Текст
ЭЛ.Борноволоков, В.В.Фролов
Э. П. Борноволоков
В.В.Фролов
РАДИО-
любительские
СХЕМЫ
«ТВХН1КА» 198 S
Э.П.Борноволоков, В.В.Фролов
РАДИО-
любительские
СХЕМЫ
Издание 3-е, переработанное и дополненное
Scan AAW
КИЕВ «ТЕХИ1КА»
1985
32. 849. 9
Б82
УДК 621.396.6
Борноволоков Э. П., Фролов В. В.
Б82 Радиолюбительские схемы.— 3-е изд., перераб. и доп.— К.! Техника, 1985.—264 с., ил.— Библиогр. по главам.
В пер.: 2 р. 10 к. 210 000 экз.
В книге представлены основные технические данные, схемы и рекомендации по налаживанию более чем 250 радиолюбительских конструкций на транзисторах и микросхемах. Даны описания и схемы приборов для использования в народном хозяйстве и в быту, усилителей звуковой частоты для высококачественного воспроизведения музыки, радиовещательных приемников, аппаратуры для радиоспортсменов, магнитофонов и электропроигрывателей, электро- и цветомузыкальных устройств, радиоизмерительных приборов.
Рассчитана на широкий круг радиолюбителей.
Б
2402020000-064
М202(04)-85
32. 849.9
Рецензент А. С. Чичко
Редакция литературы по энергетике, электронике, кибернетике и связи
Зав. редакцией 3. В. Божко
Эдуард Павлович Борноволоков Владимир Васильевич Фролов
РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ СХЕМЫ
Редактор Л. И. Носова
Оформление художника А. П. Никифорова Художественный редактор В, С. Шапошников Технический редактор Н. А, Бондарчук Корректор Н. А. Стрелец
Информ, бланк № 2674
Сдано в набор 20.09.84. Подписано в печать 06.03.85, БФ 06034. Формат бОхЭО1/... Бумага типогр. № 3. 1'арн. лит. Печ. выс. Усл. печ. л. 16,5. Усл. кр.-отт. 16,75. Уч.-изд. л. .25,46. Тираж 21 0 000 экз. (1-й завод 1 — 135 000 экз.). Зак. 4-888. Цена 2 р. 10 к.
Издательство «Тэхника», 252601, Киев, 1, Крещатик, 5.
Книжная фабрика им. М. В. Фрунзе. 310057, Харьков-57, Денец-Захаржевского, 6/8.
© Издательство «Техн1ка>, 1979 Издательство «Техшка», 1985, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ
Самостоятельное изготовление различной радиоэлектронной аппаратуры увлекает многих людей самых разных возрастов и профессий. Основным руководством при конструировании такой аппаратуры являются технические данные прибора и его принципиальная электрическая схема. Многие конструкторы радиоэлектронной аппаратуры из-за недостатка популярной литературы для радиолюбителей вынуждены перечерчивать схемы и выписывать основные данные интересующих их устройств в специально заведенные для этого тетради. Стремясь облегчить эту работу, авторы, использовав последние достижения радиолюбительской практики, привели принципиальные схемы, основные технические характеристики и рекомендации по налаживанию самостоятельно изготовляемой аппаратуры.
В третьем издании приводятся в < основном описания новых конструкций, не только не повторяющих друг друга, но и не описанных в предыдущих изданиях. Авторы стремились из большого числа различных устройств, разработанных радиолюбителями, отобрать те, которые пользуются наибольшей популярностью. Большая часть описанных в книге, устройств собрана из широко распространенных деталей, во многих описаниях приведены рекомендации по замене используемых комплектующих изделий. Все конструкции, описанные в книге, были в разное время изготовлены в одном или нескольких экземплярах, часть конструкций демонстрировалась на радиолюбительских выставках и на ВДНХ СССР.
Приводимых в описаниях каждого из устройств данных вполне достаточно для самостоятельного изготовления того или иного ' прибора. В конце каждой главы приводится список литературы, где эти конструкции описаны более подробно. Авторы надеются, что эта книга вызовет интерес у радиолюбителей и окажет им практическую помощь.
Отзывы и пожелания просим направлять по адресу: 252601, Киев, 1, Крещатик, 5, издательство «Техника».
Глава I
ПРИБОРЫ ДЛЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
1. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
Прибор для установки угла опережения зажигания [20]. Прибор питается от аккумуляторной батареи (напряжение 12 В, минусовый вывод соединен с корпусом) автомобиля, двигатель которого регулируют (рис. 1.1). Источником света служит импульсная фотолампа HI. Напряжение питания, необходимое для работы лампы (около 250 В), получают от преобразователя на транзисторах VI и V2 и трансформаторе Т1 и выпрямителя на диодной сборке V3. Поджигающий
импульс снимается со свечи первогф цилиндра через ограничительные резисторы R4—R6.
Трансформатор намотан на магнитопроводе Ш16 X 20. Обмотки I и 111 наматывают одновременно в два провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, число витков — 21. Таким же образом
наматывают и обмотку II (7 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм), причем начало одной полуобмотки соединяют с концом другой (это соединение служит отводом). Обмотка IV содержит 500 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм. Конденсаторы С2 и СЗ —'бумажные на рабочее напряжение не менее 400 В. Транзисторы VI и V2 желательно подобрать близкими по параметрам. Резистор R1 проволочный, остальные — МЛТ.
Правильно собранный прибор налаживания не требует. Работают с прибором в следующем порядке. Со свечи 1-го цилиндра (при остановленном двигателе) снимают контактный колпак, надевают на ее вывод переходник прибора и на переходник надевают колпак свечи» Подают питание на прибор (вилку шнура питания прибора включают в розетку бортовой сети автомобиля). На кожухе маховика снимают крышку смотрового окна и запускают двигатель. Нажимают на кнопку включения прибора и направляют свет импульсной лампы на маховик. Если метки на маховике и корпусе двигателя
не совпадают, планку регулятора угла опережения зажигания смещают до совпадения меток. Затем двигатель останавливают и отключают прибор.
Универсальный прибор автолюбителя [26]. В зависимости от положения переключателя рода работы этим прибором (рис. 1.2) можно проверять напряжение встроенного автономного источника питания и аккумуляторных батарей, исправность электролитических конденсаторов, - угол опережения зажигания, частоту вращения коленчатого вала четырех- и шестицилиндрового двигателей. Кроме того, при любом положении переключателя рода работы S1 можно производить проверку низкоомных электрических цепей.
Для повышения стабильности и точности результатов измерений электронная часть прибора питается от гальванической батареи G1 через стабилизатор напряжения на транзисторах V12, V13. В качестве источника опорного напряжения используется параметрический диодный стабилизатор’ (V14—V16). Стабилизированное напряжение 3,5 В можно плавно регулировать переменным резистором R33.
При измерении постоянных напряжений (переключатель SI в положении 1 или 3) используют миллиамперметр Plt который совместно с резисторами R25 или R20 и R29 образует вольтметр постоянного напряжения. При проверке исправности внешних цепей вместо миллиамперметра индикатором служит свето
4
диод V/Л который включается последовательно с батареей Gt через резистор R24. Разрыв проверяемой цепи подключают к клеммам Цепь и 0.
Принцип измерения угла опережения зажигания и частоты вращения коленчатого' вала двигателя заключается в измерении временных характеристик импульсного напряжения, действующего на клеммах прерывателя системы зажигания двигателя. Так, частота появления импульсов'прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя и обратно пропорциональна числу цилиндров, а угол поворота вала, при котором прерыватель’находится в замкнутом состоянии, прямо пропорционален отношению длительности импульса к периоду его повторения.
При подключении контактов прерывателя к клеммам К прерывателю и О (положение 4 переключателя S1) импульсное, напряжение фильтруется от дополнительных высокочастотных помех фильтром нижних частот (Л/, R2, С1,
С2), ограничивается диодным ограничителем (VI—V3) и далее поступает на вход триггера Шмитта (V4—V5). Длительность выходных импульсов триггера при этом соответствует времени поворота вала двигателя при замкнутых контактах прерывателя, а период повторения импульсов — времени между возникновением искры в каждом цилиндре. Поскольку амплитуда импульсов на выходе триггера постоянна, среднее значение тока на выходе эмиттерного повторителя (V7) прямо пропорционально углу поворота вала, при котором контакты прерывателя замкнуты.
При измерении частоты вращения коленчатого вала четырехцилиндрового ’ двигателя (положение 5 переключателя S1) используется одновибратор (V8, V9), который запускается .импульсами с выхода триггера Шмитта через дифференцирующую цепь (СЗ, RIO, V7, R11). Выходные импульсы одновибратора стабильны по амплитуде и длительности, и их период повторения обратно пропорционален скорости вращения. Поэтому средний ток, проходящий через миллиамперметр и резисторы R22, R31, прямо пропорционален числу оборотов в минуту. Для измерения частоты вращения шестицилиндрового двигателя переключатель Ы необходимо перевести в положение 6.
Шкала миллиамперметра проградуирована непосредственно в измеряемых величинах: постоянное напряжение — 0...15 В; угол поворота — 0...1000; число оборотов — 0...3000 мин-1. Шкала миллиамперметра Р1 при всех измерениях линейна. Для налаживания прибора необходимо подать на клеммы К пре
рывателю переменное напряжение 24 В, для чего можно использовать любой понижающий трансформатор, питаемый от сети. Подстроечным резистором R30 устанавливают стрелку миллиамперметра на отметку 45° шкалы углов. Затем резистором R31 (в положении 5 переключателя S/) устанавливают стрелку на шкале частоты вращения двигателя против отметки 1500 для четырехцилиндрового двигателя и 1000 — для шестицилиндрового.
Прибор автолюбителя [12]. С помощью этого прибора (рис. 1.3) можно осуществить проверку и регулировку электрооборудования автомобиля с напряжением электропитания 12 В и четырехцилиндровым двигателем.
Основные параметры измерений
Диапазон постоянных напряжений, В.................. . 0...16-
Частота вращения коленчатого вала, мин-1 ............. 0...6000
Угол замкнутого состояния контактов прерывателя, ...°................................... . . . До 90"
Падение напряжения на контактах прерывателя, В .... 0...1
Точность измерения всех параметров, % ................ ±5
S1. Чем меньше отклонение стрелки, тем
Рис. 1.3
Напряжения можно измерить, нажав на кнопку S2. При этом последовательно с микроамперметром Р1 включаются добавочные резисторы R1* и R2. Верхнюю границу измеряемых напряжений устанавливают подстроечным резистором R2.
Для оценки состояния контактов прерывателя измеряют падение напряжения на них. Прибор (кнопка S2 нажата) подключают к выводам контактов прерывателя и включают зажигание автомобиля. Заводной рукояткой медленно поворачивают коленчатый вал двигателя до замыкания контактов прерывателя (в этот момент вольтметр покажет напряжение, близкое к нулю) и нажимают на кнопку лучше состояние контактов. Если стрелка выходит з'а пределы зачерненного участка шкалы, это означает, что контакты необходимо зачистить или заменить. По окончании измерения нужно еще раз нажать на кнопку S1.
Чтобы определить частоту вращения коленчатого вала, нажимают на кнопку S3 (Л^) или S4 (Af2), а зажимы прибора подключают к выводам прерывателя. В этом случае прибор измеряет частоту следования импульсов в первичной обмотке катушки зажигания. Частота Д мин"-1,вращения коленчатого вала двигателя и частота /V, Гц, размыкания контактов связаны между собой соотношени
ем N = 120 f/z, где z — число цилиндров двигателя. При каждом размыкании контактов прерывателя конденсатор С1 (или С2, если нажата кнопка S4) заряжается через диод V3 и микроамперметр Р1, а при каждом замыкании контактов он разряжается через диод V2. Ток / через микроамперметр I — Cl/jUст, где* С1 — емкость зарядного конденсатора. Таким образом, показания прибора оказываются прямо пропорциональными частоте размыканий контактов прерывателя. Катушка L1 защищает прибор от токов самоиндукции, возникающих в цепи первичной обмотки катушки зажигания при работе прерывателя автомобиля, что повышает точность измерений.
Когда нажата кнопка S5 (а), прибор измеряет угол замкнутого состояния контактов прерывателя, т. е. угол поворота кулачка прерывателя от момента замыкания контактов до момента их размыкания (этот параметр характеризует размер рабочего зазора прерывателя). Углы замкнутого а и разомкнутого ср состояния контактов связаны между собой соотношением а + Ф = 360%.
Катушка L1 намотана на цилиндрическом каркасе диаметром 6 мм и расстоянием между щечками 26 мм (диаметр щечек 16 мм), содержит 9400 витков
6
провода ПЭВ-2 — 0,08, намотка внавал. Подстроечные резисторы СПЗ-16, конденсаторы С1 и С2 МБМ, СЗ — К50-6. Микроамперметр М906 с сопротивлением рамки 750 Ом и током полного отклонения 100 мкА. Можно использовать и микроамперметры М24, М93 с аналогичными параметрами, при этом шкалу прибора градуируют заново.
Налаживание прибора начинают с вольтметра. Для этого прибор подключают параллельно образцовому вольтметру и подают на них постоянное напряжение 1 В (нажаты кнопки S1 и S2). Подбирая резистор R1, добиваются, чтобы стрелка прибора установилась на последнем делении шкалы. Затем возвращают кнопку S1 в исходное состояние и подают напряжение 16 В. Изменяя положение движка резистора R2, снова устанавливают стрелку прибора на конечную отметку.
Для калибровки тахометра потребуется генератор прямоугольных импульсов с выходным напряжением 13... 15 В и скважностью 2. Для поддиапазона до 1200 мин-1 (/V2) частоту сигнала генератора устанавливают равной 30 Гц. Резистором R5 тахометра устанавливают стрелку на делении, соответствующем 900 мин-1. На поддиапазоне до 6000 мин"1 (NJ частоту генератора увеличивают до 100 Гц и резистором R4 устанавливают стрелку наделении 3000 мин"1.
При калибровке измерителя угла замкнутого состояния контактов подстроечным резистором R6 устанавливают стрелку на нулевой отметке по шкале Град. В этом случае прибор подключают к источнику постоянного напряжения 13... ...15 В.
Сигнализатор превышения скорости [23] предупреждает водителя автомобиля о превышении заданной скорости движения. Кроме этого прибор (рис. 1.4) подскажет водителю, что нужно отпустить ручной тормоз во время движения, а после поворота — выключить указатель поворотов. Прибор рассчитан для автомобилей марки «Жигули», но его можно использовать и на автомобилях других марок.
Основные параметры
Напряжение питания, В......................... 10,8...15
Устанавливаемые значения скорости, км/ч........ 40, 60, 70, 90
Погрет ность прибора, %.............-.........' ±5
Потребляемый ток, А...................'.................. 0,1
Габариты, мм....................................... 180 X 100 X 46
Масса, кг................................................. 0,5 »
Входным сигналом служит ЭДС, наведенная переменным магнитным полем вращающегося магнита спидометра в катушке-датчике, закрепляемой на корпусе спидометра.
Прибор содержит следующие узлы: измерительное устройство, состоящее из формирователя импульсов на микросхеме А/, поступающих с катушки-датчика L1, транзисторного ключа V2, компаратора на микросхеме А2, источника опорного напряжения на резисторах R14, R15, R17, измерительной 7?С-цепи на резисторах R4—R7, R8*~R11 и конденсаторе СЗ и стабилизатора напряжения на стабилитроне V8\ выпрямитель на диоде V7 и конденсаторе С4\ транзисторный ключ V13 и устройство звуковой сигнализации — мультивибратор на транзисторах V14, V15, нагрузкой которого является головной телефон В1.
