 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,56 мм. Диаметр намотки — 4 мм, длина намотки — 12 мм. Передатчик настраивают следующим образом: включают УКВ приемник и устанавливают его указатель настройки в том месте диапазона, где не прослушиваются радиостанции. Затем включают передатчик, подключенный к линейному выходу плейера, конденсатор С5 устанавливают в среднее положение и, вращая конденсатор С4, добиваются прослушивания магнитной записи в радиоприемнике. В противном случае раздвигают или сжимают витки катушки и изменяют длину антенны. Изменяя емкость конденсатора С5, добиваются неискаженной передачи сигнала. При трансляции звукового сопровождения телепередач сигнал снимают в телевизоре с гнезда для подключения наушников. Для этого придется приобрести штеккер соответствующего диаметра и припаять к нему соединительные провода. Свободные концы такого удлинителя можно припаять к разъему ХР1.
Передатчик видеосигналас видеомагнитофона на телевизор
Если несколько изменить схему передатчика, представленную на рис. 13.2, то появляется возможность передачи видеосигнала, например, с видеомагнитофона на телевизор (рис. 13.2) [18]. Передатчик подключают непосредственно к видеомагнитофону, что исключает необходимость иметь видеовход на телевизионном приемнике.
Рис. 13.2. Принципиальная схема передатчика видеосигнала с видеомагнитофона на телевизорРис. 13.2. Принципиальная схема передатчика видеосигнала с видеомагнитофона на телевизорПередатчик собран на одном транзисторе VT1 типа КТ603Г. Вместо транзистора КТ6ОЗГ можно использовать аналогичный с любым буквенным индексом, либо КТ608Б. Катушка L1 бескаркасная и имеет 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм рядовой намотки виток к витку. Диаметр катушки — 7...8 мм. Передатчик собирают на небольшой печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.
Рис. 13.2. Принципиальная схема передатчика видеосигнала с видеомагнитофона на телевизор
Рис. 13.2. Принципиальная схема передатчика видеосигнала с видеомагнитофона на телевизор
Передатчик, собранный из исправных деталей, начинает работать сразу. В случае отсутствия генерации необходи
мо проверить напряжение на эмиттере транзйстора VT1, напряжение на нем должно быть на 0,6...0,8 В меньше, чем на базе. При наладке передатчика добиваются максимальной мощности излучения в антенну путем подбора сопротивления резистора R5 в пределах 100...510 Ом, при котором ток в точке А должен находиться в пределах 30...35 мА. Для питания передатчика желательно пользоваться стабилизированным источником питания. Антенна может быть, например, типа телескопической. После настройки передатчик желательно поместить в металлический корпус, что позволит снизить влияние на его работу внешних радиопомех.
Передатчик настраивают на частоту одного из свободных от телевизионного вещания каналов (например, 1...5 канала). Подстройка осуществляется с помощью подстроечного конденсатора С4, которым добиваются захвата немодулированного сигнала. Точная настройка передатчика производится резистором R1. Сигнал от видеомагнитофона подается на вход передатчика в цепь эмиттера транзистора через резистор R6 и конденсатор С9. Промодулированный сигнал с коллектора поступает на колебательный контур LI, С4 и далее через конденсатор С5 в антенну WA1.
Передатчик можно использовать также совместно с персональным компьютером, имеющим видеовыход.
• 13.3. Радиомикрофон
Радиомикрофон представляет собой электронное устройство, которое позволяет передавать звуковой сигнал на расстояние, не пользуясь при этом традиционным кабелем. Такой подход к передаче сигнала значительно расширяет технические возможности существующей аппаратуры. Он может оказаться полезным во время концертов, тематических вечеров и т.д.
Радиомикрофон собран на двух транзисторах (рис. 13.3). Он работает в диапазоне 66...74 МГц и его дальность действия составляет около 50 мВ схеме транзистор VT1 выполняет функции модулятора, a VT2 — гене-
с радиусом действия около 50 м
ратора, Генератор вырабатывает высокочастотное напряжение, которое поступает в антенну WA1, а модулятор изменяет частоту этого напряжения в небольших пределах в такт с речью говорящего перед микрофоном. Частота ВЧ напряжения зависит от частоты резонанса контура катушки L1, конденсаторов С4...С6 и емкости диода VD1, которая изменяется в такт величине приложенного обратного напряжения. Для работы генератора используется положительная обратная связь, которая осуществляется через конденсаторы С5 и С6 на эмиттер транзистора VT2.
Детали радиомикрофона монтируются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, а конденсаторы — К10-17. Катушка передатчика L1 содержит шесть витков провода ПЭВ-2 00,2...0,5 мм, намотанных на оправке 06 мм. В конструкции использован высокоэффективный малогабаритный электретный микрофон типа МКЭ-3. Настройка радиомикрофона производится аналогично предыдущему передатчику. Если в одном корпусе разместить радиомикрофон и УКВ радиоприемник, то получится простая радиостанция.
Малогабаритная радиостанция типа «Д»
Среди разрешенных типов радиостанций личной связи есть так называемый тип «Д» — детские переговорные устройства. Для них выделена частота 27,140 МГц при мощности передатчика 10 мВт и амплитудной модуляции с полосой частот 300...3000 Гц.'
Малогабаритная радиостанция с кварцевой стабилизацией
Схема радиостанции типа «Д» с дальностью не менее 80 м представлена на рис. 13.4 [19]. В передатчике и приемнике используется один и тот же каскад ВЧ на транзисторе VT1. При приеме он работает в режиме сверхрегенерации, а при передаче — в режиме непрерывной генерации с кварцевой стабилизацией частоты и коллекторной модуляцией. Рассмотрим отдельно режимы работы радиостанции. В режиме приема принятый антенной WA1 сигнал через удлиняющую катушку L1 и антипара- зитный резистор R1 поступает на катушку связи L2 сверхрегенеративного Детектора — транзистор VT1. По постоянному току режим транзистора
Рис. 13.4. Принципиальная схема малогабаритной радиостанции типа «Д»
задается базовым делителем R6, R8 и резисторами R4 и R2, которые вместе с конденсаторами С5 и С2 задают частоту гашения. Элементами контура L3 и С1 производится настройка детектора на требуемую частоту. Электрическая цепь, состоящая из СЗ, R5 и С7, задает глубокую положительную обратную связь. Во время вспышки из-за увеличения коллекторного тока транзистора VT1 С2 немного разряжается, а С5 подзаряжается. Это приводит к снижению тока VT1 и срыву генерации. После этого через резисторы R2 и R4 происходит подзарядка С2 и разрядка С5. Подзарядка происходит до тех пор, пока коллекторный ток VT1 не достиТнет того значения, при котором образуется очередная вспышка. Осциллограммы в характерных точках приемника показаны на рис. 13.5.0. С конденсатора С2 продетектированный сигнал вместе с пилообразным сигналом гашения через конденсатор С4 поступает на регулятор громкости R3. Далее сигнал проходит через фильтр низкой частоты, собранный на R14, С13...С15, который обрезает частоту гашения, полезный сигнал звуковой частоты поступает на УЗЧ. Усилитель 34 собран на двух транзисторах VT2 и VT3. Выходной каскад работает в классе А при токе коллектора около 20 мА. Динамическая головка ВА1 включена в оконечный каскад УЗЧ через выходной трансформатор Т1.
В режиме передачи происходит рост коллекторного тока VT1, т.к. его базовое смещение определяется резистором R7, а цепь положительной
а)
и
Напряжение на L2(прием)
амплитуда ~®
Вспышки генератора
U
Напряжение на С2 (прием)
3...5В
Рис. 13.5. Осциллограммы в характерных точках приемника и передатчика
обратной связи замыкается через ZQ1 и С6...С8. Питание на коллектор VT1 подается через первичную обмотку трансформатора Т1. В данном случае транзистор VT1 переходит в режим устойчивой генерации с кварцевой стабилизацией частоты. Динамическая головка ВА1 через резистор R15 подключается к базе VT3. При таком включении ВА1 удается получить амплитуду НЧ напряжения на коллекторе VT2 1...2 В, что является достаточным для эффективной модуляции высокочастотного сигнала, вырабатываемого передатчиком на VT1. Кнопка SA2 служит для передачи сигнала вызова или азбуки Морзе. При нажатии кнопки УЗЧ возбуждается на частоте 1000 Гц. На рис. 13.5.6 приведены осциллограммы в характерных точках передатчика.
В радиостанции в основном использованы промышленные радиодетали. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменный резистор R3 любого типа малогабаритный с выключателем. Электролитические конденсаторы С9, СП типа К50-6, С4, С13 — К53-19, остальные конденсаторы — К10-17. Транзистор VT1 можно заменить другим высокочастотным транзистором типа n-p-п, имеющим граничную частоту 500... 1000 МГц. В качестве транзисторов VT2, VT3 подойдут любые кремниевые транзисторы соответствующей проводимости. Транзистор VT2 должен иметь коэффициент передачи по току не менее 300. В качестве трансформатора Т1 можно использовать выходной трансформатор от любого карманного
радиоприемника. Динамическая головка ВА1 может быть любая малогабаритная. Антенна WA1— телескопическая, длиной около 1 м. Переключатель режима работы SA1 типа ПКнбН или П2К, кнопка SA2 — любая без фиксации.
Самодельными деталями радиостанции являются катушки индуктивности. Катушка L1 бескаркасная и имеет 25 витков провода ПЭЛ 0,5, намотанных на оправке 06 мм. Катушки L2 и L3 намотаны на пластмассовом каркасе 06 мм, имеющем подстроечный сердечник М50НН 2,8x12. Катушка L3 содержит 18 витков провода ПЭЛ-0,36, a L2 намотана поверх катушки L3 и содержит 4 витка провода той же марки. Детали радиостанции распаиваются на печатной плате.
Рис. 13.6. Рекомендуемый монтаж деталей высокочастотного тракта радиостанцииРис. 13.6. Рекомендуемый монтаж деталей высокочастотного тракта радиостанцииНаиболее критичными к взаимному расположению элементов являются ВЧ генератор на VT1 и переключатель SA1. Рекомендованное их расположение показано на рис. 13.6. Расположение остальных радиодеталей на плате не особенно критично.
Рис. 13.6. Рекомендуемый монтаж деталей высокочастотного тракта радиостанции
Рис. 13.6. Рекомендуемый монтаж деталей высокочастотного тракта радиостанции
Настройка радиостанции начинается с радиоприемника. Вращением сердечника катушки L3, добиваются появления в динамике ВА1 характерного шума сверхрегенератора. Если этого не удается достигнуть, то подбирают емкость СЗ. После появления режима сверхрегенерации проверяют ее сохранность при питании 7...9 В и различной длине антенны WA1. Иногда может потребоваться подобрать более точнее значение резистора R6.
Для настройки контура L3, С1 используют образцовую радиостанцию,
имеющую диапазон 27,140 МГц в режиме передачи. Вращая сердечник катушки L3, пытаются настроиться на сигнал образцовой радиостанции. На этом настройка радиостанции заканчивается.
Малогабаритная бескварцевая радиостанция
Малогабаритную радиостанцию типа «Д», при отсутствии кварца и низкочастотного трансформатора, можно собрать по схеме, представленной на рис. 13.7. Технические характеристики радиостанции в этом случае такие:
рабочая частота27,14МГц;
мощность передатчика в антенне10мВт;
чувствительность приемникане хуже 10 мкВ; модуляциячастотная;
дальность связинеменее 300 м;
ток потребления:
в режиме приема8 мА,
в режиме передачи30 мА;
антеннаспиральная.
Рис. 13.7. Принципиальная схема малогабаритной радиостанции без кварцевой стабилизации ВЧ-генератора
Схема данной радиостанции отличается от предыдущей (см. рис. 13.6) тем, что ее усилитель 34 собран на микросхеме DA1 К157УД1 и генератор не имеет кварцевой стабилизации. В принципе, в. усилителе 34 можно использовать любую имеющуюся у радиолюбителя микросхему, представляющую собой усилитель мощности звуковой частоты. Нужно заметить, что отсутствие кварцевой стабилизации генератора несколько снижает его стабильность генерирования высокочастотных колебаний, из-за влияния временного фактора и температуры окружающей среды. В связи с этим возможен уход частоты настройки и ее необходимо будет постоянно подстраивать.
В радиостанции используются те же типы коммутационных элементов, постоянных резисторов и конденсаторов, что и в предыдущей конструкции. В генераторе радиостанции используется транзистор VT1 т*ипа КТ315Б, который при необходимости можно заменить на транзистор КТ315 с любой имеющейся буквой. Конденсатор С5 предназначен для коррекции рабочей частоты на приеме, т.к. при изменении питающего напряжения транзистора VT1 меняются межэлектродные емкости транзистора, что вносит сдвиг частоты на приеме. В качестве этого конденсатора используется керамический подстроечный конденсатор типа КПК-М или другой подобный емкостью 4... 15 пФ. Катушки L1 и L2 намотаны на полистирольном каркасе диаметром 7,5...8 мм и содержат, соответственно, 3 и 8 витков провода ПЭВ диаметром 0,4 мм. Расстояние между катушками должно быть примерно 3 мм.
Радиостанция собирается на небольшой печатной плате, вырезанной из листового стеклотекстолита.
Антенна WA1 может быть телескопической длиной около 0,5 м, но лучше использовать спиральную антенну конструкции Стасенко. Антенна изготавливается следующим образом. Берут кусок кабеля, например, РК50 длиной 200 мм, с внутренней полиэтиленовой изоляцией диаметром 7 мм. Удаляют оплетку и вытягивают плоскогубцами центральную медную жилу. На получившийся полиэтиленовый стержень, на длину 160 мм, плотно наматывают виток к витку провод ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм. Один конец полиэтиленового стержня вместе с концом обмотки вплавляют разогретым паяльником в соединитель СР-50-74ПВ таким образом, чтобы потом можно было конец обмотки припаять к центральному контакту. Другой же конец намотанной катушки временно закрепляют, например, изолентой или резиновым кольцом. После этого антенну подключают к передатчику и настраивают. Настройка антенны заключается в отматывании от обмотки 1...3 витков и получения максимума ее излучения. Контроль максимума излучения ведут с помощью индикатора напряженности поля, описанного в п. 22.2. Достигнув требуемого результата, закрепляют конец провода на полиэтиленовом стержне с помощью разогретого паяльника. Верх антенны закрывают колпачком из изоляционного материала.
Настройка радиостанции начинается с УЗЧ, с проверки его работоспособности. Если радиостанция включена на прием, то в динамической головке должен прослушиваться характерный низкочастотный шум. Если коснуться одного из выводов конденсатора С12 металлической отверткой, то в динамике должен раздаться гул. Все это говорит об исправности УЗЧ. При настройке высокочастотной части главное — правильно выбрать номинал резистора R2, т.к. он определяет режим сверхрегенерации и определяет рабочую точку передатчика (т.е. излучаемую мощность). Частота гашения задается цепочкой С8, R5 и при необходимости может быть изменена.
Передатчик желательно настраивать по индикатору поля подстройкой С1. Выходную мощность можно несколько увеличить, если сблизить катушки L1 и L2. При этом нужно помнить, что слишком сильная связь между катушками может сорвать режим сверхрегенерации. Резистор R1 определяет уровень сигнала НЧ на базе VT1, а следовательно^ и девиацию частоты передатчика.
P.S. В связи с расширением использования в повседневной жизни большого количества самой разнообразной радиоэлектронной аппаратуры, имеющей источники электромагнитного излучения, в России было принято несколько постановлений по этому вопросу. В частности, «Особые условия приобретения радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств» (утверждены постановлением Правительства РФ 17 июля 1996 г. №832), Федеральный закон «О связи» и др. В соответствии с действующим законодательством для покупки радиоизлучающих устройств необходимо получить разрешение Государственного надзора за связью в
РФ (главного управления или его территориальных органов). Из бытовой аппаратуры, содержащей в явной форме радиопередающие устройства, не надо получать разрешения только для бесшнуровых телефонов, работающих в полосах частот 814...815 МГц, и 904...905 МГц с мощностью не более 10 мВт, для детских радиопереговорных устройств и радиоуправляемых игрушек, работающих в полосе частот 26975.„27283 кГц с мощностью излучения не более 10 мВт. С 1994 г. в диапазоне 27 МГц (диапазон персональной связи) разрешено пользоваться полосой частот 26970...27860 кГц отдельным гражданам и юридическим лицам для разработки, серийного производства, закупки и эксплуатации радиостанций с мощностью излучения не более 10 Вт. Для работы на этих частотах Главгоссвязьнадзор оформляет разрешение по упрощенной процедуре.
Шаг 14.
Простые самодельные приборыдля проверки радиодеталей
Найти неисправность в радиоэлектронном устройстве, собранном на одном транзисторе, несложно. Если устройство не работает, то в первую очередь необходимо проверить годность транзистора и если нужно, заменить его. Сложнее найти неисправность, когда устройство содержит несколько транзисторов. Для облегчения поиска неисправностей в устройствах, содержащих два и более транзисторов, необходимо перед их монтажом проверить годность полупроводниковых приборов. На первых порах достаточно иметь несложные приборы для проверки радиокомпонентов.
Пробники годности маломощных транзисторовс различным типом индикации
Пробник, схема которого приведена на рис. 14.1, позволяет ответить на вопрос: исправен или неисправен транзистор. Об исправности любого из транзисторов пробника свидетельствует изменение свечения лампочки ELI при изменении сопротивления переменного резистора R2. Если же лампочка не горит или ее свечение не меняется при любом положении оси переменного резистора R2, то это говорит о том, что проверяемый транзистор является негодным. Пользуются пробником следующим образом: зная, что транзистор VT1 заведомо исправен, подключив проверяемый транзистор к пробнику и вращая ось резистора R2, добиваются максимального свечения лампочки- ELI. Если при проверке нескольких транзисторов оказалось, что у одного транзистора лампочка загорается при большей величине сопротивления резистора R2, чем у других, то это свидетельствует о его большем коэффициенте усиления по сравнению с
Рис. 14.1. Принципиальная схема пробника со световой индикацией для проверки маломощных транзисторовРис. 14.1. Принципиальная схема пробника со световой индикацией для проверки маломощных транзисторовРис. 14.2. Принципиальная схема пробника со звуковой сигнализацией для проверки маломощных транзисторовРис. 14.2. Принципиальная схема пробника со звуковой сигнализацией для проверки маломощных транзисторовдругими. Пробником можно проверять транзисторы различной проводимости при условии, что один транзистор исправен. В связи с этим целесообразно сделать гнездо для подключения транзистора VT1. Детали пробника монтируются в небольшой коробочке, на боковые стороны которой устанавливают выключатель питания, гнезда для подключения транзисторов, выводят ось переменного резистора и делают отверстие для наблюдения за свечением лампочки. В некоторых случаях бывает более удобнее иметь пробник со звуковой сигнализацией о годности транзистора. Схема такого пробника приведена на рис. 14.2. Схема представляет собой простой генератор звуковой частоты. Если подключенный к пробнику проверяемый транзистор VT1 исправен, то в наушниках слышен звук высокого тона, если нет, то звук отсутствует.
Рис. 14.1. Принципиальная схема пробника со световой индикацией для проверки маломощных транзисторов
Рис. 14.1. Принципиальная схема пробника со световой индикацией для проверки маломощных транзисторов
Рис. 14.2. Принципиальная схема пробника со звуковой сигнализацией для проверки маломощных транзисторов
Рис. 14.2. Принципиальная схема пробника со звуковой сигнализацией для проверки маломощных транзисторов
Пробник для проверки тринисторови мощных транзисторов
Пробник для проверки мощных биполярных транзисторов любой структуры можно построить на основе схемы, приведенной на рис. 14.3 [20]. Методика проверки годности транзистора пробником несложна. При подключении транзистора любой структуры к зажимам XL..ХЗ образуется своеобразный ключ, который срабатывает при определенном токе базы. При замкнутых контактах SA1 ток базы регулируется резистором R1. В момент достижения током базы определенного значения транзистор открывается и загорается контрольная лампочка ELI. По положению движка в этом случае можно судить о коэффициенте передачи транзистора. Полярность источника питания устанавливается в зависимости от типа структуры проверяемого транзистора. Питание к пробнику подключают выключателем SB1 на небольшой промежуток времени, чтобы не испортить транзистор из-за перегрева. Выключателем SB2 подключают базу к резистору R1, только когда движок находится в крайнем правом положении, в противном случае велика вероятность выхода из строя транзистора. При отключенном положении
Рис. 14.3. Принципиальная схема пробника для проверки тринистров и мощных транзисторов
контактов выключателя SB1 производится проверка участка транзистора коллектор-эмиттер. При исправном участке лампочка ELI не зажигается, что свидетельствует о том, что участок не пробит.
Пробник годится и для проверки тринисторов типа КУ201, КУ202. В этом случае анод тринистора подсоединяют к зажиму XI, управляющий электрод — к Х2, катод — к ХЗ. В этом случае, переключатель SB1 должен находиться в положении «n-р-р», чтобы на анод и управляющий электрод подавалось плюсовое (по отношению к катоду) напряжение, а контакты SA1 — разомкнуты. Если при нажатии кнопки SB2 лампочка ELI не загорается, то тринистор исправен, в противном случае — неисправен. При годном тринисторе выключателем SA1 подключают переменный резистор R1 и вращением его движка из крайнего правого положения по схеме добиваются зажигания лампочки, свидетельствующей об открывании тринистора. Пробник собран из распространенных деталей, резистор R1 типа СП-1, R2— МЛТ-0,25, выключатели SB1 — П2К, а SB2 — тумблер ТВ2-1, зажимы для выводов деталей типа «крокодил». Все детали с батареей питания размещаются в соответствующем корпусе.
Универсальный пробник проверки транзисторов
Пробник, схема которого приведена на рис. , 14.4, позволяет проверять как биполярные, так и полевые транзисторы разной структуры, малой и средней мощности [21]. Схема пробника представляет собой генератор звуковой частоты, в котором колебания возникают благодаря обратной связи между первым затвором и истоком. Для увеличения обратной связи использован повышающий трансформатор Т1, так как коэффициент передачи каскада с таким включением транзистора меньше единицы. Подключив к зажимам испытываемый транзистор, прослушивают колебания генератора через наушники. Вращением оси резистора R5 добиваются устойчивой генерации, если же она отсутствует, то необходимо поменять местами выводы подключения первичной обмотки I трансформатора Т1. В зависимости от структуры транзистора, переключателем SA1 устанавливают нужную полярность подключения источника питания. В
Рис. 14.4. Принципиальная схема универсального пробника проверки транзисторов •
конструкции пробника используется согласующий трансформатор от любого промышленного карманного приемника или радиоконструктора «Мальчиш». При самостоятельном изготовлении трансформатора для сердечника используются стандартные пермаллоевые пластины типа 1114x8, обмотка I содержит 2150 витков, а обмотка И — 320x2 витков. Обе обмотки наматываются проводом ПЭТВ-2 0,06. Головной телефон BF1 — малогабаритный сопротивлением 50... 1200 Ом, например, ТА-2, ТМ-3 или капсюль ТА-56А. Пробник собирают в небольшой пластмассовой коробочке, на верхней крышке устанавливают гнезда для подключения транзисторов и кнопки включения и переключения полярности источника питания, а на одной из боковых сторон — гнездо для подключения наушников и переменный резистор R5. При проверке выводы биполярных транзисторов подключаются к следующим зажимам: эмиттер — XS5, база — XS2, коллектор — XS4, а полевых транзисторов типа КЛЮЗ, КП302: исток — XS5, затвор — XS3, сток — XS4.
Приборы обнаружения короткозамкнутыхвитков в катушках индуктивности
При изготовлении в радиолюбительских условиях контурных катушек, высоко- и низкочастотных трансформаторов и дросселей, в обмотках могут появиться короткозамкнутые витки, которые резко уменьшают их добротность и отрицательно сказываются на работе всего устройства. Для контроля произведенной намотки катушки индуктивности служит прибор, схема которого приведена на рис. 14.5 [22]. Прибор представляет собой генератор звуковой частоты, который работает в режиме непрерывного генерирования. Его генерация, вплоть до срыва, регулируется резистором R1. Индикатором наличия генерации служит светодиод HL1, а также слышимый при этом звуковой сигнал в виде тонкого писка. Если надеть испытываемую катушку с короткозамкнутым витком на ферритовый стержень прибора, то произойдет срыв 164
Рис. 14.5. Прибор для проверкиРис. 14.5. Прибор для проверкикороткозамкнутых витковкороткозамкнутых витков
Рис. 14.5. Прибор для проверки
Рис. 14.5. Прибор для проверки
короткозамкнутых витков
короткозамкнутых витков
генерации, светодиод погаснет, сигнализируя о наличии в катушке короткозамкнутых витков. Причиной появления короткозамкнутых витков могут быть: некачественная намотка, повреждение изоляции, «перехлест» витков и т.д.
Все катушки прибора намотаны на ферритовом стержне марки 400НН диаметром 8 мм,
длиной 120...160 мм и содержат следующее количество витков: L1 — 60 витков провода ПЭВ-1 0,2; L2 — 55 и L3 — 220 витков провода ПЭВ-1 0,35. Катушки L2 и L3 намотаны в один слой на ферритовый стержень, a L1 намотана на картонной гильзе, которая способна перемещаться по катушке L2 при подбо
ре максимального свечения светодиода. Указанный на схеме транзистор можно заменить на ГТ402 с любой буквой или на П213...П216 с любым индексом. Постоянный резистор R2 типа МЛТ-0,5, а переменный резистор R1 — СПО-0,5. Кнопка SB1 может быть любой малогабаритной с нормально разомк
нутыми контактами. Питание прибора осуществляется от трех гальванических элементов типа 316. Все детали прибора монтируются на печатной плате размером 40x40 мм, вырезанной из листового одностороннего фольгированного стеклотекстолита (рис. 14.6). Плата вместе с источником питания помещается в подходящий пластмассовый корпус. Ферритовый стержень закрепляется в корпусе таким образом, чтобы одна его половина с катушками находилась в корпусе, а вторая — из него выступала. Возможен случай, когда при короткозам
кнутом витке в катушке не происходит срыва генерации, хотя свечение светодиода понижается, а частота генерации повышается, что ощутимо на слух. Этот случай характерен при проверке катушек, обмотки которых намотаны тон-
Рис. 14.6. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) прибора для проверки короткозамкнутых витков
Универсальный генератор-пробник
SA1SA1—»ХР1GB1 2,5В 2*Д-0,06-*ХР2—»ХР1GB1 2,5В 2*Д-0,06-*ХР2Рис. 14.7. Принципиальная схема универсального генератора-пробникаРис. 14.7. Принципиальная схема универсального генератора-пробникаУ радиолюбителя среди сложных приборов должен быть обязательно простой универсальный пробник, позволяющий производить настройку и отыскивать неисправности в аппаратуре в различных экстремальных условиях. На рис. 14.7 представлена схема генератора-пробника. Как видно из схемы, трансформатор создает сильную положительную обратную связь между коллекторной и базовой цепями транзистора VT1. При этом в схеме возникают колебания сложной формы, имеющие вид периодических остроконечных импульсов. Основная частота колебаний лежит в пределах слышимого звукового диапазона 1,5...3 кГц, а гармоники настолько сильны, что занимают полосу частот вплоть до коротковолнового диапазона. Выходное напряжение генератора составляет 1 В. Для питания пробника могут быть использованы два аккумулятора типа Д-0,06 или две батарейки «таблетки», используемые в часах и калькуляторах.
SA1
SA1
—»ХР1
GB1 2,5В 2*Д-0,06
-*ХР2
—»ХР1
GB1 2,5В 2*Д-0,06
-*ХР2
Рис. 14.7. Принципиальная схема универсального генератора-пробника
Рис. 14.7. Принципиальная схема универсального генератора-пробника
В генераторе могут быть использованы транзисторы р-п-р, например, типа МП39...МП42 с любой буквой или КТ361. Можно использовать и транзисторы п-p-n типа КТ315 и им подобные, но тогда следует изменить полярность включения источника питания на обратную по отношению к той, что показана на схеме. Конденсаторы С1 и С2 могут быть любого типа, но малогабаритные. Емкость С1 находится в пределах 6800...33000 пФ и подбирается в зависимости от требуемой частоты генерации. Резистор R1 типа МЛТ-0,125. Все обмотки трансформатора Т1 наматываются проводом ПЭЛ-1 00,08 на предварительно разломанном и склеенном, после намотки клеем БФ-2, ферритовом кольце, имеющим внешний диаметр 10 мм и магнитную проницаемость М2000. Первичная обмотка I содержит 500 витков, а вторичная обмотка II — 150 витков.
Детали пробника монтируются на печатной плате 55x13 мм, вырезанной из фольгированного стеклотекстолита (рис. 14.8). К плате припаивается кусок заостренного медного провода 01... 1,5 мм и длиной 30 мм и один конец многожильного изолированного провода длиной 100 мм с припаянным на другом его конце зажимом типа «крокодил». Плата вместе с источником питания GB1 и выключателем SA1 помещается в пластмассовый цилиндрический корпус из-под использованного маркера с внутренним диаметром 14 мм.
Во время наладки пробника к щупу ХР1 и зажиму ХР2 подсоединяются наушники с сопротивлением звуковых катушек 2200 Ом. При работающем генераторе в наушниках прослушивается свист высокого тона. Если тона нет, тогда следует поменять концы подключения одной из обмоток трансформатора Т1, например, обмотки I. Генерация подбирается изме-
Медный стерженьМедный стерженьРис. 14.8. Печатная плата (а) и монтаж на ней (б) деталей генера тора-пробникаРис. 14.8. Печатная плата (а) и монтаж на ней (б) деталей генера тора-пробника
Медный стержень
Медный стержень
Рис. 14.8. Печатная плата (а) и монтаж на ней (б) деталей генера тора-пробника
Рис. 14.8. Печатная плата (а) и монтаж на ней (б) деталей генера тора-пробника
нением сопротивления резистора R1, а частота — конденсатором С1. Если имеется цифровой частотомер, то, подключив его, настраивают генератор на требуемую частоту.
Работа с генератором-пробником несложна. При подключении пробника к исправному УЗЧ радиоприемника в громкоговорителе должен прослушиваться писк. Далее поочередное подключение щупа к детектору, к УРЧ и антенной катушке должно приводить к нарастанию громкости писка. Это говорит о правильной настройке радиоприемника. Таким образом, касаясь различных точек схемы радиоприемника, магнитофона, плейера, телевизора, можно проверить прохождение сигнала по всему приемо-усилительному тракту и выявить неисправность. При проверке низкочастотных частей радиоаппаратуры зажим ХР2 следует присоединять к шасси. Этого не следует делать при проверке высокочастотных частей, чтобы не вносить расстройку в контуры. В этом случае соединение с шасси производится посредством емкости руки. Чтобы проверить целиком магнитофон, плейер или радиоприемник, необходимо к магнитной головке или ферритовой антенне поднести катушку, присоединенную к зажимам работающего генератора-пробника. В каждом случае должен быть писк высокого тона. Катушка должна содержать 200...300 витков провода ПЭЛ-1 0,08, намотанного на каркас 08 мм.
С помощью генератора-пробника можно настраивать и регулировать радиоприемники, находить неисправности в УЗЧ, магнитофонах, плейерах и даже телевизорах. \
На основе схемы универсального генератора-пробника можно собрать несложный прибор для измерения резисторов и конденсаторов, если дополнить его измерительным мостом (рис. 14.9). Измерительный мост позволяет измерять сопротивления резисторов в пределах 1 Ом... 10 МОм
Рис. 14.9. Принципиальная схема измерителя RC
и емкости конденсаторов 10 пФ... 10 мкФ. Указанные диапазоны измеряемых величин разбиты: первый — на шесть, а второй — на четыре поддиапазона. Переключение поддиапазонов осуществляется переключателем SA2. Для питания моста используется переменное напряжение, вырабатываемое универсальным генератором-пробником.
При измерении резистор или конденсатор подключается к гнездам XI в ветвь моста, образованного потенциометром баланса R9 и одним из резисторов R3...R8 или конденсаторов СЗ...С6.
Чувствительным элементом моста являются высокоомные головные телефоны, включенные в его диагональ, к гнездам Х2, ХЗ. Мост балансируется проволочным потенциометром R9 по минимуму слышимости в наушниках. Если величины сопротивлений резисторов R3...R8 и емкостей конденсаторов СЗ...С6 точно равны указанным на схеме, то отношение измеряемых величин на двух соседних диапазонах равно 10, и градуировку прибора достаточно произвести только на одном каком-либо диапазоне. Градуировка моста производится с помощью эталонных резисторов и конденсаторов. Резисторы R3...R8 и конденсаторы СЗ...С6 должны иметь отклонение от номинальных величин не более, чем ±5%.