Прибор работает следующим образом. Допустим, контакты реле К1.1 включения контрольной лампы ручного тормоза и контакты К2.1 указателей поворота разомкнуты. После включения питания одним из кнопочных выключателей S1.1—S1.4 до начала движения сигнал от катушки L1 к формирователю импульсов А1 не поступает и на выходе усилителя переменного напряжения нет. Следовательно, транзистор V2 закрыт, и напряжение на его коллекторе равно напряжению стабилизации стабилитрона V8 (8...9,5 В). Это напряжение через диод V3 поступает на неинвертирующий вход 10 компаратора А2. Оно больше опорного напряжения, поступающего на инвертирующий вход# компаратора с делителя R14, R15, R17 через диод V6, и поэтому на выходе 5 компаратора напряжение близко к напряжению стабилизации стабилитрона V8. Это напряжение через диод V7, резистор R19 и диод V10 поступает на базу транзистора V13 и открывает его. Участок коллектор — эмиттер открытого транзистора V13 через диод V12 и контрольную лампу Н1 указателей поворота шунтирует базу транзистора V14 мультивибратора, вследствие чего устройство звуковой сигнализации не работает.
7
Конденсатор СЗ заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона V5 через одну из цепочек R4 R8, R5 R9, R6 RIO, R7 R11 в зависимости от того, какой из выключателей S1.1—S1.4 включен.
После начала движения автомобиля от катушки датчика L1 на вход усилителя-ограничителя А1 начинает поступать синусоидальный сигнал, частота которого пропорциональна частоте вращения магнита спидометра-или, что то же самое, скорости движения автомобиля. На выходе усилителя-ограничителя появляется последовательность положительных импульсов прямоугольной формы с амплитудой, близкой амплитуде напряжения стабилизации стабилитрона V8. Эти импульсы проходят через диод VI и конденсатор С2 к базе транзистора V2 и открывают его. Конденсатор СЗ в течение времени действия импульса быстро разряжается через переход коллектор — эмиттер открытого транзистора V2.
Во время паузы между импульсами транзистор V2 закрыт, и конденсатор СЗ заряжается через резисторы R4, R8, R5, R9, R6, RIO, R7, R11. Напряжение, до которого успеет зарядиться конденсатор СЗ, зависит от сопротивления зарядной цепи и от частоты вращения магнита спидометра. Чем больше скорость, тем до меньшего напряжения зарядится конденсатор СЗ.
Когда скорость движения автомобиля меньше значения, установленного на приборе, конденсатор за время паузы успевает зарядиться до напряжения, превышающего опорное напряжение на инвертирующем входе 9 компаратора А2. На выходе компаратора появляется последовательность положительных импульсов. Длительность каждого из этих импульсов определяется временем, в течение которого напряжение на конденсаторе СЗ или, точнее,‘на неинвертирующем входе 10 компаратора А2 превышает опорное напряжение на его инвертирующем входе 9. Эти импульсы выпрямляются диодом V7 и через резистор R19 и диод V10 открывают транзистор V13. В этом случае устройство звуковой сигнализации не работает.
По мере увеличения скорости движения автомобиля пауза к<ежду импульсами уменьшается, конденсатор СЗ успевает зарядиться до меньшего напряжения, и длительность положительных импульсов на выходе компаратора А2 уменьшается. Когда скорость движения автомобиля достигает значения, установленного на приборе, конденсатор СЗ за вре
мя паузы успевает зарядиться только до напряжения, равного (или меньше) опорному. Положительные импульсы на выходе компаратора А2 исчезают, транзистор V13 закрывается, и устройство звуковой сигнализации начинает работать, предупреждая водителя о превышении заданной скорости.
При движении с затянутым ручным тормозом или невыключенными указа--телями поворота в качестве индикатора используют только устройство звуковой сигнализации и транзисторный ключ V13. При включении ручного тормоза начинают периодически замыкаться контакты К1.1 реле включения контрольной лампы, шунтирующие через диод V9 цепь подачи положительного напряжения к базе транзистора V13, который начинает периодически закрываться. При этом устройство звуковой сигнализации работает синхронно с контрольной лампой ' ручного тормоза.
При включении указателей поворота периодически замыкаются контакты К2.1 реле, включающего контрольную лампу Н1 указателей поворота. При замыкании контактов полное напряжение питания пЪступает к эмиттеру транзистора V13, который закрывается независимо от того, какое напряжение имеется в это время на его базе, и устройство звуковой сигнализации работает синхронно с прерывателем указателей поворота. Катушка L1 содержит 80 витков провода ПЭВ-2 —- 1, намотанных на каркасе диаметром 12 мм и длиной 30 мм.
Электронная система зажигания [2]. Стабильность искры при значительных колебаниях скорости вращения, изменении окружающей температуры и напряжения питания можно получить с помощью системы зажигания (рис. 1.5).
8
Основные параметры
Амплитуда импульсов ла первичной обмотке катушки зажигания, В.........................
Напряжения аккумуляторной батареи, В.................
Наибольшая частота срабатывания, Гц..................
Максимальная частота вращения четырехцилиндрового двигателя, мин-1.................
Диапазон рабочих температур, °C......................
Ток, потребляемый системой, А........................
300 ± 10 %
7...15
300
9000
—15 4-80 2
Устройство состоит из формирователя запускающих импульсов, на транзисторе VI, стабилизированного преобразователя постоянного напряжения на транзисторах V2, V3 и трансформаторе Т1, а также генератора импульсов зажи-
гания, выполненного на тринисторе V6. Транзистор VI работает в ключевом режиме. При замкнутых контактах прерывателя S1 транзистор закрыт-,
01
5мкх16Б
-T9
А1К1У74О1А
о
R12
20к
ЙЗЮОк
22 КТ315Е 020,1м к
оз
03'06 Д220 А2КШ01А
03
-И-
04
КН
R20
20к 07 Д9в
05
R1436<
0(3 КТ3156
Х4 ^09
R15 *330 R17
8,2к' К2', Сиреневый
R1930K
04 5мн* 12В
R8200k
40
\оЫ^22О
R913Ок
R101 Юк
R1191к
си 60 у 312
j/jqc ю ti.
2 Красный
пля?
7 м П
г 20к И
се
/ 08 ~ГС5 50мк*25В /
ЦД8145 ±
011,012 —
Д9В V
R22 200
06
В1 07
ОКелмый Р
0,05мн
016
z Д220
014,015 673156
и конденсатор С1 заряжается до половины напряжения питания через эмиттерный переход транзистора V2. При размыкании контактов транзистор VI открывается и напряжение на конденсаторе оказывается приложенным к эмиттерному переходу транзистора V2 в закрывающей полярности.
Стабилизированный преобразователь по-
стоянного напряжения выполнен по схеме ждущего мультивибратора с катушкой индуктивности на насыщающемся сердечнике. В исходном состоянии, что соответствует замкнутым контактам прерывателя, транзистор V2 открыт базовым- током, протекающим через обмотку / трансформатора Т1 и резистор R7, а транзистор V3 закрыт. При размыкании контактов прерывателя транзистор V2 закрывается, a V3 — открывается.
Генератор импульсов зажигания состоит из конденсатора СЗ и тринистора V6 (резисторы R8, R9, конденсатор С2 и диод V7 составляют цеИь запуска тринистора). Снимаемое с обмотки Па трансформатора Т1 напряжение через диод V4 заряжает конденсатор СЗ. В момент открывания тринистора V6 конденсатор СЗ разряжается на первичную обмотку катушки зажигания Т2.
Тринистор открывается одновременно с размыканием контактов прерывателя передним отрицательным фронтом импульса ждущего мультивибратора — преобразователя напряжения. Заряд конденсатора СЗ происходит в момент положительного выброса напряжения, таким обр-азом, моменты заряда и разряда конденсатора СЗ разнесены во времени. Диод V5 служит для устранения колебаний напряжения на катушке зажигания по окончании действия импульса зажигания. Система зажигания защищена от дребезга контактов прерывателя. В момент первого размыкания контактов S1 прерывателя транзистор V2 закрывается и остается в этом состоянии до окончания цикла работы преобразователя напряжения независимо от дальнейшего положения контактов S1. Рабочий ток через контакты прерывателя определяется сопротивлением резисторов R1 и R2.
Диоды V4, V5, тринистор V6 и транзисторы V2 и V3 установлены на фрезерованном дюралюминиевом теплоотводе. Конденсатор СЗ прикреплен к тепловоду.
9
Резистор R8 припаян непосредственно к выводам тринистора. Транзистор КТ315А (VI) может быть заменен любым транзистором этой серии. Вместо тринистора КУ202М (V6) можно использовать КУ202Н. Диоды КД202Н (W, V5) можно заменить диодами с буквенными индексами К, Л, М, Р или С. Конденсатор СЗ — МБГО на номинальное напряжение 400 В. Резистор R6* состоит из двух резисторов ПЭВ-15 по 48 Ом каждый.
Рис. 1.5
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе ШЛЮ X 25, зазор в магнитопроводе — 50 мкм. Обмотка I содержит 60 витков провода ПЭВ-2 — 1,2; Па — 100 витков провода ПЭВ-1 — 0,2; Пб — 360 витков провода ПЭВ-2 — 0,35.
Автомобильный тахометр [4] предназначен для контроля частоты вращения коленчатого вала автомобильного двигателя (рис. 1.6). Запускающие импульсы с датчика поступают на вход ждущего мультивибратора, собранного на двух элементах D1.1 и D1.2. Времязадающая цепочка образована конденсатором С2 и резисторами R3, R4. Измерительный прибор — миллиамперметр Р1 включен
на выходе элемента D1.3, который устраняет влияние йаг^узки на работу мультивибратора. Так как амплитуда и длительность импульсов мультивибратора постоянны, средний ток, протекающий через миллиамперметр, пропорционален частоте запускающих импульсов, т. е. частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Для предотвращения перегрузки прибора при измерениях на больших оборотах двигателя между выводом 6 элемента D1.3 и миллиамперметром следует включить резистор сопротивлением 240 Ом.
Частота, Гц, следования запускающих импульсов датчика связана с частотой вращения, мин”1, коленчатого вала следующим образом: F == nz/30/г, где k
10
тактность; п — число цилиндров двигателя. Используя эту формулу, можно откалибровать тахометр по сетевому напряжению.
Сначала полагают F = 50 Гц и для этой частоты определяют частоту вращения коленчатого вала. Затем на вход тахометра подают переменное напряжение 6...8 В частотой 50 Гц и резистором R3 устанавливают стрелку миллиамперметра Р1 против деления шкалы, соответствующего найденной частоте вращения коленчатого вала. После этого подключают к тахометру датчик, и прибор готов к работе. Более точно прибор можно откалибровать с помощью звукового генератора.
Датчик представляет собой 10 витков любого провода диаметром 0,5 мм в изоляции толщиной 1...1,5 мм, намотанных на высоковольтный провод, соединяющий катушку зажигания с распределителем. Миллиамперметр Р1 с током полного отклонения стрелки 1 мА следует выбирать из группы приборов, стойких к тряске и вибрации.
Прерыватель стеклоочистителя [15]. Непрерывное действие стеклоочистителя автомобиля при незначительных осадках вызывает излишнее утомление
Л7120 500мк*15В
К корпусу автомобиля
Рис. 1.7
V3 дзю_
ЮОк 1
К переключи- а' мелю режимов
1
~*КТ315Г 4= С1500мк*15В{ |
б
а
водителя и приводит к бесполезному износу щеток. Сделать работу стеклоочистителя периодической поможет несложное устройство (рис. 1.7, а).
Когда устройство выключено (разомкнуты контакты выключателя S/), стеклоочиститель работает, как обычно, в одном из двух режимов — замедленного движения щеток, или ускоренного. При включении устройства щетки стеклоочистителя совершают по одному циклу движения через каждые 5 с; в этом случае переключатель режима работы стеклоочистителя, расположенный на приборном щитке автомобиля, должен быть установлен в положение Стоп.
Устройство подключают параллельно контактам конечного выключателя стеклоочистителя. При переводе стеклоочистителя в прерывистый (цикличный) режим замыкают контакты выключателя S1. Конденсатор С2 быстро заряжается (через электродвигатель), а конденсатор С1 заряжается медленно (через резистор R2). Через несколько секунд напряжение на конденсаторе достигает примерно 1,8 В. При этом откроется транзистор V2, а вслед за ним — тринистор VL Поскольку открытый тринистор оказывается включенным параллельно разомкнутым контактам конечного выключателя, ротор электродвигателя начинает вращаться, приводя в движение щетки стеклоочистителя. Скорость движения щеток соответствует ускоренному режиму работы.
После нескольких оборотов ротора двигателя замыкаются контакты конечного выключателя, конденсаторы быстро разряжаются (С/—через диод V3), а транзистор V2 и тринистор VI закрываются. В конце цикла движения щеток (двойного хода) контакты конечного выключателя размыкаются, щетки останавливаются, а конденсаторы С1 и С2 снова заряжаются — начинается новый цикл работы устройства. Конденсатор С2 защищает контакты конечного выключателя от обгорания.
Если автомобиль оборудован двухскоростным устройством движения щеток, такой прерыватель устанавливать нельзя, а следует воспользоваться другим (рис. 1.7, б). При замыканий контактов выключателя S1 восстанавливается обычная схема стеклоочистителя.
Замена одного резистора в зарядной цепи конденсатора С1 двумя, из которых один — переменный (R2), позволяет регулировать время паузы между
В
взмахами щеток в зависимости от погодных условий. При указанных на схеме номиналах резисторов это время можно изменить в пределах 3...10 с.
Электродвигатели стеклоочистителей в момент пуска потребляют значительный. ток. Поэтому цепь нагрузки тринистора VI следует монтировать проводами достаточно большого сечения, подключая их непосредственно к выводам тринистора, а не к -печатным дорожкам платы. Выключатель S1 должен быть рассчитан на ток не менее 6 А.
2. ЭЛЕКТРОННЫЕ ОХРАННЫЕ УСТРОЙСТВА
Электронный автосторож [24]. Охрану автомобиля можно доверить электронному сторожу (рис. 1.8).
Основные параметры
Напряжение питания, В................................ 11...14
Время срабатывания, с, при замыкании на корпус вывода 8......................................... . 8...15
вывода 10 . . . . '...........,.................. О
Ток через контакты датчиков, мА, не более............ - 135
Выходной ток через выводы 3, 4, 9 сигнализатора, А, не более........................... 10,
Мощность ла?лп плафонов салона, Вт, не менее.........♦. 5
Мощность лампы бокового указателя поворотов, Вт, не более...................•..................... 5
Габариты, мм................•................94 X 81 X 46
Масса, г, не более................................... 350
Диапазон рабочих температур, °C..........-........... —40...4-50
Сигнализатор состоит из коммутационного устройства с реле времени РВ и пульта управления 77 У. В коммутационное устройство входит дистанционный переключатель на реле К/, конденсаторе С/, диоде V3 и резисторе R5; реле времени собрано на транзисторах V7 nV9. Сигнализатор переводят в исходное состояние, кратковременно подавая напряжение на правые по схеме обмотки реле К1 и КЗ (выводы /, 10), или, что то же самое, на вывод 7 сигнализатора. Для этого нажимают на кнопку S3 при положении тумблера S1 Выкл. Реле К1 и КЗ — двухобмоточные поляризованные, с двумя устойчивыми состояниями. Такие релё могут переключаться короткими импульсами тока, подаваемыми на одну из обмоток.
После включения сигнализатора тумблером S1 через замкнутые контакты реле К1 и диод VI напряжение бортовой сети поступит на маломощную левую боковую лампу Н1 указателя поворота. Эта лампа включится, но остальные лампы (Н2, ИЗ) указателя левого поворота не зажгутся, так как в их.цепи вклю-я*ен диод V2, исключающий перегрузку по току контактов К1.1 и диода VI.
При открывании двери водителя контакты датчика-выключателя S4 замыкаются и конденсатор С1 заряжается до напряжения, близкого к напряжению источника питания. Одновременно загорается лампа Н5 плафона салона. Когда открыта какая-либо другая дверь, багажник или капот, замкнуты контакты одного из выключателей S5—S10 и горит вторая лампа салона Н4. В этом случае в цепь заряда конденсатора С1 дополнительно включается диод VII. Если в момент включения тумблера S1 контакты какого-нибудь из датчиков замкнуты (например, открыта дверь), конденсатор С1 заряжается сразу же.
При закрывании всех дверей- (в том числе багажника и капота) конденсатор С1 разряжается через лампу Н5 плафона салона и левую по схеме обмотку реле К1. Разрядный ток переключит реле К1, его контакты 9 и 8 разомкнут цепь лампы Н1 левого бокового указателя Поворотов, и она погаснет. Сигнализатор переключился в режим охраны. Вывод 2 обмотки реле К2 через контакты 2,3 реле КЗ оказывается подключенным к плюсовому выводу питания. В этом режиме устройство тока не потребляет. Наличие лампы Н5 является необходимым условием работы охранного устройства.
При замыкании любого из контактов S5—S10 (при открывании любой двери, кроме двери водителя, или крышки капота, или при попытке сиять ветровое стекло) реле КЗ немедленно переключится и его контакты 8, 7 включат звуковой сигнал. Реле КЗ останется включенным, если контакты сработавшего переключателя разомкнуты. Когда открывается дверь водителя, замыкаются 12
контакты S4, звуковой сигнал включится только через 8—15 с. Этого времени достаточно для отключения сигнализатора водителем. Указанную временную задержку обеспечивает реле времени. При замыкании контактов S4 срабатывает реле К2 и самоблокируется контактами 3, 5. Одновременно эти контакты соединяют с корпусом общий минусовой провод реле времени. Конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор RK Транзисторы V7 и V9 закрыты.
Когда напряжения на коденсаторе С2 и на истоке транзистора V7 сравня-' ются, транзисторы V7 и V9 откроются и сработает реле КЗ. Диод V5 служит для разрядки конденсатора С2 после срабатывания реле КЗ, что необходимо для подготовки сигнализатора к следующему циклу работы.
Реле времени собрано по мостовой схеме. Временная задержка, создаваемая таким реле, практически не изменяется при изменении напряжения питания в пределах от 10 до 14 В. Диоды V3, V4, V6 и V10 устраняют выбросы напряжения, возникающие в обмотках реле при их отключении, предохраняя контакты кнопки S3 от обгорания, а транзистор V9 от пробоя.
Развязывающий диод VII позволяет после включения сигнализатора выходить из машины через любую дверь, а также закрывать сначала двери, а Затем багажник или капот, что в некоторых случаях может оказаться удобным. Диоды V8, V12 предотвращают нежелательные связи сигнализатора с плюсовым выводом* источника питания через лампы Н4, Н5.
Контакты К1.2 предназначены для блокировки системы зажигания. Если включить их последовательно в цепь прерывателя, цепь последнего будет разомкнута после переключения устройства в режим охраны. Можно заблокировать систему зажигания, замкнув на корпус вывод прерывателя (подключив его к выводу 4 сторожевого устройства). Последовательно в эту цепь можно включить
13
конденсатор емкостью 10...20 микрофарад на напряжение не менее 100 В. Тогда будет еще труднее разгадать, как правильно подключить зажигание.
В сигнализаторе использованы реле РПС-32 (паспорт РС4.520.221), реле РЭС-10 (паспорт РС4.524.303). При самостоятельном изготовлении устройства реле РПС-32 можно заменить на РПС-20 (паспорт РС4.521.752 или РС4.521.762) или реле РЭС-10 (паспорт РС4.524.308). Можно использовать диоды серии КДЮ5 или Д226 с любыми буквенными индексами.
На автомобилях «Жигули» сигнализатор устанавливают в моторном отсеке рядом с расширительным бачком.
Перед тем, как выйти из автомобиля, необходимо убедиться, что при закрытых дверях, багажнике и капоте лампы плафонов не горят, после чего включить сигнализатор. Боковая лампа указателя поворотов на левом переднем крыле автомобиля должна гореть. После закрывания всех дверей эта лампа гаснет, что
говорит об исправности системы сигнализации.
После входа в автомобиль нужно не позже, чем через 8 с выключить тумблер S1, Сигнализатор отключится, но система зажигания останется заблокированной. Для возвращения сигнализатора в исходное положение и снятия блоки-
ровки системы зажигания необходимо после отключения тумблера S1 нажать кнопку S3.
Закрыта ли дверь? [25]. Дистанционный контроль за тем, открыта или закрыта дверь (например, гаража) позволяет осуществить специальное устройство (рис. 1.9).
В косяк двери, последовательно с диодом V3 устанавливают концевой выключатель
Рис. 1.9
S2. В исходном положении дверь закрыта, контакты выключателя S2 замкнуты, обмотка реле К2 питается током, выпрямленным диодами V2 и V3. Обмотка реле К1 обесточена из-за встречного включения диодов VI и V3. Обрыв проводов или размыкание контактов выключателя S2 приводит к обесточиванию обмотки реле К2. Индикаторами состояния двери и линии служат лампы накаливания Н1, и Н2, включаемые контактами К1.1 и К2.1 соответствую-
щих реле.
Реле К1 и К2—РЭС-9 (паспорт РС4.524.200), конденсаторы — К50-6; выключатель S2 — любого типа. Напряжение вторичной обмотки трансформатора питания Г/ — 15...17 В.
Электронный сторож [17] может быть использован для охраны самых различных объектов. Сигнал тревоги срабатывает либо при обрыве охранного шлейфа (тонкий провод), либо при замыкании на общий провод входа элемента D1.1 (рис. 1.10). В дежурном режиме сторож потребляет 30 мкА.
После включения питания переключателем S2 начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R4. Напряженйе с этого резистора подается на вход инвертора D1.1 и на входы триггеров D2.1 и D2.2. Триггеры установятся в нулевое состояние.
От уровня «1» с. инверсного выхода 2 триггера D2.1 через диоды V2 и V3 заряжаются конденсаторы СЗ и С4. В то время, пока заряжается конденсатор С2, замыкание сторожевых, контактов S1 не изменит состояния устройства. Окончание заряда конденсатора С2 соответствует подаче уровня «0» на вход элемента D1.1 и R-входы триггеров D2.1 и D2.2 и переходу устройства в дежурный режим. Время выдержки после включения — около 20 с.
Теперь замыкание контактов S1 вызовет появление уровня «1» на выходе элемента D1.1. Фронт этого импульса переключит триггер D2.1, так как на его R-входе уже нет удерживающего напряжения. Конденсаторы СЗ и С4 начнут разряжаться через резисторы R5 и R6 соответственно. Уменьшение до нуля напряжения на верхнем (по схеме) входе элемента D1.3 повлечет за собой включение мультивибратора, собранного на двух элементах D1.3 и D1.4 ИЛИ—НЕ с времязадающим конденсатором С5. С выхода элемента D1.3 импульсы поступают на счетный вход триггера D2.2.
14
С выхода триггера сигналы подаются на базу транзистора V7, включенного эмиттерным повторителем. С нагрузочного резистора R10 импульсное напряжение поступает на выходной каскад на транзисторе V8, нагрузкой которого служит источник звукового сигнала. Частота включения звукового сигнала — около 0,5 Гц. Время с момента замыкания контактов S1 до момента включения тревожных сигналов (т. е. время разряда конденсатора С2) — 8 с, время подачи прерывистого тревожного сигнала — около 3 мин.
Уменьшение до нуля напряжения на конденсаторе С4 приведет к появлению на выходе инвертора D1.2 уровня «1», который через диод V4 воздействует на
Рис. 1.10
R-входы триггеров D2.1 и D2.2. Триггеры установятся в нулевое состояние, и конденсаторы СЗ и С4 вновь зарядятся. На выходе инвертора D1.2 опять установится уровень «0». Таким обр.азом, через 3 мин устройство возвратится в дежурный режим.
Кроме нормально разомкнутых сторожевых контактов S1 в устройстве предусмотрен датчик, работающий на обрыв цепи. Конструктивно он выполнен в виде охранного провода-шлейфа. При обрыве шлейфа на R-входе триггера D2.1 появляется уровень «1», и он устанавливается в единичное состояние. После того, как разрядится конденсатор СЗ, включается мультивибратор. Устройство подает прерывистый сигнал тревоги, который будет звучать неограниченно долго с небольшими промежутками. Для возврата устройства в дежурный режим необходимо восстановить цепь шлейфа, что вызовет разряд конденсатора С4. Сопротивление шлейфа не должно превышать 10 кОм. Если его выполнить из медного провода диаметром 0,1 мм, длина его может достигнуть 3000 м.
Сторожевое устройство [10]. Для охраны различных объектов можно применить сторожевое устройство, собранное по предлагаемой схеме (рис. 1.11). В разъем XI (двухгнездная колодка) включают петлю из провода диаметром 0,1...0,4 мм, проложенную вокруг
В исходном состоянии выводы базы и эмиттера транзистора VI замкнуты проводом петли, транзистор закрыт. При обрыве провода транзистор открывается, в цепи управляющего электрода тринистора V2 появляется ток и тринисто'р также открывается. Срабатывает реле Л7 и включает сигнализатор.
В устройстве можно применить транзистор серий МП39—МП42 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50; тринистор может быть серии КУ101 с любым буквенным индексом; реле — РЭС-10 (паспорт РС4.524.304); батарея питания — 3336Л. Потребляемый устройством ток в дежурном режиме не превышает 60 мкА, поэтому срок службы батареи определяется в основном ее саморазрядом.
Автоматические выключатели телевизоров [3]. Забывчивые телезрители, не выключающие телевизоров после окончания передач, могутчвоспользоваться ав-
15
Рис. 1.11
охраняемого объекта.
тематическими выключателями (рис. 1.12). Один из них (рис. Г. 12, а) управяяг ется сигналом, снимаемым с видеоусилителя.
При включении телевизора выключателем SI на выходе выпрямителя (диоды VI, V2) появляется постоянное напряжение, реле К2 срабатывает и размыкает контакты К2.1. Конденсатор СЗ начинает заряжаться через обмотку реле Л'/, Реле срабатывает и замыкает контакты Л7./,'При этом напряжение питания подается на телевизор. По мере заряда конденсатора СЗ*ток, протекающий через обмотку реле К1, уменьшается по экспоненциальному**закону. Продолжительность заряда выбрана такой, что прежде, чем ток через обмотку достигнет тока отпускания реле К1, с видеоусилителя через цепочку RIC2 на контур L1C1 поступит видеосигнал. Так как контур настроен на частоту следования строчных синхроимпульсов (15625 Гц), он выделит синусоидальный сигнал, который с ка
Рис. 1.12
тушки L1 подается на эмиттерный переход транзистора V3. Отрицательные импульсы, возникающие на базе транзистора, открывают его до насыщения. При этом конденсатор СЗ разряжается через транзистор, а в обмотке реле К1 поддерживается ток, достаточный для надежного удержания контактов К1.1 в замкнутом состоянии.
По окончании телепередач вместе с видеосигналом пропадают и синхроимпульсы. Следовательно, транзистор V3 закроется. Конденсатор СЗ заряжается до напряжения источника питания, реле К1 отпускает якорь, контакты К1.1 выключают телевизор. Чтобы включить его снова, надо кратковременно разомкнуть, а потом замкнуть переключатель S1. При разомкнутых контактах S1 обмотка реле К2 обесточена и контакты К2.1 замкнуты. Конденсатор. СЗ быстро разряжается через резистор R2, подготавливая устройство к следующему включению телевизора.
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш12 X 15; обмотка I содержит 6000 витков провода ПЭВ-2 — 0,1, а II — 600 + 600 витков ПЭВ-2 — 0,12.
Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 — 0,23 на цилиндрическом бумажном каркасе с внутренним диаметром 8,5 и длиной 35 мм. Она имеет 1200 витков с отводами от (8...12)-го и 120-го витков, считая от соединенного с общим проводом вывода. Сердечник катушки —стержневой, из феррита 700 НМ диаметром 8 и длиной 5.0 мм.
Реле KI — типа РКМ-1 (паспорт РС4.503.842Сп), К2 — РСМ-2 (паспорт Ю.171.81.21 или РФ4.500.034П1).
16
При налаживании эмиттер транзистора сначала отключают от катушки LI и соединяют с общим проводом. Резистор R1 подключают к аноду лампы (или коллектору транзистора) выходного каскада видеоусилителя. При приеме телепередач, перемещая сердечник внутри катушки L1, добиваются максимального напряжения на обмотке реле К/. <
Затем, чтобы повысить помехозащищенность устройства и его чувствительность, вводят положительную обратную связь, подключив вывод эмиттера транзистора V3 к одному из выводов (8...12)-го витка катушки L1. Для этого сначала получают режим самовозбуждения, соединив вывод эмиттера транзистора с выводом 12-го витка катушки. О самовозбуждении будут свидетельствовать замкнутые контакты К1.1 при отсутствии видеосигнала. Затем переключают вывод эмиттера транзистора на 11-й виток, на 10-й и так далее, до срыва генерации. Далее; подав видеосигнал на контур, подбирают резистор R1* таким, чтобы на обмотке реле К1 было максимальное напряжение.
Другой автоматический выключатель (рис. 1.12, б) состоит из двух одинаковых узлов, собранных на транзисторах VI, V4 и V13, V15. В цепи эмиттеров транзисторов VI и V15 включены туннельные диоды V3 и V14, чго обеспечивает ключевой режим работы устройства. Включение и выключение устройства задерживается конденсаторами С1 и С5.
Когда телевизор выключен, контакты К1.1 разомкнуты, а контакты К2.1 замкнуты. При включении телевизора (выключателем S1) напряжение сегн поступает в его блок питания через контакты К2.1. Напряжение 6,3 В.с трансформатора питания (накал ламп телевизора) выпрямляется диодами V5 и V6 (включены по схеме удвоения).
~ Одновременно напряжение сети подается на выпрямитель, собранный по мостовой схеме на диодах V7—V10. Напряжение с него (12 В) через делитель R5, R6 и резистор R4 заряжает конденсатор С5.
В свою очередь, как только лампы телевизора прогреются, напряжение (3—5 В) с частотного (дробного) детектора через резистор R1 начинает заряжать конденсатор С1. Так как емкость конденсатора С5 намного больше емкости конденсатора С1, последний заряжается быстрее. Проходящий через туннельный диод V3 ток быстро возрастает, и когда он достигнет 2 мА, напряжение на диоде скачком увеличивается. При этом к базе транзистора V4 приложено напряжение, открывающее его до насыщения. Реле К1 срабатывает и замыкает свои контакты К1.1, блокируя контакты К2.1. В результате заряда конденсатора С5 срабатывает реле К2, размыкая контакты К2.1, однако телевизор останется включенным контактами К1.1.
По окончании передач напряжение с дробного, детектора т>а базу транзистора VI не будет поступать и конденсатор С1 начнет разряжаться. При этом ток через транзистор VI и туннельный диод V3 уменьшается. Когда ток через диод V3 станет меньше тока впадины, напряжение на диоде быстро уменьшится. Транзисторы VI и V4 закроются, и реле К1 возвратится в исходное состояние, разор-В4В контактами К1.1 цепь питания телевизора. Реле К2 останется включенным до тех пор, пока владелец телевизора не выключит выключатель S1.
Реле Ki и К2 — типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.20ГП2); для более надежной работы две группы контактов реле соединены параллельно. Вместо РЭС-9 можно применить реле РЭС-22 (паспорт РФ4.500.131П2).
Транзисторы КТ603Е можно заменить на КТ315, КТ312, МП35 — МП38 с любым буквенным индексом. Если с частотного детектора снимается отрицательное напряжение, то транзисторы tyl, V4 должны быть р-п-р-структуры (например, МП40 — МП42); при этом нужно поменять полярность включения диодов V2, V3, V5, V6, а также конденсаторов С1—СЗ.
Налаживание устройства несложно. Важно лишь так подобрать резисторы R2* и R3*, чтобы надежно срабатывали реле Ki и К2.
3. ПРИБОРЫ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Индикатор температуры [6]. С помощью электронного устройства (рис. 1.13) можно за 20 с выявить заболевание животных по незначительному превышению температуры его тела. Устройство позволяет с точностью до 0,1 °C определить
превышение темпед^тда>ь~ло
сравнению с минимально допустимой, равной
17
jT 4
Терморезистор R16 щупа включен в одно из плеч измерительного моста R3—R5, R7—R9. На одну диагональ моста подается напряжение со стабилитрона VI. Сигнал, соответствующий измеряемой'температуре, с другой диагонали моста поступает на вход дифференциального усилителя постоянного тока, собранного на микросхеме А1. Обратная связь через резисторы R10 и R11 стабилизирует коэффициент передачи усилителя. Чтобы предотвратить перегрузку усилителя при обрыве в цепи терморезистора, резисторы R10 и R11 зашунтированы диодами V2—V4.