Сопротивление потенциометра R2 подбирается при проверке градуировки прибора на шкале 1-10 мкФ.
Гетеродинный индикатор резонанса (ГИР)
Гетеродинный индикатор резонанса (ГИР) — это простой универсальный прибор, который позволяет быстро и эффективно наладить различные радиоэлектронные устройства: радиоприемники, передатчики, телевизоры, а также определять собственные резонансные частоты различных колебательных контуров, производить измерения величин L и С, определять полосу пропускания фильтров, производить настройку антенн, и т.д.
Принцип работы ГИР основан на регистрации изменения тока генератора в момент его настройки на общую резонансную частоту с другим каким- нибудь контуром, если он имеет связь с катушкой генератора. Это явление обусловлено изменением величины обратной связи генератора при настройке в резонанс с генерируемыми колебаниями внешнего контура (связанного с
катушкой генератора) за счет происходящей при этом потери энергии генератора. Уменьшение тока регистрируется с помощью чувствительного индикатора-микроамперметра. Чем выше будет добротность (Q) исследуемого контура и величина связи с ним, тем больше будет вносимое им затухание в контуре генератора и, следовательно, падение тока генератора.
На рис. 14.10 представлена схема ГИР, собранного на одном высокочастотном транзисторе, который перекрывает без переключения элементов контура диапазон частот от 4 до 30 МГц, по существу, почти весь вещательный коротковолновый диапазон от 10 до 75 м [23]. Момент резонанса определяется по уменьшению показаний стрелочного индикатора. Напряжение на индикатор подается с диодного детектора, слабо связанного с контуром LI, С2. Чувствительность индикатора регулируется потенциометром R1.
Рис. 14.10. Принципиальная схема ГИР на одном транзистореРис. 14.10. Принципиальная схема ГИР на одном транзисторе
Рис. 14.10. Принципиальная схема ГИР на одном транзисторе
Рис. 14.10. Принципиальная схема ГИР на одном транзисторе
В приборе вместо транзистора VT1, указанного на схеме, можно использовать транзисторы типа ГТ309, ГТ313 и КТ361. Постоянные конденсаторы и резисторы могут быть любого типа, но желательно применить малогабаритные, так как от их габаритов зависят размеры прибора. Конденсатор С2 состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов 10...365 пФ, находящихся в одном блоке. Катушка индуктивности L1 для указанного диапазона имеет 6 + 15 витков провода ПЭЛ 0,29, намотанных в ряд на каркасе 05 мм. Внутрь каркаса вводится сердечник диаметром 2,8 мм и длиной 12 мм из феррита 600НН.
Детой ГИР собираются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита или гетинакса и помещается в корпус, желательно металлический. На большей стороне корпуса размещают микроамперметр РА1 и переменный резистор R1, а на моой его стороне — разъем для подключения сменных катушек индуктивности разных диапазонов.
Диапазон измерений прибора можно расширить, если сделать набор сменных катушек индуктивности. При расширении диапазона в сторону более низких частот емкость конденсатора С1 следует увеличить до 100 пФ.
Настройка прибора заключается в установке тока 1,7...2 мА коллектора транзистора VT1 изменением сопротивления резистора R2* и градуировке шкалы переменного конденсатора С2 по частоте и в единицах емко-
мсУКВприемникамсУКВприемникаК измеряемой частотеХ1 ф ЩупSA1 IК измеряемой частотеХ1 ф ЩупSA1 IL1 С1L1 С1L1 - контур гетеродинаС1 - отключаемый конденсаторL1 - контур гетеродинаС1 - отключаемый конденсаторРис. 14.11. Принципиальнаясхема использованиярадиоприемника с цифровойшкалой в качествечастотомераРис. 14.11. Принципиальнаясхема использованиярадиоприемника с цифровойшкалой в качествечастотомерасти. В радиолюбительских условиях отградуировать ГИР проще всего с помощью радиоприемника с цифровой шкалой [24]. В этом случае, чтобы использовать цифровую шкалу радиоприемника в качестве самостоятельного частотомера, необходимо отключить ее гетеродин и подключить к измеряемому сигналу ГИР. На частотах от 20 МГц и выше и достаточно большом сигнале можно отключить от контурасти. В радиолюбительских условиях отградуировать ГИР проще всего с помощью радиоприемника с цифровой шкалой [24]. В этом случае, чтобы использовать цифровую шкалу радиоприемника в качестве самостоятельного частотомера, необходимо отключить ее гетеродин и подключить к измеряемому сигналу ГИР. На частотах от 20 МГц и выше и достаточно большом сигнале можно отключить от контурагетеродина конденсатор, а к катушке гетеродина приблизить контур пригетеродина конденсатор, а к катушке гетеродина приблизить контур прибора, частоту которого необходимо измерить. Если на корпусе приемнибора, частоту которого необходимо измерить. Если на корпусе приемника установить тумблер, подключающий/отключающий конденсатор, а к нему припаять щуп в виде иглы, можно будет, не разбирая приемник, использовать его и по прямому назначению, и как частотомер (рис. 14.11).ка установить тумблер, подключающий/отключающий конденсатор, а к нему припаять щуп в виде иглы, можно будет, не разбирая приемник, использовать его и по прямому назначению, и как частотомер (рис. 14.11).
мс
УКВприемника
мс
УКВприемника
К измеряемой частоте
Х1 ф Щуп
SA1 I
К измеряемой частоте
Х1 ф Щуп
SA1 I
L1 С1
L1 С1
L1 - контур гетеродина
С1 - отключаемый конденсатор
L1 - контур гетеродина
С1 - отключаемый конденсатор
Рис. 14.11. Принципиальнаясхема использованиярадиоприемника с цифровойшкалой в качествечастотомера
Рис. 14.11. Принципиальнаясхема использованиярадиоприемника с цифровойшкалой в качествечастотомера
сти. В радиолюбительских условиях отградуировать ГИР проще всего с помощью радиоприемника с цифровой шкалой [24]. В этом случае, чтобы использовать цифровую шкалу радиоприемника в качестве самостоятельного частотомера, необходимо отключить ее гетеродин и подключить к измеряемому сигналу ГИР. На частотах от 20 МГц и выше и достаточно большом сигнале можно отключить от контура
сти. В радиолюбительских условиях отградуировать ГИР проще всего с помощью радиоприемника с цифровой шкалой [24]. В этом случае, чтобы использовать цифровую шкалу радиоприемника в качестве самостоятельного частотомера, необходимо отключить ее гетеродин и подключить к измеряемому сигналу ГИР. На частотах от 20 МГц и выше и достаточно большом сигнале можно отключить от контура
гетеродина конденсатор, а к катушке гетеродина приблизить контур при
гетеродина конденсатор, а к катушке гетеродина приблизить контур при
бора, частоту которого необходимо измерить. Если на корпусе приемни
бора, частоту которого необходимо измерить. Если на корпусе приемни
ка установить тумблер, подключающий/отключающий конденсатор, а к нему припаять щуп в виде иглы, можно будет, не разбирая приемник, использовать его и по прямому назначению, и как частотомер (рис. 14.11).
ка установить тумблер, подключающий/отключающий конденсатор, а к нему припаять щуп в виде иглы, можно будет, не разбирая приемник, использовать его и по прямому назначению, и как частотомер (рис. 14.11).
Методика работы с ГИР несложна. Например, определение собственной резонансной частоты какого-либо контура производят следующим образом. Катушку индуктивности L1 ГИР подносят к катушке колебательного контура, резонансную частоту которого предстоит определить, и вращением ручки конденсатора переменной емкости определяют момент резонанса по резкому спаду показаний стрелочного прибора РА1. После этого показание частоты считывается со шкалы переменного конденсатора ГИР. В комплекте ГИР желательно иметь несколько сменных катушек индуктивности на разные диапазоны частот. Если при одной катушке резонанс отметить не удалось, следует взять другую катушку из набора сменных катушек ГИР и повторить все сначала. Для получения наибольшей точности измерения рекомендуется устанавливать как можно более слабую связь между катушкой ГИР и исследуемым контуром, т.е. производить измерение на наибольшем, практически возможном, расстоянии между катушками, на котором удается четко зафиксировать спад тока на индикаторе ГИР. При смене катушек ГИР, стрелка индикатора должна находиться на одном и том же делении, в противном случае, в исходное положение ее устанавливают переменным резистором R1.
Данный ГИР дает немодулированные синусоидальные колебания. Эти колебания можно при желании промодулировать, если сделать генератор звуковой частоты и подать от него сигнал через конденсатор емкостью 0,01 мкФ на базу транзистора VT1. ГИР с модулятором позволяет производить покаскадную проверку радиоприемников, телевизоров и других радиоустройств. В этом случае гетеродинный индикатор резонанса с модулятором представляет собой, по существу, обычный сигнал-генератор. Настройку супергетеродинного радиоприемника с его помощью производят следующим образом. Устанавливают требуемую промежуточную частоту на шкале ГИР и сигнал от него поочередно подают на вход всех высокочастотных каскадов, начиная с последнего каскада усилите-
ля ПЧ. Вращая сердечники контуров ПЧ приемника, добиваются наибольшей громкости или показаний вольтметра, подключенного к выходу приемника. Затем, используя ГИР как волномер, устанавливают границы перестройки частоты гетеродина путем подбора индуктивности катушки и емкости сопрягающего конденсатора. В заключение, подав на вход приемника сигнал соответствующей частоты, производят настройку входа и сопряжение контуров.
Гетеродинный индикатор резонанса можно также использовать как пробник для проверки годности транзисторов. Для этого впаивают специальную панельку, в которую вставляют транзистор. Вставив в гнезда панельки проверяемый транзистор, определяют, возникает или нет генерация. Если генерация есть, то делают вывод, что транзистор годный, в противном случае — нет.
Помимо перечисленных случаев применения ГИР, есть и другие области его использования, которые, как правило, открываются радиолюбителю в процессе практической деятельности.
IV
Самостоятельноеизготовление простыхрадиоэлектронных конструкцийна нескольких транзисторах
«Ну конечно, в пути мы их поели, и к тому времени в ящике только и было два молодых петушка — черный и белый».
А. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
Использование при конструировании радиоэлектронных устройств двух и более транзисторов позволяет создавать более разнообразные и совершенные конструкции, которые лучше настраиваются и работают. Перед сборкой таких конструкций желательно проверить исправность транзисторов и диодов.
Шаг 15.Мультивибраторы
Основные понятия
Под мультивибратором понимают релаксационный генератор импульсов, который представляет собой двухкаскадный электронный усилитель с резисторно-емкостной связью, охваченный положительной обратной связью. Этот тип генератора отличается от других тем, что он одновременно генерирует множество синусоидальных колебаний. С этим связано и его название от латинских слов, multum — много, vibro — колеблю. Каждая из генерируемых составляющих называется гармоникой. Гармоника характеризуется частотой и амплитудой. Мультвибратор дает сигнал сложной формы, обычно похожий на прямоугольник. Частота колебаний мультивибратора зависит от величин емкостей конденсаторов и сопротивлений резисторов, входящих в цепи обратной связи. Мультивибратор, имеющий одно состояние устойчивого равновесия, из которого он под действием внешнего запускающего импульса скачкообразно переходит в неустойчивое состояние и затем возвращается в состояние равновесия,
Рис. 15.1. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты до и после (соединительный провод (пунктирная линия), включенный в разъемы XS1 и XS3) превращения его в мультивибраторРис. 15.1. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты до и после (соединительный провод (пунктирная линия), включенный в разъемы XS1 и XS3) превращения его в мультивибратор/(Гц) =/(Гц) =11,4 • К(МОм)С(мкФ)11,4 • К(МОм)С(мкФ)
Рис. 15.1. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты до и после (соединительный провод (пунктирная линия), включенный в разъемы XS1 и XS3) превращения его в мультивибратор
Рис. 15.1. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты до и после (соединительный провод (пунктирная линия), включенный в разъемы XS1 и XS3) превращения его в мультивибратор
/(Гц) =
/(Гц) =
1
1,4 • К(МОм)С(мкФ)
1
1,4 • К(МОм)С(мкФ)
называется ждущим. В зависимости от схемы построения различают симметричные и несимметричные мультивибраторы. Мультивибраторы широко используются в технике, быту и самоделках радиолюбителей. Получить мультивибратор можно из обычного простого усилителя звуковой частоты на двух транзисторах, включив конденсатор между его входом и выходом (рис. 15.1). При одинаковых элементах в кол-
лекторных и базовых цепях обоих транзисторов получается широкораспространенный симметричный мультивибратор. Выходной сигнал мультивибратора можно снимать с резистора R2 или R4 и подавать на вход любого усилителя через разделительный конденсатор. Желаемая частота мультивибратора устанавливается изменением величин резисторов RI = R3 и конденсаторов Cl = С2. Частоту генерации в зависимости от указанных резисторов и конденсаторов можно определить по формуле:
При значениях резисторов и конденсаторов, указанных на схеме, частота первой (основной) гармоники составляет 1000 Гц. Помимо основной частоты мультивибратор генерирует большое количество гармоник других частот, в том числе и частоты средних и длинных волн. Собрав мультивибратор по вышеприведенной схеме в небольшом корпусе, проверяют его работоспособность. Для этого к его выходу подключают наушники. Наличие звука средней тональности говорит о его исправности. Данный прибор может быть полезен для разных целей: проверки общей работоспособности аппаратуры, налаживания усилителей как низких, так и высоких частот.
На основе мультивибратора можно построить преобразователь напряжения, позволяющий получить от гальванического элемента на 1,5 В более высокое напряжение, например, 4 В (рис. 15.2) [25]. Как видно из схемы, преобразователь представляет собой транзисторный мультивибратор с индуктивной нагрузкой в коллекторной цепи одного из транзисторов. В отличие от распространенных трансформаторных преобразователей напряжения в данной схеме применяется дроссельный индуктивный элемент. Применение дросселя позволило упростить конструкцию, так как он имеет всего одну обмотку. При этом отпала также необходимость в такой трудоемкой операции, как в фазировании обмоток.
Режим работы преобразователя сильно зависит от частоты генерации, которая в свою очередь определяется элементами Cl, R2, R3, L1 и со-
Рис. 15.2. Принципиальная схема преобразователя напряжения на основе мультивибратора
противлением подключенной нагрузки. С уменьшением емкости С1 и сопротивления R3 частота генерации возрастает, одновременно увеличивается и напряжение на нагрузке. Происходит это следующим образом. Высоковольтный импульс, возникающий каждый раз на обмотке дросселя L1 в момент закрывания транзистора VT2, проходит через выпрямительный диод VD1 и заряжает конденсатор С2. Количество циклов заряда в единицу времени определяется частотой генерации: чем выше частота, тем больший заряд перейдет на конденсатор, тем выше окажется напряжение на нагрузке. '
В схеме преобразователя напряжения использованы следующие детали. Все постоянные резисторы типа МЛТ, конденсаторы Cl, С2 типа КЛС, КМ-5, КМ-6, К10-17 с любым рабочим напряжением и группой ТКЕ. Дроссель L1 выполнен на ферритовом кольце марки 3000НН (подойдут также 2000НН, 1500НН, 1000НН, 600НН) с внешним диаметром порядка 8... 12 мм, внутренним диаметром 5...6 мм и толщиной 4...6 мм. На кольцо наматывают провод ПЭВ диаметром 0,17...0,23 мм до заполнения (ориентировочно 200...300 витков). Вместо диода типа Д9Б можно применить любой точечный германиевый диод из серий Д2, Д9. Транзисторы типа КТ315 с любым буквенным индексом. Можно также использовать германиевые транзисторы серий МП39...МП42, ГТ108, но при этом необходимо изменить полярность подключения элемента питания GB1 и диода VD1 на противоположную. Соответственно изменится и полярность подключения преобразователя к нагрузке. В качестве выключателя SA1 можно применить микропереключатели типа МП7 или МП9, а также унифицированные переключатели типа П2К.
Все детали преобразователя собирают на небольшой печатной плате. При настройке преобразователь подключают к нагрузке, для которой необходимо напряжение 4 В, а параллельно ей вольтметр. После этого подбирают величину сопротивления резистора R3, при котором на выходе преобразователя получается напряжение 4 В. Это проще сделать, если резистор R3 заменить переменным резистором с максимальным сопротивлением 680...2200 Ом. Вращая движок переменного резистора при подключенной нагрузке, добиваются необходимого напряжения.
Применение мультивибраторав радиоэлектронных устройствах
Импульсный фонарик
Туристы, находящиеся в походах, как известно, очень берегут свои карманные фонарики, не включают их без надобности, экономят энергию гальванических батарей. Выпускающиеся промышленностью фонарики не позволяют изменять яркость свечения лампочки. Ввести в фонарик регулятор яркости несложно, если использовать вышерассмотренный мультивибратор. Схема такого фонарика изображена на рис. 15.3. Как видно, в основе фонарика лежит несимметричный мультивибратор, скважность импульсов (см. словарь) которого плавно изменяется переменным резистором R3. На транзисторе VT3 собран электронный ключ, который управляет работой лампы ELI. Наибольший интервал между вспышками, который позволяет установить резистор R3, составляет 7 секунд. При самом наименьшем интервале меж
ду вспышками, из-за инерционности нити накаливания лампы, свет фонаря кажется непрерывным. В этом случае фонарик работает экономно, так как потребляет незначительную часть электроэнергии батареи. При дальнейшем уменьшении сопротивления резистора R3 фонарик переходит в режим постоянного свечения лампочки. В этом случае открывание до глубокого насыщения транзистора VT2 приводит к открыванию транзистора VT3 и как результат лампочка светит не мигая. В фонарике могут быть использованы такие детали. Лампочка накаливания на 2,5 В и ток 0,068 А. Транзисторы VT1 и VT2 типа МП39...МП42, a VT3 — МП25, МП26, ГТ402 с желательно с большим статическим коэффициентом передачи тока. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К50-6. Монтируется электронное устройство на небольшой печатной плате, размеры которой определяются свободным местом в фонарике. При исправных деталях регулятор яркости фонарика налаживания не требует. Работоспособность импульсного фонарика сохраняется при снижении напряжения питания до 3 В.
Пробник со световой сигнализацией
Используя симметричный мультивибратор в качестве индикатора проверяемой цепи, можно построить полезный при налаживании радиоэлектронных конструкций малогабаритный универсальный пробник. Такой
пробник позволит обнаружить оборванные и короткозамкнутые участки в жгутах и кабелях, проверить исправность реле, резисторов, конденсаторов, предохранителей, ламп накаливания, определить состояние р-п переходов у диодов и транзисторов. Схема пробника представлена на рис. 15.4 [26]. Пробник работает следующим образом. При замыкании щупов ХР1 и ХР2, на базу подается положительное напряжение, транзисторы VT1 и VT2 открываются и начинает работать мультивибратор, собранный на транзисторах VT3 и VT4. Об этом свидетельствует мигание лампочки накаливания. При разомкнутых щупах лампочка не горит, так как не работает мультивибратор. При желании вместо светового сигнала можно ввести звуковой, включив вместо лампочки наушник ДЭМШ-1А. Если заменить резистор R6 на наушник, то получим пробник с двумя оповещающими сигналами — световым и звуковым.
Рис. 15.4. Принципиальная схема пробника со световой сигнализацией с использованием мультивибратора для проверки радиодеталей
Пробник позволяет проверять цепи сопротивлением до 100 кОм, при токе в исследуемом участке до 200 мкА. Максимальный потребляемый ток прибором в импульсе составляет 20 мА. Для питания прибора используется батарея «Крона». В приборе используется транзисторы КТ315Б, можно использовать транзисторную сборку К1НТ251, резисторы типа МЛТ-0,125, а электролитические конденсаторы — К53-14. Лампа СМИ 10-55-2. Все детали пробника смонтированы на печатной плате размером 65x14 мм. К плате припаян щуп ХР1 (игла), щуп ХР2 соединен с ней проводом МГТФ 0,14 мм. Пробник при исправных деталях начинает работать сразу и не требует настройки.
Генератор-пробник с использованием катушки индуктивности
Генератор-пробник конечно не заменит в полной мере генератор стандартных сигналов (ГСС), но все же, имея стандартные фиксированные частоты, облегчит настройку супергетиродинных приемников, проверит исправ-
ность усилителей звуковой частоты, входных цепей и другое. Электронный пробник является довольно универсальным прибором, в частности, он может выполнять функции модулятора и генератора. Генератор-пробник состоит из двух генераторов: высокой и звуковой частоты. Его схема приведена на рис. 15.5 [27]. Звуковой генератор собран по схеме мультивибратора на транзисторах VT1 и VT2. Частота колебаний звукового генератора составляет 1000 Гц. Высокочастотный генератор собран по схеме с индуктивной обратной связью на транзисторе VT3. Катушка связи L1 включена в цепь коллектора транзистора. Напряжение обратной связи снимается с части витков контурной катушки L2 и через конденсатор С4 поступает в цепь эмиттера. База транзистора по высокой частоте заземлена через конденсатор СЗ. Когда переключатель находится в положении 2, 3 или 4, каскад работает в автоколебательном режиме. В положении 1 каскад превращается в эмиттерный повторитель и на выходе имеем звуковой сигнал. Высокочастотный генератор в зависимости от положения выключателя вырабатывает следующие частоты: 465 кГц для настройки фильтров ПЧ (положение 3), 400 кГц для настройки начала диапазона ДВ (положение 2) и 1500 кГц (положение 4) для настройки начала диапазона СВ. Напряжение на выходе генератора-пробника составляет 100 мВ. Питается прибор от одного гальванического элемента типа 316.
Рис. 15.5. Принципиальная схема генератора-пробника с использованием мультивибратора для настройки ВЧ и НЧ каскадов радиоаппаратуры
Катушки пробника намотаны на. общем каркасе проводом ПЭЛШО 0,12 и помещены в броневой сердечник СБ-12а. Количество витков катушки L1 — 25, L2 —105 с отводом от 17 витка. Резисторы и конденсаторы — малогабаритные. Все детали прибора смонтированы на печатной плате размером 75x37x2 мм, которая помещена в алюминиевый экран от электролитического конденсатора 038 мм.
Настройка прибора производится с помощью любого промышленного радиоприемника. Вначале проверяют работу низкочастотного генератора. Устанавливают переключатель SA1 в положение 1 (1000 Гц) и подают
сигнал на вход усилителя звуковой частоты. В громкоговорителе должен прослушиваться звук среднего тона. Ввернув сердечник катушки на 3/4 длины, устанавливают переключатель SA1 в положение 2 (400 кГц), что соответствует длине волны 750 м. Образцовый радиоприемник настраивают на волну 750 м и касаются щупом Х2 гнезда внешней антенны приемника. В громкоговорителе должен прослушиваться звук подобный звуку мультивибратора. В противном случае, вращая ручку настройки приемника, уточняют генерируемую частоту пробника. Подбирая емкость конденсатора С6, добиваются появления звука на отметке шкалы приемника 750 м. При отсутствии звука среднего тона следует поменять выводы подключения катушки LL Далее устанавливают переключатель SA1 в положение 3 (465 кГц) и соединяют щуп Х2 через конденсатор емкостью 3...5 пФ с коллектором транзистора преобразовательного каскада. В громкоговорителе должен прослушиваться звук среднего тона. Если нет, то подбирают емкость конденсатора С7 или подстраивают сердечник катушки. После вращения нужно повторить операции настройки в положении 2 переключателя SA1. И наконец, установив переключатель SA1 в положение 4 (1500 кГц, волна 200 м), производят настройку прибора, как это делалось в положении 3.
Устройство для проверки катушек индуктивности со звуковой сигнализацией можно собрать по схеме рис. 15.6.а [28]. Используется схема звукового генератора с индуктивной обратной связью. Отличие состоит в конструкции сердечника. П-образный сердечник катушки L1 генератора из полосок обычной жести, ширина и количество которых определяется внутренними размерами каркаса катушки (рис. 15.6.6). Катушка генератора L1 содержит примерно 3000 витков провода ПЭЛ-0,12...ПЭЛ-0,15 с отводом от 1000 витка. Внутренний диаметр каркаса зависит от размеров чаще всего проверяемых катушек. Звуковым индикатором может быть капсюль ДЭМШ-1А или телефонный наушник. Проверяемая катушка Lx надевается на сердечник. При отсутствии короткозамкнутых витков тон звука не изменяется, в противном случае — происходит резкое повышение звука.
Рис. 15.6. Принципиальная схема устройства для проверки катушек индуктивности со звуковой сигнализацией (а) и конструкция сердечника (б), использующегося в немРис. 15.6. Принципиальная схема устройства для проверки катушек индуктивности со звуковой сигнализацией (а) и конструкция сердечника (б), использующегося в немСердечникСердечникб)б)
Рис. 15.6. Принципиальная схема устройства для проверки катушек индуктивности со звуковой сигнализацией (а) и конструкция сердечника (б), использующегося в нем
Рис. 15.6. Принципиальная схема устройства для проверки катушек индуктивности со звуковой сигнализацией (а) и конструкция сердечника (б), использующегося в нем
Сердечник
Сердечник
б)
б)
Генератор-пробник с использованием пьезофильтра
Пробник предназначен для проверки УЗЧ и настройки трактов промежуточной частоты, а также других высокочастотных или широкополосных (апериодических) каскадов радиоприемников. Этот генератор-пробник отличается от ранее описанного отсутствием в схеме катушки индуктивности. Использование в схеме пробника пьезофильтра позволило значительно упростить его конструкцию и, что важно для любительских условий, налаживание (рис. 15.7) [29]. Пробник вырабатывает два сигнала: низкочастотный 1 кГц и высокочастотный модулированный сигнал промежуточной частоты 465 кГц. Один из каскадов пробника вырабатывает низкочастотный сигнал прямоугольной формы, который кроме проверки УЗЧ используется еще для модуляции высокочастотного сигнала, вырабатываемого другим его каскадом. Подключение сигналов ПЧ или НЧ к щупу пробника осуществляется переключателем SA2. Выключатель SA1 служит для включения питания прибора. Для питания пробника используется гальванический элемент типа 316.
Рис. 15.7. Принципиальная схема генератора-пробника с использованием пьезофильтра
Генератор-пробник состоит из генератора прямоугольных импульсов, выполненного на транзисторах VT1 и VT2 по схеме симметричного мультивибратора. Частота низкочастотного генератора задается цепями R2, С1 и R3, С2. Выбор схемы мультивибратора обусловлен тем, что он устойчиво работает при использовании низкоомной нагрузки, к примеру, динамической головки. Использование в схеме пробника диодного аттенюатора в цепи положительной обратной связи генератора ПЧ изменяет условия баланса амплитуд высокочастотного генератора. Это дает возможность получить относительно глубокую модуляцию амплитуды сигнала. Начальный ток диодов аттенюатора задается резисторами R6...R9. Разделительный конденсатор С5 необходим для исключения влияния коллекторного напряжения транзистора VT3 на режим работы аттенюатора.
В приборе использованы недефицитные радиодетали, кроме радиоэлементов, указанных на схеме, могут быть использованы транзисторы КТ315Г,
КТ325Г или КТ342, КТ3102 с любым буквенным индексом, диоды серий Д2 и Д9 и пьезофильтры ФП1П-022...ФП1П-027. Постоянные конденсаторы типа КТ, КД или К10-7, а резисторы МЛТ-0,125. Выключатель SA1 типа МП, а переключатель SA2 типа ПТ57.
Все детали пробника собраны на печатной плате размером 195x17 мм, вырезанной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,8 мм. Рисунок печатной платы и монтаж на ней деталей показан на рис. 15.8. Выводы выключателя SA1 и переключателя SA2 вставлены в монтажные отверстия платы и припаяны к печатным дорожкам. К выходу генератора-пробника, контакту переключателя SA2, припаян щуп в виде тонкого заостренного медного стержня. Общая шина прибора соединена с многожильным изолированным проводом, оканчивающимся зажимом типа «крокодил».
Настройка генератора-пробника несложна и сводится к установке напряжения на коллекторе транзистора VT3 величиной примерно 0,7 В. Установка этого напряжения производится с помощью изменения сопротивления резистора R10 до достижения максимальной амплитуды сигнала на выходе высокочастотного генератора.
Работают с пробником таким образом. Подключают зажим «крокодил» к общей шине и переключателем SA2 устанавливают требуемый режим генерации сигнала: ПЧ или 34. После этого нажимают на кнопку SA1, включают питание, генератор начинает вырабатывать сигнал, который подается на щуп. Заметим, что при проверке УПЧ, в частности, первых каскадов, можно не касаться щупом выводов элементов схемы.
Рис. 15.8. Печатная плата и монтаж на ней деталей генератора-пробника с использованием пьезофильтра
Шаг 16.
Имитаторы звуков и различные устройствана основе мультивибратора
Если к выходу мультивибратора (рис. 15.1), присоединить усилитель звуковой частоты и изменять значения величин резисторов RI, R3 и конденсаторов С1, С2, то в громкоговорителе можно услышать различные звуки, похожие на крики птиц, удары барабана и т.д. Исходя из этого можно озвучить разные детские игрушки, сделать мелодичный звонок и тд. Такие устройства чаще конструируют на основе несимметричных мультивибраторов, в которых используются транзисторы разной проводимости и мощности. В связи с этим ниже описаны различные устройства на основе симметричного и несимметричного мультивибраторов, которые могут быть использованы как в игрушках, так и простых измерительных приборах.
Электронный метроном
Простой по устройству электронный метроном с частотой следования импульсов от 20 до 250 в минуту можно собрать по схеме на рис. 16.1. Метроном собран по схеме несимметричного мультивибратора на двух транзисторах с разной проводимостью. Нагрузкой транзистора VT2 является звуковая катушка малогабаритного громкоговорителя с сопротивлением 3...10 Ом, например, 0,25ГД-10. Налаживание правильно собранного устройства заключается в подгонке границ диапазона частоты импульсов. При увеличении емкости конденсатора С1 понижается низшая частота диапазона, а с уменьшением сопротивления резистора R1 повышается наивысшая частота.
Транзисторы могут быть любого типа, лишь бы они соответствовали проводимости, указанной на схеме. Для питания используется три гальванических элемента типа 316. Метроном монтируют в небольшом корпусе на
Рис. 16.1. Принципиальная схема простого электронного метронома с частотой следования импульсов от 20 до 250 в минутуРис. 16.1. Принципиальная схема простого электронного метронома с частотой следования импульсов от 20 до 250 в минутумонтажной планке. В корпусе также устанавливается громкоговоритель, контакты для подключения элементов питания, а на его боковой стенке — выключатель питания. Для переменного резистора необходимо сделать шкалу. Установка любой частоты генерации в пределах выбранного диапазона производится изменением сопротивления переменного резистора R1, ориентируясь по установленной шкале. Градуировка шкалы производится с помощью механического метронома.
Рис. 16.1. Принципиальная схема простого электронного метронома с частотой следования импульсов от 20 до 250 в минуту
Рис. 16.1. Принципиальная схема простого электронного метронома с частотой следования импульсов от 20 до 250 в минуту
Маячок
Электронный метроном по схеме рис. 16.1 несложно превратить в генератор световых импульсов. Для этого в цепь базы первого транзистора VT1 нужно включить резистор R3 сопротивлением 1 кОм, а в качестве нагрузки использовать лампочку для карманного фонарика (рис. 16.2.а). Частота световых импульсов регулируется переменным резистором R1 в пределах от 44 до 120 вспышек в минуту.
а)б)
Рис. 16.2. Принципиальные схемы маячка для новогодней елки (а) и прибора на его основе для проверки электролитических конденсаторов (б)
Использовать данное устройство можно по-разному, например, сделать на его основе модель маячка или встроить его в звезду, устанавливаемую на новогоднюю елку. В новогоднюю ночь, мигание такой звезды внесет в праздничную обстановку некоторую таинственность, а также волшебство во все происходящее.