Напряжение, снимаемое с усилителя через ограничительный резистор R13, управляет ключевыми каскадами на транзисторах V5 и V6. При отрицательном напряжении (температура тела животного меньше максимально допустимой) открыт только транзистор V6 и светится сигнальная лампа Н2 (зеленая). Поло-
Рис. 1.13
жительное напряжение открывает транзистор V5, при этом светится сигнальная лампа Н1 (красная), что свидетельствует о повышенной температуре тела животного.
Конструкция термощупа и малоинерционный терморезистор СТЗ-25 позволили получить достаточно малое время измерения. Резисторы R39 R5, R8 термометра —: БЛП-0,25 ± 1 %, остальные — МЛТ-0,5 ± 5 %; GB1 и GB2 — батареи из семи аккумуляторов Д-0,2.
Термощуп (рис. 1.14) изготовляют из тонкостенной трубки 7, которую завал ьцовывают с одной стороны так, чтобы осталось отверстие диаметром- 0,25.., 0,30 мм. К выводам терморезистора 5 припаивают отрезки 7 провода ПЭЛ диаметром 0,6...0,10 мм и длиной 130...140 мм. Терморезистор с проводниками и завальцованный конец трубки покрывают тонким слоем лака, чтобы предотвратить замыкание между ними при монтаже и эксплуатации термощупа.
Терморезистор устанавливают у отверстия завальцованного конца трубки и выводы его пропускают в это отверстие. Затем опускают конец трубки с термо-, резистором в эпоксидный клей и вынимают. Слой клея 6 на терморезисторе должен быть небольшим, чтобы получить малое время измерения. Другой конец Трубки 1 плотно вставляют в ручку-ограничитель 2, предварительно протянув в ее отверстие проводники 7.
Соединительный кабель 4 продевают в отверстие крышки 3, припаивают к проводникам 7 и навинчивают крышку на ручку-ограничитель. Крышку 3 й ручку-ограничитель 2 изготовляют из эбонита или винипласта. После проверки
18
работоспособности термощупа кабель, выходящий из крышки, крепят эпоксидным клеем.
Налаживание сводится к балансировке измерительного моста и установке чувствительности устройства. При балансировке измерительного моста термощуп должен находиться в термостате, в котором поддерживается постоянная температура, максимально допустимая для данного вида животных. Сначала, под бирая резистор R4*, а затем вращая движок подстроечного резистора R9 (его
исходное положение — среднее), добиваются напряжения, равного нулю, на выводе 5 микросхемы Л/. Это можно контролировать не только вольтметром, а и по сигнальным лампам — они не должны светиться.
Чувствительность индикатора устанавливают подстроечным резистором R10. При изменении температуры щупа на +0,3 °C напряжение на выходе (вывод 5) микросхемы Л/ должно изменяться на +3 В.
Терморегулятор [7] может быть использован в термостатах, калориметрах и других устройствах с мощностью нагревателя, непревышающей 1 кВт (рис. 1.15), Если требуется повысить мощность нагревательной установки, следует заменить тиристор V/ на более мощный, оставляя регулирующую часть прежней. Если нет подходящего тиристора, можно использовать промежуточный контактор.
Диапазон регулируемых ММТ-1 от 20 до 80 °C.
Регулирующая цепь терморегулятора состоит из терморезистора R6 с диодом V6, переменного резистора R7 с диодом V7 и конденсатора С4. Цепь включена через стабилизатор напряжения на стабилитронах V3 и V4 во вторичную обмотку понижающего трансформатора Т1. Значение и полярность с напряжения на конденсаторе С4 определяются соотношением сопротивлений ‘резисторов R6 и R7. При R6> R7 напряжение на верхней обкладке конденсатора С4 по отно
К нагревателю
V3,№ двое 25
/\RI200
77 150
У6,У7Д226б
22к
VI-КУ202М
~220В
Ш70
С21
УЛ226Б
R3 Ик
V8,V9 МШ
R5 7 2, Ук
СЗ + 200мк*50В
Т СИ L
Рис. 1.15
температур при использовании терморезистора
19
шению к нижней (по схеме) будет положительным и при некотором его значении достаточно для открывания маломощного тринистора V2, включенного в управляющую цепь мощного тринистора VI. Эмиттерный повторитель на транзисторах V8, V9 увеличивает входное сопротивление усилителя и обеспечивает большой коэффициент передачи тока для управления тринисторами.
Протекание тока через тринисторы и через нагреватель при заданном сопротивлении резистора R7 обусловлено сопротивлением терморезпстора R6. С повышением температуры сопротивление терморезистора понижается, увеличивается ток разряда конденсатора С4 через терморезистор и диод V6, а напряжение на конденсаторе уменьшается.
Для обеспечения плавного изменения угла отсечки тока тринисторов и, следовательно, плавного регулирования тока через нагреватель, управляющее напряжение, подяваемоо на тринисторы, содержат наряду с постоянной состав-
ляющей переменную составляющую. По отношению к фазе сетевого напряжения она сдвинута по фазе на 90° цепочкой R3C1.Переменное напряженнее конденсатора CI через конденсатор С2 поступает на базу транзистора V8. При изменении управляющего напряжения, подаваемого на тринисторы/ток через них изменяется в широких пределах.
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш12 X 15. Обмотка / содержит 4000 витков провода ПЭВ-1 — 0,1, II — 300 витков провода ПЭВ-1 — 0,29.
Налаживание терморегулятора сводится к подбору резисторов RI и R4, так как минимальный ток запуска тринисторов имеет большой разброс. Следует/ обратить внимание на то, что для правильной работы терморегулятора напряжения на анодах тринисторов VI и V2 должны совпадать по фазе, что достигается переключением выводов обмотки // трансформатора.
Прибор агронома [8] позволяет измерять температуру, абсолютную влажность почвы и освещенность (рис. 1.16).
Основные параметры
Интервал измеряемых температур, °C ...... ^ Погрешность измерения температуры, °C..........
Интервал измеряемой освещенности, лк...........
Точность измерения освещенности, %............
Пределы измерения влажности, %.................
Точность измерения влажности, %................
Питание (батареи 3336Л), шт............. . * . .
0...50
±0,5 10-3...103
± 5
5...40
±5
2
20
Датчиком температуры служит терморезистор R4, включенный в одно из плечей моста, образованного резисторами R1—R5. Балансируют мост при температуре О °'С переменным резистором Rl. С изменением температуры баланс нарушается. Ток разбаланса, пропорциональный температуре измеряемого объекта, протекает через измерительный прибор Р1.
Освещенность определяют фотоэлементом V7. При освещении его возникает ток, измеряемый тем же прибором Р1.
Датчик влажности — емкостный, дифференциальный. Его половины CXi и Сх2 включены соответственно в контуры L5, С14, С15 и L4, С9, СЮ. Контуры через катушки L2 и L3 связаны с контуром генератора, собранного на транзисторе V2.
Напряжения в положении Изм. влажн. переключателей S1 и S2, снимаемые с контуров L4, С9, СЮ, СХ1 и L5, С14, С15, Сх2, выпрямляются соответственно выпрямителями на диодах V3, V5 и V4, V6,собранными по схеме удвоения напряжения. Суммарное выходное напряжение с конденсаторов С5 и С7 через резисторы R12 и R13* подается на прибор Р1. Первый контур настроен на частоту выше частоты генератора (9,125 МГц), второй — ниже.
С увеличением влажности почвы увеличиваются емкости датчика. При этом резонансная частота контура L4, С9, СЮ, СХ1 приближается к частоте генератора, а частота контура L5, С14, С15, СХ2 уходит от нее. Следовательно, напряжение ВЧ на первом контуре растет, а йа втором падает. Температурный дрейф компенсируется конденсаторами С9 и С14 (с отрицательным' ТКЕ), размещенными в датчике. В положениях Нуль и Чувств, переключателя S2 контролируют отклонение стрелки прибора на начальную и конечную отметки шкалы перед измерением влажности.
В колебательных контурах прибора необходимо устанавливать керамические конденсаторы серого или голубого цвета. Конденсаторы С9 и С14 типа КТ.1а-М1300, терморезистор R4 — ММТ-1 или КМТ-1, фотоэлемент V7 — Ф102 в пластмассовом корпусе, диоды V3...V6 — любые высокочастотные, кварц В1 — РПК-7 с резонансной частотой 9,125 МГц, прибор Р1 —М24 на 100 мкА.
Все катушки намотаны на фторопластовых каркасах диаметром 9 мм, сердечники — СЦР-1. Катушки L1...L3 имеют соответственно 17,8 и 8 витков провода ПЭЛ 0,55 мм, намотка — виток к витку. .Катушки L2 и L3 намотаны поверх катушки L1. Между L1 и L2, L3 проложен незамкнутый слой медной фольги. Катушки L4 и L5 содержат соответственно 16 и 20 витков того же провода, намотка — внавал. Длина намотки — 5 мм, расстояние между катушками — 20 мм.
Датчиком влажности служит цилиндр из нержавеющей стали, в который на изоляционном основании (фторопласт) установлены два электрода. Емкости СХ1 и СХ2 образуются между внутренними стенками цилиндра и электродами Диэлектриком служит исследуемая проба грунта. Для налаживания измерителя нужны авометр и ламповый вольтметр ВК-7Б, образцовые термометр и люксметр, оборудование для определения влажности почвы весовым методом.
Терморезистор R4 помещают в тающий лед. Переменным резистором R1 устанавливают стрелку прибора Р1 на нулевую отметку шкалы. Затем терморезистор опускают в воду с температурой 50 °C и переменным-резистором R11 добиваются отклонения стрелки прибора на конечную отметку шкалы. Эти операции повторяют несколько раз, после чего градуируют шкалу температур.
Затем переключатель S1 переводят в положение Изм. освещ. и по образцовому люксметру (например, Н-16) градуируют шкалу прибора.
После этого проверяют работу кварцевого генератора. Контур L1C2 настраивают так, чтобы ВЧ напряжение на коллекторе транзистора V2 было максимальным. Переключатель S2 устанавливают в положение Нуль. Вращая сердечники катушек L4 и L5, добиваются, чтобы стрелка прибора Р1 установилась на нулевую отметку. Затем, заполнив датчик почвой с влажностью 5 % и переведя переключатель S1 в положение Изм. влажн., подстроечными конденсаторами СЮ и С15 вновь устанавливают стрелку на нулевую отметку шкалы. После этого датчик заполняют почвой с максимальной влажностью. Вращая движок резистора R12 и подбирая резистор R13*, добиваются отклонения стрелки прибора на конечную отметку шкалы. Далее строят градуировочный график прибора по влажности. Влажность почвы определяют весовым методом.
21
Наконец, установив переключатель S2 в положение Чувств., подбирают конденсатор СЗ и добиваются отклонения стрелки на конечную отметку шкалы.
Терморегулятор для теплиц [22]. Температура в теплицах должна изменяться^ зависимости от освещенности (днем температура выше, ночью — ниже). Регулятор температуры (рис. 1.17), работая от двух датчиков (освещенности и температуры), отвечает всем требованиям тепличного регулятора температуры.
Основные параметры
Диапазон регулируемых температур, °C................ 15... 50
Точность регулировки, °C................................... 0,4
Установка порога освещенности в пределах, лк........ 500...2600
Перепад температуры при переходе порога освещенности, °C . . •...........................-................ ±12
Допустимые отклонения напряжения питания, %................ ±20
Рис. 1.17
Устройство состоит из блока регулирования температуры (РТ), собранного на транзисторах V6, V8, V10, и блока коррекции температуры (КТ) в зависимости от уровня освещенности (транзисторы V2, V4). Блоки связаны согласующим устройством, выполненным на транзисторе V5. В зависимости от положения переключателя S1 установленное значение температуры при изменении условий освещенности сместится в ту или иную сторону. Выходное реле К/, являющееся нагрузкой усилителя мощности V10, своими контактами (на схеме не показаны) управляет работой нагревательного устройства. ___
Датчики — фоторезистор R1 и терморезистор RI4 — реагируют на изменение освещенности и температуры соответственно. Параметры среды, поддерживаемые комбинированным регулятором, устанавливают по освещенности переменным резистором R2, а по температуре — переменным резистором R15 и регулятором смещения температуры — переменным резистором RI2. Блоки РТ и КТ выполнены на основе триггеров Шмитта. Для уменьшения зоны нечувствительности триггеров (гистерезиса) в их эмиттерные цепи включены диоды V3 и V7.
Выходное реле К/, управляющее мощным контактором включения обогревателя РПУ-2 с напряжением срабатывания 24 В. Можно использовать также герконовое реле серии РПГ на такое же напряжение. ’ Если коммутируемая мощность относительно невелика (десятки ватт), можно применить реле РЭС-22 (паспорт РФ4.500.163 или РФ4.500.131).
Трансформатор питания выполнен на магнитопроводе ШЛ20 X 16. Первичная обмотка содержит 3300 витков провода ПЭВ-2 — 0,1, обмотка II— 350 витков провода ПЭВ-2 — 0,47, обмотка III — 100 витков провода ПЭВ-2 — 0,21. Переключатели S1 и S2 — П2К с фиксацией в нажатом положении.
Налаживание устройства начинают с градуирования шкалы резистора RI5 блока РТ. Движок резистора R12 устанавливают в нижнее (по схеме) положение. Датчик температуры и образцовый термометр помещают в сосуд с водой и подогревают ее. Шкалу градуируют по образцовому термометру, следя за срабатыванием реле К1 при различных последовательных положениях резистора
22
Затем градуируют шкалу переменного резистора R2 блока КТ. ^Параллельно резистору R7 включают вольтметр, а переключатель S1 от этого резистора временно отключают. Если стрелка прибора не отклоняется, это свидетельствует о том, что триггер уже переключился, т. е. освещенность выше заданной. Освещенность контролируют по люксметру (например, Ю-16). Следует иметь в виду, что фоторезисторы обладают ярко выраженной спектральной зависимостью сопротивления, поэтому градуировать прибор следует при тех источниках света, с которыми он будет эксплуатироваться.
Шкалу резистора R12 регулировки смещения температуры градуируют по шкале резистора R15 (или по шкале образцового термометра). Устанавливают переключатель S1 в положение «—» и, вращая движок резистора R15, подходят возможно ближе к положению, при котором срабатывает триггер V6V8. Установив некоторое положение движка резистора R12 и увеличив освещенность фоторезистора RI (например, приоткрывая закрытое окно фоторезистора), вращают движок резистора R15 в сторону уменьшения температуры до срабатывания реле К1. Разность показаний по шкале резистора R15 и есть искомая температура смещения при этом положении движка резистора R12. Аналогично определяют и другие отметки шкалы резистора R12.
Устанавливают переключатель S1 в положение «+», подбирают резистор R11* (в пределах 200...300 Ом), добиваясь возможно. более точного совпадения отметок смещения температуры с уже отградуированной шкалой.
Искровой дефектоскоп [13] предназначен для проверки изоляционного покрытия труб газопроводов, электролитических ванн и т. п. (рис. 1.18).
Повышенное почти в два раза напряжение сети со вторичной обмотки трансформатора Т1 выпрямляется диодом VI и поступает на тринистор V3. Тринистор управляется полуволнами напряжения, поступающего с обмотки III трансформатора Т1 через диод V2. Когда тринистор V3 закрыт, конденсатор С1 успевает зарядиться до напряжения около 300 В. Тринистор периодически открывается, и конденсатор С1 разряжается через него и первичную обмотку высоковольтного импульсного трансформатора Т2. На вторичной обмотке трансформатора Т2 возникает высоковольтный импульс. Один конец вто
Рис. 1.18
ричной обмотки трансформатора Т2 соединен с рабочим электродом, установленным на выносном щупе; другой — с корпусом электролитической ванны (или любого другого исследуемого объекта).
При питании от автономного источника напряжения переключатель S2 переводят в нижнее (по схеме) положение. Необходимые в этом случае напряжения получают от ручного генератора, в качестве которого использован переделанный мегомметр МИОЗ. Напряжения, получаемые в обмотках статора при вращении ручки генератора, выпрямляются двумя выпрямителями, собранными на диодах V4 — V7 и V8 — VII.
Все детали блока питания и импульсного генератора собраны в корпусе мегомметра. Переделка генератора мегомметра заключается в том, что удаляют
23
полностью коллектор и укорачивают ось до подшипника. На статор наматывают дополнительную обмотку //, содержащую 150 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм. Трансформатор Т1 имеет магнитопровод площадью сечения 8,1 см2 (ШЗО X 27). Обмотка 1 содержит 1320 витков провода ПЭЛ диаметром 0,2 мм, обмотка II — 2400 витков привода ПЭЛ диаметром 0,15 мм, обмотка Ill — 90 витков провода ПЭЛ диаметром 0,3 мм, а обмотка IV — 38 витков пробода ПЭЛ диаметром 0,35 мм.
В качестве импульсного трансформатора использована индукционная катушка зажигания от автомобиля, помещенная в экран из тонкого стального листа. На одном торце экрана укреплен разъем для подключения проводов питания и заземления, к другому приклеена втулка с патроном для установки сменных штырей рабочего органа дефектоскопа. Разрядник F2 прикреплен к корпусу высоковольтно-обойме.
При проверке целостности изоляции щупом проводят по ее поверхности. В том случае, если она цела, пробой происходит только через разрядник JF2. Как только в слое изоляции встретится хо^я бы микроскопическая трещина, через нее произойдет электрический пробой и разряд между электродами F2 прекратится.
Прибор для обнаружения скрытой проводки [9]. Обнаружить электрические или телефонные провода под слоем штукатурки с точностью до 2 см можно с помощью прибора, собранного по предлагаемой схеме (рис. 1.19). Прибор состоит
сТ 0,2мк
Рис. 1.19
им
i С5 200,0*758
1 ± Т +]” 70мк*75В Ji
7мк*10В
VI, V2 Хмкх!5В1\ЛХ\
R}'
!,2кУ
Р!
5/\ 173 ГТ309А
GB 1-
\R2 \б,вк
на
/
С
4з
7
из датчика магнитной составляющей поля (катушка L7), усилителя переменного тока (микросхема Л/), выпрямителя на диодах VI, V2 и однокаскадного усилителя постоянного тока на транзисторе V3, в коллекторную цепь которого включен микроамперметр Р1 с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Чувствительность прибора регулируют резистором R1. Налаживание прибора заключается в подборе резистора R3 при установке пределов отклонения стрелки измерительного прибора. Если вместо микроамперметра использовать"миллиамперметр с током полного отклонения.стрелки 5 мА, резистор R3 нужно исключить.
Прибор питается от батареи «Крона»; потребляемый прибором ток — не более 5 мА. Катушка L1 содержит 3000 витков провода ПЭЛ — 0,12, намотанного внавал на картонном каркасе, имеющем 10 секций шириной по 8 мм каждая. Внутрь каркаса вставлен отрезок длиной 80 мм стержня из феррита М400НН-3 от магнитной антенны диаметром 8 мм.
Регулятор влажности [21] предназначен для автоматического поддержания относительной влажности воздуха в диапазоне от 20 до 95 % с точностью не ху-24
же ± 1,5 %. Прибор (рис. 1.20) состоит из гигрометрического датчика — гигристора RI, релейного устройства на транзисторах V2—V4, V7 и блока питания.
На транзисторах V2—V4 релейного устройства собран триггер Шмитта. При относительной влажности воздуха, ниже установленной- на шкале переменного резистора R3, транзистор V4 открыт до насыщения, и на диоде V5 имеется такое напряжение, которое закрывает транзистор V2. Транзистор V7 выходного каскада также закрыт положительным напряжением на конденсаторе С2. Реле К1 обесточено. Воздух увлажняется.
При увеличении относительной влажности сопротивление гигристора R1
уменьшается, а следовательно, увеличивается отрицательное напряжение на базе транзистора V2. Когда оно превысит напряжение на диоде V5, триггер Шмитта переключится: транзистор V2 откроется, a V4 закроется. Транзистор V7 откроется, сработает реле К/,-контакты которого управляют исполнительным механизмом. Для повышения стабильности уровней срабатывания триггера Шмитта транзисторы V2 и V4 связаны через эмиттерный повторитель на транзисторе V3.
О включении напряжения питания и о режимах работы регулятора сигнализирует лампа Н1. При включении регулятора в сеть и малой относительной влажности ток через лампу Н1 ограничивается резистором R9*, и она светится слабо. Увеличение относительной влажности вызовет срабатывание реле Л/, шунтирование резистора R9* контактами К1.1 и яркое свечение лампы Н1.
В регуляторе реле К1 — РПУ-2 или РПГ на напряжение 24 В. В объектах с агрессивными или взрывоопасными средами реле К1 герметизируют.
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе ШЛ12 X 16. Обмотка / содержит 5300 витков провода ПЭВ-1 — 0,1, обмотка II — 480 витков провода ПЭВ-1 — 0,35, III — 145 витков провода ПЭВ-1 —0,21. Сигнальная лампа Н1 — КМ на 24 В и 35 мА.
Датчик влажности — гигристор R1 — можно изготовить самостоятельно из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм по размерам, показанным на рис. 1.21. Вытравленные электроды датчика серебрят или лудят, затем обезжиривают, покрывают насыщенным раствором хлористого лития или поваренной
соли и просушивают. Сопротивление изготовленного датчика 120...30 кОм при относительной влажности воздуха 20...55%. Для работы в условиях повышенной влажности (50...95 %) датчик выполняют из двустороннего стеклотекстолита без последующего покрытия влагочувствительным составом. Датчик
к регулятору подсоединяют экранированным проводом.
Налаживание регулятора начинают с подбора резистора R2* для установки границ шкалы резистора R3, а затем градуируют шкалу. Для этого гигристор и контрольный психрометр помещают в камеру с изменяющейся влажностью. Психрометром определяют влажность в камере и, изменяя сопротивление резистора R3, добиваются срабатывания реле К1. Каждому значению влажности в камере соответствует свое положение движка резистора 7?3.-По полученным точкам строят шкалу регулирования влажности.
При эксплуатациии автоматического регулятора следует избегать конденсации влаги на гигристоре. Изменение характеристик датчика от запыления можно предотвратить, установив его вертикально и поместив в защитный кожух. ‘
Акустический течеискатель [1] поможет определить место повреждения в трубах тепловых сетей, водоводов, газопроводов и т. п. (рис. 1.22).
Основные параметры
Максимальная глубина обнаружения повреждений, м , . . 3
Точность обнаружения, м......................................... 1
Диапазон рабочих частот, Гц........................... 100...6000
Ин7ервал рабочих температур, °C.................... . —20...-{-30
Относительная влажность, %..................................... 98
Напряжение питания, В..................•.............. 4,5 и 3
Время работы с одним комплектом питания (пять влементов 332)4 ч ...... ....................... 100
25
Акустические колебания, возникающие в месте повреждения, воспринимаются пьезоэлектрическим преобразователем В/, который включен в цепь затвора полевого транзистора VI предварительного усилителя, имеющего три каскада на транзисторах VI—V3 с непосредственной связью между ними. С коллектора транзистора V3 сигнал поступает на регулятор усиления /?/0, а затем на выходной усилитель, собранный на транзисторах V4 и V5, также с непосредственной связью между каскадами. Выходной каскад усилителя нагружен на высокоомные телефоны В2 и измерительный прибор Р1 с выпрямителем на дио-
П Ю КТЖ М. Ю ГТ3225
Рис. 1.22
дах V6 — V9. Коэффициент передачи усилителя ^составляет 15...20 тыс. Для' снижения уровня собственных шумов предварительный и выходной усилители питаются раздельно. Напряжение собственных шумов всего усилителя, приведенное ко входу, не превышает 1...2 мкВ.
В течеискателе использойан прибор М261М с током полного отклонения 50 мкА, головные телефоны «Тон-2» и пьезоэлемент ПЭ-ЭТ.
Металлоискатель [18] прёдназ-начен для обнаружения металлического предмета (крышка колодца, отрезок трубы, скрытая про-, водка).
/ Металлоискатель (рис. 1.23) состоит из параллельного стабилизатора напряжения (транзисторы VI, V2), генератора высокой (около 100 кГц) частоты на транзисторе V4, детектора ВЧ колебаний (V5) и усилителя постоянного тока (V6, V7) с индикатором на светодиоде V8.
Высокочастотное напряжение с катушки связи L2 выпрямляется эмиттерным переходом транзисто-
Рис. 1-23 pa V5. Этот транзистор при рабо- '
те генератора будет открыт, а транзисторы V6, V7 закрыты. Светодиод V8 не светится. Если приблизить какой-либо металлический предмет к катушке L1, то колебания генератора сорвутся, транзистор V5 закроется, V6t V7 — откроютсй, а светодиод начнет светиться.
Катушки LI, L2 наматывают виток к витку на круглом ферритовом стержне от магнитных антенн транзисторных радиоприемников. Они содержат соответственно 120 и 45 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм. Чем длиннее стержень, тем чувствительность металлоискателя выше.
При налаживании прибора резисторами R5, R7 (движок резистора R6 в среднем положении) устанавливают режим работы генератора таким, чтобы он был на грани возбуждения (светодиод еще светится). Далее движок резистора R6 ставят в такое положение, когда светодиод погаснет. Если теперь прибли-
26
вить ферритовый стержень к металлическому предмету, светодиод вспыхнет снова. Эту операцию следует повторить несколько раз, стремясь найти такие положения движков подстроечных резисторов R5 и R7, при которых достигается максимальная чувствительность прибора.
4. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ И ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ
Реле времени [19] позволяет получать выдержки до 30 мин.
Времязадающая цепочка реле (рис. 1.24) состоит из конденсатора С1 и резистора R1* — R5*. После замыкания контактов выключателя S2 конденсатор С1 постепенно заряжается через резистор, подключенный переключателем S1. При этом открывается транзистор VI и напряжение на резисторе R7 растет до тех пор, пока не наступит пробой стабилитрона V6. Тринистор V2 открывается, срабатывает реле К7, которое контактами К1.2 управляет нагрузкой, а контактами К1.1 шунтирует через резистор R6 конденсатор С1, подготавливая устройство к следующему циклу работы.
Конденсатор С4, диоды V4 и V5, стабилитрон V3, резистор R9 и конденсаторы С2, СЗ образуют выпрямитель-стабилизиатор, обеспечивающий напряжение 11... 14 В, необходимое для питания реле времени.
В устройстве применено реле РЭС-22 (паспорт РФ4.500.131П2). Вместо тринистора КУ101Е можно применить КУЮЗА и КУ103Г. Ток потребления реле не превышает 50 мА.
Реле времени для фотопечати [16]. Устройство (рис. 1.25) содержит время-задающий каскад на транзисторе VII со стабилизатором микротока на транзисторе V10, пороговый усилитель на транзисторах V12, V14 и туннельном диоде V13 и выходной каскад на транзисторе V/5, который управляет симистором V16.
Основные параметры
Диапазон выдержек времени, с:
I............................................... 1...6
II........................................ 5,5...33
III....................................... 31...186
Стабильность выдержки, %............................... 2
Потребляемая мощность, Вт............................. 2,5
Реле питается от стабилизатора напряжения на транзисторах V3 и V5. Индикатор включения напряжения питания выполнен на светодиоде VI.
К сети реле времени подключают тумблером S1. Для смены кадров фотоувеличитель включают выключателем S4. При выключенном положении тумблера S1 его контакты S1.2 шунтируют симистор V16, и напряжение сети поступает непосредственно на фотоувеличитель.
Диапазон выдержек времени устанавливают переключением конденсаторов С2* — С4*, а выдержку времени в каждом диапазоне изменяют переменным резистором R7. При нажатии на кнопку S3 конденсатор времязадающей цепи разряжается через контакты кнопки S3.1 и резистор /?6.При замыкании контактов кнопки S3 затвор транзистора V10 оказывается подключенным к общему проводу. Относительно истока затвор находится под значительным закрывающим напряжением. Замкнутые контакты S3.2 обеспечивают такой режим туннельного диода V13 и каскадов на транзисторах V14, V15, при котором симистор V16 закрыт.
Выдержка-времени начинается после отпускания кнопки S3. Симистор V16 открывается и включает лампу фотоувеличителя. Одновременно конденсатор времязадающей цепи начинает заряжаться через делитель напряжения R11 R12 и стабилизатор микротока. По мере заряда конденсатора напряжение между затвором и истоком транзистора VII уменьшается. При достижении им напряжения отсечки транзистор открывается. С резистора R10* времязадающего каскада напряжение поступает на базу транзистора V12 порогового усилителя и открывает его. Его коллекторный ток проходит через туннельный диод V13. и» при значении этого тока, большем тока пика, диод переходит во второе устойчивое состояние, при котором напряжение на нем скачком возрастает. Транзистор V14 открывается, a V15 закрывается. Ток через управляющий электрод семистора V16 прекращается, и семистор выключает фотоувеличитель.
27
МД2266 S2
Рис. <.25
28
В устройстве диоды КД105Б (V6’— VP) могут быть заменены любыми выпрямительными диодами (Д7, Д226). Вместо диода Д220 (V2) можно использовать любой кремниевый. Стабилитрон Д818А (V4) можно заменить на любой из группы Д818 (Б — Е) или Д808—Д814. Вместо светодиода АЛ307А (VI) можно включцть любой светодиод. Транзистор П701А (V5) заменяют любым кремниевым средней или большой мощности с коэффициентом передачи тока не менее 20. Транзистор КП103И (VII) заменяют КП103Ж.
Транзистор КТ312Б (V12) можно заменить любым маломощным кремниевйм структуры п-р-п с коэффициентом передачи тока не менее 20 (например, серий КТ315, КТ201). Вместо транзисторов КТ350А (V3, V14) можно использовать транзисторы серий МП115, МП116, КТ326 с к коэффициентом передачи тока не менее 25. Транзистор V15 может быть заменен любым кремниевым или германиевым, имеющим допустимое напряжение между коллектором и эмиттером не менее 20 В и коэффициент передачи тока не менее 30 (например, МП40А, МП21, МП25).
Вместо туннельного диода АИ301А (V13) можно применить любой арсенид-галлиевый переключающий или усилительный туннельный диод с током пика 2...5 мА. Возможно применение и германиевых диодов (например, серий ГИ302, ГИ304). Однако в этом случае транзистор V14 также должен быть германиевым (например, МП42). При установке диода с пиком тока больше 2 мА транзистор V12 должен иметь коэффициент передачи тока значительно больший 20.
Цифровое реле времени [14] построено на цифровом, принципе и позволяет получать большие выдержки с высокой стабильностью (рис. 1.26).
После нажатия кнопки S1 переключается триггер на элементах D1.1 и D1.2, уровень «1» на выходе элемента D1.1 разрешит прохождение тактовых импульсов через элемент D2.1, Первый же из них переключит триггер-формирователь выходного сигнала на элементах D1.3 и D1.4 в единичное 'состояние и через элемент D3A поступит на счетчик, после чего начнется отсчет времени.
Триггерный счетчик на микросхемах D4—D10 и элементD2.2 работают в режиме вычитания. Требуемое время выдержки получают, устанавливая в нужные положения переключатели S2—S7 (сумма чисел, соответствующих положениям переключателей, составляет время выдержки в периодах следования тактовых импульсов).
Уровень «0», возникающий на выходе элемента D11 после окончания времени выдержки, устанавливает триггеры на микросхеме D1 в нулевое состояние. При этом тактовые импульсы перестают проходить через элемент D2.1, а на выходе элемента D3.2 сформируется уровень «0»,-который переключит все триггеры счетчика в нулевое состояние.
Импульс положительного напряжения с выхода элемента D1.3 подается на базу транзистора V2, в цепь коллектора которого включено реле К1. Контакты реле К1.1 включают лампу фотоувеличителя или другое исполнительное устройство. '
Транзистор V2 и его напряжение питания выбирают в зависимости от параметров устанавливаемого реле К1. В данном случае могут быть использованы реле РЭС-9 (паспорт РС4.524.202П2 или РС4.524.215П2), РЭС-10 (паспорт РС4.524. 303П2 или РС4.524.312П2) и т. п. Контакты реле должны быть рассчитаны на напряжение и ток управляемой цепи. Сопротивление резистора R3*, обеспечивая режим насыщения транзистора, должно быть не менее 6,2 кОм.