У электролитических конденсаторов, как известно, после длительного хранения нередко происходит уменьшение емкости, возникают значительные утечки, а некоторые иногда выходят из строя. Отбраковку электролитических конденсаторов можно произвести с помощью генератора световых импульсов, подключив в его схему вместо конденсатора С1 проверяемый конденсатор Сх. При этом о качестве конденсатора судят по частоте вспышек электрической лампочки HL1. Для превращения генератора световых импульсов в простейший прибор для проверки электролитических конденсаторов необходимо внести небольшие изменения, впаяв в его схему конденсатор С1 меньшей емкости, изменить величины сопротивлений резисторов, переменный резистор R1 заменить постоянным и исключить резистор R3 (рис. 16.2.6). В данном случае, при емкости конденсатора С1 равной 1 мкФ, генератор световых импульсов имеет частоту вспышек лампочки HL1 примерно 10 Гц (600 вспышек в минуту). После этого к выводам конденсатора С1 подпаивают по куску медного изолированного провода длиной 200 мм, а к свободным их концам припаивают по зажиму типа «крокодил». Проверку электролитического конденсатора производят следующим образом. Включают питание прибора и к зажимам 182
подсоединяют испытываемый конденсатор Сх. Если конденсатор имеет утечку или пробит, то лампочка HL1 светит постоянно. Снижение частоты вспышек свидетельствует об исправности конденсатора. По частоте вспышек лампочки HL1 можно судить и о емкости проверяемого конденсатора, если ее сравнить с количеством вспышек исправных эталонных конденсаторов. Монтаж деталей прибора для проверки годности электролитических конденсаторов производят на монтажной планке, закрепленной в небольшой пластмассовой коробочке. В корпусе размещают отсек для элементов питания и из него выводят наружу два провода с зажимами типа «крокодил» на концах. На верхней части корпуса располагают сигнальную лампочку и кнопку включения питания прибора. Кнопка SB1 может быть типа КН-1 или КМ-1-1.
Электронные звонки
Используя схемы мультивибраторов, можно собрать электронный звонок для квартиры. Наиболее простыми электронными звонками являются устройства, собранные по схеме несимметричного мультивибратора на двух транзисторах. Схема однотонального электронного звонка представлена на рис. 16.3.0, содержит минимальное количество деталей и его может собрать любой радиолюбитель мало-мальски владеющий паяльником. Звучание (частота генерируемых колебаний) звонка определяется величиной сопротивления резистора R1 и емкостью конденсатора С2. Переменным резистором R2 устанавливается тембр звучания звонка. Вместо указанных на схеме транзисторов можно применить подобные им германиевые или кремниевые транзисторы. Динамическая головка ВА1 может быть любой. Питание звонка можно сделать от сети или гальванической батареи. Детали звонка собирают на монтажной планке, закрепленной в пластмассовой коробочке подходящих размеров. Габариты коробочки должны быть такими, чтобы в ней могли разместиться источник питания и имеющаяся в распоряжении любителя электродинамическая головка. Включение звонка производится обычной звонковой кнопкой. При указанных на схеме деталях, электронный звонок в момент звучания потребляет ток 6 мА.
Рис. 16.3. Схемы электронных звонков а) однотонового и 6) двухтонового
Звучание описанного электронного звонка можно сделать двухтональным, если кнопку SB1 включить в схему так, как показано на рис. 16.3.6. В момент нажатия кнопки SB1 раздается звук одного тона, а в момент отпускания кнопки — другого тона. Длительность звучания второго тона определяется величиной емкости конденсатора С1. При периодическом нажатии на кнопку SB1, звучание звонка напоминает завывание сирены. В режиме молчания электронный звонок потребляет очень малый ток, менее 0,001 мА.
Для получения более естественных и разнообразных звуков, электронные звонки строят по более сложным схемам, например, на основе симметричных мультивибраторов, соединяя их определенным образом в группы.
Электронная сирена
Если для охранных или других целей необходима электронная сирена, то ее можно собрать по схеме, аналогичной схеме простого мелодичного звонка (рис. 16.4.а). Включение сирены происходит при нажатии кнопки SB1. Если предполагается, что сирена включается с открыванием двери, то выключателем может служить кнопка любого типа, прикрепленная к дверной коробке, если же предполагается ручное включение, то можно использовать обычный тумблер. В режиме покоя устройство потребляет ток около 1 мА. В данном устройстве использованы те же типы деталей, что и в схеме мелодичного звонка. Монтаж деталей можно сделать как на монтажной планке, так и на небольшой печатной плате. Все зависит от возможностей и квалификации радиолюбителя. На рис. 16.4.5
Рис. 16.4. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей электронной сирены
представлен возможный вариант монтажа электронной сирены на монтажной планке. Детали сирены вместе с динамической головкой и батареей питания следует поместить в фанерный или пластмассовый корпус. Устройство особой наладки не требует. Если в нем использованы заведомо исправные детали, то при включении выключателя SA1 и нажатии на кнопку SB1 в динамике должен раздаться характерный звук сирены.
Устройство имитации звуковс использованием мультивибраторас регулируемой скважностью импульсов
Рис. 16.5. Принципиальная схема мультивибратора с регулируемой скважностью импульсовРис. 16.5. Принципиальная схема мультивибратора с регулируемой скважностью импульсовДля создания устройств имитации более сложных звуков требуется мультивибраторы с регулируемыми параметрами, в частности, с регулируемой скважностью. Такие мультивибраторы позволяют получить импульсы с переменной скважностью и неизменной частотой следования (рис. 16.5). Их отличие от симметричных мультивибраторов состоит в том, что в базовые цепи транзисторов VT1 и VT2 введен переменный резистор КЗ, подвижный контакт которого соединен с источником коллекторного напряжения. Введенный резистор КЗ позволяет в некоторых пределах менять скважность, а соединенные с ним резисторы R2 и R4 ограничивают токи баз транзисторов в крайних положениях ползунка переменного резистора КЗ. В этом случае период колебаний мультивибратора при постоянных значениях С1 и С2 определится из формулы
Рис. 16.5. Принципиальная схема мультивибратора с регулируемой скважностью импульсов
Рис. 16.5. Принципиальная схема мультивибратора с регулируемой скважностью импульсов
Т = 0,7С(КБ| + КБ2),
где С = Cl = С2 — емкость переходного конденсатора. Если переменный резистор КЗ имеет линейную зависимость от угла поворота оси, то сопротивления базовых резисторов будут такие:
КБ1 = аКЗ + R2, КБ2 = (1 - а)КЗ + R4, 0 < а < 1.
Если подставить эту формулу в предыдущую, то видно, что период колебаний мультивибратора остается постоянным при перемещении ползунка, тогда как скважность импульсов зависит от его угла поворота.
Используя свойства мультивибратора с регулируемой скважностью импульсов, можно построить имитатор звуков такого романтичного явления природы, связанного с наступлением весны, как капель. Первые признаки весны характеризуются обилием солнца, улыбками на лицах и, конечно, капелью. Про капель сложена даже песня, которую в 60-е годы исполнял советский певец Жан Татлян. Романтичный звук капели можно создать с
Рис. 16.6. Схема устройства, имитирующего капель, приход весныРис. 16.6. Схема устройства, имитирующего капель, приход весныпомощью электронного устройства, схема которого представ- лена на рис. 16.6. Конструкция построена на широкораспространенных радиодеталях и не критична к их типам. Настройка устройства заключается в подборе величины резисторов и конденсаторов, входящих в схему, до получения приятного тембра звучания капели.
Рис. 16.6. Схема устройства, имитирующего капель, приход весны
Рис. 16.6. Схема устройства, имитирующего капель, приход весны
Мультивибратор-пробник для проверки полевых транзисторов
R1R1R2 680R2 680—N>ЗмА -ЗВ—N>ЗмА -ЗВXS1.2XS1.2XS1.1XS1.1XS2.1XS2.1VT2 _КП 103VT2 _КП 103С2 0,1С2 0,1мкмк= VT1 С1 П416 0,1 мк= VT1 С1 П416 0,1 мк,XS1.3 XS2.,XS1.3 XS2.BF1BF1ТА4 (65 Ом)ТА4 (65 Ом)тН XS2.3тН XS2.3R3 10 МR3 10 МРис. 16.7. Принципиальнаясхема мультивибратора-пробника для проверкиполевых транзисторовРис. 16.7. Принципиальнаясхема мультивибратора-пробника для проверкиполевых транзисторовСхема пробника для проверки транзисторов представляет собой гибридный несимметричный мультивибратор на двух транзисторах (биполярном VT1 и полевом VT2) с эмиттерной связью (рис. 16.7) [30]. Для получения генерации в цепь положительной обратной связи включен конденсатор С2. Мультивибратор генерирует колебания сложной импульсной формы в диапазоне звуковых частот, воспроизводимых телефоном BF1, как рокот низкого тона с частотой около 400 Гц с некоторой примесью шума.Схема пробника для проверки транзисторов представляет собой гибридный несимметричный мультивибратор на двух транзисторах (биполярном VT1 и полевом VT2) с эмиттерной связью (рис. 16.7) [30]. Для получения генерации в цепь положительной обратной связи включен конденсатор С2. Мультивибратор генерирует колебания сложной импульсной формы в диапазоне звуковых частот, воспроизводимых телефоном BF1, как рокот низкого тона с частотой около 400 Гц с некоторой примесью шума.При конструировании радиоэлектронных устройств на одном транзисторе не всегда удается найти простое схемное решение, из-за чего происходит усложнение устройства. Добавление в схему еще одного транзистора позволяет, зачастую, упростить конструкцию. Например, пробник для проверки транзисторов (рис. 14.4). При отсутствии подходящего трансформатора пробник можно собрать на двух транзисторах. В этом случае, некоторое увеличение количества радиоэлементов по сравнению с предыдущей схемой оправдывается практическим удобством.
R1
R1
R2 680
R2 680
—N>
ЗмА -ЗВ
—N>
ЗмА -ЗВ
XS1.2
XS1.2
XS1.1
XS1.1
XS2.1
XS2.1
VT2 _КП 103
VT2 _КП 103
С2 0,1
С2 0,1
мк
мк
= VT1 С1 П416 0,1 мк
= VT1 С1 П416 0,1 мк
,XS1.3 XS2.
,XS1.3 XS2.
BF1
BF1
ТА4 (65 Ом)
ТА4 (65 Ом)
тН XS2.3
тН XS2.3
R3 10 М
R3 10 М
Рис. 16.7. Принципиальнаясхема мультивибратора-пробника для проверкиполевых транзисторов
Рис. 16.7. Принципиальнаясхема мультивибратора-пробника для проверкиполевых транзисторов
Схема пробника для проверки транзисторов представляет собой гибридный несимметричный мультивибратор на двух транзисторах (биполярном VT1 и полевом VT2) с эмиттерной связью (рис. 16.7) [30]. Для получения генерации в цепь положительной обратной связи включен конденсатор С2. Мультивибратор генерирует колебания сложной импульсной формы в диапазоне звуковых частот, воспроизводимых телефоном BF1, как рокот низкого тона с частотой около 400 Гц с некоторой примесью шума.
Схема пробника для проверки транзисторов представляет собой гибридный несимметричный мультивибратор на двух транзисторах (биполярном VT1 и полевом VT2) с эмиттерной связью (рис. 16.7) [30]. Для получения генерации в цепь положительной обратной связи включен конденсатор С2. Мультивибратор генерирует колебания сложной импульсной формы в диапазоне звуковых частот, воспроизводимых телефоном BF1, как рокот низкого тона с частотой около 400 Гц с некоторой примесью шума.
Для проверки полевых транзисторов с р-n переходом и n-каналом вместо транзистора VT1 устанавливают любой транзистор с проводимостью п-р-n, соответственно, изменив полярность источника питания. Аналогично генератором можно проверить работоспособность транзисторов с изолированным затвором любого типа (с р- или n-каналом), а также двухзатворных, подав на второй затвор соответствующее смещение. Схема пробника не критична к типам применяемых деталей. При указанных на схеме номиналах мультивибратор генерирует колебания частотой примерно 300...500 Гц. Если необходима другая частота, например, из диапазона 100 Гц ... 20 кГц, тогда требуется изменить величину емкости конденсатора С2 обратно пропорционально требуемой частоте, а сопротивление резистора R1 надо подобрать опытным путем.
V
Самостоятельное изготовлениесложных радиоэлектронныхконструкций на транзисторахи микросхемах
«Я заинтересовался, заметил направление и повел «Беду» навстречу загадочному явлению».
А. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
Для рассматриваемых ниже конструкций использование монтажа на монтажных планках представляется нецелесообразным. В связи с этим в них используется монтаж радиокомпонентов с использованием печатных плат. Перед сборкой этих конструкций радиолюбителю было бы желательно перечитать материал раздела, где ведется речь о изготовлении печатных плат, монтаже и распайки на них радиокомпонентов.
Шаг 17.
Электронные сигнализаторы
Сигнализатор разряда батарейкив электронных часах
Для своевременной замены гальванического элемента в электронных часах служит звуковой сигнализатор разряда батарейки, схема которого изображена на рис. 17.1 [31]. Звуковой сигнализатор собран по схеме несимметричного мультивибратора, в одно из плеч которого включен миниатюрный звуковой излучатель. Сигнализатор питается от той же батарейки, что и часы. Питание на него поступает через выключатель SA1 будильника часов. Ток потребления сигнализатора составляет 34 мА. При нормальном гальваническом элементе в капсюле раздается звук, напоминающий трели соловья. При снижении напряжения источника питания до 0,8 В из капсюля доносятся прерывистые звуки, следующие с частотой 1 Гц. Дальнейшее снижение напряжения элемента до 0,7 В вызывает появление звука постоянного тона, говорящего о необходимо-
Рис. 17.1. Принципиальная схема звукового сигнализатора разряда батарейки в электронных часахРис. 17.1. Принципиальная схема звукового сигнализатора разряда батарейки в электронных часахсти замены источника питания. В качестве наушника BF1 можно использовать любой высокоомный, например, ДЭМШ-1А. В сигнализаторе можно использовать любые транзисторы из серий КТ201, КТ306, КТ312, КТ315, резисторы — МЛТ-0,125, конденсаторы С1 и С4 —
Рис. 17.1. Принципиальная схема звукового сигнализатора разряда батарейки в электронных часах
Рис. 17.1. Принципиальная схема звукового сигнализатора разряда батарейки в электронных часах
К50-6, С2 и СЗ — КМ. Все детали сигнализатора монтируют на печатной плате размерами 40x25 мм, к ней же привинчивают капсюль ДЭМШ- 1А. Плата размещается непосредственно в корпусе часов.
Налаживание сигнализатора производят с блоком питания, имеющим плавную регулировку напряжения. Подав на сигнализатор напряжение 0,8 В, подбирают сопротивление резистора R4, добиваясь громкого прерывистого сигнала. Снизив подаваемое напряжение до 0,7 В, убеждаются в появлении однотонального звука. При подаче напряжения 1,6 В из капсюля должны слышаться соловьиные трели, свидетельствующие о том, что гальванический элемент нормальный. Окраску звука, издаваемого сигнализатором, подбирают резистором R2. Отметим, что аналогичное устройство для сигнализации о разряде гальванического источника питания можно построить и для батареек с другим напряжением, надо только подобрать RC-элементы мультивибратора. ■
Устройства, сигнализирующие о достижениижидкостью определенного уровня
При наполнении ванны бывает так, что забывают вовремя перекрыть кран и вода оказывается на полу. Небольшое звуковое устройство, извещающее
Рис. 17.2. Принципиальная схема звукового устройства, извещающего о наполнении ванныРис. 17.2. Принципиальная схема звукового устройства, извещающего о наполнении ванныо наполнении ванны до заданного уровня, можно собрать из широкораспространенных деталей согласно схеме на рис. 17.2. Схема сигнализатора представляет собой несимметричный мультивибратор, собранный на транзисторах разной структуры. Мультивибратор соединен с датчиком.
Рис. 17.2. Принципиальная схема звукового устройства, извещающего о наполнении ванны
Рис. 17.2. Принципиальная схема звукового устройства, извещающего о наполнении ванны
Конструктивно датчик представляет собой два металлических стержня, находящихся друг от друга на определенном расстоянии. Датчик опускают в ванну таким образом, чтобы его концы нахо-
дились на заданном уровне заполнения ванны. Как только до концов датчика дойдет вода, сработает сигнализатор и в
громкоговорителе раздастся звуковой сигнал. В этом случае сопротивление между штырями достигает около 500 кОм. В режиме ожидания устройство потребляет ток менее 0,1 мкА, а во время срабатывания — около 2 мА.
Схема не критична к типу радиодеталей, можно использовать любые маломощные кремниевые транзисторы с любой буквой, громкоговоритель сопротивлением 8... 10 Ом от любого переносного приемника, например, 0,5ГДШ1-8. В качестве выключателя можно использовать обычный тумблер. В принципе выключатель можно не устанавливать, так как ток, потребляемый в режиме ожидания, намного меньше тока саморазряда элемента питания.
Все детали устройства собираются на монтажной планке, которая вместе с громкоговорителем, гальваническим элементом и выключателем питания крепятся в пластмассовом корпусе. Размеры корпуса зависят в первую очередь от габаритов громкоговорителя и элемента питания. Так как сигнализатор очень экономичен, то можно использовать элемент 316, что позволит сделать устройство небольшим.
Крепление штырей может быть различным. В первом варианте штыри крепятся на изолированном кронштейне, прикрепленном к ванне, и соединяются проводами с сигнализатором. Во втором — штыри крепятся к корпусу сигнализатора и все устройство крепится на кронштейне. Налаживание сигнализатора заключается в установке переменным резистором R2 чистых и громких отрывистых звуков в громкоговорителе при замыкании штырей датчика.
На базе сигнализатора по схеме рис. 17.2 можно сделать более чувствительный и универсальный прибор, который сможет сигнализировать, готов ли чай или суп, не даст убежать молоку и т.д. Для этого в схему необходимо добавить еще один транзистор и несколько резисторов (рис. 17.3).
Датчик представляет собой металлическую трубочку диаметром 4...5 мм, в
которую вставлен металлический стержень, изолированный от стен трубоч
ки в верхней части и посередине ее длины. В верхней части такого датчика
Рис. 17.3. Принципиальная схема универсального сигнализатора для домашнего хозяйстваРис. 17.3. Принципиальная схема универсального сигнализатора для домашнего хозяйствак стержню и трубочке припаиваются гибкие провода в пластмассовой изоляции, которые подключаются к устройству. Для удобства датчик крепят к зажиму типа «крокодил», чтобы можно было цеплять датчик за край кастрюли. Можно прикрепить в верхней части, датчика в целях удобства и небольшой
Рис. 17.3. Принципиальная схема универсального сигнализатора для домашнего хозяйства
Рис. 17.3. Принципиальная схема универсального сигнализатора для домашнего хозяйства
магнит, который позволит крепить сигнализатор в ванне на нужном уровне.
Закипание молока контролируют следующим образам. Цепляют датчик за край кастрюли. Как известно, молоко закипает не сразу, а постепенно — на поверхности образуется пена, которая медленно поднимается. Как только она начнет подниматься, то перекроет контакты датчика, цепь базы замкнется и сигнализатор издаст хорошо слышимый во всей квартире сигнал. Если же датчик сигнализатора положить на пол погреба, то в случае появления воды также раздастся сигнал, сообщающий о бедствии. В сигнализаторе может быть использована такая же электродинамическая головка, что и в предыдущем подобном устройстве.
Сигнализатор горениягазовой горелки плиты
Не секрет, что пользоваться газовыми плитам надо с осторожностью. Но такая натура человека, что мы иногда, сняв кастрюлю с огня, забываем выключить газовую горелку. Выйти из такой ситуации, подсказав вовре-
Рис. 17.4. Принципиальная схема сигнализатора горения газовой горелки плитыРис. 17.4. Принципиальная схема сигнализатора горения газовой горелки плитымя об оплошности, может сигнализатор горения газа, схема которого изображена на рис. 17.4. В ее основе лежит все тот же мультивибратор на транзисторах различной структуры (VT4, VT5), дополненный усилительным каскадом (VT2, VT3) с тепловым датчиком [32].
Рис. 17.4. Принципиальная схема сигнализатора горения газовой горелки плиты
Рис. 17.4. Принципиальная схема сигнализатора горения газовой горелки плиты
Роль теплового датчика выполняет транзистор VT1, размещенный над газовой плитой. На транзистор VT1 тепло не действует, пока на горелке стоит кастрюля или чайник. Стоит только их убрать,
как тепло от горения газа устремится вверх и нагреет транзистор VT1. Это станет причиной изменения сопротивления участка коллектор-эмиттер транзистора и приведет к возрастанию напряжения на резисторе R1.
Изменение сигнала на резисторе усилится двухкаскадным усилителем на. транзисторах VT2 и VT3. На коллекторе транзистора VT3 произойдет значительное уменьшение величины напряжения до такой величины, что включится звуковой генератор на транзисторах VT4 и VT5. В этот момент из электродинамической головки раздастся тревожный сигнал, извещающий о том^ что газовая горелка включена и находится без присмотра.
Тональность сигнала подбирается изменением емкости конденсатора С1. Сигнализатор в дежурном режиме потребляет ток 0,2...2 мА в зависимости от положения оси переменного резистора R1. При появлении сигнала потребление тока возрастает до 10 мА.
Для изготовления сигнализатора нужны такие детали: транзистор VT2 типа П416 с любой буквой или транзисторы типа П401...П403, VT3...VT5 — любого типа, лишь бы соответствовали структуре транзистора, указанной на схеме, и имели коэффициент усиления не менее 30; резисторы типа МЛТ-0,125, переменный типа СП-1 или СПО; конденсатор типа МБМ; выключатель любого типа, динамическая головка 0,5ГДШ-1-8. Питание сигнализатора производится от трех элементов типа 316. Для датчика с помощью омметра подбирается транзистор из серии МП39...МП42. Подключают минусовой щуп омметра к коллектору, плюсовой к эмиттеру и фиксируют значение сопротивления: если оно более 20 кОм, то транзистор можно использовать в качестве датчика.
Детали сигнализатора, кроме датчика, распаивают на печатной плате, которую вместе с динамической головкой и элементами питания размещают в подходящих размеров корпусе. Для переменного резистора нужно сделать шкалу, чтобы можно было устанавливать время подачи сигнала в зависимости от степени нагрева датчика.
На одной из боковых сторон корпуса размещают гнезда для подключения проводов, идущих от датчика. Датчик-транзистор размещают выводами вниз на некоторой высоте над газовой горелкой, к которым припаивают провода для подключения к сигнализатору. Для удержания датчика над горелкой можно сделать специальный кронштейн или если имеется над печкой устройство вытяжки газов, то можно на нем укрепить датчик.
Сигнализатор, собранный из заведомо исправных деталей, сразу готов к работе. Проверку работы датчика производят замыканием коллектора и эмиттера транзистора VT3. В этом случае должен раздаться звук, при размыкании — звук исчезнет. Далее производят градуировку шкалы переменного резистора. Устанавливают датчик над зажженной горелкой, переменный резистор ставят в среднее положение, включают сигнализатор и фиксируют на шкале время срабатывания сигнализатора. Эту операцию проделывают при разных положениях движка переменного резистора. После градуировки шкалы сигнализатор готов к практическому использованию. .
Электронный предохранительс высоким быстродействием
Во время налаживания или ремонта радиоэлектронной аппаратуры, питающейся непосредственно от электросети, из-за различного рода ошибок может возникнуть короткое замыкание. Для предотвращения повреждения аппаратуры этим явлением следует использовать электронный предохранитель.
На рис. 17.5 представлена принципиальная схема электронного предохранителя с высоким быстродействием, который рассчитан на ток потребления до 10 А [33]. При наличии тока в цепи более 10 А устройство автоматически срабатывает и нагрузка, подключенная к разъему Х2, обесточивается. При подключении электронного предохранителя к сети
Рис. 17.6. Принципиальная схема устройства защиты радиоэлектронной аппаратуры от «перепадов» напряжения сети .
Необходимый при включении пусковой ток реле обеспечивается конденсатором С1. Реле К1 удерживается в рабочем режиме при падении напряжения сети до 160 В током, проходящим через конденсатор С2. В момент повышения напряжения сети до 240 В происходит открытие стабилитронов VD7 и VD8. Одновременно срабатывает оптрон U1 и открывается тринистор VS1, который блокирует цепь питания обмотки реле К1 и его контакты К1.1 отключают нагрузку от питающей сети переменного тока.
Быстродействие устройства составляет доли секунды и зависит от типа применяемого реле. С целью улучшения быстродействия устройства в его схему введен диод VD5. Конденсатор СЗ в цепи управления тринисто- ром VS1 служит для предотвращения срабатывания защиты от импульсных помех. В устройстве использованы конденсаторы С1 и С2 типа К73 на номинальное напряжение не менее 350 В, резисторы типа МЛТ.
Диодный оптрон АОД101А можно заменить на транзисторный серии АОТ110 или АОТ127, соединив резистор R4 с эмиттером фототранзистора, анод три- нистора VS1 — с выводом его коллектора, а между базой и эмиттером установить резистор сопротивлением 1 МОм. В этом случае тринистор может быть с большим током управления, например, серии КУ201 или КУ202. Реле К1 типа РЭНЗЗ с временем отпускания 4 мс. В принципе реле может быть любого типа на рабочее напряжение 12...60 В. Контакты реле должны быть рассчитаны на ток не менее 2...3 А при напряжении 220 В.
Кнопка SB1 типа КМ2-1 или П2К без фиксации. Детали устройства монтируются на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Конструктивно устройство удобно выполнить в виде переносного удлинителя. На его лицевой стороне устанавливается сетевая розетка Х2, кнопка SB1 и индикатор VL1.
Налаживание устройства заключается в подборе емкостей конденсаторов С1 и С2. Конденсатор С1 влияет на надежность включения устройства пусковой кнопкой SB1, а С2 — на отключение устройства при снижении напряжения сети до 160... 170 В. Для обеспечения надежного срабатывания системы защиты при напряжении сети превышающим 240...250 В иногда возникает необходимость в подборе сопротивления резистора R5*. Длительная эксплуатация устройств защиты аппаратуры от «перепадов» напряжения сети показала его высокую надежность.
Шаг 18. .
Более сложные радиоэлектронныеконструкции на транзисторахи микросхемах
Карманный радиоприемник СВ и ДВ
Общая характеристика. Радиоприемник позволяет принимать радиовещательные станции в диапазонах средних 525...1605 кГц (571,4...186,9 м) и длинных 150...480 кГц (2000...735,3 м) волн [35]. Прием радиоволн осуществляется на внутреннюю антенну. Громкоговорящее прослушивание радиостанций ведется на малогабаритный громкоговоритель. Для питания приемника используется два гальванических элемента типа 316, общим напряжением 3 В. Максимальная выходная мощность усилителя звуковой частоты около 80 мВт. Габаритные размеры корпуса приемника 115x75x35 мм.
Принципиальная схема. Приемник выполнен по схеме прямого усиления радиосигнала (рис. 18.1). Трехкаскадный усилитель радиочастоты (УРЧ) собран на высокочастотных транзисторах VT1...VT3. Первый каскад выполнен по схеме с общим эмиттером, а второй — по каскодной схеме, общий эмиттер — общая база с последовательным питанием. Особенностью УРЧ является включение дросселя высокой частоты небольшой индуктивности в цепь обратной отрицательной связи транзисторов VT1 и VT2.
По сравнению с обычной схемой, когда в эмиттеры этих транзисторов включены резисторы и конденсаторы, удалось получить большее усиление, повысить избирательность и достичь почти равномерного усиления сигналов во всем диапазоне принимаемых частот. Детектирование сигнала выполнено по схеме детектора с удвоением. Нагрузкой детектора является потенциометр R8, который одновременно служит регулятором громкости усилителя звуковой частоты (УЗЧ).
Рис. 18.1. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиленияРис. 18.1. Принципиальная схема радиоприемника прямого усилениядля приема СВ и ДВдля приема СВ и ДВ
Рис. 18.1. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления
Рис. 18.1. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления
для приема СВ и ДВ
для приема СВ и ДВ
Для удобства пользования приемником использован переменный резистор, имеющий выключатель питания приемника. УЗЧ собран на микросхеме DAI с предварительным каскадом усиления на транзисторах VT4, VT5. Первый каскад предварительного усилителя каскада выполнен по схеме с общим эмиттером, а второй, с целью лучшего согласования со входом микросхемы DAI, по схеме с общим коллектором. Такое схемное построение предварительного усилителя позволило повысить чувствительность усилителя на микросхеме и получить выходную мощность 80 мВт при напряжении 3 В. Микросхема DA1 включена по стандартной схеме. Плавная настройка на радиостанции производится изменением емкости переменного конденсатора С1. Переход с диапазона СВ на ДВ и наоборот осуществляют переключателем SA1. На СВ катушка ДВ закорачивается, а на ДВ — катушки соединяются последовательно.
Конструкция. Приемник смонтирован на самодельной печатной плате (рис. 18.2). На плате закреплены винтами переменный конденсатор С1, держатель ферритового стержня и распаяны конденсаторы постоянной емкости, резисторы, транзисторы, катушки индуктивности и провода для подключения колодки питания и громкоговорителя.
Плата с монтажом всех радиокомпонентов приведена на рис. 18.3.а. Конструкция крепления ферритового стержня приведена на рис. 18.3.б. Плата помещена в самодельный пластмассовый корпус с внешними размерами. 115x75x35 мм. Можно использовать корпус от приемника «Мальчиш». На передней стенке корпуса закреплена головка громкоговорителя, а на боковой — малогабаритный переключатель SA1. Все ручки управления выведены на одну из боковых сторон корпуса.
Рис. 18.2. Печатная плата двухдиапазонного радиоприемника
Детали.Промышленные детали. Постоянные резисторы ОМЛТ-0,125, можно УЛМ, МЛТ-0,25, МЛТ-0,5, ВС-0,125, переменный резистор R8 типа СПЗ-ЗбМ-10 кОм. Конденсаторы постоянной емкости — керамические типа К10-7, электролитические конденсаторы типаК50-16. Конденсатор переменной емкости типа КПЕ-5 от приемника «Селга-404». Громкоговоритель типа 0,1 ГД-6. Переключатель диапазонов малогабаритный типа ПД9-1 (подобные переключатели используются в импортных игрушках). Ферритовый стержень марки 400НН или 600НН длиной 70 мм и диаметром 8 мм. Транзисторы VT1...VT5 типа КТ315 с любым буквенным индексом. Диоды VD1, VD2 типа Д9 с любой буквой. Микросхема DA1, указанная на схеме, может быть заменена на К174УН4А. Дроссель L5 индуктивностью 3...5мкГн типа ДПМ.
Самодельные детали. Печатная плата изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Рисунок печатной платы приведен на рис. 18.2. Контактные дорожки на плате можно получить травлением в хлорном железе или вырезать резаком. Контурные катушки магнитной антенны L1...L4 намотаны на бумажных каркасах, которые легко перемещаются по ферритовому стержню. Катушка L1 имеет 7x30 витков
а)б)
Рис. 18.3. Монтаж деталей на печатной плате двухдиапазонного радиоприемника (а) и крепление ферритового стержня (б)
(7 секций по 30 витков, намотанных внавал) проводом ПЭЛШО 0,12, L4 — 80 витков ЛЭШО 7x0,07 виток к витку; L2 — 4 витка, a L3 — 3 витка ПЭЛШО 0,12. Дроссель L5 можно применить самодельный. Для этого проводом ПЭВ-1 00,09 мм наматывают 13 витков на ферритовый стержень М600НН 02,8x12 мм.
Монтаж приемника ведется в следующей последовательности. К плате крепится винтами переменный конденсатор и его выводы припаиваются к контактным дорожкам. Крепится держатель ферритового стержня. Впаиваются в плату переменный резистор и микросхема. После впаиваются электролитические конденсаторы (СЗ, С9...С16), далее все постоянные резисторы и оставшиеся конденсаторы. В последнюю очередь впаиваются транзисторы.
Закрепив ферритовый стержень в держателе, одевают на него контурные катушки. Припаивают к плате выводы катушек L1...L4. Далее в корпусе приемника крепится громкоговоритель и переключатель диапазонов. Отрезав нужной длины многожильные гибкие провода, производят их распайку к контактным дорожкам для подключения громкоговорителя, переключателя диапазонов и колодки питания. Перед закреплением платы в корпусе производят подпайку соответствующих проводников к громкоговорителю и переключателю диапазонов.
Налаживание. При заведомо исправных радиодеталях собранный правильно приемник при подключении питания начинает работать сразу. Если измеренный ток потребления в режиме минимальной цюмкости (покоя) лежит в пределах 3...15 мА, то никакой наладки можно не производить.
В противном случае подбирают резисторы, отмеченные на схеме звездочкой, ориентируясь на изменение чувствйтельности приемника, громкость звучания и потребляемый ток. В остальном налаживание приемника прямого усиления не отличается от раннее описанных в радиолюбительской литературе.
. 18.2. Карманный СВ-УКВ приемникна микросхемах К174ХА10 и К174ХА34
Общая характеристика и принципиальная схема. В настоящее время выпускаются микросхемы, которые в одном корпусе содержат все составляющие части супергетеродинного приемника, от высокочастотной части до усилителя звуковой частоты. Для того, чтобы собрать приемник, необходимо к микросхеме только припаять конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности. Катушки индуктивности могут быть как готовыми, так и самодельными. Приемник с использованием такой многофункциональной микросхемы может собрать даже начинающий радиолюбитель. ■
На рис. 18.4 представлена схема двухдиапазонного приемника (средние (525... 1605 кГц) и ультракороткие (87,5... 108 МГц) волны), собранного на двух микросхемах, одной многофункциональной интегральной DA1 и одной, содержащей высокочастотную часть УКВ приемника с низкой промежуточной частотой, DA2. Так как микросхема DA2 не содержит УЗЧ, то для воспроизведения звука в диапазоне УКВ используется УЗЧ микросхемы DA1. Реальная чувствительность приемника в диапазоне средних волн не хуже 3 мВ/м, в ультракоротких— 15 мкВ/м.
Номинальная выходная мощность 100 мВт. Напряжение питания 4,5 В. Работоспособность приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 3 В. Ток, потребляемый приемником в режиме молчания, составляет 22 мА, а при максимальной громкости — более 100 мА.
Рис. 18.4. Принципиальная схема карманного СВ-УКВ приемника на микросхемах К174ХА10 и К174ХА34
В схему приемника входит многофункциональная микросхема К174ХА10, на основе которой собран АМ тракт и УЗЧ, общий для обоих трактов, на микросхеме К174ХА34 собран ЧМ тракт. Переключение с СВ на УКВ диапазон производится малогабаритным двухсекционным переключателем SA1, имеющим небольшое количество контактов. Сигнал, принятый магнитной антенной WA1, поступает на вход смесителя микросхемы DA1. В данном случае преобразователь представляет собой двойной балластный смеситель, его входы 6 и 7.
Входное сопротивление смесителя 3 кОм. На смеситель микросхемы (вывод 5) через катушку связи L4 поступает также напряжение с контура L3, С 1.2. Преобразованный и выделенный резонансным контуром L5, С6 сигнал ПЧ (465 кГц) через пьезофильтр Z1, определяющий избирательность по соседнему каналу, поступает на вход УПЧ микросхемы (вывод 2).
Усиленный сигнал с резистора R4 поступает на детектор микросхемы. С выхода детектора (вывод 8) напряжение звуковой частоты через разделительный конденсатор СП, регулятор громкости R5 подается на вход УЗЧ (вывод 9). Нагрузкой УЗЧ является громкоговоритель ВА1, подключенный через разделительный конденсатор С12. Микросхема К174ХА10 работоспособна в диапазоне питающих напряжений 2,8...10 В, при токе покоя не более 16 мА.
Для приема станций FM диапазона необходимо установить переключатель SA1 в соответствующее положение. При этом высокочастотная часть микросхемы DA1 отключается и остается работоспособным только ее УЗЧ. Питание поступает на вывод 4 микросхемы DA2. Сигнал УКВ станции, принятый антенной WA2, поступает на вход микросхемы DA2 через разделительный конденсатор С15.
Элементы колебательного контура С22, L6, VD1 определяют частоту колебаний гетеродина, который работает на первой гармонике. Настройка на станции осуществляется при помощи варикапа VD1 и переменного резистора R7. Преобразованный сигнал поступает на вход УПЧ, имеющий низкую промежуточную частоту. Использование низкой промежуточной частоты позволило отказаться от контуров и использовать активные фильтры, имеющие высокую добротность.
Усилитель промежуточной частоты и ЧМ-детектор собраны с использованием операционных усилителей и RC-цепей. Продетектированный и усиленный сигнал звуковой частоты поступает через разделительный конденсатор С21 на регулятор громкости, а оттуда на вход УЗЧ, принадлежащий микросхеме DA1. ■
Детали. Постоянные резисторы и конденсаторы приемника малогабаритные. Переменный резистор R6 типа СПЗ-ЗвМ. Переменный конденсатор от радиоприемника «Селга 404». Самодельными деталями приемника являются плата, катушки индуктивности и корпус приемника.
Катушка L1 содержит 82 витка провода ПЭВТЛ-2 0,1, намотана виток к витку на каркасе, который рсполагают на феррритовом стержне М400НН 08x63 мм. Катушка связи L2 содержит 6...8 витков провода ПЭВ-1 0,2 и намотана возле катушки L1.
Гетеродинные катушки: L3 имеет 116 витков провода ПЭВ-2 0,18, a L4 — 4 + 7 провода ПЭШО 0,1 и намотаны: L3 — внавал в четырех секциях, на каркасе с подстроечным сердечником М400НН 2,8x12, a L4 — в верхних двух секциях. Каркас от приемника «Селга». Катушка L6 содержит 7 витков провода ПЭВ-2 0,35 и наматывается виток к витку на оправке 03 мм. L5 — 3x32 витка провода ЛЭ 5x0,06, намотана на трехсекционном каркасе, помещенном в ферритовые чашки марки 600НН и диаметром 8,6 мм с подстроечным сердечником М600НН 2,8x12. Отвод в катушке L5 сделан от 32 витка.
Приемник собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм и помещается в самодельный пластмассовый корпус. Настройка приемника производится по методике, неоднократно описанной в радиолюбительской литературе.
Переговорное устройство на ИМС К174УН7
Общая характеристика и принципиальная схема. Переговорное устройство служит для связи между двумя абонентами. Оно может быть полезно на садовом участке или даче, для связи между домом и калиткой. В целях безопасности устройство также можно использовать для связи между квартирой в многоэтажном доме и лестничной площадкой, если имеется защитная дверь, отгораживающая площадку от квартир на этаже.
Устройство собрано на интегральной микросхеме К174УН7. Цоколевка микросхемы и назначение ее выводов дано на рис. 18.5. Если к этой микросхеме добавить резисторы и конденсаторы соответствующих номиналов, то можно получить небольших размеров усилитель звуковой частоты мощностью до 4 Вт. Типовая схема УЗЧ на этой микросхеме приведена на рис. 18.6. С целью йовышения чувствительности такого УЗЧ на его вход обычно включают предварительный усилитель на одном транзисторе, так сделано в предлагаемом переговорном устройстве, схема которого представлена на рис. 18.7.
Детали. В устройстве вместо транзистора VT1, указанного на схеме, можно использовать любой маломощный транзистор обратной проводимости, например, типа КТ315 или КТ503 с любой буквой. Резисторы типа МЛТ-0,125, электролитические конденсаторы С1...СЗ, С5, С6, С9, СЮ типа К50-6, остальные конденсаторы керамические малогабаритные.
Рис. 18.5. Цоколевка и назначение выводов микросхемы К174УН7
№ вывода
Назначение
1
ипит(+9...16,5 В)
2
не используется
3
не используется
4
вольтодобавка
5
частотная коррекция
6
обратная связь (ООС)
7
фильтр питания
8
вход НЧ
9
корпус
10
.общий (корпус)
11
не используется
12
выход НЧ
Рис. 18.6. Типовая схема УЗЧ на микросхемы К174УН7
Рис. 18.7. Принципиальная схема переговорного устройства на микросхеме К174УН7
Кнопка S1 без фиксации типа П2К. Переменный резистор R5 — СПЗ-4аМ. В качестве громкоговорителей ВА1 и ВА2 можно применить электродинамические головки 2ГД38 или аналогичные мощностью 1...2 Вт и с сопротивлением звуковой катушки 4...8 Ом.
Питание переговорного устройства осуществляют от гальванических элементов типа 316, соединенных последовательно, общим напряжением^ В или от стабилизированного источника питания. Устройство собирается на печатной плате размером 50x50 мм и помещается в корпус, в котором также размещаются переключатель S1, источник питания и один из динамиков. Второй динамик, например ВА2, размещают вне помещения.
При использовании исправных деталей собранное устройство начинает работать сразу и особой наладки не требует. Резистором R1 устанавливают режим каскада на транзисторе VT1, а резистором R5 — мощность выходного сигнала. Переговоры ведутся в таком режиме: вначале один абонент говорит в динамик, например ВА2, а другой слушает (динамик ВА1), потом находящийся в помещении производит переключение в режим передачи переключателем S1 и отвечает, говоря в свой динамик. В устройстве каждая динамическая головка используется поочередно, и как микрофон, и как громкоговоритель.
В качестве усилителя звуковой частоты в переговорном устройстве, в принципе, можно использовать любой имеющийся у радиолюбителя усилитель звуковой частоты или собранный по одной из схем, приведенных в данной книге. Принципиальная схема переговорного устройства при использовании любого типа УЗЧ с бестрансформаторным выходом приведена на рис. 18.8. •
При переговорах между объектами иногда требуется, чтобы переговоры слышали все корреспонденты одновременно. Схема переговорного устройства, например, между тремя объектами, имеет вид, приведенный на
Рис. 18.8. Принципиальная схема переговорного устройства при использовании любого типа бестранс- форматорного УЗЧ для ведения переговоров между двумя объектамиРис. 18.8. Принципиальная схема переговорного устройства при использовании любого типа бестранс- форматорного УЗЧ для ведения переговоров между двумя объектамиРис. 18.9. Принципиальная схема переговорного устройства с использованием любого типа бестрансформа- торного УЗЧ для ведения переговоров между тремя объектамиРис. 18.9. Принципиальная схема переговорного устройства с использованием любого типа бестрансформа- торного УЗЧ для ведения переговоров между тремя объектами
Рис. 18.8. Принципиальная схема переговорного устройства при использовании любого типа бестранс- форматорного УЗЧ для ведения переговоров между двумя объектами
Рис. 18.8. Принципиальная схема переговорного устройства при использовании любого типа бестранс- форматорного УЗЧ для ведения переговоров между двумя объектами
Рис. 18.9. Принципиальная схема переговорного устройства с использованием любого типа бестрансформа- торного УЗЧ для ведения переговоров между тремя объектами
Рис. 18.9. Принципиальная схема переговорного устройства с использованием любого типа бестрансформа- торного УЗЧ для ведения переговоров между тремя объектами
рис. 18.9. Устройство готово к работе, сразу после подключения к нему источника питания. При разговоре следует нажать кнопку «Разговор» у того абонента, который хочет сделать сообщение. Его громкоговоритель подключается ко входу переговорного устройства, все слышат его сообщение. После этого кнопку отпускают, и можно слушать ответ. Переговорное устройство, выполненное по такой схеме, позволяет вести параллельный разговор двух и более абонентов.
Громкоговорящая приставка к телефону
Используя микросхему К174УН7 в ее типовом включении, можно построить громкоговорящую приставку к телефону (рис. 18.10). Приставка будет полезна для людей со слабым слухом или когда содержание разговора желательно услышать окружающим. На входе УЗЧ включен повышающий трансформатор Т1, первичная обмотка (с меньшим количеством витков) которого включена в разрыв одного из проводов телефонной сети.
При разговоре ток, протекающий в этом проводе, проходит через первичную обмотку I трансформатора Т1 и индуцирует во вторичной обмотке колебания звуковой частоты. Колебания через переменный резистор (регулятор громкости) R1 и конденсатор С1 поступают на вход микросхемы DA1, где усиливаются до необходимого уровня громкости. Питание приставки производится от простейшего блока питания, состоящего из трансформатора Т2, двухполупериодного выпрямителя VD1 и сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения конденсатора С9.
В качестве трансформатора Т1 используется выходной трансформатор от любого радиоприемника. Сетевой трансформатор Т2 — унифицированный ТПП224 или любой другой, вторичная обмотка которого дает 10... 12 В.
Рис. 18.10. Принципиальная схема громкоговорящей приставки к телефону
В приставке используются те же типы конденсаторов и резисторов, что и в предыдущей конструкции. Выключатель SA1 — малогабаритный типа ПТВ-18, держатель плавкого предохранителя FU1 — ДПВ.
Детали УЗЧ размещают на печатной плате и вместе с блоком питания размещают в корпусе подходящих размеров, например, в корпусе абонентского громкоговорителя. Первичную обмотку трансформатора Т1 включают в разрыв одного из телефонных проводов возле корпуса телефонного аппарата или соединительной розетки, а вторичную — экранированным проводом длиной 1,5...2 м с резистором R1 (входом усилителя).
При включении приставки в сеть в динамике должен прослушиваться ровный шум, а при касании среднего вывода переменного резистора должен появиться громкий звук фона переменного тока. Все это свидетельствует о работоспособности приставки. Если теперь снять трубку с телефонного аппарата, в громкоговорителе послышится телефонный сигнал готовности к набору номера.
При появлении акустической связи между микрофоном телефонной трубки и динамиком приставки следует повернуть ось переменного резистора R1 до ее срыва. Приставку следует включать при телефонном разговоре, так как она реагирует как на сигнал вызова, так и на работу номеронабирателя.
Шаг 19.Радиоэлектронные конструкциина операционных усилителях
Общая характеристика ОУ. Операционный усилитель (ОУ) считается наиболее универсальной аналоговой интегральной микросхемой, которую можно использовать в самых разнообразных радиоэлектронных конструкциях: усилителях радиочастоты и звуковой частоты, различных генераторах и т.д. Операционный усилитель характеризуется такими основными параметрами: напряжением питания, потребляемой мощностью, чувствительностью, коэффициентом усиления, полосой пропускания и выходной мощностью. ,.
Многоцелевой операционный усилитель обычно состоит из входного дифференциального каскада, усилителя напряжения, схемы сдвига постоянного уровня и усилителя мощности. Входной каскад выполняется по схеме дифференциального усилителя и имеет два входа: вход 1 — называемый инвертирующим (на схемах обозначается «о», ранее «-») и вход 2 — неинвертирующим (на схемах особого обозначения не имеет, ранее обозначался «+»). При одновременной подаче одинаковых сигналов на входы ОУ, выходной сигнал практически отсутствует.
Операционные усилители, как правило, рассчитаны на питание от двухполярного источника питания, что позволяет упростить задачу компенсации смещения нуля на выходе усилителя и предотвратить появление нежелательной постоянной составляющей в нагрузке.
Описание схемы ОУ. Основная схема включения ОУ носит название масштабного усилителя и представлена на рис. 19.1 (цепи питания и коррекции не показаны). Входное сопротивление усилителя равно R1. Коэффициент усиления ОУ регулируется изменением сопротивления резистора R2 или R1. Для подавления паразитных ВЧ колебаний введена частотно-зависимая отрицательная обратная связь, ее создает конденсатор С1. Действие этой связи начинает проявляться на частотах приблизительно равных l/(2nR2 • Cl) и выше.
Рис. 19.1. Принципиальная схема масштабного усилителяРис. 19.1. Принципиальная схема масштабного усилителяПри расчетах коэффициента усиления ОУ на этих частотах необходимо учитывать емкостное сопротивление конденсатора С1, который шунтирует резистор R2. Действие корректирующих цепей, состоящих из резисторов и конденсаторов, состоит в снижении коэффициента усиления ОУ или уменьшении фазового сдвига в нем. В настоящее время отечественная промышленность выпускает огромное множество самых разнообразных операционных усилителей.
Рис. 19.1. Принципиальная схема масштабного усилителя
Рис. 19.1. Принципиальная схема масштабного усилителя
Операционные усилители выпускаются в двух вариантах: в цилиндрическом корпусе (например, К140УД1Б) и прямоугольном (например, КР140УД1Б). Ниже приведем конструкции радиоэлектронных устройств на самых распространенных ОУ.
Двухполярные источники питания
Радиоэлектронные конструкции на ОУ можно питать как от однополярного, так и двухполярного источников питания. Лучшие результаты работы конструкции получаются при их питании от двухполярного источника. Поэтому рассмотрим практические схемы двухполярных источников питания.
Типовая схема двухполярного источника питания представлена на рис. 19.2.а. Источник питания позволяет получить два напряжения: ±12 В и ±15 В. Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе из пластин Ш20, толщина набора 40 мм. Обмотка I содержит 1250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3...0,35 мм, а обмотки Па и Пб — по 74 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,9... 1,0 мм. Источник питания может быть использован для питания стереофонического усилителя мощностью 2x24 Вт.
При отсутствии трансформатора с отводом от середины вторичной обмотки, двухполярный источник питания можно выполнить на двух однотипных
а)6)
Рис. 19.2. Схемы двухполярных источников питания: а) — на трансформаторе с отводом от средней точки, б) — без отвода от средней точки
трансформаторах, не имеющих отвода от вторичной обмотки. Схема такого источника питания на двух выходных трансформаторах кадровой развертки телевизоров (ТВК) приведена на рис. 19.2.5. Выпрямитель обеспечивает выходные напряжения +15 В и —15 В (относительно общего провода) при токе нагрузки до 0,8 А. Как видно из схемы, первичные обмотки ТВК (в данном случае ТВК-110Л2) включены параллельно и син- фазно, а вторичные — последовательно с отводом от средней точки.
Для улучшения устойчи-
-220-220VD1VD1SA1 FU1 Т1 КЦ405Еf>A ШАП.,^ AC D ** ""SA1 FU1 Т1 КЦ405Еf>A ШАП.,^ AC D ** ""C1,C2 ЮООмк 25 ВC1,C2 ЮООмк 25 ВСЗ, С4 200м к 25 ВСЗ, С4 200м к 25 ВVD2, VD3Д814ВVD2, VD3Д814В-220-220а)а)SA1SA1ни Т1 VD1...VD4 —КД202В КР142ЕН12Ани Т1 VD1...VD4 —КД202В КР142ЕН12АC1C1С1,С4 ЮООмк 25 ВC2, C5 Юмк 25 В СЗ, С6 1мк 25 ВС1,С4 ЮООмк 25 ВC2, C5 Юмк 25 В СЗ, С6 1мк 25 ВC2C2=Т=С4=Т=С4б)б)2...20 В2...20 ВDA2 172DA2 172R4120R4120R3 2кR3 2кR1 120, СЗ:R2 2кR1 120, СЗ:R2 2кп0*’п0*’2...20 В2...20 ВКР142ЕН18АКР142ЕН18АРис. 19.3. Схемы стабилизированныхисточников питания:а) на дискретных элементах,б) на микросхемахРис. 19.3. Схемы стабилизированныхисточников питания:а) на дискретных элементах,б) на микросхемахвости величины питающего напряжения, в двухполярных источниках питания применяют стабилизаторы на дискретных элементах или микросхемах. На рис. 19.3.0 дана схема источника пи-вости величины питающего напряжения, в двухполярных источниках питания применяют стабилизаторы на дискретных элементах или микросхемах. На рис. 19.3.0 дана схема источника пи-тания, содержащая два однотранзисторных стабилизатора напряжения, подобных тем, которые были использованы в схеме блока питания, рассмотренной в разделе 9 (рис. 9.2). Трансформатор питания Т! наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Обмотка I содержит 2000 витков, а Па и Пб — по 130 витков. Магнитопровод УШ 16x38.тания, содержащая два однотранзисторных стабилизатора напряжения, подобных тем, которые были использованы в схеме блока питания, рассмотренной в разделе 9 (рис. 9.2). Трансформатор питания Т! наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Обмотка I содержит 2000 витков, а Па и Пб — по 130 витков. Магнитопровод УШ 16x38.
-220
-220
VD1
VD1
SA1 FU1 Т1 КЦ405Е
f>A ШАП.,^ AC D ** ""
SA1 FU1 Т1 КЦ405Е
f>A ШАП.,^ AC D ** ""
C1,C2 ЮООмк 25 В
C1,C2 ЮООмк 25 В
СЗ, С4 200м к 25 В
СЗ, С4 200м к 25 В
VD2, VD3Д814В
VD2, VD3Д814В
-220
-220
а)
а)
SA1
SA1
ни Т1 VD1...VD4 —КД202В КР142ЕН12А
ни Т1 VD1...VD4 —КД202В КР142ЕН12А
C1
C1
С1,С4 ЮООмк 25 В
C2, C5 Юмк 25 В СЗ, С6 1мк 25 В
С1,С4 ЮООмк 25 В
C2, C5 Юмк 25 В СЗ, С6 1мк 25 В
C2
C2
=Т=С4
=Т=С4
б)
б)
2...20 В
2...20 В
DA2 17
2
DA2 17
2
R4
120
R4
120
R3 2к
R3 2к
R1 120, СЗ:
R2 2к
R1 120, СЗ:
R2 2к
п0*’
п0*’
2...20 В
2...20 В
КР142ЕН18А
КР142ЕН18А
Рис. 19.3. Схемы стабилизированныхисточников питания:а) на дискретных элементах,б) на микросхемах
Рис. 19.3. Схемы стабилизированныхисточников питания:а) на дискретных элементах,б) на микросхемах
вости величины питающего напряжения, в двухполярных источниках питания применяют стабилизаторы на дискретных элементах или микросхемах. На рис. 19.3.0 дана схема источника пи-
вости величины питающего напряжения, в двухполярных источниках питания применяют стабилизаторы на дискретных элементах или микросхемах. На рис. 19.3.0 дана схема источника пи-
тания, содержащая два однотранзисторных стабилизатора напряжения, подобных тем, которые были использованы в схеме блока питания, рассмотренной в разделе 9 (рис. 9.2). Трансформатор питания Т! наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Обмотка I содержит 2000 витков, а Па и Пб — по 130 витков. Магнитопровод УШ 16x38.
тания, содержащая два однотранзисторных стабилизатора напряжения, подобных тем, которые были использованы в схеме блока питания, рассмотренной в разделе 9 (рис. 9.2). Трансформатор питания Т! наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Обмотка I содержит 2000 витков, а Па и Пб — по 130 витков. Магнитопровод УШ 16x38.
Имеющиеся отечественные микросхемы, например, КР142ЕН12А КР142ЕН12Б, КР142ЕН18А и КР142ЕН18Б, позволяют построить в любительских условиях двухполярные стабилизированные источники питания с высокими электрическими параметрами. Эти микросхемы представляют собой регулируемые компенсационные стабилизаторы напряжения с выходным напряжением 1,2...26,5 В и выходным током до 1,5 А. Микросхемы оснащены системой защиты от перегрузки выходным током и от перегрева кристалла. Приборы оформлены в пластмассовом прямоугольном корпусе КТ-28-2 с металлическим теплоотводящим крепежным фланцем и тремя жесткими лужеными выводами и имеют вес не более 2,5 г. На рис. 19.3.6 представлена схема двухполярного стабилизатора напряжения с регулируемым выходным напряжением от 2 до 20 В.
Для работы источника необходим силовой трансформатор Т1, дающийДля работы источника необходим силовой трансформатор Т1, дающийна вторичной обмотке напряжение 50 В и имеющий отвод от ее середина вторичной обмотке напряжение 50 В и имеющий отвод от ее середины. Для этой цели подойдет унифицированный трансформатор ТП8-17-220-50 с магнитопроводом ШЛ16х25.Двухполярные блоки питания для различных приборов можно сделать автономными, если воспользоваться гальваническими или аккумуляторными батареями. На рис. 19.4.а, приведена схема источника питания с использованием двух батарей типа «Крона» (9 В). Стабилизаторы напряжения питания выполнены по простейшей схеме на стабилитронах VD1, VD2 и резисторах R1 и R2. Этот источник питания можно упростить, применив одну гальваническую батарею и исключив двухполюсный выключатель (рис. 19.4.6). Такая схема удобна тем, что для включения питания используется однополюсный выключатель.ны. Для этой цели подойдет унифицированный трансформатор ТП8-17-220-50 с магнитопроводом ШЛ16х25.Двухполярные блоки питания для различных приборов можно сделать автономными, если воспользоваться гальваническими или аккумуляторными батареями. На рис. 19.4.а, приведена схема источника питания с использованием двух батарей типа «Крона» (9 В). Стабилизаторы напряжения питания выполнены по простейшей схеме на стабилитронах VD1, VD2 и резисторах R1 и R2. Этот источник питания можно упростить, применив одну гальваническую батарею и исключив двухполюсный выключатель (рис. 19.4.6). Такая схема удобна тем, что для включения питания используется однополюсный выключатель.•7,5 В R1У SA1•7,5 В R1У SA1-7,5 В VD1.VD2 КС168-7,5 В VD1.VD2 КС168"Общий" ^ ^^01 "*"Т VD2-*- 5? R2 51"Общий" ^ ^^01 "*"Т VD2-*- 5? R2 51GB1 9 ВGB2 9 ВGB1 9 ВGB2 9 Ва)а)'Общий" ^ 701'Общий" ^ 7012 $ VD22 $ VD2GB1^15...18 В Т-GB1^15...18 В Т--7,5 ВЮОVD1, VD2KC168б) 'Рис. 19.4. Схемы-7,5 ВЮОVD1, VD2KC168б) 'Рис. 19.4. Схемыавтономных двухполярныхисточников питания:а) при использовании двухгальванических батарей,б) при использованииодной батареиавтономных двухполярныхисточников питания:а) при использовании двухгальванических батарей,б) при использованииодной батареи
Для работы источника необходим силовой трансформатор Т1, дающий
Для работы источника необходим силовой трансформатор Т1, дающий
на вторичной обмотке напряжение 50 В и имеющий отвод от ее середи
на вторичной обмотке напряжение 50 В и имеющий отвод от ее середи
ны. Для этой цели подойдет унифицированный трансформатор ТП8-17-220-50 с магнитопроводом ШЛ16х25.
Двухполярные блоки питания для различных приборов можно сделать автономными, если воспользоваться гальваническими или аккумуляторными батареями. На рис. 19.4.а, приведена схема источника питания с использованием двух батарей типа «Крона» (9 В). Стабилизаторы напряжения питания выполнены по простейшей схеме на стабилитронах VD1, VD2 и резисторах R1 и R2. Этот источник питания можно упростить, применив одну гальваническую батарею и исключив двухполюсный выключатель (рис. 19.4.6). Такая схема удобна тем, что для включения питания используется однополюсный выключатель.
ны. Для этой цели подойдет унифицированный трансформатор ТП8-17-220-50 с магнитопроводом ШЛ16х25.
Двухполярные блоки питания для различных приборов можно сделать автономными, если воспользоваться гальваническими или аккумуляторными батареями. На рис. 19.4.а, приведена схема источника питания с использованием двух батарей типа «Крона» (9 В). Стабилизаторы напряжения питания выполнены по простейшей схеме на стабилитронах VD1, VD2 и резисторах R1 и R2. Этот источник питания можно упростить, применив одну гальваническую батарею и исключив двухполюсный выключатель (рис. 19.4.6). Такая схема удобна тем, что для включения питания используется однополюсный выключатель.
•7,5 В R1У SA1
•7,5 В R1У SA1
-7,5 В VD1.VD2 КС168
-7,5 В VD1.VD2 КС168
"Общий" ^ ^^01 "*"Т VD2
-*- 5? R2 51
"Общий" ^ ^^01 "*"Т VD2
-*- 5? R2 51
GB1 9 В
GB2 9 В
GB1 9 В
GB2 9 В
а)
а)
'Общий" ^ 701
'Общий" ^ 701
2 $ VD2
2 $ VD2
GB1^
15...18 В Т-
GB1^
15...18 В Т-
-7,5 ВЮО
VD1, VD2KC168б) 'Рис. 19.4. Схемы
-7,5 ВЮО
VD1, VD2KC168б) 'Рис. 19.4. Схемы
автономных двухполярныхисточников питания:а) при использовании двухгальванических батарей,б) при использованииодной батареи
автономных двухполярныхисточников питания:а) при использовании двухгальванических батарей,б) при использованииодной батареи
Двухполярный регулируемыйблок питания на микросхемах
В лаборатории радиолюбителя желательно иметь двухполярный регулируемый блок питания, что позволяет питать радиоэлектронные устройства с различным напряжением. Схема такого блока питания, собранного на двух микросхемах и одном транзисторе, представлена на рис. 19.5 [36]. Блок содержит небольшое число деталей и позволяет регулировать выходное напряжение в пределах ±5... 15 В при выходном токе до 1 А. С выходной обмотки силового трансформатора Т1 снимается напряжение 13... 15 В и поступает на выпрямитель с удвоением напряжения, диоды VD1 и VD2. Для сглаживания пульсаций напряжения выпрямителя используются конденсаторы С1...С4. Двухполярный стабилизатор напряжения собран на основе одно-
Рис. 19.5. Принципиальная схема двухполярного регулируемого блока питания на микросхемах
полярной микросхемы DA1, у которой напряжение стабилизации составляет 5 В. Регулировка выходного напряжения блока питания осуществляется переменным резистором R1.
Детали. Детали в блоке в основном промышленного изготовления за исключением печатной платы. Трансформатор любой, главное, чтобы его первичная обмотка была рассчитана на 220 В, а вторичная давала напряжение 13... 15 В. Диоды VD1 и VD2 любые другие выпрямительные, нежели на схеме, со значением среднего прямого тока от 3 А при напряжении не менее 25 В.
Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25, а переменный — СП4-1 или аналогичный. Конденсаторы Cl, С2 типа К50-35, К50-16, С5, С6 — К50-6, СЗ и С4 — танталовые емкостью не менее 1 мкФ. При использовании оксидных конденсаторов — их емкость должна быть более 25 мкФ. Транзистор VT1 серии КТ818 с любой буквой или любой другой с допустимым током коллектора не менее 3 А. Указанный на схеме операционный усилитель можно заменить на К(Р)14ОУД6А (или Б) или К153УД6. Вместо микросхемы, указанной на схеме, можно использовать К142ЕН5А или К(Р)142ЕН5В.
Детали блока питания, кроме трансформатора, монтируют на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 50x65 мм (рис. 19.6). Транзистор VT1 и микросхему DA1 следует через слюдяные прокладки закрепить на теплоотводах. Блок, собранный из исправных деталей, в наладке не нуждается и готов к работе.
Рис. 19.6. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) двухполярного регулируемого блока питания на микросхемах
Усилитель звуковой частотына операционном усилителе К153УД2
Операционные усилители находят широкое применение в усилителях звуковой частоты, однако их применение ограничено в основном каскадами предварительного усиления. Это связано с тем, что ОУ среднего класса отдают в нагрузку не более 150 мВт и для увеличения выходной мощности приходится применять мощные выходные каскады на дискретных элементах. Схема простого усилителя звуковой частоты с использованием операционного усилителя К153УД2 приведена на рис. 19.7 [37]. Основные технические характеристики усилителя:
номинальная выходная мощность 12,5 Вт, коэффициент гармоник0,08%,
полоса рабочих частот20...80000 Гц,
отношение сигнал/шум75 дБ,
напряжение питания±20 В,
ток покоя40 мА.
Рис. 19.7. Принципиальная схема усилителя мощности на ОУ К153УД2
Особенностью усилителя мощности является использование транзисторов с большим коэффициентом усиления по току, что позволяет упростить схему до минимума при сохранении довольно высоких параметров. Усилитель состоит из предварительного усилителя на микросхеме DA1 К153УД2 и выходного каскада на транзисторах VT2, VT3. Микросхема питается от параметрического стабилизатора на стабилитронах VD1, VD2. Транзистор VT1 создает начальное смещение выходного каскада. Элементы СЗ, С4, R11 обеспечивают устойчивость усилителя. Транзистор VT1 обеспечивает температурную стабилизацию тока покоя выходных транзисторов и установлен на общий с транзисторами VT2, VT3 радиатор.
60
Рис. 19.8. Печатная плата и монтаж на ней деталей усилителя мощности на ОУ К153УД2
Усилитель собирают на печатной плате 60x60 мм. Рисунок печатной платы и монтаж на . ней деталей представлен на рис. 19.8. Транзисторы VT2 и VT3 устанавливают на радиаторы из дюралюминия размером 50x40x3 мм.
Перед включением усилителя необходимо проверить правильность монтажа. После включения подбором сопротивления резистора R8 производят установку начального тока в пределах 40...50 мА. Подбором емкости конденсатора СЗ устраняют самовозбуждение усилителя на высоких частотах.
Электромузыкальный инструмент на операционном усилителе К140УД1Б
Описание схемы. Использование особенностей конструкции ОУ позволяет построить электромузыкальные инструменты (ЭМИ) различной сложности. Схема простейшего музыкального инструмента на ОУ приведена на рис. 19.9 [38]. Он состоит из импульсного низкочастотного генератора на микросхеме DA1 и усилителя звуковой частоты на транзисторе VT1, нагрузкой которого является электродинамическая головка ВА1.