Схема простого задающего генератора, представляющего собой мультивибратор, изображена на рис. 1.27. При указанной на схеме емкости конденсатора С1 частота импульсов 1 с. Более точно частоту получают подбором одного из резисторов R1* или R2*.
Электронные часы [5]. Особенности этих часов — бестрансформаторное питание и возможность применения в них кварцевого резонатора на любую частоту от 50 до 560 кГц (рис. 1.28). На микросхеме А1 собран кварцевый генератор с резонатором Z1. Элементы Dl.l n D2.1 формируют из синусоидального напряжения прямоугольные импульсы, которые поступают на делитель с коэффициентом пересчета 4 (микросхема D4) и на делитель с перестраиваемым коэффициентом деления (микросхемы D5—D15 и D3.1, D1.2).
Принцип работы делителя основан на предварительной записи в счетчик числа, на которое нужно уменьшить коэффициент пересчета цепочки триггеров. В таком делителе часть триггеров устанавливается при сбросе в «0», часть —
£9
в «1». В результате переход последнего триггера в нулевое состояние происходит не после поступления 2п импульсов на вход делителя (я — число триггеров делителя), а ранее. В момент этого перехода снова устанавливаются одни триггеры в «О», а другие — в «1». Таким образом, коэффициент пересчета делителя уменьшается относительно 2п на число, записываемое в делитель при сбросе.
Для уменьшения габаритов и мощности, потребляемой часами, в них применены сдвоенные JK-триггеры К1ТК343, имеющие лишь входы установки в «О».
Рис. 1.26
Поэтому структура делителя относительно описанной выше несколько изменена — триггеры D11—D15 делителя устанавливаются в «О», а сигнал на следующие за ними триггеры подается либо с прямого, либо с инверсного выхода. Это эквивалентно установке триггеров соответственно в «О» и «1».
Входы триггеров D5—DIO, DILI подключены к инверсным выходам предыдущих триггеров, в результате чего их частичная установка в «О» также экви-
валентна записи в делитель неко-
торого числа. Ошибка, возникающая из-за того, что часть триггеров D5—D10 не установилась в необходимое состояние, не превышает 0,1 с и существует лишь в момент пуска часов; на коэффициенте пересчета делителя она не сказывается.
Запись необходимого числа в делитель в момент переброса последнего триггера осуществляется с помощью дифференцирующей цепочки СЗ, R4, R5 и элементов D3.1 и D1.2.
УЗД9А
Рис. 1.27 Делитель D5—D15 рассчиты-
вают так, чтобы на его выходе образовывался один импульс в минуту. Импульсы с выхода делителя подаются на вход счетчика минут D16—D17 и далее на счетчики десятков минут D18—D19t единиц часов D20—D21, десятков часов D22. Коэффициент пересчета счетчика часов, равный 24, получают с помощью элементов D3.3, D3.4 и D1.3.
30
Состояние счетчиков дешифруют микросхемы D23—D26. Код работы примененных здесь счетчиков десятков минут и десятков часов отличается от необходимого для работы дешифраторов К133ИД1. Код преобразовывают диоды V4— V7. С дешифраторов сигнал поступает на газоразрядные индикаторы Я/—Н4.
Установка показаний часов возможна лишь в моменты, соответствующие целым часам. Порядок установки следующий. Нажимают кнопку Slt при этом триггер на элементах D2.2 и D2.3, необходимый для подавления дребезга контак-
тов кнопки S1, переключается в такое состояние, при котором на выходе элемента D2.4 устанавливается низкий потенциал, соответствующий логическому «О». Этот сигнал устанавливает триггеры делителя и счетчиков «минут в нулевое состояние, а также вызывает появление на входе первого триггера счетчика часов D20.1 логической «1». В момент размыкания контактов кнопки S1 сигнал на входе D20.1 изменяется с «1» на «О», в результате чего к показаниям счетчика часов прибавляется единица. Таким образом, нажимая несколько раз кнопку S/, можно установить требуемые показания часов. Последний раз отпустить кнопку необходимо по шестому сигналу поверки времени.
Коррекция показаний часов в процессе эксплуатации производится одно кратным нажатием кнопки по первому и отпусканием по шестому сигналу.
Микрокалькулятор-секундометр [11]. Несложная доработка позволяет превратить микрокалькулятор БЗ-23 в секундомер-таймер. Функции калькулятора при этом сохраняются, и его можно использовать по прямому назначению. Схема соединения дополнительных деталей, позволяющих отсчитывать секунды и включать то или иное устройство через заданные промежутки времени, изображена на рис. 1.29.
Доработка микрокалькулятора сводится к установке на его корпусе разъема XI и соединению исходных деталей микрокалькулятора с контактами разъема согласно схеме. В этом устройстве тактовой частотой служит частота сети, поэтому точность отсчета времени невелика. При необходимости получить более точный отсчет времени потребуется отдельный кварцевый генератор.
Переменное напряжение 4 В с частотой сетевого напряжения поступает на выпрямитель, собранный на диодах VI—V4, С выпрямителя пульсирующее напряжение с удвоенной частотой сети поступает на вход триггера Шмитта, выполненного на элементах Dl.l, D1.2. С его выхода отрицательные импульсы с частотой следования 100 Гц воздействуют на вход счетчика D2. В положении Пуск, переключателя S1 счетчик считает эти импульсы. На его выходе 12 формируклся
31
Рис. 1.28
Рис. 1.29
К катодам ламп tii~M
г-»т ы-ш УШ» гз‘а iVkhh ш
импульсы с частотой следования 10 Гц и скважностью, равной 2, которые через инвертор D1.3 управляют реле Л/.
Для работы устройства в режиме секундомера нужно в положении Стоп переключателя S1 набрать на клавиатуре калькулятора «+» и «0,1». Тогда •в положении Пуск переключателя при каждом срабатывании реле К1 микрокалькулятор выполняет операцию сложения, отсчитывая время через 0,1 .с.
При работе устройства в режиме таймера в положении Стоп переключателя S1 необходимо набрать на клавиатуре нужное время выдержки в секундах, а затем «—» и «0, 1». После установки переключателя S7 в положение Пуск микрокалькулятор выполняет операцию вычитания, а его табло индицирует оставшееся время выдержки.
После показания, равного нулю, на индикаторе появится знак «—». При этом совпадают отрицательные импульсы на контакте 5 и положительные на контакте 6 разъема XI. На выход элемента D3.2 пройдут отрицательные импульсы тактовой частоты (около 300 Гц), формируемые в микрокалькуляторе.
Первый же тактовый импульс вызовет переключение RS-триггера на элементах D3.3, D3.4. При этом на вход элемента D1.4 поступит уровень «1» и сработает реле К2. Его контакты коммутируют цепь нагрузки, например, лампы фотоувеличителя, звукового сигнализатора и т. п. Такое состояние устройства сохранится до тех пор, пока на табло микрокалькулятора индицируется знак «—». Если теперь установить переключатель S1 в положение Стоп, набрать на микрокалькуляторе новое значение выдержки и снова включить устройство переключателем S/, RS-триггер возвратится в нулевое состояние отрицательным импульсом, сформированным дифференцирующей цепочкой R5, С4, R6. Это приведет к отпусканию реле К2 и новой выдержке времени. Конденсаторы С2, СЗ гасят короткие импульсы, возникающие в результате переходных процессов в микрокалькуляторе. %
Максимальный интервал времени, отсчитываемый секундомером, определяется емкостью индикаторного табло и для микрокалькулятора БЗ-23 равен 10 с. -
В еекундомере-таймере можно использовать и микросхемы серии К133; диоды —""любые, выпрямительные; реле К1 и К2 — типа РЭС-55 (паспорт РС4.569.603П2).
Для питания устройства можно использовать любой трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 4 В и током нагрузки не менее 0,15 А. Можно применить имеющийся в продаже блок БП2-1 для питания микрокалькуляторов, предварительно удалив из него конденсатор фильтра. При этом выпрямительный мост VI—V4 в устройстве не нужен.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авгученко Г. Электронно-акустический течеискатель.— Радио, 1981, №7-8, с. 23—24.
2. Авербух И. Стабилизированная электронная система ' зажигания.— Радио, 1977, № 1, с. 26, 27.
3. Автоматические выключатели телевизоров.— Радио, 1977, № 6, с. 29, 30.
4. Беляцкий Ю. Тахометр на микросхеме.— Радио, 1980, № 11, с. 46.
5. Бирюков С. Электронные часы.— Радио, 1980, №1/ с. 52—54.
6. Бойко В., Петров А. Индикатор температуры для животных.— Радио, 1977, № 5, с. 26, 27.
7. Боерис И., Титов А. Электронные терморегуляторы.— Радио, 1977, № 12, с. 26, 27.
8. Вахрушев А., Созин В. Йзмеритель температуры освещенности и влажности почвы.— Радио, 1978, № 5, с. 26, 27.
9. Грушин В. Прибор для обнаружения скрытой проводки.— Радио, 1979, № 7, с. 47.
10. Евсеев А. Сторожевое устройство.— Радио, 1978, № 9, с. 55.
11. Зальцман Ю. Секундомер-таймер из БЗ-23.— Радио, 1981, № 5—6, с. 46, 47.
12. Затуловский М. Прибор автолюбителя.-— Радио, 1981, № 2, с. 21, 22.
13. Кащеев А. Искровой* дефектоскоп.— Радио, 1980, №12, с. 23.
14. Конов К. Цифровое реле времени. — Радио, 1979, № 9, с. 26.
34
15; Ладейщиков В. Прерыватель для стеклоочистителя автомобиля.— Радио, 1977, № 7, с. 55.
16. Межлумян А. Реле времени для фотопечати.— Радио, 1980, № 11, с. 22, 23.
17. Мусиенко А. Охранное устройство на микросхемах.— Радио, 1979, №7, с. 22.
18. Простой металлоискатель.— Радио, 1980, № 7, с. 61.
19. Реле времени. — Радио, 1978, № 12, с. 44—46.
20. Руденко В. Прибор для установки угла опережения зажигания.— Радио, 1979, № 1, с. 28.
21. Сазыкин В. Автоматический регулятор влажности.— Радио, 1978, № 1, с. 26, 27.
22. Сазыкин В. Комбинированный регулятор температуры.— Радио, 1978, № 10, с. 28—30. .
23. Синельников А. Сигнализатор превышения скорости.— Радио, 1980, №6, с. 22, 23.
24. Синельников А. Сигнализатор электронный СЭ-8.— Радио, 1981, №.3, с. 40—42.
25. Смирнов В. Закрыта ли дверь? — Радио, 1980, № 7, с. 51.
- 26. Универсальный прибор автолюбителя.— Радио, 1979, № 1, с. 60, 61.
Глава II УСИЛИТЕЛИ 34 И ИХ УЗЛЫ
1. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ 34
Усилитель для переносной радиоаппаратуры [25] собран на интегральной микросхеме • К174У Н7.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот. Гц........................ 40...20 000
Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 4 Ом при коэффициенте гармоник до 2 % •.................... . . , 4
Входное сопротивление, кОм .................... ..... 50
Особенность усилителя (рис. II.1) —применение в цепи питания предоко-нечного каскада микросхемы (вывод 4) стабилизатора тока на полевом транзи-
сторе VI вместо так называемой вольтодобавки, предусмотренной типовым включением микросхемы. Это позволило по-
лучить наибольшую амплитуду усиливаемого сигнала и одновременно снизить коэффициент гармоник до 2...2,5 %. Дальнейшее уменьшение нелинейных искажений достигнуто увеличением глубины отрицательной обратной связи (ООС) за счет увеличения сопротивления резистора R3 с 56 до 82... 100 Ом.
В стабилизаторе тока можно использовать полевые транзисторы КП103И, КП103К, КПЮЗМ.’Резистор R4* подбирают так, чтобы ток стока транзистора стал равным 2...2,5 мА.
Усилитель для электрофона^ [15] предназначен для работы от пьезокерамического звукоснимателя.
2*
35
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц............... . ♦ . 20.«30 000
Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 4 Ом при коэффициенте гармоник не более 0,7 %......................... 6
Номинальное входное напряжение, мВ......................... 200
Пределы регулирования тембра (на частотах 50 Гц и 12,5 кГц), дБ................... . . ±20
Входное сопротивление, кОм................................. 500
Усилитель (рис. 11.2) состоит из входного эмиттерного повторителя на тран-зисторе V3, усилителя,напряжения сигнала с регулятором тембра на операционном усилителе (ОУ) А1 и выходного каскада на транзисторах V4—V7, Транзи-
Рис. II.2
сторы выходного каскада работают без' начального напряжения смещения, однако, благодаря глубокой ООС, осуществляемой через цепь R6* R5C2R7, искажения типа «ступенька» в усилителе практически отсутствуют.
Тембр регулируют переменными резисторами R11 (по низшим звуковым частотам) и R12 (по высшим). В крайних левых (по схеме) положениях их движков последовательные колебательные контуры L1C4R9 и L2C5R10 оказываются включенными в цепь сигнала, и в соответствующих полосах частот он ослабляется. В крайних правых (по схеме) положениях движков контуры включаются в цепь ООС. В результате ООС ослабляется, а коэффициент усиления устройства увеличивается. Глубина регулирования тембра зависит от сопротивлений резисторов R9 и R1Q.
Катушка L1 (1400 витков провода ПЭВ-2 — 0,1) намотана на двух сложенных вместе ферритовых (2000НМ-А) кольцах типоразмера К20 X 12 X 6, катушка L2 (130 витков провода ПЭВ-2 — 0,27) — на одном таком кольце. Переменный резистор R1 должен быть группы В, резисторы Rll, R12 — группы А.
Транзисторы V6, V7 установлены на теплоотводах с охлаждающей поверхностью площадью 100 см2.
Налаживание усилителя сводится в основном к установке нулевого постоянного напряжения на выходе подстроечным резистором R3. При необходимости чувствительность усилителя можно изменить в любую сторону подбором резистора R6*.
36
Усилитель с выходным каскадом, усиливающим напряжение сигнала [22]. В устройстве применены симметричные выходные каскады на транзисторах разной структуры, включенных по схеме с общим эмиттером. Преимуществом таких каскадов по сравнению с традиционными (усиливающими ток) является возможность получения от них усиления по напряжению, что позволяет уменьшить напряжение сигнала на выходе предшествующего каскада. Вследствие этого при максимальной амплитуде сигнала транзисторы предоконечного каскада не входят в области, близкие к отсечке и насыщению, появляется возможность введения местных ООС, развязывающих фильтров в цепях питания. В результате оказывается возможным значительно снизить нелинейные искажения даже при неглубокой* ООС, охватывающей весь усилитель. Другое достоинство выходного каскада, усиливающего напряжение сигнала,— высокий коэффициент использования напряжения питания, что очень важно для переносной радиоаппаратуры с автономным источником питания.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц • 60...20 000
Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 8 Ом при коэффициенте гармоник до 1 % и напряжении питания, В:<
12 .* .* .* ‘ .* ’ ' *. *. ’. ’. \ \ *, \ \ \ \ \ \ \ 1,8
Номинальное входное напряжение, мВ . 7 ,
Пределы регулирования тембра (на частотах 100 Гц и 10 кГц), дБ......................±12
Входное сопротивление, кОм............................ 15
Интервал напряжений питания, в котором сохраняется работоспособность усилителя, В ...... 3...12
Усилитель для переносного радиоприемника (рис. II.3) состоит из входного каскада на транзисторе VI, пассивного регулятора тембра, дифференциальною каскада на транзисторах V2, V3, предоконечного каскада на транзисторе V5 с источником тока на транзисторе V7 и оконечного (выходного) каскада на транзисторах V8— VII. Применение в качестве нагрузки предоконечного каскада (У5) источника тока на транзисторе V7 позволило уменьшить влияние нелинейности входных характеристик транзисторов V8, V9 и тока покоя транзисторов V10, VII. Жесткая стабилизация постоянной составляющей на выходе усилителя достигнута введением глубокой ООС по постоянному току, охватывающей все каскады, кроме первого.
Для уменьшения нелинейных искажений транзисторы. V10, V1L необходимо подобрать с близкими значениями статического коэффициента передачи тока А21Э> Диод V6 размещают на теплоотводе одного из выходных транзисторов (V10 или VII). Ток покоя (2,5...3 мА) этих транзисторов устанавливают подбором резистора R19*.
Симметричный выходной каскаде усилением по напряжению целесообразно использовать в устройствах с ОУ. Принципиальная схема одного из таких устройств показана на рис. II.4.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц..........10...60 000
* Максимальная выходная мощность, Вт, (при коэффициенте гармоник не более
2 % и частоте 1000 Гц) на нагрузке сопротивлением, Ом:
4 * ’ '. .’ .’ .* .* 24
Номинальное входное напряженнее В............................ 1
Входное сопротивление, кОм.................................. 1,3
Усилитель содержит каскад предварительного усиления’на ОУ А/, источник тока на транзисторе V2 и выходной каскад на транзисторах V3—V6. Ток покоя транзисторов V5, V6 (около 5 мА) устанавливают при налаживании подбором резистора R6*. Для температурной стабилизации режима работы этих транзи-сторов стабилитрон VI необходимо установить на их теплоотводе?
37
Рис. IL3
К усилителю правого ранила
Рис. 11.4
38
Кроме элементов усилительного тракта устройство содержит индикатор стереобаланса, состоящий из выпрямителей сигналов левого (У7) и правого (У#) каналов, ОУ А2 и светодиодов V9, V10. С появлением сигнала на входе усилителя конденсаторы С5 и С6 заряжаются до напряжений, соответствующих средним уровням сигналов соответственно левого и правого каналов. При равных сигналах в обоих каналах выходной ток ОУ А2 отсутствует, и светодиоды V9, V10 не светятся. Нарушение стереобаланса приводит к тому, что напряжения на входах ОУ А2 становятся разными, и его выходной ток заставляет светиться один из светодиодов (тот, который соответствует каналу с большим уровнем сигнала). Разность выходных сигналов усилителя мощности, на которуго реагирует индикатор, составляет около. 200 мВ.
Для питания усилителя необходим стабилизированный источник.
Усилитель с согласующим трансформатором [11]. Особенностью устройства является применение для связи предоконечного каскада с оконечным изготовленного по специальной технологии согласующего трансформатора. Это позволило при небольшом количестве деталей получить высокую стабильность работы усилителя, избавило от необходимости защиты оконечного каскада от короткого замыкания в нагрузке. В оконечном каскаде усилителя можно использовать транзисторы со сравнительно небольшим (равным напряжению питания) предельным напряжением между эмиттером и коллектором.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот (при спаде амплитудно-частотной характеристики на краях
не более 3 дБ), Гц.................................... 5...100 000
Номинальная выходная мощность на нагрузке
сопротивлением 4 Ом (при коэффици енте гармоник не более 1 %), Вт............................................ 20
Номинальное входное напряжение, мВ .......... • 100
Входное сопротивление, кОм............................ 45
Относительный уровень шумов и фона, дБ* « ................... —65
GI 500аж*158
1+15 В (К цепи питания предусилителя) у J/r
+J08
RZ
ЮОк
Вход
Од Ю0мк*15В
VI Ш42А
7J КТЛ5ГЛ
cz _[+•
VZ vf7 vs/
AZZ3^!№* Ш 6
М Z4
*00 Юк
г/
[>‘
И юо
V7, 170 ЦВМ
т+Э
V5 Ш0М
R1!
V6
МО
10
R1J
120
П
КТМ1Г
"04 200мк*20В
07
4000мк* 158
R12' 10
R1^
120
+3
К 0.2SA
zE 00
4000ш* 158
vs шт
I-W юомк* 158 Рис. 11.5
/до '
А
Усилитель (рис. II.5) содержит двухкаскадный усилитель напряжения сигнала на транзисторах V/, УЗ, V4 и оконечный каскад на транзисторах одинаковой структуры V5, V6. Нагрузка — громкоговоритель В1 — включена в диагональ моста, образованного транзисторами V5, V6 и конденсаторами С7, C8t что позволило улучшить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) в области низших частот. *
39
Усилитель охвачен общей ООС,, напряжение которой снимается с нагрузки и подается в цепь эмиттера транзистора VI. Еще одна ООС — местная — создается через цепь R2R6*, соединяющую выход предоконечного каскада со входом первого. Переменная составляющая тока замыкается через цепь C2R1C1, Одновременно конденсатор С2 и резистор /?Лэтой цепи вместе с резистором R2 обеспечивает компенсацию пульсаций частотой 100 Гц, проникающих на вход усилителя через цепь R8C6 при питании нестабилизированным напряжением. Подстроечный, резистор R1 и конденсатор С1 образуют развязывающий фильтр в цепи питания предварительного усилителя. В случае, если для питания предварительного усилителя используется другой источник, конденсатор С1 необходимо шунтировать резистором сопротивлением 3 кОм.
В предоконечном и оконечном каскадах усилителя необходимо использовать транзисторы с близкими в парах статическими коэффициентами передачи тока /г21Э. Транзисторы V5 и V6 должны быть установлены на теплоотводах с охлаждающей поверхностью площадью около 400 см2. Терморезистор RI3 следует приклеить к корпусу первого из них^ R14 —к корпусу второго. •
Для согласующего трансформатора Т1 подойдет любой магнитоцровод площадью сечения 1,5...2,5 см2, например Ш12 X 16. Обмотку наматывают жгутом из восьми сложенных вместе проводов: шести — марки ПЭВ-2 — 0,17 и двух — ПЭВ-2 — 0,31. После намотки концы проводов облуживают, выявляют с помощькгомметра каждый из проводов ПЭВ-2 — 0,17 и, соединив их последовательно, получают обмотку /. Оставшиеся два провода ПЭВ-2 —- 0,31 используют в качестве обмоток II и III.
Трансформатор питания Т2 намотан на магнитопроводе УШ20 X 30. Обмотка I содержит 1600 витков провода ПЭВ-2 — 0,41, обмотки II и III — по 185 витков провода ПЭВ-2 — 0,9 (намотка в два провода).
Налаживание начинают с установки режимов транзисторов по постоянному току.'Повернув движок подстроечного резистора RI в крайнее левое (по схеме) положение и разорвав цепь OOGb точке А, подбором резистора добиваются в точке Б напряжения, равного половине .напряжения питания. Затем, подбирая резисторы R9*y R1 /*, устанавливают такое же напряжение в точке В. Подбором этих же резисторов добиваются требуемого (450...500 мА) тока покоя транзисторов оконечного каскада.
После этого от генератора сигналов подают на вход усилителя напряжение 3... 10 мВ частотой 20 кГц и с помощью осциллографа проверяют форму выходного напряжения. Искажения ее в виде «ступеньки» устраняют, увеличивая ток покоя транзисторов V3, V4. Проще всего это сделать, временно заменив резистор R3* переменным (сопротивлением 1 кОм). Увеличивая его сопротивление до исчезновения искажений, необходимо следить за тем, чтобы ток покоя транзисторов V3, V4 (его удобно контролировать по падению напряжения на резисторе R7) не превысил 10...12 мА. Симметричности ограничения сигнала, превышающего номинальный уровень, добиваются подбором резисторов R10*, R12*.
После этого восстанавливают цепь общей ООС и с помощью подстроечного резистора R8 устанавливают ее глубину 20 дБ. Уменьшив сигнал на входе до нуля, подстроечным резистором R1 добиваются минимума пульсаций частотой 100 Гц на нагрузке. Эту операцию выполняют с подключенным к цепи питания предварительным" усилителем. Для получения малых нелинейных искажений выходное сопротивление этого усилителя не должно выходить за пределы 1... 5 кОм. Минимума искажений на высших частотах звукового диапазона добиваются подбором конденсатора С5*.
- Простой усилитель мощности [26] предназначен для работы в любительском радиокомплексе.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот (при спаде АЧХ на краях не более 2 дБ), Гц ,......................... 16...60 000
Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом (при коэффициенте гармоник не более 0,5 %), Вт......................... • • > 20
Номинальное входное напряжение, В.......... • « • 0,8
Входное сопротивление, кОм.................... , 10
Усилитель (рис. II.6) содержит входной дифференциальный каскад (V/, V2), каскад усиления напряжения сигнала (V4) со стабилизатором тока (V5), фазоин-40
версный предоконечный каскад (V7, V8) и оконечный каскад (V9, V10). Транзистор V6 обеспечивает необходимое начальное напряжение смещения на базах транзисторов V7, V8, а также стабилизирует ток покоя транзисторов оконечного каскада V9t V10 при изменении температуры.Применение во втором каскаде усилителя источника тока на полевом транзисторе V5 позволяет снизить нелинейные искажения и получить на нагрузке усилителя амплитуду сигнала, близкую к напряжению источника питания. Дальнейшее снижение искажений достигнуто применением глубокой ООС по переменному току, охватывающей весь усилитель. Напряжение ООС снимается с выхода усилителя и подается в цепь базы транзистора V2 через делитель напряжения, образованный резисторами R6, R7 и конденсаторами С4, С5.
Вместо указанных на схеме, в усилителе можно использовать любые транзисторы серий КТ301, КТ315, П307 (V/, V2, V6); КТ203, ГТ321, МП21 (W); КП302 (с индексами А —В), КПЗОЗ (V5); КТ503 (с индексами А—Г), ГТ404 (Б—Г) (1/7Г; КТ502 (А-Г), ГТ402 (Б—Г) (V5); КТ908, КТ808, КТ802 —КТ805 (V9,
Рис. 11.6
V10). Полевой транзистор V5 и резистор R9* подбирают до установки в усилитель следующим образом. Исток транзистора соединяют с отрицательным полюсом какого-либо источника питания напряжением 10... 15 В через соединенные последовательно постоянный резистор-сопротивлением 27...33 Ом и переменный резистор сопротивлением 3,3 кОм, К этому же полюсу источника подсоединяют и затвор транзистора. Сток соединяют с положительным полюсом через миллиамперметр с пределом измерений 5 мА. Уменьшая сопротивление в цепи истока, устанавливают ток стока в пределах 3,5...4,5 мА. Затем измеряют общее сопротивление в цепи истока и находят таким образом сопротивление резистора R9\
Транзисторы V9f V10 закрепляют на теплоотводах с площадью охлаждаемой поверхности не менее 300 см2. Для отвода тепла от транзисторов V7, V8 используют отрезки (длиной 20...35 мм) латунных или дюралюминиевых трубок подходящего диаметра, плотно надетые на корпуса транзисторов.
Трансформатор питания выполнен на магнитопроводе из пластин III20 (толщина набора 40 мм). Обмотка*/ содержит 1250 витков провода ПЭВ-2 — 0,3, обмотка //-2 X 74 витка провода ПЭВ-2 — 1,0.
Налаживают усилитель при подключенном к выходу эквиваленте нагрузки (резистор сопротивлением 4 Ом, рассчитанный на рассеяние мощности 20... 25 Вт). Отсутствия постоянного напряжения на выходе добиваются подо троечным резистором R3, ток покоя оконечного каскада (30...40 мА) устанавливают подстроечным резистором R8.
Пары транзисторов VI и V2, V7 и V8, V9 и V10 рекомендуется подобрать по’ статическому коэффициенту передачи тока Л21Э (различие коэффициентов в парах не должно превышать 20 %). При этом желательно,чтобы произведения статических коэффициентов транзисторов V7, V9 и V8, V10 были одинаковыми.
41
Термостабильный усилитель мощности [2]. Отличительная особенность устройства — предельная простота и высокая температурная стабильность, позволяющая.эксплуатировать транзисторы выходного каскада при температуре переходов, близкой к предельной.
Основные параметры
Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 4 Ом......................................
Номинальное входное напряжение, В...................
Коэффициент гармоник, %, не более, на частоте, Гц: 1 000...............................................
5 000...........................................
10 000.................................., . . . .
20 000 .........................................
Коэффициент интермодуляционных искажений (при подаче сигналов частотой 160 Гц и 1,4 кГц и отношении амплитуд 4:1), %, не более.............................
Полоса мощности, Гц.................................
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс.................... .....................
Входное сопротивление, кОм .........................
25
1
0,1
0,14 0,2 0,35
0,3
20... 150 000
8*^
150 '
Усилитель (рис. II.7)—двухкаскадный. Первый каскад выполнен на ОУ 4/, второй — на транзисторах V3, V5—V7. Для получения максимально возможного размаха усиливаемого сигнала применено так называемое «плавающее» питание ОУ (за счет подачи в цепь питания части выходного сигнала через резистор R6). В основу выходного каскада положена схема так называемого «параллельного» усилителя, нашедшего применение в маломощных (до I Вт) усили
телях мощности,- Для улучшения амплитудной характеристики между базами транзисторов V6, V7'включен диод V4. При отсутствии сигнала и до тех пор, пока он не достигнет определенного уровня, этот диод закрыт и на работу каскада не влияет. В момент ограничения нарастающего в положительную сторону сигнала, когда токи через резистор R7 и базу транзистора V6 становятся равными, и транзистор V5 закрывается, напряжение обратного смещения на диоде V4 начинает уменьшаться, так как транзистор V3 открыт, и сигнал на его эмиттере продолжает увеличиваться. Наконец, наступает момент, когда диод открывается, и вместо канала усиления V5—V6, образуется канал V3—V4—V6. При усилении сигнала, нарастающего в отрицательную сторону, аналогично образуется канал V5—V4—V7. Резистор R8, шунтирующий диод V4, устраняет резкие изломы выходного сигнала в моменты закрывания транзисторов V3, V5 и открывания диода V4.
Высокая термостабильность усилителя достигается использованием хорошей тепловой связи Между транзисторами V3> V6 и V5> V7,
42
Наличие двух входов упрощает использование усилителя в многополосных системах с разделительными фильтрами на входе. Так, в двухполосной системе достаточно установить всего лишь один фильтр верхних частот между входами одного из усилителей (низкочастотный сигнал образуется в результате вычитания сигналов со входа и выхода фильтра). При использовании инвертирующего входа 2 следует: помнить, что сопротивление источника сигнала входит в цепь отрицательней обратной связи, охватывающей ОУ А1, поэтому оно не должно превышать 15 кОм. Неиспользуемый вход в любом случае необходимо соединить с общим проводом. Для повышениия устойчивости усилителя против самовозбуждения на входе необходимо включить фильтр нижних частот с частоюй среза 20 кГц.
Указанные параметры получены при питании усилителя от стабилизированного источника. Если же необходимо понизить на 20 %.
Транзисторы V3, V6 и V5, V7 закреплены попарно на пластинчатых теплоотводах размерами 80 X 70 мм, изготовленных из листового алюминиевого сплава толщиной 2 мм, анодированного в черный цвет. Перед уста- / новкой охлаждающие поверхности транзисторов необходимо смазать смазкой ЦИАТИМ-201. Транзисторы устанавливают по обе стороны теплоотвода и закрепляют одним винтом с гайкой. Для обеспечения надежного теплового кон
такта в течение всего
времени эксплуатации под гайки необходимо подложить разрезные стопорные шайбы. Усилитель с указанными теплоотводами работоспособен при температуре окружающего воздуха до 35 СС. Ток покоя (при нормальной температуре — около 50 мА) увеличивается при прогреве не более чем на 15 %.
Вместо ОУ К140УД8А в усилителе можно использовать ОУ К140УД8Б, К140УД6, К140УД10, К140УД11, К544УД1, К574УД1. Катушку L1 можно намотать на каркасе диаметром 7 и длиной 25 мм. Она в этом случае должна содержать 30 витков провода ПЭВ-2 — 1,0, намотанных в два слоя.
Правильно собранный усилитель налаживания не требует.
Экономичный усилитель [13]. Особенностью усилителя является синхронное (с сигналом) питание каскада на операционном усилителе изменяющимися напряжениями и применение в выходном каскаде режима В.