Генератор собран по мостовой схеме. Напряжение на выходе микросхемы DA1, благодаря положительной обратной связи, образованной резисторами R1,...,R24, R26, скачком переключается между двумя уровнями. Переключение происходит в момент, когда напряжения на входах ОУ равны. Диапазон рабочих частот генератора задается конденсатором С1. При положительном выходном напряжении С1 заряжается через резистор R25. Как только напряжения на входах 9 и 10 сравниваются, происходит переключение ОУ в противоположное состояние. Напряжение на выходе 5 становится отрицательным и конденсатор С1 разряжается чёрез резистор R25. И так при каждом равенстве напряжений на входах ОУ происходит переключение генератора. Изменение частоты генератора
Рис. 19.9. Принципиальная схема электромузыкального инструмента на операционном усилителе К140УД1Б
происходит при подключении к входу 10 клавишами S1...S24 подстроечных резисторов с разным сопротивлением.
Для устранения характерных щелчков в громкоговорителе во время пауз включен диод VD1. Выходной каскад музыкального инструмента выполнен по схеме транзисторного ключа, так как ОУ работает в импульсном режиме. Питание инструмента осуществляется от двухполярного блока питания.
Детали. Сердце музыкального инструмента — ОУ К140УД1Б — может быть заменен на КР140УД1Б (рис. 19.10). Вместо транзистора КТ608Б могут быть использованы КТ601...КТ603, КТ801 с любым буквенным индексом. Диод VD1 серии Д9, Д18. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, подстроечные — СПЗ-16. Конденсатор С1 неполярный типа КМ. Динамическая головка любая мощностью 0,1...0,5 Вт.
Детали ЭМИ собираются на небольшой печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Подстроечные резисторы R1...R24 располагаются на отдельной печатной плате размером 195x20 мм. Электронный инструмент изготовляют в виде пианино или используют имеющееся игрушечное пианино. Устройство клавиатуры пианино представлено на рис. 19.11. •
В качестве контактных пар под клавишами используются контакторы от вышедших из строя электромагнитных реле. На задней панели пианино устанавливается динамическая головка и гнездо для подключения источника питания. Настраивают ЭМИ с помощью камертона, вращая подвижный контакт подстроечного резистора, добиваются звука необходимой тональности.
Рис. 19.10. Внешний вид ОУ К140УД1Б (а) и КР140УД1Б (б) и их принципиальная схема (в) (в скобках номера выводов КР140УД1Б)Рис. 19.10. Внешний вид ОУ К140УД1Б (а) и КР140УД1Б (б) и их принципиальная схема (в) (в скобках номера выводов КР140УД1Б)
Рис. 19.10. Внешний вид ОУ К140УД1Б (а) и КР140УД1Б (б) и их принципиальная схема (в) (в скобках номера выводов КР140УД1Б)
Рис. 19.10. Внешний вид ОУ К140УД1Б (а) и КР140УД1Б (б) и их принципиальная схема (в) (в скобках номера выводов КР140УД1Б)
Рис. 19.11. Устройство клавиатуры электромузыкального инструментана операционном усилителе: 1 — корпус ЭМИ; 2 — клавиша; 3 — ось крепленияклавиши; 4 — соединительные провода; 5 — стойка; 6 — контактная пара
Операционные усилителив радиоприемных устройствах
Описание схемы на К140УД1А Использование операционных усилителей в радиоприемниках позволяет создавать устройства с высокой чувствительностью, благодаря их сравнительно высокому коэффициенту усиления. На рис. 19.12 представлена схема миниатюрного радиоприемника на одном операционном усилителе типа К140УД1А. Приемник рассчитан на прием мощных средневолновых радиостанций, расположенных от места приема на расстоянии до 100 км.
Рис. 19.12. Принципиальная схема радиоприемника на одном операционном усилителе
Операционный усилитель в представленной схеме выполняет сразу несколько функций: усиливает колебания высокой частоты, детектирует их и усиливает сигнал звуковой частоты. Выделенный колебательным контуром LI, Cl радиочастотный сигнал через катушку связи L2 подается на вход операционного усилителя DA1. Режим работы операционного усилителя DA1 определяется резистором RI. С выхода операционного усилителя, вывод 5, сигнал звуковой частоты через конденсатор С4 подается на телефоны BFl, BF2.
Имеющийся в схеме конденсатор С2 служит для перевода одного из каскадов операционного усилителя в режим детектирования. Конденсатор СЗ подключается в случае возбуждения радиоприемника.
Детали. В приемнике используются миниатюрные конденсаторы и резисторы. Конденсатор переменной емкости С1 можно взять от любого карманного приемника, с соответствующими пределами изменения емкости. В магнитной антенне используется ферритовый стержень прямоугольного сечения 15x3 мм и длиной 55 мм марки 400НН. Для СВ катушка L1 содержит 92 витка, a L2 — 5 витков провода ПЭЛ 0,15, намотанных виток к витку на бумажной гильзе, свободно перемещающейся по ферритовому стержню.
Для прослушивания радиопередач используются стереонаушники, подобные тем, что подключаются к плейерам. Вместо стереонаушников при необходимости можно подключить микротелефон типа ТМ-2М или капсюль ДЭМШ-1А. В качестве источника питания радиоприемника используется батарея типа «Крона».
Детали приемника размещаются на небольшой печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм, которая вместе с источником питания помещается в пластмассовую коробочку (рис. 19.13). Налаживание радиоприемника заключается в подборе сопротивления резистора R1 в пределах 1...1,8 МОм, при котором приемник имеет максимальную громкость звучания.
Рис. 19.13. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) радиоприемника на операционном усилителе
Описание схемы на К157УД2. Промышленность выпускает микросхемы, которые в одном корпусе содержат два операционных усилителя, в частности К157УД2. Хотя микросхема предназначена для низкочастотных устройств, она неплохо работает в радиоприемниках прямого усиления на СВ и ДВ и, что очень важно, при низком напряжении питания 2...3 В. Это позволяет построить миниатюрный радиоприемник, который не нуждается в предварительном макетировании. Схема такого приемника приведена на рис. 19.14.
Рис. 19.14. Принципиальная схема радиоприемника на микросхеме К157УД2
Для простоты приемник имеет фиксированную настройку на одну радиостанцию, наиболее хорошо слышимую в данной местности. Можно конечно ввести и плавную настройку на радиостанцию, установив конденсатор переменной емкости, как в предыдущей конструкции приемника, но тогда габариты приемника возрастут. Ток, потребляемый приемником, составляет около 3 мА.
Приемник содержит: входные цепи, усилитель радиочастоты, диодный детектор, усилитель звуковой частоты. Входные цепи приемника состоят из магнитной антенны WA1 и катушки связи с усилителем радиочастоты на операционном усилителе DALL Сигнал радиостанции, выделенный входным контуром LI, С1 через катушку связи и конденсатор С2, поступает на вход ОУ DA1.1 (УРЧ). После усиления сигнал с вывода 13 подается на детектор, собранный на диодах VD1, VD2, включенных по схеме удвоения выходного напряжения.
Нагрузкой детектора по постоянному току служит резистор R5. С выхода детектора сигнал звуковой частоты через разделительный конденсатор С6 поступает на вход усилителя звуковой частоты, собранного на ОУ DA1.2. С выхода УЗЧ сигнал через конденсатор С8 подается на телефоны BF1, BF2.
Детали в приемнике используются малогабаритные. Резисторы МЛТ-0,125, конденсатор С8 К50-6, остальные КМ-5. Для магнитной антенны используется ферритовый стержень длиной 55 мм и 08 мм. Катушка L1 содержит 80 витков провода ЛЭШО 10x0,07, катушка связи L2 имеет 15 витков провода ПЭЛШО 0,12. Для питания приемника используется два последовательно соединенных аккумулятора типа Д-0,06. Выключатель питания может быть любого типа, малогабаритный.
Рис. 19.15. Печатная плата и размещение на ней деталей радиоприемника на микросхеме К157УД2Рис. 19.15. Печатная плата и размещение на ней деталей радиоприемника на микросхеме К157УД2Большая часть деталей радиоприемника смонтирована на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Вид печатной платы и размещение на ней деталей показаны на рис. 19.15.
Рис. 19.15. Печатная плата и размещение на ней деталей радиоприемника на микросхеме К157УД2
Рис. 19.15. Печатная плата и размещение на ней деталей радиоприемника на микросхеме К157УД2
Правильно собранный приемник при использовании исправных радиокомпонентов наладки не требует и после включения питания начинает сразу работать. Необходимо только изменением емкости конденсатора С1 настроиться на требуемую радиостанцию. В случае возбуждения ОУ DA1.2 к выводам 7-8 следует подключить конденсатор емкостью 5... 10 пФ. Приемник не имеет регулятора громкости. Для изменения громкости звука необходимо вращать корпус приемника.
Проверка годности операционных усилителей
Рис. 19.16. Принципиальная схема пробника для проверки работоспособности операционных усилителей (ОУ)Рис. 19.16. Принципиальная схема пробника для проверки работоспособности операционных усилителей (ОУ)Для того, чтобы быть уверенными в пригодности операционного усилителя для радиоэлектронного устройства и не мучиться с налаживанием, его следует проверить хотя бы с помощью пробника, схема которого представлена на рис. 19.16 [39]. С помощью пробника можно проверить практически все наиболее часто используемые в практике радиолюбителя ОУ, кроме тех, выходное сопротивление которых сравнимо или больше сопротивления резистора R7, например, микромощ- ные ОУ К140УД12, К153УД4.
Рис. 19.16. Принципиальная схема пробника для проверки работоспособности операционных усилителей (ОУ)
Рис. 19.16. Принципиальная схема пробника для проверки работоспособности операционных усилителей (ОУ)
Описание работы пробника. Проверяемый операционный усилитель подключается к гнездам разъема XS1, например, как ОУ К140УД2 на схеме. В результате получаем релаксационный генератор, который вырабатывает прямоугольные импульсы (меандр) с частотой 1...2 Гц. Питание генератора осуществляется от параметрического стабилизатора RI, VD1. Если ОУ годный, то заработает генератор и начнет вспыхивать в такт с частотой генерируемых импульсов светодиод HL1. В противном случае генератор работать не будет, а светодиод в зависимости от причины неисправности будет либо гореть непрерывно, либо вовсе не вспыхнет.
Детали. В пробнике можно применить такие детали, кроме указанных на схеме, транзисторы КТ312А...КТ312В, КТ315А, КТ315В...КТ315И, КТ503А...КТ503Е, диоды КД521А...КД521Г, КД103Б, стабилитрон Д814Г или ему подобный. В качестве разъема XS1 используется монтажная панель для микросхем, тип корпуса 2103.16 (DIP-16).
Все детали устройства монтируются на печатной плате размером 60x40 мм, вырезанной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм (рис. 19.17). Правильно собранный пробник особой наладки не требует.
Рис. 19.17. Печатная плата (а) й монтаж на ней деталей (6) 'пробника для проверки ОУРис. 19.17. Печатная плата (а) й монтаж на ней деталей (6) 'пробника для проверки ОУ
Рис. 19.17. Печатная плата (а) й монтаж на ней деталей (6) 'пробника для проверки ОУ
Рис. 19.17. Печатная плата (а) й монтаж на ней деталей (6) 'пробника для проверки ОУ
Шаг 20.
Радиоэлектронные конструкциина цифровых микросхемах
Основные сведения
В радиолюбительских конструкциях широкое использование получили цифровые интегральные микросхемы, которые также называют логическими элементами. Конструкции, собранные на них, получаются простыми и, как правило, не требуют налаживания. Цифровые микросхемы предназначены для преобразования или обработки дискретных сигналов. Сигнал может быть выражен в двоичном (0 или 1) или цифровом коде. Цифровые микросхемы, работающие с двоичным кодом, называются логическими.
На радиоэлектронных схемах цифровые интегральные микросхемы изображают в виде прямоугольников, имеющих внутри его отличительные знаки, указывающие тип логического элемента. Во^ле графического изображения цифровой микросхемы ставится буквенный символ DD с порядковым номером на схеме, а рядом — тип используемой микросхемы.
Типы логических схем
Существует три основных типа логических схем:
Схема отрицания НЕ — инвертор. Схема является одновходовой, на выходе которой сигнал «У» возникает при отсутствии сигнала «X» на входе. На принципиальных схемах элемент НЕ изображается в
Рис. 20.1. Условное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)Рис. 20.1. Условное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)виде прямоугольников (рис. 20.1). Его условным символом служит кружок, обозначающий инверсию выхода. Расположенная возле изображения логического элемента таб
Рис. 20.1. Условное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)
Рис. 20.1. Условное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)
лица истинности позволяет сделать вывод, каким будет сигнал на выходе при определенной комбинации логических сигналов на входе.
Схема совпадения И представляет собой многовходовую схему, на выходе которой сигнал «У» возникает только при наличии сигналов «Хр Х2 ... Хп» одновременно на всех выходах. На рис. 20.2 приведено графическое изображение логического элемента с двумя входами — 2И и его таблица истинности. Характерным отличием этого элемента на схемах является наличие внутри прямоугольника английского знака «&» (английский союз «и» — логическое умножение) в левом верхнем углу.
Схема сборки ИЛИ — многовходовая схема, сигнал «У» на выходе которой, появляется при наличии сигнала хотя бы на одном из входов. На рис. 20.3 представлено графическое изображение схемы и ее таблица истинности.
Рис. 20.2. Условное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)Рис. 20.2. Условное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)Рис. 20.3. Условное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)Рис. 20.3. Условное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)
Рис. 20.2. Условное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)
Рис. 20.2. Условное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)
Рис. 20.3. Условное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)
Рис. 20.3. Условное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)
Существуют и более сложные логические схемы, представляющие собой соединение нескольких простейших схем. Для запоминания результатов преобразований, которые выполняются логическими схемами, применяют элемент памяти — триггер. Его схема имеет два выхода (единичный и нулевой) и несколько входов. Триггер может находиться в одном из двух возможных состояний: единичном или нулевом. Состояние триггера зависит от вида (1 или 0) дискретного сигнала, поступающего на его вход.
Микросхемы серии 155
Для конструирования различных конструкций радиолюбители часто используют микросхемы серии К155, которые построены на основе так называемой транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Эта серия включает многовходовые элементы И-НЕ, триггеры, счетчики, дешифраторы, запоминающие устройства, и т.д. Напряжение питания микросхем серии К155 составляет 5 ±0,25 В.
Напряжение питания на микросхемы, имеющие восемь выводов, подается на выводы 8 (плюс) и 4 (общий), имеющие 14 выводов — на выводы 14 (плюс) и 7 (общий), имеющие 16 выводов — на выводы 16 (плюс) и 8 (общий), имеющие 24 вывода — на выводы 24 (плюс) и 12 (общий); за исключением К155ТМ5, К155ИМ2: плюс — на вывод 4, общий — на вывод 11; К155ТМ7, К155ИД1, К155ИМЗ: плюс — на вывод 5, общий — на вывод 12; К155ИЕ2, К155ИЕ4, К155ИЕ5: плюс — на вывод 5, общий — на вывод 10; К155РУ1: плюс — на вывод 4, общий — на вывод 10.
При изображении логических элементов на принципиальных схемах, подключение к ним источника питания, как правило, не показывают. Рассмотрим практическое использование в радиоэлектронных конструкциях микросхем серии К155.
Наиболее часто в конструкциях используется микросхема К155ЛАЗ, Условное графическое изображение K155JIA3 приведено на рис. 20.4.а. В состав микросхемы входит четыре элемента 2И-НЕ, каждый из которых выполняет операцию логического умножения сигналов по двум входам с последующей инверсией результата ца выходе.
К выв. 14DD1, DD2 4> +UnК выв. 7 DD1, DD2 4^ _UnК выв. 14DD1, DD2 4> +UnК выв. 7 DD1, DD2 4^ _UnРис. 20.4. Условное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ: а — без деления на элементы, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕРис. 20.4. Условное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ: а — без деления на элементы, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕDD2.4DD2.4Следует отметить, что логический элемент, входящий в микросхему, может работать отдельно независимо от других, в связи с этим на принципиальных схемах элементы, составляющие микросхему, изображаются отдельно один от другого. На принципиальных схемах этот факт отмечают в буквенно-цифровом обозначении, например,
К выв. 14DD1, DD2 4> +Un
К выв. 7 DD1, DD2 4^ _Un
К выв. 14DD1, DD2 4> +Un
К выв. 7 DD1, DD2 4^ _Un
Рис. 20.4. Условное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ: а — без деления на элементы, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕ
Рис. 20.4. Условное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ: а — без деления на элементы, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕ
DD2.4
DD2.4
DD2.1, DD2.2, DD2.3 и DD2.4 (рис. 20.4.6). Принципиальная схема одного логического элемента дана на рис. 20.5. Как видно из представлен
ной схемы, входящие в нее транзисторы имеют непосредственную связь. В схеме транзистор VT1 имеет два эмиттера и выполняет логическое умножение, VT2 — усиление, VT3 — усиление, a VT4 — инверсию сигнала. Необходимый режим работы транзисторов задается резисторами R1...R4. Диоды VD1...VD3 предназначены для защиты цепей от напряжения обратной полярности. В момент поступления напряжения низкого логического уровня на один или оба входа логического элемента (выводы 1 и 2), транзистор VT1 открыт. В то время, как транзистор VT2 закрыт, на базу транзистора VT4 поступает напряжение низкого логического уров-
Рис. 20.5. Принципиальная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗРис. 20.5. Принципиальная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗня, которое закрывает этот транзистор. В то же время, транзистор VT3 открыт, так как напряжение на его базе, наоборот, соответствует уровню логической 1. В итоге на выходе (вывод 3) элемента оказывается напряжение высокого логического уровня и через нагрузку проходит ток. Если подать на оба входа элемента сигнал, соответствующий логической единицы, то транзистор VT1 закроется, a VT2 откроется. Транзисторы VT3 и VT4 переключатся в противоположные состояния, на выходе появится логический 0 и через нагрузку не будет идти ток.
Рис. 20.5. Принципиальная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗ
Рис. 20.5. Принципиальная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗ
Основными параметрами логической микросхемы, состоящей из элементов И-НЕ, являются:
Напряжение питания Un.
Потребляемая от источника питания номинальная мощность Рном.
Пороговое напряжение Unop переключения логического элемента из одного состояния в другое.
Выходное напряжение UBblx логического нуля и единицы.
Время включения tBKJI и выключения 1ВЫКЛ.
Коэффициент разветвления по выходу Краз показывающий, сколько входов аналогичных микросхем можно подключить к выходу данного элемента.
Рассмотрим примеры практического использования цифровых микросхем в радиолюбительских конструкциях.
Практические схемы на цифровыхинтегральных микросхемах
Сторож, вещей пассажира . •
Описание схемы. Несложное охранное устройство, извещающее о намерении кого-нибудь своровать ваши вещи, можно собрать всего на одной логической микросхеме (рис. 20.6) [40]. В устройстве используется шлейфовый датчик, при обрыве которого начинает работать генератор прямоугольных импульсов, собранный на логических элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К561ЛА7. Генератор выдает импульсы с частотой 2...3 Гц (fk = 1/(2R4*C2)), которые коммутируют тональный генератор, выполненный на элементах DD1.3 и DD1.4. Частота импульсов тонального генератора составляет 1 кГц (ft = 1/(2R6-C3)). Импульсы тонального генератора поступают на пьезокерамический излучатель НА1, который преобразует их в звук.
Рис. 20.6. Принципиальная схема сторожа вещей пассажира
В качестве источника питания GB1 можно использовать литиевую батарею 2БЛИК-1 (AS44, 4LR44, KX28L, РХ28А) или 4 элемента типа 316, что приведет к увеличению габаритов устройства. В устройстве нет выключателя, так как в дежурном режиме устройство потребляет ток всего 2 мкА. В режиме тревожной сигнализации, когда шлейф оборван и звукоизлуча- тель издает мощный сигнал, ток составляет 0,5... 1 мА. Для увеличения мощности звука следует подобрать сопротивление резистора R6.
Детали. В охранном устройстве используются постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы С1...СЗ — КМ6, С4 — оксидный К50-35. Шлейфный датчик представляет собой сложенный вдвое обмоточный провод ПЭВ-2 или ПЭВ-3 00,07...0,1 мм длиной 0,5... 1 м. Концы такого куска провода присоединяют к двухконтактному разъему, -который необходим для подключения к гнездам устройства XI. Необходимо сделать несколько таких проводных датчиков, так как оборванные шлейфы не имеет смысла ремонтировать.
Для хранения датчиков желательно использовать челнок-мотальце подобно тем, что используют рыбаки для хранения лески. Детали устройства монтируют на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. На одной стороне платы фольга используется как общий минусовой провод источника питания. В связи с чем вокруг отверстий, через которые проходят выводы деталей, не связанные с общим проводом, необходимо снять фольгу, сделав выборки сверлом 01,5...2 мм.
Рисунок печатной платы и распайка деталей на ней показаны на рис. 20.7.Рисунок печатной платы и распайка деталей на ней показаны на рис. 20.7.Места припайки деталей к общему проводу платы показаны квадратами. Примерный монтаж деталей на двухсторонней плате показан на рис. 20.8.Места припайки деталей к общему проводу платы показаны квадратами. Примерный монтаж деталей на двухсторонней плате показан на рис. 20.8.и монтаж на ней деталей Рис. 20.8. Пример распайки на печатной плате «сторожа» вещей пассажира деталей «сторожа» вещей пассажираи монтаж на ней деталей Рис. 20.8. Пример распайки на печатной плате «сторожа» вещей пассажира деталей «сторожа» вещей пассажира
Рисунок печатной платы и распайка деталей на ней показаны на рис. 20.7.
Рисунок печатной платы и распайка деталей на ней показаны на рис. 20.7.
Места припайки деталей к общему проводу платы показаны квадратами. Примерный монтаж деталей на двухсторонней плате показан на рис. 20.8.
Места припайки деталей к общему проводу платы показаны квадратами. Примерный монтаж деталей на двухсторонней плате показан на рис. 20.8.
и монтаж на ней деталей Рис. 20.8. Пример распайки на печатной плате «сторожа» вещей пассажира деталей «сторожа» вещей пассажира
и монтаж на ней деталей Рис. 20.8. Пример распайки на печатной плате «сторожа» вещей пассажира деталей «сторожа» вещей пассажира
Генераторы на ИМС К155ЛАЗ
Описание схемы. На микросхемах серии К155ЛАЗ можно собирать низкочастотные и высокочастотные генераторы небольших размеров, которые могут быть полезны при проверке, ремонте и налаживании различной радиоэлект-
ронной аппаратуры. Рассмотрим принцип действия ВЧ генератора, собранного на трех инверторах (рис. 20.9). Конденсатор С1 обеспечивает положительную обратную связь между выходом второго и входом первого инвертора, необходимую для возбуждения генератора. Резистор R1 обеспечивает необходимое смещение по постоянному току, а также позволяет осуществлять небольшую отрицательную обратную связь на частоте генератора.
В результате преобладания положительной обратной связи над отрицательной на выходе генератора получается напряжение прямоугольной формы.
Изменение частоты генератора в широких пределах производится подбором емкости С1 и сопротивления резистора R1. Генерируемая частота равна freH = 1/(0,7 • Cl • RI). С понижением напряжения питания эта частота уменьшается. По аналогичной схеме собирается и НЧ генератор подбором соответствующим образом С1 и R1.
DD1.3^ & | ВыходDD1.3^ & | ВыходРис. 20.9. Структурная схема генератора на логической микросхемеРис. 20.9. Структурная схема генератора на логической микросхемеС1С1ЧЕDD1.1DD1.2■Г&1 Н &1ЧЕDD1.1DD1.2■Г&1 Н &1Исходя из вышеизложенного, на рис. 20.10 представлена принципиальная схема универсального генератора, собранная на двух микросхемах типа К155ЛАЗ [41]. Генератор позволяет получить три диапазона частот: 120...500 кГц (длинные волны), 400... 1600 кГц (средние волны), 2,5...10 МГц (короткие волны) и фиксированную частоту 1000 Гц.
DD1.3
^ & | Выход
DD1.3
^ & | Выход
Рис. 20.9. Структурная схема генератора на логической микросхеме
Рис. 20.9. Структурная схема генератора на логической микросхеме
С1
С1
ЧЕ
DD1.1DD1.2
■Г&1 Н &1
ЧЕ
DD1.1DD1.2
■Г&1 Н &1
Рис. 20.10. Принципиальная схема генератора на микросхемах К155ЛАЗ
На микросхеме DD2 собран генератор низкой частоты, частота генерации которого составляет примерно 1000 Гц. В качестве буферного каскада между генератором и внешней нагрузкой используется инвертор DD2.4. Низкочастотный генератор включается выключателем SA2, о чем свидетельствует красное свечение светодиода HL1. Плавное изменение выходного сигнала генератора НЧ производится переменным резистором R10. Частота генерируемых колебаний устанавливается грубо подбором емкости конденсатора С4, а точно — подбором сопротивления резистора R3.
Генератор ВЧ собран на элементах DD1.1...DD1.3. В зависимости от подключаемых конденсаторов С1...СЗ генератор выдает колебания, соответствующие КВ, СВ йли ДВ. Переменным резистором R2 производится плавное изменение частоты высокочастотных колебаний в любом поддиапазоне выбранных частот. На входы инвертора 12 и 13 элемента DD1.4 подаются колебания ВЧ и НЧ. В результате чего на выходе 11 элемента DD1.4 получаются модулированные высокочастотные колебания.
Плавное регулирование уровня промодулированных высокочастотных колебаний производится переменным резистором R6. С помощью делителя R7...R9 выходной сигнал можно изменить скачкообразно в 10 и 100 раз. Питается генератор от стабилизированного источника напряжением 5 В, при подключении которого загорается светодиод HL2 зеленого свечения.
Детали. В универсальном генераторе используются постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменные — СП-1. Конденсаторы С1...СЗ — КСО, С4 и С6 — К53-1, С5 — КМ-6, К10-17. Вместо указанной серии микросхем на схеме можно использовать микросхемы серии 133. Все детали генератора монтируют на печатной плате. Конструктивно генератор выполняется исходя из вкусов радиолюбителя.
Настройка. Настройку генератора при отсутствии ГСС производят по радиовещательному радиоприемнику, имеющему диапазоны волн: КВ, СВ и ДВ. С этой целью устанавливают приемник на обзорный КВ диапазон. Установив переключатель SA1 генератора в положение КВ, подают на антенный вход приемника сигнал с выхода генератора. Вращая ручку настройки приемника пытаются найти сигнал генератора. На шкале приемника будет прослушиваться несколько сигналов, выбирают наиболее громкий. Это будет первая гармоника.
Подбирая конденсатор С1, добиваются приема сигнала генератора на волне 30 м, что соответствует частоте 10 МГц. Затем устанавливают переключатель SA1 генератора в положение СВ, а приемник переключают на средневолновый диапазон. Подбирая конденсатор С2, добиваются прослушиваний сигнала генератора на метке шкалы приемника соответствующей волне 180 м.
Аналогично производят настройку генератора в диапазоне ДВ. Изменяют емкость конденсатора СЗ таким образом, чтобы сигнал генератора про-
слушивался на конце средневолнового диапазона приемника, отметка 600 м. Аналогичным способом производится градуировка шкалы переменного резистора R2. Для градуировки генератора, а также его проверки, должны быть включены оба выключатели SA2 и SA3.
Передатчик на ИМС К155ЛАЗ
Микросхемы серий 130, 133, К155 хорошо работают на частотах до 10...15 МГц. Проведенные эксперименты показали, что они сохраняют свою работоспособность и на более высоких частотах — вплоть до 100 МГц. При этом, правда, снижается выходное напряжение. Невзирая на это, можно построить микромощный радиопередатчик, не имеющий катушек индуктивности, на диапазон 66...76 МГц. Дальность такого передатчика составляет до 50 м. Его сигнал можно услышать на обычном УКВ приемнике. Схема УКВ передатчика приведена на рис. 20.11 [42].
Рис. 20.11. Принципиальная схема передатчика ЧМ на микросхеме К155ЛАЗ
Сигнал с микрофона ВМ1 подается на вход (выводы 1 и 2) генератора, собранного на элементах DD1.1...DD1.4. На выходе (вывод 11) генератора получаются модулированные высокочастотные колебания, которые излучаются антенной WA1 в пространство.
Настройка передатчика на требуемую частоту производится резистором R1. Для стабильной работы передатчика, при изменении питающего напряжения, в его схеме имеется стабилизатор напряжения, собранный на транзисторах VT1 и VT2. Питание передатчика осуществляется от источника с напряжением 6...9 В. Можно использовать батарею типа «Крона» или 4 элемента типа 316. В качестве антенны WA1 передатчика можно использовать металлический штырь длиной около 1 метра или телескопическую антенну от радиоприемника.
Детали передатчика собираются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Так как передатчик содержит немного деталей, то рисунок на плате можно не вытравливать, а сделать резаком. Вначале сверлят отверстия, а потом прорезают фольгу в нужных местах.
Настройка передатчика начинается с установки резистором R2 тока 15...20 мА (место на схеме показано крестиком). Далее, включив УКВ при-
емник, устанавливают указатель его настройки в том месте шкалы, где не слышны радиовещательные станции. Включают передатчик и отходят с ним от приемника на некоторое расстояние, 5...8 метров. Произнося слова в микрофон ВМ1, вращают ось резистора R1, добиваясь слышимости сигнала в приемнике.
Эксперименты, проведенные с передатчиком, показали, что увеличить дальность его работы можно, если элементы DD1.2...DD1.4 включить параллельно. В этом случае правый конец резистора R1 подключается к выводу 3 элемента DD1.1.
Сигнализатор разрядки аккумуляторной "батареи
Реальный срок эксплуатации аккумуляторных батарей, как известно, зависит от того, до какого значения напряжения она разряжается. Схема сигнализатора, извещающего о падении напряжения ниже критического значения на аккумуляторной батарее типа 7Д-0.125, приведена на рис. 20.12 [43]. Устройство собрано на двух логических микросхемах DD1, DD2 и одном кремниевом транзисторе VT1 типа КТ315. Сигнализатор срабатывает при уменьшении напряжения на аккумуляторе до 7,8 В, о чем извещает звуковым сигналом пьезоизлучатель BF1. При использовании устройства с другими типами аккумуляторов напряжение срабатывания подбирают изменением сопротивления резистора R2 и типа стабилитрона VD1. Устройство, собранное по данной схеме, отличается высокой экономичностью в обоих режимах: ждущем и сигнализации.
Рис. 20.12. Принципиальная схема сигнализатора разрядки аккумуляторной батареи на логической микросхеме
В устройстве использованы такие микросхемы: DD1 типа К561ТЛ1, a DD2 типа К561ЛА7. Вместо микросхемы К561ТЛ1 возможно использование микросхемы К561ЛА7, включив ее по схеме рис. 20.13. При такой замене микросхемы DD1 резко увеличивается ее ток потребления (25...30 мА), в момент приближения к порогу срабатывания сигнализатора. В качестве транзистора VT1 можно использовать любой кремниевый транзистор п-р-п типа. Резисторы типа МЛТ-0,125, а постоянные конденсаторы — малога-
баритные любого типа. При отсутствии пьезоизлучателя можно использовать небольшую динамическую головку, включив ее по схеме рис. 20.14.
Все детали сигнализатора собираются на небольшой печатной плате из фольгированного гетинакса. Налаживание сигнализатора заключается в подборе типа стабилитрона VD1 и сопротивления резистора R2. Он срабатывает, когда напряжение на зажимах аккумулятора достигнет критического значения. После наладки сигнализатор помещают в корпус радиоэлектронной аппаратуры. Выводы сигнализатора ХР1 и ХР2 припаивают к соответствующим контактам питания аппаратуры.
Рис. 20.14. Принципиальная схема включения динамика в сигнализатор разрядки аккумуляторной батареиРис. 20.14. Принципиальная схема включения динамика в сигнализатор разрядки аккумуляторной батареи10kРис. 20.13. Изменения в схеме сигнализатора разрядки аккумуляторной батареи при использовании в нем ИМС К561ЛА710kРис. 20.13. Изменения в схеме сигнализатора разрядки аккумуляторной батареи при использовании в нем ИМС К561ЛА7Радиоприемник прямого усиления на ИМС К176ЛЕ5
Рис. 20.14. Принципиальная схема включения динамика в сигнализатор разрядки аккумуляторной батареи
Рис. 20.14. Принципиальная схема включения динамика в сигнализатор разрядки аккумуляторной батареи
10k
Рис. 20.13. Изменения в схеме сигнализатора разрядки аккумуляторной батареи при использовании в нем ИМС К561ЛА7
10k
Рис. 20.13. Изменения в схеме сигнализатора разрядки аккумуляторной батареи при использовании в нем ИМС К561ЛА7
Рис. 20.15. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5Рис. 20.15. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5Описание схемы. Некоторые серии логических микросхем, в частности, выполненные на комплементарных парах МОП транзисторов, могут быть использованы в радиоприемных устройствах. На рис. 20.15 приведена схема приемника прямого усиления на микросхеме типа К176ЛЕ5 [44]. Прием радиостанций ведется на магнитную антенну WA1. Колебательный контур приемника состоит из катушки индуктивности L1 и конденсатора переменной емкости С1, с помощью которого ведется настройка на радиостанции. Выделенный контуром сигнал подается на усилитель
Рис. 20.15. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5
Рис. 20.15. Принципиальная схема радиоприемника прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5
ВЧ, собранный на элементе DD1.1. Между входом и выходом элемента включен резистор R1, осуществляющий отрицательную обратную связь по постоянному напряжению. Для устранения такой связи по переменному напряжению используется конденсатор С2.
С выхода элемента DD1.1 усиленный сигнал поступает на детектор, выполненный на диодах VD1 и VD2, включенных по схеме удвоения напряжения. Нагрузкой детектора является резистор R2, с которого звуковой сигнал подается на УЗЧ, выполненный на элементах DD1.2...DD1.4. В первом каскаде УЗЧ введена отрицательная обратная связь по постоянному напряжению через резисторы R3, R4. При этом на выходе элемента DD1.2 устанавливается стабильное напряжение, равное половине напряжения источника питания, что позволяет не ставить аналогичные цепочки в последующих каскадах УЗЧ.
По переменному напряжению звуковой частоты обратная связь снимается подключением конденсатора С6. Нагрузкой УЗЧ являются стереофонические телефоны, подключаемые к гнезду XS1. Для питания приемника используется источник питания 9 В, например, батарея типа «Крона» или аккумулятор 7Д-0Д25. Радиоприемник сохраняет свою работоспособность при снижении напряжения питания до 3 В.
Детали. В приемнике, вместо микросхемы К176ЛЕ5, можно использовать микросхему К176ЛА7 без изменений схемы приемника. Резисторы типа МЛТ-0,125, электролитические конденсаторы С6, С7, С9 типа К50-6, остальные конденсаторы типа К10-7В. В схеме приемника могут быть использованы резисторы и конденсаторы, номинальные значения которых в 2...3 раза отличаются от указанных на схеме. Конденсатор переменной емкости КПТ-2 емкостью 5...270 пФ. Для приема средних волн, катушка L1 магнитной антенны содержит 80 витков провода ЛЭП-5х0,06, намотанных на картонном каркасе, размещенном на ферритовом сердечнике М400НН1 100x8 мм. Все детали приемника собраны на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размером 45x40 мм.
Рис. 20.16. Принципиальная схема включения динамика в радиоприемник прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5Рис. 20.16. Принципиальная схема включения динамика в радиоприемник прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5Собранный из исправных деталей приемник особой наладки не требует и при подключении питания начинает сразу работать. При эксплуатации приемника вблизи мощных радиостанций появляется возможность прослушивания радиопередач на электродинамическую головку. В этом случае выходной каскад переделывают согласно схеме рис. 20.16. Выходной трансформатор Т1 берется от любого транзисторного радиоприемника, при этом используется одна половинка первичной обмотки. Динамическая головка ВА1 может быть любого типа. Мощность 0,05...0,5 Вт.
Рис. 20.16. Принципиальная схема включения динамика в радиоприемник прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5
Рис. 20.16. Принципиальная схема включения динамика в радиоприемник прямого усиления на логической микросхеме К176ЛЕ5
Пробник на ИМС К155ЛАЗ
Описание схемы. Используя микросхему К155ЛАЗ, можно собрать простой пробник со звуковой индикацией для прозвонки электрических цепей (рис. 20.17). Основу пробника составляет мультивибратор на элементах DD1.2...DD1.4. При подключении щупов пробника ХР1 и ХР2 к участку монтажа сопротивлением менее 10 Ом или их замыкании на входах 1 и 2 первого элемента DD1.1 окажется напряжение, которое несколько меньше уровня логической 1, что равносильно сигналу логического 0. На выходе 3 элемента DD1.1, появляется уровень логической 1 и начинает работать мультивибратор.
Рис. 20.17. Принципиальная схема звукового пробника на ИМС К155ЛАЗ
Колебания мультивибратора через резисторы R5 и R6 подаются на вход усилителя мощности, собранного на транзисторе VT1. В эмиттерную цепь транзистора VT1 включена электродинамическая головка, по звучанию которой и судят о результатах прозвонки. С помощью резистора R5 можно в небольших пределах изменять громкость звука пробника.
Детали. В пробнике используются постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменный резистор R5 любого типа. Конденсатор С1 типа К53-16. Транзистор VT1 может быть любой серии КТ315. Динамическая головка — 0,1 ГД-17 или другая малогабаритная с сопротивлением звуковой катушки не менее 8 Ом. Источником питания пробника являются три аккумулятора типа Д-0,06, соединенные последовательно. Детали пробника, кроме динамика, монтируют на небольшой печатной плате соответствующих размеров, которую помещают в пластмассовый корпус.
Налаживание пробника начинают с установки верхнего предела сопротивления, при котором происходит его срабатывание. С этой целью к щупам пробника подключают, например, резистор сопротивлением 10 Ом, т.е. верхний предел сопротивления. Подбирая сопротивление резистора R2, добиваются изменения уровня напряжения на выходе элемента DD1.1 с единичного на нулевой. Если после этого подключить к щупам резистор с меньшим сопротивлением, то в динамике должен появиться звук. На этом налаживание пробника заканчивается. .
Мелодичный звонок для телефона
В обычный дисковый телефонный аппарат можно вдохнуть новую жизнь, если в нем заменить электромагнитный звонок на электронный, собранный по схеме рис. 20.18 [45]. После такой замены звук телефона станет более приятным и мелодичным. Схема звонка собрана на одной микросхеме К176ЛА7 и двух транзисторах серии КТ315. На элементах DD1.3 и DD1.4 собран тональный генератор, работой которого управляет второй генератор на инверторах DD1.1 и DD1.2. Для устранения звуковых щелчков, возникающих при работе управляющего генератора, между ним и тональным генераторами включен каскад на транзисторе VT1 по схеме с общим коллектором. Включенный в эмиттер транзистора VT1 конденсатор С2 также служит для устранения щелчков. Колебания тонального генератора подаются на вход УЗЧ, собранного на транзисторе VT2, в эмиттерную цепь которого включен излучатель звука BF1. Питается электронный звонок от выпрямительного моста, собранного на диодах VD1...VD4, который подключают к зажимам, на которые подается напряжение питания электромагнитного звонка. Для стабилизации напряжения питания используется стабилитрон VD5.
Рис. 20.18.Рис. 20.18.Принципиальная схема мелодичного звонкаПринципиальная схема мелодичного звонкадля дискового телефонадля дискового телефона
Рис. 20.18.
Рис. 20.18.
Принципиальная схема мелодичного звонка
Принципиальная схема мелодичного звонка
для дискового телефона
для дискового телефона
В звонке, кроме указанных типов микросхем, можно использовать микросхемы типа К561ЛА7. VT1, VT2 любые кремниевые транзисторы проводимости n-p-п. Диоды VD1...VD4 могут быть типа КД105В, КД105Г, Д226, Д226А, Д226Г, КЦ405А...КЦ405И. В качестве звукового излучателя BF1 можно использовать один наушник ТОН-2 или небольшой наушник ТА56А. Резисторы и конденсаторы любого типа — малогабаритные.
Детали устройства, кроме наушника, монтируются на печатной плате. Рисунок печатной платы приведен на рис. 20.19, а монтаж деталей на ней — на рис. 20.20. Наладка электронного звонка заключается лишь в установке подстроечными резисторами R2 и R5 желаемой тональности его звучания. Подбором сопротивления резистора R6 устанавливают необходимую громкость звучания звонка.
Рис. 20.19. Печатная плата мелодичного звонка для дискового телефонаРис. 20.19. Печатная плата мелодичного звонка для дискового телефонаРис. 20.20. Распайка деталей на печатной плате мелодичного звонка для дискового телефонаРис. 20.20. Распайка деталей на печатной плате мелодичного звонка для дискового телефона
Рис. 20.19. Печатная плата мелодичного звонка для дискового телефона
Рис. 20.19. Печатная плата мелодичного звонка для дискового телефона
Рис. 20.20. Распайка деталей на печатной плате мелодичного звонка для дискового телефона
Рис. 20.20. Распайка деталей на печатной плате мелодичного звонка для дискового телефона
Металлоискатель на ИМС К176ЛЕ5
Описание схемы. Компактный металлоискатель можно собрать всего на одной логической микросхеме. Схема металлоискателя на микросхеме типа К175ЛЕ5 приведена на рис. 20.21 [46]. Металлоискатель содержит два генератора. Один генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2, а второй — на элементах DD1.3, DD1.4. Частота перестраиваемого генератора на DD1.1 и DD1.2 зависит от емкости конденсатора С1 и общего сопротивления, подстроечного и переменного, резисторов R1 и R2.
Переменным резистором R2 плавно изменяют частоту генератора в диапазоне частот, установленном подстроечным резистором R1. Частота генератора на DD1.3.H DD1.4 зависит от параметров колебательного конту-
Рис. 20.21. Принципиальная схема металлоискателя на логической микросхеме К176ЛЕ5
pa LI, С2. Сигналы с обоих генераторов поступают через конденсаторы СЗ и С4 на детектор, выполненный по схеме удвоения напряжения на диодах VD1 и VD2. Нагрузкой детектора являются телефоны BF1, на которых выделяется разностный сигнал в виде низкочастотной составляющей, преобразуемый телефонами в звук. Параллельно телефонам включен конденсатор С5, который шунтирует их по высокой частоте.
При приближении поисковой катушки L1 к металлическому предмету происходит изменение частоты генератора на элементах DD1.3, DD1.4. В результате меняется тональность звука в телефонах, по этому признаку и определяют, находится ли предмет в зоне поиска.
Детали. В схеме металлоискателя микросхему К176ЛЕ5 можно заменить на микросхемы К176ЛА7, К176ПУ1, К176ПУ2, К561ЛА7, К564ЛА7, К561ЛН2. Подстроечный резистор R1 типа СП5-2, переменный резистор R2 — СПО-0,5. Допустимо использовать в схеме и другие типы резисторов, желательно малогабаритные. Электролитический конденсатор С6 типа К50-12 на напряжение не менее 10 В. Остальные постоянные конденсаторы типа КМ-6. Катушка L1 размещается в кольце 0120 мм, согнутом из медной или алюминиевой трубки 08 мм. Между концами трубки должен быть небольшой зазор, чтобы не было короткозамкнутого витка. Катушка наматывается проводом ПЭЛШОО,5. Через трубку необходимо протянуть любым способом максимальное число витков. В качестве телефонов BF1 можно использовать головные телефоны ТОН-1, ТОН-2 или ТА-1. Для питания металлоискателя используется батарея типа «Крона» или другие типы батарей напряжением 9 В.
Детали устройства, кроме катушки индуктивности, источника питания и наушников размещаются на печатной плате, вырезанной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис. 20.22). Возможно использование и другого вида печатной платы. Г-образный вид платы выбран с
тем, чтобы ее можно было разместить в разъеме типа ШР. К одному концу разъема крепится ручка из металлической трубки, а к другому его концу, с помощью переходника из изоляционного материала, Крепится металлическое кольцо с катушкой L1. Концы катушки припаиваются к соответствующим точкам платы. Ъ полости ручки-трубки размещается гальваническая батарея. Общий вид устройства приведен на рис. 20.23.
Рис. 20.22. Печатная плата и монтаж на ней деталей металлоискателя на логической микросхемеРис. 20.22. Печатная плата и монтаж на ней деталей металлоискателя на логической микросхемеНастройка. Перед наладкой металлоискателя подстроечный и переменный резисторы ставят в среднее положение и замыкают контакты SB1. Перемещая движок подстроечного резистора R1, добиваются наиболее низкого тона в телефонах. При отсутствии звука подбирают емкость конденсатора С2. При появлении сбоев в работе металлоискателя следует конденсатор емкостью 0,01...0,1 мкФ впаять между выводами 7 и 14 микросхемы DDL
Рис. 20.22. Печатная плата и монтаж на ней деталей металлоискателя на логической микросхеме
Рис. 20.22. Печатная плата и монтаж на ней деталей металлоискателя на логической микросхеме
Рис. 20.23. Общий вид металлоискателя на логической микросхемеРис. 20.23. Общий вид металлоискателя на логической микросхемеМеталлоискатель может также быть использован при определении места прокладки арматуры и скрытой проводки при проведении строительных работ в доме. -
Рис. 20.23. Общий вид металлоискателя на логической микросхеме
Рис. 20.23. Общий вид металлоискателя на логической микросхеме
Шаг 21.
Конструкции с сенсорным управлением
Основные понятия
Сенсорное управление в последнее время стало широко использоваться в различных радиоэлектронных конструкциях. Такой тип управления имеет много преимуществ, одно из них — отсутствие подвижных элементов (кнопок,
пружин, штоков, рычажков), все это обеспечивает длительную работу устройства. Сенсорные переключатели можно встретить в телевизорах, микроволновых печках, электромузыкальных инструментах.
Различают два способа контактного воздействия: емкостное и резистивное. В первом случае срабатывание контактного устройства происходит за счет касания металлической пластины (сенсора) человеком, тело которого, как известно, обладает определенной довольно большой емкостью (рис. 21.1). Во втором случае срабатывание сенсора, состоящего из двух металлических пластин, происходит в результате их замыкания пальцем, кожный покров которого имеет некоторое сопротивление (рис. 21.2).
Описание схемы. Рассмотрим более подробно работу резистивного сенсора. Простейшая схема с использованием такого управления, может быть построена на основе однотранзисторного каскада без термостабилизации, в котором резистор, отвечающий за напряжение смещения на базу транзистора, заменен сенсором (рис. 21.3). В данном случае сенсор состоит из двух пластин, одна — присоединена к базе транзистора, а вторая — к источнику питания. В состоянии покоя, когда не касаются сенсора, через транзистор ток практически не течет, а напряжение на коллекторе равно напряжению питания.
Прикосновение пальца к двум пластинам равнозначно присоединению резистора между источником питания и базой, если вспомнить, что кожный покров имеет сопротивление. В этом случае на базу транзистора относительно эмиттера через кожный покров подается небольшое отрицательное напряжение. При этом транзистор открывается, в базовой цепи появляется небольшой ток, который вызывает в несколько раз больший ток коллектора транзистора. Напряжение на коллекторе немедленно меняется на величину, равную падению напряжения, образовавшегося на резисторе.
Рис. 21.1. Принципиальная схема емкостного сенсораРис. 21.1. Принципиальная схема емкостного сенсораСенсорСенсорпокровапокроваРис. 21.2. Принципиальная схема резистивного сенсораРис. 21.2. Принципиальная схема резистивного сенсора
Рис. 21.1. Принципиальная схема емкостного сенсора
Рис. 21.1. Принципиальная схема емкостного сенсора
Сенсор
Сенсор
покрова
покрова
Рис. 21.2. Принципиальная схема резистивного сенсора
Рис. 21.2. Принципиальная схема резистивного сенсора
Рис. 21.3. Принципиальная схема простейшего сенсора с усилителем
Рис. 21.4. Принципиальная схема сенсорного устройства для включения различных механизмовРис. 21.4. Принципиальная схема сенсорного устройства для включения различных механизмовРис. 21.5. Принципиальная схема простейшего сенсорного звонкаРис. 21.5. Принципиальная схема простейшего сенсорного звонка
Рис. 21.4. Принципиальная схема сенсорного устройства для включения различных механизмов
Рис. 21.4. Принципиальная схема сенсорного устройства для включения различных механизмов
Рис. 21.5. Принципиальная схема простейшего сенсорного звонка
Рис. 21.5. Принципиальная схема простейшего сенсорного звонка
Если теперь убрать палец с сенсора, то транзистор вернется в предыдущее состояние и напряжение на коллекторе тоже станет прежним по величине. Такой простой способ прикосновения пальца к сенсору вызывает импульсы на выходе транзисторного каскада. Этот пример в сущности и показывает, как надо строить управление исполнительным радиоэлектронным устройством с использованием сенсорной электронной схемы, которая преобразовывает прикосновение пальца в электрический сигнал.
Простые сенсорные устройствана транзисторах
Для включения различных механизмов может быть использован сенсорный датчик, схема которого приведена на рис. 21.4. При подключении питания в дежурном режиме датчик потребляет ток не более 0,2 мА. При касании пальцем сенсорного контакта Е1 переменное напряжение, наведенное в теле человека, поступает на базу транзистора VT1, выпрямляется и усиливается этим транзистором. Возникшее на резисторе R2 постоянное напряжение открывает транзисторы VT2 и VT3, в результате чего срабатывает электромагнитное реле К1, контакты которого включают исполнительный механизм. .
Для питания датчика следует использовать стабилизированный источник питания напряжением 12 В. Статический коэффициент передачи тока тран
зисторов должен быть 80... 100. Электромагнитное реле — РЭС10 (паспорт РС4.524.303) или РЭС9 (паспорт РС4.524.202). Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсатор С1 — МБМ, С2 - КМ-6, К10-17. Сенсорная пластинка Е1 имеет размер 10x13 мм. Если сенсор размещают от устройства более чем на 15 см, то его подключение осуществляют экранированным
проводом, соединяя оплетку с минусом источника питания.
Сенсорное устройство можно применить и для включения обычного электрического звонка (рис. 21.5). В этом случае отпадает необходимость в
электрической кнопке. При входе в квартиру звуковой сигнал раздается в момент прикосновения пальца к сенсорному контакту, электрически изолированному от «земли». Сигнализатор питается от сети и в ждущем режиме тока не потребляет. Он содержит усилитель на транзисторах VT1...VT3, диодный мост VD2...VD5 и звонок НА1. При касании к сенсорному контакту Е1 через цепь базы транзистора VT1 протекает слабый ток утечки, и транзисторы открываются при отрицательных полупериодах напряжения сети. При этом звонок НА1 подает звуковой сигнал. Диод VD1 проводит положительные полупериоды тока утечки.
В сигнализаторе можно использовать только высоковольтные транзисторы с допустимым напряжением между коллектором и эмиттером не менее 300 В. Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 25. Транзистор VT3 может быть и средней мощности, но при условии, что он установлен на радиатор, позволяющий рассеивать мощность 3...4 Вт. Диоды моста должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 400 В, например, Д226Б. Звонок НА1 — сетевой, на напряжение 127...220 В, например ЭП 127—220 В. Для обеспечения безопасности работы с устройством резистор R1 должен быть сопротивлением не менее 2,2 МОм и мощностью не менее 1 Вт. При таком сопротивлении ток утечки, проходящий через тело человека, совершенно не ощущается.
При налаживании сигнализатора необходимо помнить, что его элементы находятся под сетевым напряжением. Подборкой сопротивления резистора R2 устанавливают требуемую чувствительность устройства. Резистор R2 не следует выбирать сопротивлением более 2,4 МОм, так как при этом устройство будет работать нечетко.
Сенсорные устройствас использованием микросхем
Современный сенсорный переключатель сострит из сенсорной пластины, запоминающего устройства (триггера, см. словарь) и генератора. Триггер, используемый в сенсорном устройстве, должен иметь высокое входное сопротивление (около 1 МОм), в противном случае между сенсорной пластиной и триггером устанавливают согласующий каскад. Заметим, что сенсором можно управлять не только путем замыкания его пластин, но и подачей на них небольшого напряжения от специального генератора.
Для сенсорных устройств могут быть использованы микросхемы, выполненные на полевых МОП транзисторах, серий К172 и К176. При использовании этих микросхем, их не использующиеся входы нужно обязательно подключать к «плюсу» или «минусу» источника питания, согласуясь с характером входа и логикой работы схемы. В этом случае нет необходимости в дополнительных согласующих каскадах. Схема с использованием микросхемы К172ТР1 в сенсорном устройстве, срабатывающем при замыкании пластин, представлена на рис. 21.6. Часть на-
пряжения питания с делителя R1 и R2 через палец подается с сенсорной пластины Е1 на счетный вход С триггера DDL При каждом прикосновении к пластинам триггер изменяет свое состояние. Для защиты триггера от паразитных наводок введена цепочку R3, С2.
Рис. 21.6. Принципиальная схема сенсора на микросхеме К172ТР1Рис. 21.6. Принципиальная схема сенсора на микросхеме К172ТР1В стационарных сенсорных устройствах могут быть использованы
Рис. 21.6. Принципиальная схема сенсора на микросхеме К172ТР1
Рис. 21.6. Принципиальная схема сенсора на микросхеме К172ТР1
широкораспространенные логические микросхемы серий К155 и 133, в частности, К155ЛАЗ. При использовании микросхемы К155ЛАЗ в сенсорных устройствах для повышения ее входного сопротивления, следует перед ней включать каскад на полевом транзисторе (рис. 21.7). В схеме для
Рис. 21.7. Принципиальная схема сенсора с предварительным каскадом усиления на полевом транзистореРис. 21.7. Принципиальная схема сенсора с предварительным каскадом усиления на полевом транзисторечеткого срабатывания триггера DD2 введен одновибратор (триггер Шмитта) на микросхеме DD1.1 и DD1.2.
Рис. 21.7. Принципиальная схема сенсора с предварительным каскадом усиления на полевом транзисторе
Рис. 21.7. Принципиальная схема сенсора с предварительным каскадом усиления на полевом транзисторе
Величина сопротивления подстроечного резистора R4 обычно составляет 2,6 кОм. Расстояние от затвора транзистора VT1 до сенсорной пластины следует сделать минимальным, в противном случае для лучшей помехоустойчивости следует включить конденсатор С1 и экспериментально подобрать его емкость.
С целью удобства в данном устройстве от сенсорной пластины можно вообще отказаться, если вместо нее использовать корпус транзистора. Для этого осторожно снимают с крышки транзистора краску, а корпус соединяют с выводом затвора. Теперь, чтобы включить сенсорное устройство, нужно коснуться верхней части транзистора.
Практическая схема. Практическая схема сенсорной двухтональной сирены с использованием микросхемы К155ЛАЗ приведена на рис. 21.8 [47]. Сирену можно использовать в качестве квартирного звонка или звуковой игрушки. Стоит лишь дотронуться до сенсора Е1, как в телефоне раздастся завывающий звук с периодически изменяющейся тональностью. Основным узлом сирены является «гибридный» мультивибратор (тональный генератор), выполненный на транзисторе VT3 и логическом элементе DD1.4. Сигнал мультивибратора усиливается каскадом на транзисторе VT4.
Рис. 21.8. Принципиальная схема сенсорной двухтональной сиреныРис. 21.8. Принципиальная схема сенсорной двухтональной сирены
Рис. 21.8. Принципиальная схема сенсорной двухтональной сирены
Рис. 21.8. Принципиальная схема сенсорной двухтональной сирены
При касании сенсорного контакта Е1 одновибратор, состоящий из транзистора VT2 и элемента DD1.3, запускается, т.е. генерирует одиночный импульс продолжительностью 4...6 с. Импульс в виде уровня логической 1 подается на два генератора: генератор VT3, DD1.4 и генератор VT1, DD1.1 (его частота значительно меньше частоты тонального генератора) и разрешает их работу, в результате из капсюля BF1 слышится звук.
Детали. Детали сирены таких типов: резисторы — МЛТ-0,125, конденсаторы С2, СЗ — К50-6, остальные КЛС или малогабаритные. Транзисторы VT1...VT3 из указанной серии с любой буквой, VT4 — типа МП40, МП41 и им подобные. Капсюль BF1 — ДЭМ-4М или ТА-56М. Все детали устройства смонтированы на печатной плате размером 55x45x0,8 мм (рис. 21.9), которая помещена в подходящий корпус. В корпусе размещается капсюль и три гальванических элемента типа 316. '
Рис. 21.9. Печатная плата двухтональной сиреныРис. 21.9. Печатная плата двухтональной сирены-L *♦ к BF1-L *♦ к BF1
Рис. 21.9. Печатная плата двухтональной сирены
Рис. 21.9. Печатная плата двухтональной сирены
-L *♦ к BF1
-L *♦ к BF1
Шаг 22.
Телемеханическиуправляемые конструкции
Под телемеханикой (от греческих слов: «теле» — далеко и «механика» — сооружение) понимают отрасль науки и техники, предметом исследований которой является разработка методов и технических способов передачи сигналов с целью контроля и управления разными объектами на расстоянии.
Отличие телемеханики от дистанционного управления заключается в том, что в ней для передачи различных команд большому числу объектов используется всего один канал связи. И при этом число управляемых объектов практически не ограничивается, только происходит усложнение кода передачи. С помощью телемеханики объектам передают команды типа «включить», «выключить», «назад», «вперед» и т.д.
Телемеханическую информацию передают по проводам, радиоканалам, линиям электропередач и лучу лазера. В зависимости от назначения и вида передаваемой информации различают системы телемеханического управления (или, короче, телеуправления), измерения (или телеизмерения) и сигнализации (или телесигнализации).
В авиации, ракетной технике, космонавтике управление и измерение с помощью средств телемеханики называют «радиоуправлением» и «радиотелеметрией». В этом разделе рассмотрим вопросы практического конструирования простых телеуправляемых моделей, доступных в изготовлении начинающим радиолюбителям.
Устройства, управляемые светом
Система телеуправления моделей с помощью светового луча наиболее простая, так как в качестве передатчика здесь можно использовать обычный карманный фонарик. Не так уж и сложен приемник такой модели. Такая телеаппаратура может быть установлена в различные электрофицированные игрушки, например, машинки с электродвигателем, питающимся от батарейки. '
Миниатюрный электрический моторчик
Рассмотрим вначале схему управления миниатюрного электрического моторчика с помощью транзистора. Простая схема такого управления представлена на рис. 22.1. При вращении оси переменного резистора R1 происходит изменение тока коллектора транзистора, а отсюда и изменяется скорость вращения двигателя. Управление с помощью транзистора достаточно удобно и к тому же позволяет удлинить соединяющие провода между резистором и остальной частью схемы.
Рис. 22.1. Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем
Рис. 22.2. Принципиальная схема устройства управления электродвигателя лучом света
Можно весь механизм, приводящий в движение игрушку, поместить внутри ее, а в руках держать переменный резистор, соединенный с ней длинными проводами. Хотя такая схема управления часто применяется на практике, более эффективным и современным является использование беспроводного управления.
На рис. 22.2 приведена принципиальная схема беспроводного устройства, управляемого лучом света. С правой стороны от пунктирной линии находится обычная цепь моторчика с транзистором, а слева цепь с фотодиодом, которая заменила в предыдущей схеме управления переменный резистор R1. Если теперь осветить фотодиод лучом фонарика, то произойдет уменьшение его сопротивления. Это приведет к изменению сопротивления транзисторной цепи и вызовет быстрое вращение двигателя. Если теперь выключить свет, то двигатель остановится.
Телеметрическое устройство собирается на небольшой монтажной планке, которая помещается внутри модели. Наверху модели, в удобном месте с точки зрения освещенности, крепится фотодиод. Модель с такой системой управления работает от луча света, направленного с расстояния до 1,3 м.
Автомат выключения уличного освещения
На таком же принципе можно построить и автомат включения уличного освещения в деревне или загородном домике (рис. 22.3) [48]. Его датчиком служит фоторезистор типа ФСК-1, который, как и в схеме рис. 22.2, включен в цепь базы транзистора VT1. Темновое сопротивление фоторезистора составляет около 500...800 кОм, а коллекторный ток транзистора VT2 не превышает 3...4 мА, что недостаточно для срабатывания реле К1. В это время контакты реле замкнуты и лампочка уличного освещения горит.
С наступлением рассвета сопротивление фоторезистора постепенно уменьшается до 70... 100 кОм, а ток в цепи базы транзистора VT1 увеличивается. Это приводит к повышению тока коллектора транзистора VT2 и срабатыванию реле К1, которое размыкает контакты К1.1 и лампа гаснет. Питание устройства построено по бестрансформаторной схеме с использованием гасящего конденсатора С2. В автомате использовано реле К1 типа РЭС22 (паспорт РФ4.500.131). Конденсатор С2 типа МБГО на напряжение 600 В.
ни
Рис. 22.3. Принципиальная схема устройства выключения уличного освещения
Автомат смонтирован в корпусе из пластмассы размером 120x90x30 мм и настройки практически не требует. Для увеличения задержки времени выключения лампы следует уменьшить питающее напряжение до 13... 16 В. Для этого вместо указанных на схеме типов стабилитронов, следует использовать один стабилитрон Д813 или два типа КС 175 (или ранних выпусков Д808).
Радиоуправляемые модели
Для радиоуправления различными моделями и игрушками может быть использована аппаратура дискретного и пропорционального действия. Основное отличие аппаратуры пропорционального действия от дискретной состоит в том, что она позволяет по командам оператора отклонять рули модели на любой требуемый угол и плавно изменять скорость и направление ее движения.
Постройка и налаживание аппаратуры пропорционального действия достаточно сложны и не всегда под силу начинающему радиолюбителю. Хотя аппаратура дискретного действия и имеет ограниченные возможности, но, применяя специальные технические решения, можно их расширить. Поэтому далее рассмотрим однокомандную аппаратуру управления, пригодную для колесных, летающих и плавающих моделей.
Передатчик радиоуправляемой модели •
Для управления моделями в радиусе 500 м, как показывает опыт, достаточно иметь передатчик с выходной мощностью около 100 мВт. Передатчики радиоуправляемых моделей, как правило, работают в диапазоне 10 м. Однокомандное управление моделью осуществляется следующим образом. При подаче команды управления передатчик излучает высокочастотные электромагнитные колебания, другими словами, генерирует одну несущую частоту. Приемник, который находится на модели, принимает сигнал, посланный передатчиком, в результате чего срабатывает
исполнительный механизм. В итоге модель, подчинись команде, меняет направление движения или осуществляет одно какое-нибудь заранее заложенное в конструкцию модели действие.
Используя однокомандную модель управления, можно заставить модель осуществлять достаточно сложные движения. Схема однокомандного передатчика представлена на рис. 22.4 [49]. Передатчик включает задающий генератор колебаний высокой частоты и модулятор. Задающий генератор собран на транзисторе VT1 по схеме емкостной трехточки. Контур L2, С2 передатчика настроен на частоту 27,12 МГц, которая отведена Россвязьнадзором электросвязи для радиоуправления моделями. Режим работы генератора по постоянному току определяется подбором величины сопротивления резистора R1. Созданные генератором высокочастотные колебания излучаются в пространство антенной, подключенной к контуру через согласующую катушку индуктивности L1.
Рис. 22.4. Принципиальная схема передатчика радиоуправляемой модели
Модулятор выполнен на двух транзисторах VT2, VT3 и представляет собой симметричный мультивибратор. Модулируемое напряжение снимается с коллекторной нагрузки R4 транзистора VT2 и подается в общую цепь питания транзистора VT1 высокочастотного генератора, что обеспечивает 100% модуляцию. Управляется передатчик кнопкой SB1, включенной в общую цепь питания. Задающий генератор работает не непрерывно, а только при нажатой кнопке SB1, когда появляются импульсы тока, вырабатываемые мультивибратором.
Посылка в антенну высокочастотных колебаний, созданных задающим генератором, происходит отдельными порциями, частота следования которых соответствует частоте импульсов модулятора.
В передатчике использованы транзисторы с коэффициентом передачи тока базы Ь21Э не менее 60. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К.10-7, КМ-6. Согласующая антенная катушка L1 имеет 12 витков ПЭВ-1 0,4 и намотана на унифицированном каркасе от карманного приемника с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм. Ка-
тушка L2 бескаркасная и содержат 16 витков провода ПЭВ-1 0,8 намотанных на оправке 010 мм. В качестве кнопки управления можно использовать микропереключатель типа МП-7.
Детали передатчика монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Антенна передатчика представляет собой отрезок стальной упругой проволоки 01...2 мм и длиной около 60 см, которая подключается прямо к гнезду XI, расположенному на печатной плате. Все детали передатчика должны быть заключены в алюминиевый корпус. На передней панели корпуса располагается кнопка управления. В месте прохождения антенны через стенку корпуса к гнезду XI должен быть установлен пластмассовый изолятор, чтобы предотвратить касание антенной корпуса.
При заведомо исправных деталях и правильном монтаже передатчик не требует особой наладки. Необходимо только убедиться в его работоспособности и, изменяя индуктивность катушки L1, добиться максимальной мощности передатчика. Для проверки работы мультивибратора надо включить высокоомные телефоны между коллектором VT2 и плюсом источника питания. При замыкании кнопки SB1 в наушниках должен прослушиваться звук низкого тона, соответствующий частоте мультивибратора.
Для проверки работоспособности генератора ВЧ необходимо собрать волномер по схеме рис. 22.5. Схема представляет собой простой детекторный
Рис. 22.5. Принципиальная схема волномера для настройки передатчикаРис. 22.5. Принципиальная схема волномера для настройки передатчикаприемник, в котором катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 1...1,2 и содержит 10 витков с отводом от 3 витка. Катушка намотана с шагом 4 мм на пластмассовом каркасе 025 мм. В качестве индикатора использует
Рис. 22.5. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика
Рис. 22.5. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика
ся вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/B или микроамперметр на ток 50...100 мкА.
Волномер собирают на небольшой плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Включив передатчик, располагают от него волномер на расстоянии 50...60 см. При исправном генераторе ВЧ стрелка волномера отклоняется на некоторый угол от нулевой отметки. Настраивают генератор ВЧ на частоту 27,12 МГц. Сдвигая и раздвигая витки катушки L2, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра. Максимальную мощность высокочастотных колебаний, излучаемых антенной, получают вращением сердечника катушки L1. Настройка передатчика считается оконченной, если вольтметр волномера на расстоянии 1...1,2 м от передатчика показывает напряжение не менее 0,05 В.
Приемник радиоуправляемой модели
Для управления моделью радиолюбители довольно часто используют приемники, построенные по схеме сверхрегенератора. Это связано с тем, что сверхрегенеративный приемник, имея простую конструкцию, обладает очень высокой чувствительностью, порядка 10...20 мкВ. Схема сверхреге-
Рис. 22.6. Принципиальная схема сверхрегенеративного приемника радиоуправляемой модели
неративного приемника для модели приведена на рис. 22.6 [50]. Приемник собран на трех транзисторах и питается от батареи типа «Крона» или другого источника напряжением 9 В.
Первый каскад приемника представляет собой сверхрегенеративный детектор с самогашением, выполненный на транзисторе VT1. Если на антенну не поступает сигнал, то этот каскад генерирует импульсы высокочастотных колебаний, следующих с частотой 60... 100 кГц. Это и есть частота гашения, которая задается конденсатором С6 и резистором R3. Усиление выделенного командного сигнала сверхрегенеративным детектором приемника происходит следующим образом. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и его коллекторный ток пульсирует с частотой гашения. При отсутствии на входе приемника сигнала, эти импульсы детектируются и создают на резисторе R3 некоторое напряжение. В момент поступления сигнала на приемник продолжительность отдельных импульсов возрастает, что приводит к увеличению напряжения на резисторе R3.
Приемник имеет один входной контур LI, С4, который с помощью сердечника катушки L1 настраивается на частоту передатчика. Связь контура с антенной — емкостная. Принятый приемником сигнал управления выделяется на резисторе R3. Этот сигнал в 10...30 раз меньше напряжения частоты гашения. Для подавления мешающего напряжения с частотой гашения между сверхрегенеративным детектором и усилителем напряжения включен фильтр L3, С7. При этом на выходе фильтра напряжение частоты гашения в 5... 10 раз меньше амплитуды полезного сигнала.
Продетектированный сигнал через разделительный конденсатор С8 подается на базу транзистора VT2, представляющего собой каскад усиления низкой частоты, а далее на электронное реле, собранное на транзисторе
VT3 и диодах VD1, VD2. Усиленный транзистором VT3 сигнал выпрямляется диодами VD1 и VD2. Выпрямленный ток (отрицательной полярности) поступает на базу транзистора VT3. При появлении тока на входе электронного реле, коллекторный ток транзистора увеличивается и срабатывает реле К1. В качестве антенны приемника можно использовать штырь длиной 70... 100 см. Максимальная чувствительность сверхрегенеративного приемника устанавливается подбором сопротивления резистора R1.
Монтаж приемника выполняют печатным способом на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 100x65 мм. В приемнике используются резисторы и конденсаторы тех же типов, что и в передатчике. Катушка контура сверхрегенератора L1 имеет 8 витков провода ПЭЛШО 0,35, намотанных виток к витку на полистироловом каркасе 06,5 мм, с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм и длиной 8 мм. Дроссели L2 и L3 самодельные, L2 содержит 25 витков провода ПЭВ диаметром 0,15 мм, намотанных в один слой на ферритовом сердечнике М600НН-3-СС4х15, a L3 содержит 350...400 витков провода ПЭВ диаметром 0,1...0,15 мм, намотанных на ферритовом кольце марки 1000НН с внешним диаметром 10 мм и высотой 4 мм. Электромагнитное реле К1 типа РЭС6 с обмоткой сопротивлением 200 Ом.
Настройку приемника начинают с сверхрегенеративного каскада. Подключают высокоомные телефоны параллельно конденсатору С7 и включают питание. Появившийся в наушниках шум свидетельствует об исправной работе сверхрегенеративного детектора. Изменением сопротивления резистора R1 добиваются максимального шума в наушниках. Каскад усиления напряжения на транзисторе VT2 и электронное реле особой наладки не требуют. Подбором сопротивления резистора R7 добиваются чувствительности приемника порядка 20 мкВ.
Окончательная настройка приемника производится совместно с передатчиком. Если в приемнике параллельно обмотке реле К1 подключить наушники и включить передатчик, то в наушниках должен прослушиваться громкий шум. Настройка приемника на частоту передатчика приводит к пропаданию шума в наушниках и срабатыванию реле.
Выключатель, управляемый звуком
Приходя ночью домой, иногда приходится долго искать в темноте выключатель света, что естественно вызывает некоторые неудобства. От этих неудобств можно избавиться, если изготовить устройство включения света в результате хлопка руками-(рис. 22.7) [51]. Устройство выключит свет через 3 минуты после нажатия кнопки выключателя и включит его тоже на 3 минуты, если подать звуковой сигнал, например, хлопнуть в ладоши. Устройство реагирует на звуковой сигнал даже в том случае, если не погас свет после первого нажатия на кнопку выключателя.
Рис. 22.7. Принципиальная схема выключателя, управляемого звуком
Описание схемы. Устройство по существу представляет собой автоматический электронный выключатель света, включающийся звуковым сигналом. Устройство подключается параллельно контактам выключателя SA1 и поэтому напряжение на нем появляется, лишь когда погас свет. В этом случае начинает заряжаться конденсатор СЗ через резистор R7, диод VD3 и цепь управляющего электрода тринистора VS2. Тринистор VS2 открывается и замыкает собой диагональ моста VD4...VD7. В результате другая диагональ моста, подключенная параллельно контактам выключателя SA1, оказывается замкнутой по переменному напряжению. В связи с этим лампа HL1 продолжает гореть, пока тринистор VS2 продолжает оставаться открытым.
По мере заряда конденсатора СЗ ток управляющего электрода тринистора VS2 уменьшится и по прошествии некоторого времени тринистор VS2 закрывается, а лампа HL1 гаснет. Если теперь хлопнуть в ладоши, то звуковая волна дойдет до микрофона ВМ1 и на его выходе появится серия электрических импульсов. Первый положительный импульс откроет маломощный тринистор VS1 и приведет к разряду конденсатора СЗ через резистор R4 и открытый тринистор VS1.
Разрядный ток конденсатора СЗ удерживает тринистор VS1 некоторое время в открытом состоянии, в течение которого через резистор R7, диод VD2 и тринистор VS1 в цепь управляющего электрода тринистора VS2 поступает пульсирующий ток. В начале каждого импульса открывается тринистор VS2 и загорается лампа HL1. Когда ток разрядки конденсатора СЗ станет недостаточным для удержания тринистора VS1 в открытом состоянии тринистор закроется. После этого конденсатор СЗ опять начнет заряжаться через резистор R7, диод VD3 и управляющую цепь тринистора VS2, повторяя описанный процесс.
Время задержки выключения лампы HL1 составляет 3 мин и определяется емкостью конденсатора СЗ. Чувствительность устройства к звуковым сигналам устанавливается переменнымрезистором R3. Автомат-выключатель предназначен для подключения к осветительной лампе мощностью не более 100 Вт. При применении более мощных выпрямительных диодов VD4...VD7, например Д246, и установки их и тринистора VS2 на радиаторы, можно включать лампу мощностью до 1 кВт.
Детали. В автомате-выключателе используются следующие радиокомпоненты. Электролитические конденсаторы С1 и СЗ типа К50-35, а конденсатор С2 может быть любого типа малогабаритный. Постоянные резисторы типа МЛТ. Стабилитрон VD1 может быть также более ранних серий Д808...Д813, Д814А...Д814Д. В этом случае номинальное напряжение конденсатора С1 должно быть больше напряжения стабилизации используемого стабилитрона. В конструкции используется угольный микрофон типа МК-59 или МК-10, но можно применить и другой тип, включив его в схему соответствующим образом.
Все детали устройства, кроме микрофона и конденсатора СЗ, монтируют на печатной плате размерами 100x60 мм. Перед налаживанием устройства из схемы выпаивают резистор R8 и определяют выдержку автомата-выключателя. Если она больше 2 минут, то резистор можно не ставить, а если меньше, то следует подобрать значение этого резистора. Чем меньше сопротивление резистора R8, тем больше будут чувствительность тринистора и выдержка времени устройства. Устанавливать выдержку более 3...4 мин не рекомендуется, так как начальный ток управляющего электрода может оказаться очень большим и нарушит стабильность работы тринистора VS2.
Замок, управляемый звуком
Закрытие и открытие дверного замка можно осуществлять не только обычным ключом, но и звуком определенной частоты. Блок-схема такой системы управления дверной задвижкой приведена на рис. 22.8 [52]. Ключ представляет собой звуковой генератор с излучателем звукового сигнала определенной частоты, который включается кнопкой. Только на эту частоту реагирует электронный замок, состоящий из усилителя звуковой частоты, на входе которого включен микрофон, а на выходе — электромагнитное реле, которое при срабатывании включает питание электромагнита ЭМ1. Электромагнит ЭМ1 втягивает сердечник и отпирает дверную задвижку или задвижку накладного замка.
Принципиальная схема звукового ключа приведена на рис. 22.9. Звуковой ключ представляет собой RC-генератор на транзисторе VT1, который вырабатывает колебания частотой 3000 Гц. Эти колебания усиливаются усилителем звуковой частоты на транзисторе VT2, на выходе которого включен телефон, излучающий звуковые колебания в простран-
Задвижка
Рис. 22.8. Блок-схема системы управления дверной задвижкой звуковым сигналом
Рис. 22.9. Принципиальная схема звукового ключаРис. 22.9. Принципиальная схема звукового ключаство. Для питания ключа используется 7-8 дисковых аккумуляторов типа Д-0,06, которые соединены последовательно.
Рис. 22.9. Принципиальная схема звукового ключа
Рис. 22.9. Принципиальная схема звукового ключа
Частоту генератора можно установить в пределах от 500 до 5000 Гц. Для этого надо изменить номинальные емкости конденсаторов С1...СЗ. Если задаться определенной частотой генератора (F в Гц), то емкости названных конденсаторов (в мкФ) определятся по формулам:
Cl = 140/F, С2 = С1/13, СЗ = С1/20.
В небольших пределах частоту генератора можно изменить подбором сопротивления резистора R1 (4,3...5,6 кОм).
В звуковом ключе используются малогабаритные радиокомпоненты. Резисторы МЛТ-0,125. Электролитический конденсатор К53-14, остальные конденсаторы типа КМ-6, К10-7, К10-17. В качестве излучателя можно взять телефон ТМ-2, в крайнем случае, электромагнитный телефон ТОН-2, что приведет к увеличению размеров ключа. В ключе можно использовать и транзисторы серии КТ315, но в этом случае придется поменять полярность подключения полюсов батареи питания и выводов конденсатора С4 на обратную, в сравнении с той, что указана на схеме. Кнопка SB1 должна быть малогабаритная.
Рис. 22.10. Печатная плата звукового ключа с монтажом на ней радиодеталей и ее размещение в корпусеРис. 22.10. Печатная плата звукового ключа с монтажом на ней радиодеталей и ее размещение в корпусеДетали ключа кроме батареи питания и наушника монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной I мм. Печатная плата с батареей питания и телефоном помещается в пластмассовый корпус размером 60x36x26 мм. Вид печатной платы и монтаж на ней радиодеталей показан на рис. 22. Ю.
Рис. 22.10. Печатная плата звукового ключа с монтажом на ней радиодеталей и ее размещение в корпусе
Рис. 22.10. Печатная плата звукового ключа с монтажом на ней радиодеталей и ее размещение в корпусе
Налаживание ключа заключается в установке коллекторных токов транзисторов, значения которых
указано на схеме. Смонтированный из исправных деталей ключ начинает сразу работать и особой наладки не требует.
Принципиальная схема звукового замка приведена на рис. 22.11. Приемником звукового сигнала ключа является микрофон ВМ1, в качестве которого используется телефон ТМ-2. Принятый микрофоном ВМ1 сигнал усиливается трехкаскадным усилителем на транзисторах VT1...VT3 до 2.5...3 В. Усиленный сигнал поступает на избирательное реле, состоящим из транзистора VT4, электромагнитного реле К1 и колебательного контура LI, С5.
Рис. 22.11. Принципиальная схема звукового замка
Настройка колебательного контура LI, С5 должна соответствовать частоте генератора звукового ключа, в данном случае 3000 Гц. При совпадении частот звукового ключа и контура LI, С5 замка резонансное сопротивление контура становится большим. Создавшееся на контуре напряжение прикладывается к базе транзистора VT4, усиливается им, выпрямляется диодом VD1 и с отрицательной полярностью поступает на базу транзистора VT4. Коллекторный ток VT4 увеличивается и срабатывает реле К1. Контакты К1.1 замыкаются и включают питание электромагнита ЭМ1, который и открывает дверную задвижку. Для уменьшения обгорания контактов реле К 1.1 они зашунтированы конденсатором С7.
В звуковом замке используются те же типы резисторов, конденсаторов и транзисторов, что и звуковом ключе. Конструкция электромагнита исполнительного устройства представлена на рис. 22.12. Его катушка намотана на каркасе, изготовленном из текстолита или гетинакса, и имеет 2000...2500 витков провода ПЭВ 0,25. Якорь электромагнита вытачивается на токарном станке из мягкой стали. Реле К1 типа РЭС6 (паспорт 145), РЭС10 или подобное с сопротивлением обмоток 120...300 Ом. Силовой трансформатор Т1 может быть любой, главное, чтобы его вторичная обмотка позволяла получить напряжение 8... 10 В, а на выходе выпрямителя — около 9 В. Катушка индуктивности L1 имеет индуктивность 0,33 Гн и намотана на ферритовом кольце марки 1000 НМ с внешним диаметром 18 мм. Катушка L1 содержит 600 витков провода ПЭВ или ПЭЛ 0,1...0,12. Катушку можно намотать на каркасе с фер-
ритовым стержнем марки 6000НН, имеющим 08 и длину 35 мм. В этом случае наматывается 2000 витков провода ПЭВ 0,18. При известной индуктивности катушки L1 емкость конденсатора С5 определится из формулы:
С5(пФ) = 2,533-1010/[Р(кГц)-Ы(мкГн)].
В качестве микрофона замка используется телефон ТМ-1 илиТОН-1. Большая часть деталей замка монтируется на печатной плате. Установка микрофона замка и процедура его открывания показаны на рис. 22.13.
Рис. 22.13. Установка микрофона (телефона) звукового замка и процедура открытия замка двери
Налаживание приемного устройства начинают с установки коллекторных токов транзисторов, значения которых показано на схеме. Далее, разместив включенный ключ на небольшом расстоянии от микрофона ВМ1 приемника, подбирают емкость конденсатора С5. При этом необходимо как можно точнее настроить контур LI, С5 на частоту генератора ключа. Чем точнее настроен контур, тем больше ток коллектора транзистора VT4. Ток должен быть 30...45 мА. В этом случае реле К1 должно срабатывать четко, замыкая контактами К1.1 цепь исполнительного механизма. Отлаженный звуковой приемник вместе с блоком питания для защиты от пыли и механических повреждений следует поместить в корпус соответствующих размеров, сделанный из. пластмассы или жести.
Акустически управляемая модель
Акустическое управление моделью возможно только в пределах небольшой площадки, но достаточной, чтобы управлять движением игрушечного автомобиля, танком и другими объектами. На рис. 22.14 представлено устройство акустического управления моделью автомобиля с двумя двигателями, которые позволяют модели двигаться прямо, направо или налево [53]. Для
к выв. 14 DD1...DD3к выв. 14 DD1...DD3R16 300R16 300DD3.1DD3.1DD2.1DD2.1R14 ЮкR14 Юк5555DDDDк выв. 7 DA1. DA2к выв. 7 DA1. DA2SA1.1SA1.1GB1 9ВGB1 9ВМ2М2DD2.2DD2.2DD3.2DD3.213 R15 Юк13 R15 Юк99к выв. 7 DD1...DD3к выв. 7 DD1...DD3DDR17 300R17 300SA1.2SA1.2DD2, DD3 К176ТМ1 VT1,VT2 КТ315БDD2, DD3 К176ТМ1 VT1,VT2 КТ315Б"Н^С Ь» R"Н^С Ь» RDDGB2 9ВGB2 9Вк выв. 4 DA1, DA2к выв. 4 DA1, DA2
к выв. 14 DD1...DD3
к выв. 14 DD1...DD3
R16 300
R16 300
DD3.1
DD3.1
DD2.1
DD2.1
R14 Юк
R14 Юк
5
5
5
5
D
D
D
D
к выв. 7 DA1. DA2
к выв. 7 DA1. DA2
SA1.1
SA1.1
GB1 9В
GB1 9В
М2
М2
DD2.2
DD2.2
DD3.2
DD3.2
13 R15 Юк
13 R15 Юк
9
9
к выв. 7 DD1...DD3
к выв. 7 DD1...DD3
D
D
R17 300
R17 300
SA1.2
SA1.2
DD2, DD3 К176ТМ1 VT1,VT2 КТ315Б
DD2, DD3 К176ТМ1 VT1,VT2 КТ315Б
"Н^С Ь» R
"Н^С Ь» R
D
D
GB2 9В
GB2 9В
к выв. 4 DA1, DA2
к выв. 4 DA1, DA2
Рис. 22.14. Принципиальная схема устройства акустического управления модели
питания устройства можно использовать две батарейки типа «Корунд» или аккумуляторы 7Д-0,1 или любые другие источники с напряжение 5...10 В.
Акустический сигнал, попав в микрофон ВМ1, преобразуется им в электрический сигнал, который усиливается операционным усилителем DA1. Чувствительность усилителя устанавливается подстроечным резистором RI. С выхода ОУ сигнал через конденсатор С2 поступает на неинвертирующий вход ОУ DA2. На DA2 построен компаратор с гистерезисными свойствами, которые получены в результате введения положительной обратной связи. Благодаря обратной связи компаратор имеет два устойчивых состояния, которые соответствуют положительной и отрицательной полярности выходного напряжения ОУ. Условие переключения компаратора определяется равенством Ux = Unop+ U^, где U„op — пороговое напряжение, a UK - напряжение обратной связи.
Пороговое напряжение Unop подается на инвертирующий вход ОУ, то есть вывод 2 DA2. Величина этого напряжения определяется резисторами R7, R9, R11 и его конкретное значение может быть установлено переменным резистором R9. Введение гистерезисных свойств позволяет избежать ложных срабатываний компаратора. Ширина гистерезиса определяется величиной сопротивления резистора R6.
Выход компаратора подключен к ждущему мультивибратору на элементах DD1.2, DD1.4. Длительность его импульсов зависит от числа звуковых сигналов, а также емкости конденсатора СЗ и сопротивления резистора R18. Поданный на вход ждущего мультивибратора запускающий импульс переключает элемент DD1.2 в «единичное» состояние. Появляющийся в этот момент скачок положительного импульса на выходе DD1.2 передается через конденсатор СЗ на вход элемента DD1.4, переводя его в «нулевое» состояние.
Такое состояние элементов сохраняется и после окончания запускающего импульса. С появлением положительного импульса на выходе DD1.2 начинается зарядка конденсатора СЗ. В результате этого напряжение на входе DD1.4 уменьшается. При снижении его до порогового значения элемент DD1.4 переключается в «единичное» состояние, a DD1.2 — в «нулевое». В этот момент конденсатор разряжается через малое выходное сопротивление открытого элемента DD1.2 и устройство переходит в ждущий режим.
Счетчик импульсов построен на триггерах DD2.1 и DD2.2 и имеет коэффициент пересчета 4. Выходной сигнал с компаратора поступает также на вход С элемента DD2.1, а выходной сигнал ждущего мультивибратора поступает на входы R обоих триггеров. На триггерах DD3.1 и DD3.2 построен двухразрядный регистр нагрузок, выходы которого подключены к транзисторным ключам VT1 и VT2. При наличии логической 1 на выходе регистра включается соответствующая нагрузка, при логическом 0 — соответствующая нагрузка выключается.
В исходном состоянии, а также при отсутствии хлопков, звуковые и шумовые сигналы, поступающие на вход компаратора, не изменяют его
состояния, так как амплитуда таких сигналов меньше порогового значения. В этом случае на выходе ОУ DA2 присутствует напряжение логической 1 и импульсов на выходе компаратора нет. Это говорит о том, что работа счетчика запрещена, на выходе R присутствует логическая 1, то есть триггеры принудительно обнулены.
При хлопке на вход ОУ DA2 поступает электрический сигнал, который превышает .порог срабатывания компараторов. Компаратор вырабатывает импульс, поступающий на счетный вход триггера DD2.1. При этом с приходом первого импульса ждущий мультивибратор разрешает счетчику считать и запрещает запись в регистр. По окончании хлопков ждущий мультивибратор возвращается в начальное состояние, разрешая запись состояния счетчика в регистр нагрузок. После этого происходит включение или выключение соответствующего электродвигателя.
В устройстве можно использовать в качестве ОУ такие ИМС: К140УД12, К140УД6, К140УД7, К140УД8, вместо микросхем К176ЛА7, К176ТМ1 (К176ТМ2) допустимо применить ИМС серий К561, К564. Транзисторы — серии КТ312, КТ315, КТ325 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 40. Диоды — Д9, Д2. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, подстроечные резисторы типа СПО, СПЗ-1а. Конденсаторы типа КМ-5. В качестве микрофона ВМ1 используется капсюль ДЭМШ-1, но можно использовать микрофон и другого типа, включив его соответствующим образом, например, как показано в разделе 3.3. Выключатель питания может быть любого типа, например, тумблер МТ-3. В устройстве используются микроэлектродвигатели, предназначенные для детских игрушек.
Все детали устройства акустически управляемой модели смонтированы на печатной плате размером 110x75 мм, изготовленной из листа фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм (рис. 22.15).
Налаживание устройства заключается в установке движков подстроечных резисторов RI, R9 в такое положение, при котором на каждый хлопок состояние выходов счетчика меняется, то есть на них последовательно возникают комбинации 00, 01, 10, 11, 00. Для получения требуемой частоты вращения электродвигателей или тока срабатывания реле, установленных вместо двигателей, нужно подобрать величины резисторов R16 и R17.
Заметим, что данное устройство акустического управления моделью может быть использовано и для других целей. Если в схему установить вместо электродвигателей обычные реле, то появится возможность включения различных бытовых радиоэлектронных устройств, замков, ламп и др. При этом для подачи акустического сигнала можно использовать не хлопки ладошами или крик, а и обычный свисток. Подача сигнала свистком даже предпочтительнее, так как устройство можно настроить только на сигналы, подаваемые им и тем самым обезопасить объект от посягательства на него посторонними.
Рис. 22.15. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) устройства акустического управления модели
Словарь терминов радиоэлектроники
Автодин (Autodyne) — приемник, собранный по схеме с обратной связью, при которой лампа или транзистор самовозбуждается, то есть генерирует собственные колебания. Автодин — то же, что и регенератор.
Автоколебания — незатухающие колебания, которые определяются свойствами самого электронного прибора и внешних цепей.
Автотрансформатор — представляет собой однокатушечный трансформатор, то есть на сердечнике находится лишь одна обмотка, которая имеет отводы для подключения к высокому и низкому напряжению. Бывают повышающие и понижающие автотрансформаторы. Они служат для питания радиоэлектронной аппаратуры, пуска асинхронных двигателей с коротко-замкнутыми роторами и т.д.
Адаптер (adapter) — вспомогательное приспособление. В последнее время чаще применяется для названия блока питания портативных радиоустройств (радиоприемников, плейеров и т.д.) от сети переменного тока. Иногда адаптером называют устройство для зарядки аккумуляторов. В прошлом, адаптером называли звукосниматель в электропроигрывателе грампластинок.
Бифилярная обмотка, бифиляр — двухнитевая конструкция. Бифобмотка — вдвое согнутая, а затем намотанная на каркас проволока. В этом случае удается устранить действие паразитной индуктивности, например, в эталонном резисторе.
Варикап — диод, емкость которого зависит от величины приложенного к нему обратного напряжения. Емкость варикапа в зависимости от приложенного к нему обратного напряжения можно определить по формуле:
cr^ = cro^G^
где C(V) — емкость диода при обратном напряжении V, С(0) — емкость при нулевом напряжении, фк — контактный потенциал (обычно несколько десятых долей вольта), п — коэффициент, зависящий от типа варикапа (n = 2...3).
Емкость варикапов и варикапных матриц при различных напряжениях смещения можно оценить по приближенной формуле:
С = С(0)4=
где С(0) — паспортное значение емкости при напряжении смещения 4 В, V — напряжение смещения.
Коэффициент перекрытия по емкости Кс — отношение емкостей прибора при двух заданных значениях обратного напряжения:
^ _ Омхс С ’
где Смах и Cmin — максимальные и минимальные емкости диода, соответственно, при минимальном и максимальном напряжении смещения.
Вариконд (от английских слов vari(able) — изменчивый, изменяющийся и cond(enser) — конденсатор) — представляет собой конденсатор, емкость
которого зависит от приложенного напряжения к его обкладкам. Вариконд обозначается на схемах как обычный конденсатор, только возле него ставят символ напряжения U.
Вариометр — представляет собой две последовательно соединенные катушки индуктивности, намотанные с таким расчетом, что одна катушка может вращаться внутри другой или иным способом перемещаться относительно другой. Вариометр позволяет получить изменение индуктивности в 5...6 раз, а в отдельных случаях даже в 7...8 раз.
Вибратор (от лат. vibro — колеблю(сь)) — система, в которой могут возбуждаться колебания (механические, электромагнитные и др.). Напр., вибратор в радиофизике и радиотехнике — отрезок прямолинейного проводника, по которому течет переменный ток, излучающий электромагнитные волны; в электроизмерительной технике — подвижная часть измерительных приборов вибрационного типа (напр., частотомеров). Вибратор — рабочий орган всех вибрационных машин.
Волномер — прибор для измерения длины волны или частоты электромагнитных колебаний в диапазоне радиочастот.
Гармоники — гармонические (синусоидальные) колебания, частоты которых в целое число раз больше основной частоты данного колебания. Номер гармоники указывает, во сколько раз ее частота больше основной. Колебание основной гармоники называют также первой гармоникой.
Гасящий резистор — резистор, с помощью которого снижают напряжение в какой-нибудь цепи.
Генератор — прибор (машина), который создает (генерирует) электрическое напряжение. Этот термин применяется также и к приборам, которые создают или преобразовывают электрические колебания.
Генератор акустического шума — устройство, предназначенное для зашумления акустического диапазона в помещениях и линиях связи, а также для оценки акустических свойств помещения.
Генерация — процесс возбуждения электрических колебаний.
Германий — химический элемент с порядковым номером 32, который относится к полупроводникам и используется для изготовления полупроводниковых диодов и транзисторов.
Гетеродин — вспомогательный генератор гармонических электрических колебаний, используемый для преобразования несущей частоты сигналов в радиоаппаратуре.
Глубина амплитудной модуляции — максимальное относительное отклонение амплитуды от среднего:
т _ ^м (О - Л _ Амах - Amin^о ^мдх + Amin ’
где АМЛХ и Amin — максимальное и минимальное значения амплитуды сигнала соответственно. Амплитудная модуляция представляет собой воздействие модулирующего сигнала на несущие электромагнитные колебания, приводящее к пропорциональным изменениям их амплитуды.
Величина глубины модуляции может иметь различные значения. Глубина модуляции m = 30% обычно называется нормальным значением.
Двухтактная схема — схема, имеющая две одинаковые цепи, которые включены так, что через них проходят одинаковые по величине, но противоположные по фазе электрические токи. Двухтактная схема имеет большой КПД и широко используется в мощных УЗЧ.
Детектирование — процесс преобразования электрических колебаний, в результате которого получаются колебания более низкой частоты. В радиотехнике детектирование представляет собой выделение НЧ модулирующего сигнала из модулированных ВЧ колебаний. Детектирование применяется в радиоприемнике для получения колебаний звуковой частоты, сигналов изображений в телевидении и т.д. В большинстве случаев детектирование осуществляется с помощью устройства с нелинейной проводимостью: диодов, электронных ламп, транзисторов и т.д.
Детектор — в радиотехнике под детектором понимают устройство, преобразующее (выпрямляющее) переменный ток в ток одного направления. Детекторы бывают полупроводниковые и ламповые. Первые конструкции кристаллических детекторов были механически неустойчивые, небольшое сотрясение сбивало установленное острие. Со временем на смену им пришли не требующие предварительной настройки современные полупроводниковые диоды. Детектор представлял собой, по сути, кристаллический точечный диод. Диод, как известно, применяется не только для выпрямления переменных токов, но также и для детектирования. По определению диод — электровакуумный или полупроводниковый прибор, пропускающий ток только в одном направлении. Простейшая схема детектирования амплитудно-модулированных сигналов не отличается от схемы выпрямителя. Отличия возникают лишь в схеме фильтра, выделяющего низкочастотные колебания.
Детектор радиополя — устройство, предназначенное для регистрации электромаг- • нитных излучений в широком диапазоне частот. Служит для поиска работающих радиомикрофонов и телефонных ретрансляторов.
Децибел (дБ) — десятая часть бела, единицы логарифмической шкалы. Применяется для того, чтобы показать отношение любых двух величин, например, напряжения к напряжению, тока к току, мощности к мощности и т.д. Если сигнал усиливается, то число децибел положительно, а если ослабляется — отрицательно. В децибелах измеряют такие параметры радиоэлектронных устройств: коэффициенты усиления и ослабления, уровень относительных шумов, глубина регулировки тембра, неравномерность АЧХ и т.д. Для перевода децибел в привычную форму «во сколько раз» и обратно можно пользоваться следующими формулами:
КдБ
для напряжений и токов: КРАЗ = 10 20 , КдБ = 20 х lg(KPA^
КдБ
для мощности: КРАЗ = 10 10 , КдБ = 10 х lg(KPA^.-
Кроме этого, можно пользоваться графиком или таблицей, например, некоторые значения для отношений напряжений или токов приведены в табл. 1с.
Перевод децибел в количество разТаблица 1с
Децибелы
0
1
2
3
6
10
20
30
40
50
60
«во сколько раз»
1
1,11
1,26
1,41
2 -
3,16
10
31,6
100
316
1000
Табл. 1с пользуются следующим образом. Например, УЗЧ имеет уровень шума -56 дБ. В таблице такого значения нет. Представляем 56 дБ в виде
суммы 50 дБ и 6 дБ, и для каждого из них находим в таблице значения, которые? перемножаем: 2x316 = 632 раз. Полученный результат трактуется с учетом знака «-» как уровень шума в 632 раза меньше уровня полезного сигнала на выходе.
Динистор — диодный тиристор, имеющий два вывода и способный переключаться в открытое состояние импульсами напряжения заданной амплитуды.
Диод — двухэлектродный электронный прибор. В радиоэлектронике наиболее распространены полупроводниковые и электронно-вакуумные диоды. Диод может служить в качестве выпрямителя и детектора.
Запираемый тиристор — представляет собой тиристор, выключаемый с помощью импульсов тока управления.
Зуммер (пищик) — электромагнитный прерыватель, преобразующий постоянный ток в переменный. По конструкции напоминает собой обыкновенный электрический звонок с питанием от источника постоянного тока, но без чашки и молоточка. Долгое время использовался в радиотехнике в качестве генератора электромагнитных колебаний звуковой частоты, а также в полевом телефоне вместо звонка. Зуммер, включенный в цепь постоянного тока, издает трещащий или жужжащий звук.
Избирательность (селективность) радиоприемника — способность приемника выделять сигналы принимаемой радиостанции из множества сигналов других радиостанций, работающих на других частотах.'
Инвертирующий вход (вход «-» операционного усилителя) — один из входов операционного усилителя. При работе ОУ в линейном режиме напряжение на его выходе возрастает с уменьшением напряжения на инвертирующем входе и с увеличением напряжения на неинвертирующем входе. На схемах обозначается кружочком (знак инверсии).
Инвертор — 1. Преобразователь постоянного тока в переменный; 2. Электрическая цепь или электронное устройство, изменяющее полярность или фазу электрического сигнала, 3. Логический элемент, реализующий логическую функцию НЕ, или инверсию.
Интегральная схема — электронное устройство, содержащее миниатюрные транзисторы и другие радиокомпоненты схемы, которые размещены в одном корпусе. Синонимы: микросхема, чип, микрочип.
Каскад — часть электронного устройства, выполняющая определенную функцию по усилению или преобразованию сигнала. Различают буферный, входной, выходной, оконечный, предоконечный и т.д. Каскад имеет вход, на который подается сигнал от предыдущего каскада или источника сигнала, и выход, с которого снимается усиленный сигнал и подается на последующий каскад или нагрузку.
Каскод, каскодная схема — специальная схема включения двух усилительных приборов (биполярных или полевых транзисторов, реже электровакуумных ламп), обеспечивающая хорошую развязку на высоких частотах между входной и выходной цепями. В случае биполярных транзисторов каскодное включение — это включение первого транзистора по схеме с общим эмиттером, а второго — по схеме с общей базой.
Компаратор — устройство для сравнивания двух сигналов.
Контакт — место прочного и плотного соединения проводников, при котором обеспечивается малое сопротивление электрическому току.
Контур (цепь) — ряд последовательно соединенных проводников, приборов, элементов, называется цепью. Цепь может быть разомкнутой и замкнутой. Замкнутая цепь — это такая цепь, если в нее войти из какой-либо точки, то «гальванически» можем пройти всю цепь и вернуться в исходную точку, причем конденсатор не считается разрывом цепи. Замкнутая цепь, состоящая в простейшем случае из конденсатора, обкладки которого соединены с катушкой индуктивности, имеющей малое омическое сопротивление, носит название колебательного контура.
Коэффициент затухания — величина, характеризующая уменьшение амплитуды сигнала при прохождении его через какое-либо устройство или канал передачи, например, затухание сигнала в коаксиальном кабеле (дБ/м).
Кремний — химический элемент с порядковым номером 14, который относится к полупроводникам и используется для изготовления полупроводниковых диодов, транзисторов и микросхем.
Кристадин — кристаллический детектор, способный генерировать и усиливать элек. тромагнитные колебания. На основе генерирующего кристалла русский ученый О.В. Лосев сконструировал в 1923 г. радиоприемник, получивший впоследствии широкую известность под названием «Кристадин». О.В. Лосеву по существу удалось заставить простой кристаллический детектор работать подобно электронной лампе.
Ларинготелефонная гарнитура — микротелефонная гарнитура, состоящая из ларингофона и головного телефона.
Ларингофон — специальный микрофон, прикладываемый к шее возле гортани, позволяющий вести телефонные переговоры в шумных помещениях.
Макет — предварительный образец или модель. В радиоэлектронике: тонкий лист из диэлектрика с прикрепленными к нему контактными площадками из медной фольги или толстого провода. Детали макетируемой схемы припаиваются прямо к контактным площадкам.
Микродин — чрезвычайно упрощенная схема регенеративного приемника на одной электронной лампе, разработанного русским ученым М. Бонч-Бруевичем в 20-е годы XX века. Отличительной чертой этого приемника является отсутствие гридлика и наличие всего одной батареи для питания контуров лампы, напряжением до 6...8 В.
Микроэлектроника — область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных конструктивно-вспомогательных изделиях (разъемах, переключателях и т.д.), часто с использованием различных функциональных приборов (опто-, акусто-, криоэлектронных, ионных, тепловых и др.).•
Модуль полного электрического сопротивления микрофона — нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления микрофона на частоте 1 кГц.
Модуляция — процесс изменения одного или нескольких параметров несущей (поднесущей) в соответствии с изменениями параметров передаваемого сигнала или других сигналов, воздействующих на нее. В частности, амплитудная модуляция представляет модуляцию несущей, при которой изменяемым параметром является амплитуда колебаний.
Направленность микрофона — характеристика, представляющая зависимость чувствительности микрофона на данной частоте от угла между акустической
осью микрофона и направлением, откуда приходит звук. Зависимость принято представлять графически, в полярной системе координат в виде линии, очерчивающей в плоскости границы зоны, в которой микрофон воспринимает звуковые сигналы. Типовые диаграммы направленности микрофонов: восьмерка, кардиоида, суперкардиоида, гиперкардиоида и ненаправленная.
Наушник — электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования электрического сигнала в звуковое давление, действующее непосредственно на ушную полость. Наушник — довольно широко используемый термин, особенно радиолюбителями со стажем, однако, не совсем строгий. Действующие стандарты рекомендуют использовать следующие термины: телефон, головной телефон.
Неинвертирующий вход (вход «+» операционного усилителя) — один из входов операционного усилителя. При работе ОУ в линейном режиме напряжение на его выходе возрастает с уменьшением напряжения на инвертирующем входе и с увеличением напряжение на неинвертирующем входе. На схемах никак не обозначается.-
Номинал — обозначение на изделии определенного значения элемента (величина). Например, обозначение величины сопротивления на резисторе или емкости на конденсаторе.
Номинальная выходная мощность усилителя звуковой частоты — максимальная электрическая мощность на выходе усилителя, то есть электрическая мощность, которая подводится к громкоговорителю, при допустимом уровне нелинейных искажений..
Номинальная мощность громкоговорителя (телефона) — это подводимая к громкоговорителю (телефону) электрическая мощность в ваттах, при которой нелинейные искажения не превышают норм. В зависимости от назначения громкоговорителя выпускаются головки различной мощности.
Номинальное сопротивление нагрузки микрофона — сопротивление нагрузки, при котором обеспечиваются заданные параметры микрофона. Как правило, номинальное сопротивление нагрузки микрофона равно его внутреннему сопротивлению, т.к. в этом случае в нагрузку отдается максимальная мощность. Реальные микрофонные усилители имеют входное сопротивление в 3...10 раз больше внутреннего сопротивления микрофона, при этом выходное напряжение микрофона получается почти в два раза больше, чем номинальное.
Номинальное электрическое сопротивление — активное сопротивление, которым можно заменить преобразователь. К примеру, для громкоговорителя величина номинального электрического сопротивления обычно определяется минимальным значением модуля электрического сопротивления громкоговорителя в диапазоне частот выше основного резонанса. Этот параметр необходимо учитывать при подключении громкоговорителя к усилителю. Головки, использующиеся для малогабаритной РЭА, делят на низкоомные (4...16 Ом) и высокоомные (25 и 50 Ом).
Номинальный диапазон частот громкоговорителя (телефона) — диапазон частот, в котором громкоговоритель (телефон) отвечает параметрам, приведенным в его паспортных данных.
Номинальный диапазон частот микрофона — интервал звуковых частот, в пределах которого микрофон имеет номинальную чувствительность. Номинальный диапазон частот микрофона зависит от его типа и конструкции. Так, лен-
точные и катушечные электродинамические микрофоны имеют номинальный диапазон частот, как правило, от 50 до 15000 Гц.
Обратная связь — представляет собой связь в однонаправленной цепи передачи воздействий (сигналов), при которой происходит их передача из последующих цепей в предыдущие. При этом, в зависимости от фазы, обратная связь может усиливать или ослаблять первичный сигнал. В первом случае речь идет о положительной обратной связи, а во втором — об отрицательной обратной связи.
Оптотиристор — представляет собой фототиристор, который управляется с помощью светового сигнала от светодиода, расположенного внутри корпуса прибора.
Оптрон — прибор, состоящий из излучателя света (обычно светоизлучающего диода) и фотоприемника (фотодиода, фоторезистора, фототранзистора и т.д.), между которыми имеется оптическая связь и обеспечена электрическая изоляция. В оптроне осуществляется прямое и обратное электрооптическое преобразование. Используются для электрической развязки отдельных частей радиоэлектронных устройств (главным образом в вычислительной и измерительной технике и автоматике).
Паразитная емкость — подразумевается емкость между проводниками, которая играет вредную роль, увеличивает входную емкость или образовывает вредные емкостные связи.
Паразитная генерация — генерация нежелательных колебаний.
Параметр — величина, характеризующая какое-либо свойство или состояние процесса, явления, системы, изделия или технического устройства.
Паспортная (максимальная шумовая) мощность громкоговорителя — мощность, соответствующая наибольшей мощности усилителя, с которым может работать данный громкоговоритель. Эта мощность, как правило, в 1,3...2 раза больше номинальной.
Пермаллой — (англ, permalloy, от permeability — проницаемость и alloy — сплав), магнитомягкий сплав никеля (Ni) с железом (Fe), часто легируемый молибденом, хромом, медью и др. Различают низконикелевые (40...50% Ni) и высоконикелевые (70...83% Ni) пермаллои. Разновидность — супермаллой (79% Ni, 16% Fe, 5% Мо). Сплавы обладают высокой магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях и применяются в радиоэлектронике как материалы для изготовления сердечников трансформаторов, экранов, магнитных головок и т.д.
Полевой транзистор — транзистор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей, протекающих через проводящий канал и управляемых электрическим полем.
Полное электрическое сопротивление громкоговорителя — это отношение напряжения на выводах звуковой катушки к току, протекающему в ней. Это сопротивление определяется активным сопротивлением звуковой катушки, ее индуктивностью и вносимым в электрическую цепь механическим сопротивлением подвижной системы громкоговорителя.
Полоса пропускания — интервал частот, в пределах которого выходное напряжение фильтра или усилителя не опускается ниже некоторого, наперед заданного значения, при заданном значении входного напряжения.
Портативный — термин, использующийся применительно к прибору, означает удобный для ношения при себе. При этом подразумевается, что прибор имеет удобную форму, минимальные размеры и вес.
263. -i
Преселектор — часть супергетеродинного радиоприемника, содержащая входные цепи и усилитель радиосигналов и расположенный в тракте до первого преобразователя частоты.
Радиомикрофон («жучок») — микрофон, конструктивно объединенный с радиопередатчиком и предназначенный для перехвата акустической информации. В его состав могут входить устройства управления и устройства записи. Эти устройства только расширяют возможности радиомикрофона и не являются его обязательными частями.
Радиоприемник прямого преобразования. В основе лежит принцип приема радиосигналов, сходный с супергетеродинным, но отличается тем, что после преобразования получается не сигнал относительно высокой промежуточной частоты, а непосредственно низкочастотный. Необходимая полоса частот выделяется фильтром звуковой частоты.
Радиоприемник прямого усиления — приемник, в котором производится усиление сигнала до детектора без преобразования частоты в промежуточную.
Радиоприемник супергетеродинный — приемник, в котором производится преобразование радиочастоты сигнала в промежуточную.
Рамка — употребляемое иногда сокращение для рамочной антенны.
Рамочная антенна — представляет собой антенну замкнутого типа, состоящую из квадратной, круглой, шестиугольной или другой формы рамки каркаса, иногда, одних диагоналей-распорок, на который наматывается провод' в плоскости самой рамки. Комнатные рамочные антенны для радиоприемников обычно имеют длину стороны квадрата 50...300 см.
Резонанс — явление резкого возрастания амплитуды установившихся вынужденных колебаний колебательной цепи при приближении частоты периодического внешнего воздействия к частоте ее собственных колебаний.
Резонансная характеристика — графическое изображение зависимости выходного напряжения колебательного контура от частоты.
Ресивер (receiver) — в переводе с английского языка означает приемник. В русском прочтении, наиболее часто этот термин применяется к устройству, окончательно обрабатывающему и подающему сигнал от конвертера к телевизору и обеспечивающему пользователю возможность выбора желаемой программы.
Саморазряд источника — нежелательный медленный электрохимический процесс, приводящий с течением времени к понижению напряжения на выводах источника тока при отключенной нагрузке. Саморазряд является причиной уменьшения срока службы источника после длительного хранения.
Сверхрегенератор (суперрегенератор) — детекторный каскад или каскад усиления высокой частоты с положительной обратной связью.
Светодиод — полупроводниковый диод с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, генерирующий (при прохождении через него электрического тока) оптическое излучение, которое в видимой области воспринимается как одноцветное. Применяется в индикаторных устройствах, системах отображения информации и др.; перспективен в оптической связи и т.д.
Симистор — тиристор с пятью полупроводниковыми слоями и управляющим электродом. Благодаря симметричности своей вольт-амперной характе-
ристике, этот полупроводниковый прибор называют еще симметричным тиристором, а иногда и английским термином — триак.
Скважность импульсов или скважность последовательности импульсов — это отношение периода следования импульсов к их длительности.
Смеситель частот (преобразователь частот) — устройство, осуществляющее преобразование частоты подводимого к нему сигнала в результате периодического изменения его параметров под воздействием колебаний от местного генератора (гетеродина или синтезатора).
Собственная емкость катушки — параметр катушки, связанный с близким расположением витков обмотки. Действие собственной емкости подобно включению конденсатора параллельно катушке, что не всегда желательно. В связи с этим, этот параметр называют паразитным. В диапазонных контурах собственная емкость уменьшает коэффициент перекрытия диапазона.
Сопряжение контуров — обеспечение согласованного изменения резонансных частот колебательных контуров в супергетеродинном приемнике (контуров входной цепи, усилителя радиочастоты и гетеродина) с помощью одной ручки настройки.
Средняя отдача телефона — среднеквадратичное значение звукового давления, которое он развивает в номинальном диапазоне рабочих частот в полости искусственного уха. Параметр характеризует эффективность работы наушника, его отдачу и измеряется в паскалях (Па).
Стабилитроны или опорные диоды — работают на обратной ветви вольт-амперной характеристики. Предназначены для стабилизации напряжения и подключаются к источнику напряжения в обратном направлении, то есть катод к плюсу, а анод — к минусу. Для двухстороннего стабилитрона нет необходимости соблюдать это условие. При включении стабилитрона в прямом направлении получаются малые образцовые напряжения 0,7...0,8 В, как и у кремневых диодов, включенных аналогично.
Стабисторы — диоды, предназначенные для стабилизации низких напряжений, отличаются от стабилитронов тем, что работают на прямой ветви вольт-амперной характеристики (включаются в прямом, проводящем направлении).
Стандартное звуковое давление громкоговорителя (Н/м2) — характеристика, используемая для сравнения между собой различных громкоговорителей. Измеряется на расстоянии 1 м от громкоговорителя по его рабочей оси при подведении электрической мощности в 0,1 Вт при частоте 1000 Гц. (Прим, редактора. Эта характеристика в настоящее время заменена другой — характеристической чувствительностью, см. «Чувствительность громкоговорителя»).
Стоячая волна — волна с пространственно неподвижными максимальными и минимальными амплитудами, возникающая вследствие интерференции двух бегущих волн равной длины и амплитуды, распространяющихся во взаимно противоположных направлениях.
Телефонный радиоретранслятор — устройство для передачи телефонных разговоров по радиоканалу. По существу, это миниатюрный передатчик, подключенный непосредственно к телефонной линии. В качестве источника питания используется напряжение телефонной линии.
Температурный коэффициент емкости конденсатора (ТКЕ) — параметр, который указывает на обратимое изменение относительной емкости конденсатора при изменении температуры на ГС и измеряется в миллионных долях на градус (10"6/°С). Этот
параметр может принимать отрицательное или положительное значение. В зависимости от температурной стабильности конденсаторы делятся на группы, которые кодируются буквенным обозначением или цветом окраски корпуса.
Температурный коэффициент индуктивности (ТКИ) — относительное изменение индуктивности катушки при изменении температуры окружающей среды на ГС. ТКИ имеет положительное значение и для его компенсации в конту- • рах применяют конденсаторы с отрицательным ТКЕ.
Тиристор — (от греческого thyra — дверь и английского (resi)stor — резистор) — представляет собой диод, но имеющий чередующиеся слои кремния с электропроводимостью р и п. Таких последовательно образованных слоев с р-n переходами в нем может быть три и более. В зависимости от характера вольт-амперной характеристики и способа управления, тиристоры подразделяются на динисторы, тринисторы (триодные тиристоры), не проводящие в обратном направлении, запираемые тиристоры, симисторы (симметричные тиристоры) и оптронные тиристоры. Тиристоры применяются в различных регуляторах переменного напряжения, в релаксационный генераторах, коммутирующих устройствах и т.д.
Точность изготовления радиоэлемента — (резистора, конденсатора, катушки индуктивности) или допуск, который показывает отклонение фактической величины от номинального значения в процентах. Для большинства типов радиоэлементов допуск находится в пределах от 1 до 20%.
Трансивер — аппарат, в одном корпусе которого смонтированы передатчик и приемник, использующие совместно некоторые общие узлы и в режиме приема и в режиме передачи и попеременно работающие на общую антенну.
Триггер — импульсное устройство, имеющее два состояния устойчивого равновесия и переключаемое из одного состояния равновесия в другое при каждом воздействии внешнего управляющего сигнала. Бывают триггеры асинхронные, симметричные и синхронные. Схема триггера, в некоторой мере, напоминает схему мультивибратора, но в отличие от последнего, имеет вход для подачи импульсного сигнала.
Тринистор — другое название: триодный тиристор — полупроводниковый прибор, состоящий из четырех чередующихся слоев различной проводимости, образующими три р-n перехода. Тринистор, в отличие от динистора, кроме двух основных выводов, имеет еще вывод (управляющий электрод) от одного из средних слоев пластинки полупроводника. «Ключевой» характер действия тринистора позволяет использовать его для переключения электрических цепей, в которых до этого использовались только электромагнитные реле.
Туннельный диод — сверхвысокочастотный прибор, использующийся в различных схемах усиления, генерирования и быстродействующих импульсных и переключающих схемах с малым временем переключения (единицы наносекунды).
Унифицированные детали — детали одной конструкции, которые используются в различных изделиях. Например, трансформатор для питания различных радиоэлектронных приборов.
Усилитель звуковой частоты (Audio Amplifier) — устройство, выполняющее функции усиления напряжения и тока в диапазоне звуковых частот, сокращенно — УЗЧ. В литературе можно встретить названия «усилитель низкой частоты», «усилитель мощности», «Power amplifier». Обычно УЗЧ имеет регулятор громкости, иногда имеет регулировки тембра и коммутаторы входов различных источников звукового сигнала, анализаторы спектра сигнала и т.д.
Усилитель промежуточной частоты — усилитель сигналов промежуточной частоты, поступающих с преобразователя частоты.
Устройство — функционально и конструктивно законченное изделие, решающее конкретную техническую задачу. Радиоэлектронное устройство, в частности, представляет собой функционально законченную сборочную единицу, выполненную на несущей конструкции и реализующую функции передачи, приема, хранения или преобразования информации.
Ферриты — химические соединения оксида железа (III) с оксидами других металлов, которые используются в качестве магнитных материалов в радиоэлектронике.
Фильтр — электрическая цепь, коэффициент затухания которой в определенных полосах частот меньше или больше, чем на всех других частотах. В радиоэлектронике используются различные типы фильтров самого разного конструктивного исполнения. Среди них отметим фильтры: верхних частот — фильтр, имеющий полосу пропускания выше заданной частоты среза и полосу задерживания для более низких частот; нижних частот — фильтр, имеющий полосу пропускания ниже заданной частоты среза и полосу задерживания для более высоких частот; полосовой — фильтр, имеющий полосу пропускания, расположенную между двумя заданными частотами среза; пьезоэлектрический — фильтр, имеющий в своем составе один или более пьезоэлектрических резонаторов; развязывающий — фильтр, обеспечивающий электрическую развязку между цепями, и т.д.
Фильтр-пробка — фильтр в виде параллельного колебательного контура, используемый, например, во входной цепи радиоприемника для подавления помех определенной частоты.
Фольга — металлический лист из какого-либо металла, толщиной в несколько микрон.
Фон переменного тока — иногда слышимое гудение в громкоговорителе, подключенном к УЗЧ, который питается от сети переменного тока. Возникает вследствие проникновения переменного напряжения в чувствительные цепи, уровень полезного сигнала в которых низкий.
Фотодиод — диод, применяющийся для регистрации и измерения световых излучений.
Фототранзистор — транзистор, применяющийся для регистрации и измерения световых излучений.
Характеристика направленности микрофона. Чувствительность микрофона зависит не только от частоты, но и от угла, под которым к нему приходят звуковые волны. Характеристика направленности представляет зависимость чувствительности микрофона на данной частоте от угла между акустической осью микрофона и направлением, откуда приходит звук. Зависимость принято представлять графически, в полярной системе координат в виде линии, очерчивающей в плоскости границы зоны, в которой микрофон воспринимает звуковые сигналы. Характеристика направленности обычно указывается в паспорте микрофона. Исходя из характеристики направленности, различают микрофоны: ненаправленные, которые воспринимают одинаково звук с любого направления (диаграмма направленности — круг), односторонне направленные, когда звук приходит в основном с фронтальной стороны мембраны (диаграмма направленности — кардиоида) и двухсторонне направленные, воспринимающие звук приходящий к микрофону с двух диаметрально противоположных направлений (диаграмма направленности — восьмерка).
Частота основного резонанса громкоговорителя — частота, на которой модуль полного электрического сопротивления громкоговорителя имеет первый основной максимум.
Частотная характеристика микрофона — зависимость осевой чувствительности или ее уровня от частоты звуковой волны. Характеристика изображается в виде графика, по оси Y которого откладывается громкость воспроизведения сигнала в дБ, а по оси X — частота в Гц. График частотной характеристики хорошего микрофона не содержит участков с резкими спадами и подъемами.
Чувствительность громкоговорителя (Sensitivity, Efficiency) — характеристическая чувствительность (или попросту — отдача) — среднее звуковое давление (в дБ/Вт1/2-м), развиваемое громкоговорителем на рабочей оси на расстоянии 1 м при подводимой к нему мощности 1 Вт в определенной полосе частот.
Чувствительность микрофона — отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению. Измеряется в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Напомним, что 1 Па (Паскаль) = 1 Н/м2. На практике обычно определяется осевая чувствительность микрофона, которая обычно всегда наибольшая. Осевая чувствительность измеряется при падении синусоидальной звуковой волны по направлению акустической (рабочей) оси микрофона. Акустической осью называют направление преимущественного использования микрофона в нормальных условиях эксплуатации. Самыми чувствительными среди микрофонов разных типов считаются конденсаторные электретные микрофоны.
Чувствительность радиоприемника — характеристика радиоприемника реагировать на слабые сигналы. Количественно чувствительность оценивают той меньшей ЭДС сигнала на входе приемника, при которой обеспечивается нормальная громкость сигнала на выходе приемника при заданном соотношении напряжений полезного сигнала и шумов. Чем меньше это напряжение, тем выше чувствительность радиоприемника. Напряжение сигнала на выходе радиоприемника зависит от числа усилительных каскадов, используемых в его схеме. Увеличение числа каскадов выше некоторого предела не приводит к дальнейшему повышению чувствительности из-за возрастания собственных шумов радиоприемника.
Чувствительность телефона — отношение звукового давления, развиваемого в полости искусственного уха, к напряжению на его зажимах.
Шлейф — (от нем. Schleife) — 1) отрезок линии передачи, применяемый для настройки высокочастотных устройств; 2) легкая проводящая петля — элемент подвижной измерительной системы, напр. в шлейфовых осциллографах.
Шлемофон — микротелефонная гарнитура, состоящая из ларингофонов и головных телефонов, вмонтированных в шлем. Используется танкистами, летчиками, космонавтами.
Щекофон — микротелефонная гарнитура, состоящая из ларингофона, прикладываемого к щеке, и одного головного телефона.
Эффективно воспроизводимый диапазон частот — диапазон частот, в котором частотная характеристика громкоговорителя уменьшается не более чем на 10 дБ по отношению к некоторому уровню, принятому за нулевой. Для выбора нулевого уровня в начале необходимо снять частотную характеристику громкоговорителя. Потом разбить весь диапазон по октавам. Найти октаву, в которой звуковое давление максимально. Среднее значение звукового давления в этой октаве и будет нулевым уровнем.
Список литературы
Пестриков В.М. «Радио»? Откуда? //Радиохобби. 1998. №1. С. 2, 3.
Пестриков В.М. Радиокомпоненты: конденсаторы//Радюаматор. 1995. №6. С 27 28- No8 С. 27, 28; №9. С. 26; №10. С. 27.’’ J
Пестриков В.М. Радиокомпоненты: катушки индуктивности//Радюаматор. 1996 №9 С 26 27; №10. С. 23 ; №11. С. 30; №12. С. 22, 23.'’
Пестриков В.М. Радиокомпоненты: диоды//Радюаматор. 1996. №1. С. 28; №2 С 28- № 3 С. 27; №4. С. 30; №5. С. 30; №6. С. 26, 27; №7. С. 30.'’ "
Пестриков В.М. Уроки радиотехника. Практическое использование современных радиоэлектронных схем и радиокомпонентов. Учебно-практическое пособие. — СПб.: КОРОНА ппинт 2000. - 592 с., ил.Р
Петин Г. Изготовление печатных плат с помощью лазерного принтера//Схемотехника. 2003 №4. С. 17.''
Пухличенко А. Прибор для проверки оксидных коцденсаторов//Радиолюбитель. 1995. №8. С. 25.
Яковлев Е.Л. Измеритель емкости конденсаторов //Радюаматор. 2001. №12. С. 30.*
Кротко Д. Измеритель индуктивности//Радюаматор. 2000. №8. С. 27. .
Елисеев Ю. Зарядные устройства на емкостных ограничителях тока //Радио. 1997. №6. С. 46.
Мясников С. Простой индикатор разряда батарей //Схемотехника. 2000. №1. С. 38, 39.*
12.3аржевский М. Индикатор полярности//Радио. 1980. № 10. С. 29.
Лавренко И. Индикатор радиоактивности //Радиолюбитель. 1994. №1. С. 26.
Терских А. Измеритель эмоций //Моделист-конструктор. 1975. №5. С. 38, 43.
Иванников Д. Рапортуют школьники//Радио. 1967. №11. С. 54, 55, 57.
Русецкий В. Датчики охранной сигнализации //Радиолюбитель. 1991. №12. С. 26.
Елкин С.А. Несложный УКВ конвертер //Радюаматор. 2001. №1. С. 26.
Бобонич Э. , Бобонич П. Передатчик видеосигнала на телевизионный приемник //Радиолюбитель. 1994. №9. С. 5.
Гончаренко И. WALKIE-TALKIE: Япония, тип «Д»//Радиолюбитель. 1991. №10. С. 17, 18.
Янчюс В. Прибор для проверки мощных транзисторов//Радио. №7. С. 51.
Коноплянко Н.Г. Универсальный пробник для проверки годности транзисторов//Радиоама- тор. 1993. №2. С. 24.
Гончаров Ю. КЗ в витках //Моделист-конструктор. 1991. №4. С. 29.
Соколов В. ГИР на транзисторе //Радио. 1966. №12. С. 52.
Ефремов И. Частотомер из китайского приемника //Схемотехника. 2002. №12. С. 31.
Белоусов А. Пробник-индикатор //ЮТ. 1986. №1. С. 76...79.
Жижченко А., Пастушенко Н. «Мигалка пробник»//Моделист-конструктор. 1979. №8. С. 28, 29.
Казанцев В. Пробник для «супера» //Моделист-конструктор. 1975. №8. С. 43.
Широков В. Звуковой генератор для проверки катушек индуктивности //Радио. 1968. №2. С. 47.
Вязов А. Пробник для проверки АМ-приемников//Радио. 1995. № 4. С. 33, 34.
Елкин С. А. Простой генератор для проверки работоспособности полевых транзисторов// Радюаматор. 2000. №4. С. 35.
Илюшин Н. Звуковой сигнализатор для «Славы»//Радио. 1990. № 5. С. 67.
Иванов Б. Внимательная элетроника//Юный техник. 1987. №2. С. 76...80.
ЗЗ.Флавицкий А. Электронный предохранитель//Радио. 1994. № 7. С. 35.
Зеленин А. Полуавтомат защиты радиоаппаратуры от «перепадов» напряжения сети//Радио. 1998. № 10. С. 73, 74.
Пестриков В.М. Двухдиапазонный карманный приемник//Радиолюбитель. 1999. №7. С. 10, 11.
Кобрин В. Двухполярный регулируемый блок питания//Радио. 1999. №1. С. 45.
Атаев Д. И., Болотников В.И. Функциональные узлы усилителей Hi-Fi. М.: Издателство МЭИ, ТОО «Позитив». 1994. 224 с.
Янцев В. Полна «Горница»//Моделист-конструктор. 1988. №11. С. 41, 42.
Капустин С. Пробник для проверки годности операционных усилителей //Радио. 1994. №5. С. 29.
Виноградов Ю. «Ночной сторож» пассажира//Радио. 1997. №5. С. 45, 46.
Пахомов В. Универсальный генератор на ИМС//В помощь радиолюбителю. 1985. Сборник №88. С. 14...18.
Попович В. Н. Радиомикрофон на микросхеме //Рад1аматор. 1999. №1. С. 4.
Родионов Э. Сигнализатор разрядки аккумуляторной батареи//Радиолюбитель. 1999. №3. С. 25.
Смиронов Н., Стрюков В. Приемник прямого усиления на логической микросхеме//Радио. 1982. №6. С. 51.
Семакин Н. Мелодичный звонок//Радио. 1994. №5. С. 31.
Яворский В. Металлоискатель на микросхеме //Радио. 1989. №9. С. 65, 66.
Попов А. Сенсорная двухтональная сирена//В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 106/ Сост. Б.С. Иванов. — М.: Патриот. 1990. С. 64...73.
Митин В. Автомат включения уличного освещения//Радио. 1970. №9. С. 56.
Отряшенков Ю. Радиоуправление моделями. Передающая аппаратура//Радио. 1968. №8. С. 14...16.
Отряшенков Ю. Радиоуправление моделями. Однокомандная приемная аппаратура//Радио. 1968. №9. С. 42...44.
Аристов А. Автомат-выключатель освещения//Радио. 1980. №5. С. 53.
52.Вдовикин А. Электронный замок//Радио. 1969. №10. С. 49, 50.
Осипов С. Командуют хлопки//Моделтст-конструктор. 1991. №11. С. 21, 22.
BV Пестрее
ЭНЦИКЛОПЕДИИ]
РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
Пестриков Виктор Михайлович
Энциклопедия радиолюбителя. Работаем с компьютером / Под. ред.
С/М. Янковского. — СПб: Наука и Техника, 2004. — 272 с.: ил.
ISBN 5-94387-117-9
Серия «Радиомастер»
Энциклопедия радиолюбителя содержит.системные научно-популярные сведения по различным вопросам практической радиоэлектроники: конструированию и изготов- - лению устройств, любительской и гражданской связи, коммерческому радиовещанию, использованию компьютера в радиолюбительской практике, а также знакомит с профессиями и специальностями радиоэлектронной промышленности. Основная цель книги — помочь всем интересующимся радиоэлектроникой разобраться в ее азах и сделать в ней первые практические шаги: в самостоятельном изготовлении понравившихся устройств, осознанно подойти к выбору своей первой рабочей профессии или инженерной специальности, а также, при желании, заняться бизнесом в области коммерческого радиовещания. В книге много схем и описаний различного уровня сложности радиоэлектронных конструкций для самостоятельного изготовления. Большую помощь при чтении книги и проведении практических работ призваны оказать имеющиеся в книге справочные материалы и словарь терминов радиоэлектроники.
Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей. Она может быть полезна, в частности, школьникам, выбирающим трудовой путь, студентам технических вузов, специализирующимся в данной области знаний, а также деловым людям, желающим связать свой бизнес с радиоэлектроникой.
Контактные телефоны издательства (812) 567-70-25, 567-70-26 (044) 516-38-66, 518-56-47
Официальный сайт www.nit.com.ru
© В.М. Пестриков '
© Наука и Техника (оригинал-макет), 2004
ООО «Наука и Техника».
Лицензия №000350 от 23 декабря 1999 года.
198097, г. Санкт-Петербург, ул. Маршала Говорова, д. 29.
Подписано в печать 17.11.2003. Формат 70x100 1/16.
Бумага газетная. Печать офсетная. Объем 17 п. л.
Тираж 5000 экз. Заказ № 407
Отпечатано с готовых диапозитивов в ФГУП ордена Трудового Красного Знамени«Техническая книга» Министерства Российской Федерации по делам печати,телерадиовещания и средств массовых коммуникаций.
198005, Санкт-Петербург, Измайловский пр., 29.
Содержание