Основные параметры
Номинальный диапазов частот, Гц...................... 10...50 000
Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом (при коэффициенте гармоник 0,2 %), Вт...... 10
Номинальное входное напряжение, В............. 1
Входное сопротивление, кОм........................... 5
Ток покоя, мА...................... « Г ...... . 15
Усилитель (рис. П.8) содержит каскад усиления напряжения сигнала на операционном усилителе А1 и выходной каскад на транзисторах V5—V8. В отсутствие сигнала транзисторы V5—V8 закрыты, чем и обусловливается малый ток, потребляемый усилителем. При этом напряжение в точке соединения ста' билитронов V3, V4 и резистора R10* равно нулю, а на выводах питания операционного усилителя поддерживается равным номинальным напряжениям пита
43
ния стабилизаторами на транзисторах V/, V2. С появлением сигнала на входе напряжение в точке соединения стабилитронов изменяется -на величину выходного сигнала. В результате от операционного усилителя оказывается возможным получить значительно большее напряжение сигнала, чем при обычном питании. Резистор R10*, соединяющий стабилитроны с выходом усилителя, уменьшает максимальное напряжение на входах операционного усилителя (по постоянному току они, как видно из схемы, соединены с общим проводом, поэтому синфазное изменение напряжений питания эквивалентно- подключению к ним источника синфазного сигнала).
Усилитель не боится перегрузок по входу и коротких замыканий в нагрузке. Если это случится, то коэффициент усиления операционного усилителя резко уменьшится (в результате снизится и выходное напряжение), а его выходной ток (а следовательно, и выходной ток всего усилителя) будет ограничен резистором R6.
Коэффицент усиления усилителя определяется отношением сопротивлений резисторов R3 и R2 цепи ООС (К = 1 + R3/R2). Последняя снижает выходное сопротивление усилителя, улучшая его работу в области низших частот, и стабилизирует напряжение на нагрузке — громкоговорителе В1.
Налаживание усилителя заключаемся в проверке постоянного напряжения на нагрузке (оно должно быть близко к нулю) и подборе резистора R10*. На время налаживания его удобно заменить переменным (сопротивлением 2,7.,.3;3 кОм). Подав на вход усилителя переменное напряжение от генератора сигналов звуковой частоты, уменьшают сопротивление резистора до получения на экране осциллографа максимально возможного неискаженного выходного сигнала. Чрезмерно уменьшать сопротивление резистора R10* не рекомендуется, так как это приведет к снижению устойчивости работы усилителя (он может перейти в триггерный режим). При существенном, (более ± 0,1 В) отличии напряжения на выходе от нуля следует подобрать резистор RL
Экономичный усилитель с повышенной термостабильностью [1]. Использование в оконечном каскаде режима В полностью сняло проблему температурной стабилизации тока покоя, сделало усилитель экономичным и термостабильным. К числу достоинств такого усилителя относится также его способность работать от источника питания с повышенными пульсациями. Усилитель предназначен для работы с предварительным усилителем, выходное сопротивление которого не превышает 200 Ом.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц.....'........... ’ 20...20 000
. Номинальная выходная мощность на-нагрузке сопротивлением 8 Ом (цри коэффициенте гармоник в номинальном диапазоне частот не бол ее 0,5 %), Вт................. 30
Номинальное входное напряжение, В.................... 1,5
Фазовый сдвиг в номинальном диапазоне частот......... 10°
Температурный интервал устойчивой работы усилителя.°C .................................... —20...4-60
Первый каскад усилителя (рис; II.9) собран на операционном усилителе А1. Для того чтобы скорость нарастания сигнала на входе усилителя не превысила допустимого значения, применен фильтр нижних частот R1C1R2 с частотой среза около 20 кГц. Усиливаемый сигнал подается на инвертирующий вход операционного усилителя, сигнал ООС (с выхода усилителя) — на его неинвертирующий вход. Конденсатор С2 корректирует фазовую характеристику усилителя в области высоких частот. Частота среза каскада (с учетом коррекции через конденсатор СЗ) — около 30 кГц.
Второй каскад выполнен на транзисторах V4—V7 по схеме двухтактного каскодного усилителя. Частота среза этого каскада 4,7 МГц. Помимо инвертирования сигнала, оя выполняет функции генератора стабильных токов смещения для транзисторов предоконечного каскада на транзисторах разной структуры V8 и V9. Включенные в их эмиттерные цепи резисторы R12, R13 создают местные ООС по току, что вместе со стабильными токами смещения и определяет высокую термостабильность усилителя в целом. Ток покоя транзисторов»V#, V9 равен 30 мА (при температуре 60 °C он возрастает до 50 мА). Частота среза этой ступени усилителя 130 кГц.
44
Транзисторы оконечного каскада V10, VII включены по схеме эмиттергюго
повторителя и работают без начального смещения, т. е. при токе покоя, равном нулю. Для снижения неизбежных в этом случае искажений типа «ступенька» введен резистор R14, Благодаря этому при малых уровнях сигнала, когда транзисторы V10, VII закрыты, на нагрузку работает предоконечный каскад. Частота среза каскада на транзисторах V10, VII — около 140 кГц.
Для .работы в этом усилителе пригоден операционный усилитель с коэффициентом усиления напряжения не менее 2000. Транзисторы оконечного каскада желательно подобрать с одинаковыми коэффициентами передачи тока (Л21Э > > 50). Вместо транзисторов ГТ321А в усилителе можно применить транзисторы КТ626 (с буквенными индексами А, Б, В), вместо ГТ905А и ГТ806В — соответственно КТ814Г и КТ816Г.
Катушка L1 (30 витков) намотана в два слоя проводом ПЭВ-2 — lL0 се диаметром 25 мм.
на карка-и длиной
CJJ6
Of
Вход 2к
02
2н
А1 ШУД16
41
. _ю\
я! и joooV Юн
J44
2к
/Г1—. 44 20н
” 44
бОмх^бВ
44 620
V2 5G1JJA
.5
09
560
VI Т^Д619Б
4/4 22
V6
ТТ905А
012
22
V5 0TJ21A
010
290
V6 КТ605А
06
290
V7
FTJ21A
07 820
4//
560
012
22
#/мД^
V9-807А
015 22
+J0B
I Выход
L1 бмкГн
VII гтдОбв
-JOB >
7
Рис. П.9
Для охлаждения транзисторов V8, V9 применен теплоотвод П-образной формы, согнутый из полосы (размеры 100 X 50 мм) листового алюминиевого сплава толщиной 2^мм. Размеры основания теплоотвода — 50 X 50 мм, полок (на них закреплены транзисторы) — примерно 25 X 50 мм. Теплоотвод крепят на монтажной плате с таким расчетом, чтобы выводы транзисторов можно было соединить с остальными деталями короткими проводниками. Транзисторы V10 и VII устанавливают на универсальных теплоотводах типа 8.650.022 с эффективной площадью охлаждения 300 см2.
Налаживания усилитель не требует. Перед подключением громкоговорителя необходимо убедиться, что постоянное напряжение на выходе не превышает ±0,1 В, а ток покоя транзисторов V8, V9 — 50 мА.
Усилитель с синфазным стабилизатором режима [3] рассчитан на работу с- предварительным усилителем-темброблоком на операционном усилителе. Отличительная особенность устройства — наличие эффективного стабилизатора тока' покоя транзисторов диффференциалъных каскадов.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц....................
Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 8 Ом.....................................
Номинальное входное напряжение, В..................
Коэффициент гармоник, %, при номинальной выходной мощности на частоте, Гц;
10...250 000
12
1
45
...................................................
20 000.................................................... 0,02
Относительный уровень шумов и фона, дБ....................... *-80
Входное сопротивление, кОм............................... 15,
Усилитель (рис. 11.10) содержит два дифференциальных каскада усиления напряжения сигнала на транзисторах VI, V2 и Wy V5 и выходной каскад усиления тока на транзисторах V6—V9. Функции стабилизатора режима выполняет транзистор V3, база которого соединена с эмиттерной цепью транзисторов второго дифференциального каскада, а коллектор — с эмиттерной цепью транзисторов первого каскада. Возникающая при этом ООС по синфазной составляющей сигнала симметрирует дифференциальные каскады и повышает устойчивость к пульсациям и колебаниям питающего напряжения.
Транзистор V3 закреплен на теплоотводе транзистора V8 выходного каскада, поэтому он выполняет еще и функции термостабилизатора режима. Ток через
транзистор V3 (40...60 % тока транзисторов VI, V2) необходимо учитывать при расчете сопротивления резистора R3. При замене этого резистора источником тока усилитель может работать при напряжении питания от 12 В до значения, предельного для используемых транзисторов. Если напряжение питания больше 36 В, в разрыв коллекторной цепи транзистора V4 (в точке а} рекомендуется включить еще один транзистор структуры р-п-р (его базу соединяют с коллектором транзистора V7). Возникающее при этом смещение уровня сигнала обеспечит тепловой баланс усилителя и равенство напряжений на коллекторах транзисторов V4, V5.
Для балансировки усилителя неинвертирующий вход (база транзистора VI) соединен со средней точкой делителя напряжения R1R2, Это позволило упростить узел защиты транзисторов выходного каскада от перегрузки по току: в данном усилителе он состоит из резистора R14 в коллекторной цепи транзистора V8 и диода V10, соединяющего эту цепь с базой транзистора V3.
Кроме указанных на схеме, в усилителе можно использовать транзисторы КТ361Б, КТ361Г, КТ361Е, КТ209Е, КТ209К (VI, V2)\ КТ315Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ342А, КТ342Д (V3—V5)\ КТ626Б, (V6, V7); КТ816Б, KT816B, КТ818Б (V8, V9). Статические коэффициенты передачи тока к21Э пар транзисторов V6,V7 и V8, V9 должны быть по возможности близкими. При такой замене полярность включения источника питания, электролитических конденсаторов и диода V10 необходимо изменить на обратную.
Усилитель нетрудно приспособить и для работы на нагрузку сопротивлением 4 Ом (выходная мощность при напряжении питания 35 В увеличится до
46
R7 — до 68 кОм, R9 — до 90 Ом, R10 и R11 — до 680 Ом. Входное сопротивление после таких изменений снизится до 6,5 кОм.
Налаживание усилителя сводится к установке тока покоя выходного каскада подстроечным резистором R8. Если ограничение сигнала наступает неодновременно (из-за неодинакового усиления гтлечей выходного каскада), подбирают резисторы RIO, R11 (в плече, где ограничение наступает раньше, сопротивление резистора следует увеличить, а в другом —'настолько же уменьшить). Из-за' неизбежного при этом нарушения балансировки второго дифференциального каскада изменять сопротивления резисторов более чем на ± 20 % (от номиналов, указанных на схеме) не' рекомендуется.
Усилитель с малыми динамическими искажениями [5]. Так называемые динамические интермодуляционные искажения возникают в транзисторных усилителях при резких перепадах уровня сигнала. Особенно заметны эти искажения при воспроизведении музыкальных программ. Для сведения таких искажений к минимуму в данномусилителе широко использованы местные ООС по току, применено так называемое «токовое зеркало», улучшающее симметрию усиливаемого сигнала на входе оконечного каскада, использована коррекция АЧХ по опережению.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц......................... 16... 100 000
Номинальная выходная мощность на нагрузке сопротив-
лением 8 Ом (при коэффициенте гармоник 0,35 % на частотах 63, I 000 и 10 000 Гц), Вт............................ 20
Номинальное входное напряжение, В.......................... 1
Относительный уровень шумов и фона, дБ................... —60
Усилитель (рис. 11.11) содержит входной дифференциальный - каскад на транзисторах V/, V2, симметрирующий каскад на транзисторах V3, V5 с «токовым зеркалом» на транзисторах W, V6, выходной каскад.на транзисторах V14— V17 и устройство защиты от короткого замыкания в нагрузке на транзисторах V9, V10.
Резисторы R3, R4 в эмиттерных цепях транзисторов первого каскада создают местную ООС по току, повышающую линейность и входное сопротивление каскада, а также улучшающую его симметричность. Резисторы Rll, R14 создают местную ООС во втором каскаде. Коррекция АЧХ по опережению осуществляется конденсаторами С2 и С6.
47
Выходной каскад выполнен по традиционной схеме с фазоинцертором на транзисторах разной структуры V14, V15. Ток покоя транзисторов VI б', V17 устанавливается подстроечным резистором R15 и стабилизируется при изменении температуры транзистором V7, имеющим с одним из них тепловую связь. Диоды V18, V19 защищают транзисторы выходного каскада от перенапряжений при индуктивном характере нагрузки.
Усилитель охвачен ООС, напряжение которой снимается с нагрузки и через цепь R10C4C5R9 поступает на вход первого каскада (в цепь базы транзистора V2). Цепь R28C10 повышает устойчивость усилителя против самовозбуждения.
Устройство защиты выходного каскада от короткого замыкания в нагрузке выполнено по мостовой схеме. Для отрицательной полуволны усиливаемого сигнала мост образован сопротивлением нагрузки .и резисторами R26, R20 и R17. В диагональ моста включен эмиттерный переход транзистора V9. При резком снижении сопротивления нагрузки баланс моста нарушается, транзистор V9 открывается и своим'малым сопротивлением участка эмиттер — коллектор шунтирует (через диод V#) вход предоконечного каскада на транзисторе V14. В результате ток выходного каскада мгновенно ограничивается. Для положительной полуволны сигнала мост образован сопротивлением нагрузки и резисторами R27, R21 и R19, в диагональ моста 'включен эмиттерный переход транзистора V10.
Для хорошей линейности усилителя пары транзисторов VI и V2, V3 и V5 V4 и V6, V16 и V17 необходимо подобрать по статическому коэффициенту передачи тока Ь21Э
Транзисторы V14, V15 установлены на П-образных теплоотводах, согнутых из полосы листового (толщиной 24им, шириной 20 мм) алюминиевого сплава (размеры теплоотвода — 20 X 25 X 15 мм). Теплоотводы каждого из транзисторов V16, V17 должны иметь охлаждающую поверхность площадью около 250 см2. К одному из этих теплоотводов приклеивают транзистор V7 клеем 88-Н.
Налаживание усилителя сводится к устранению (подстроечным резистором R7} постоянного напряжения на выходе и установке (подстроечным резистором R15) тока покоя выходного каскада в пределах 80... 100 мА.
Усилитель с малыми динамическими искажениями и повышенной термостабильностью [21]. Снижение динамических искажений в усилителе достигнуто расширением полосы пропускания исходного (без общей ООС) усилителя, применением линеаризующих местных ООС и соответствующим выбором частот среза амплитудно-частотных характеристик каскадов. Высокая термостабильность обеспечивается местными ООС, применением в предоконечном каскаде транзисторов, корпуса которых имеют одинаковые тепловые сопротивления, и сравнительно большим (около 250 мА) током покоя транзисторов оконечного каскада.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц................... 20...20 000
Номинальная выходная мощность (в номинальном диапазоне -частот), Вт:
ра нагрузке сопротивлением 8 Ом при коэффициенте гармоник 0,5 %...................................... 20
на нагрузке сопротивлением 4 Ом при коэффициенте гармоник 0,8 %...................................... 25
Номинальное входное напряжение на нагрузке сопротивле-
нием 8 Ом (при выходной мощности 20 Вт)................... 1
Частота среза без ООС (при выходной мощности 1 Вт), кГц.............................................. 30
Глубина ООС, дБ............... . .......... . 20
Относительный уровень шумов и фона,'дБ................. —70
Усилитель (рис. II. 12) — трехкаскадный. Первый каскад — дифференциальный на транзисторах VI, V2, подобранных по статическому коэффициенту передачи тока Я21Э и напряжению эмиттер — база. Для получения достаточно высокого входного сопротивления, низкого уровня шумов и предотвращения са-мопрогрева переходов коллекторный ток этих транзисторов выбирают равным 250 мкА. Суммарный эмиттерный ток транзисторов стабилизируется стабилитроном V13. Местная ООС в первом каскаде создается включением^ эмиттерные цепи транзисторов VI, V2 резисторовг R2, R3.
48
Второй каскад собран на составном транзисторе V4V5. Местная ООС здесь осуществляется через резистор R10, соединяющий коллектор транзистора V5 с эмиттером транзистора V4. Нагрузкой каскада являются генератор тока на транзисторах V6, V8, резистор R16 и входное сопротивление каскада на транзисторах V9, V10. Составной транзистор, генератор тока и резистор R16 образуют эквивалентный источник напряжения сигнала для выходного каскада. Возникающая при этом 100 %-ная ООС по напряжению исключает нелинейность коэффициента передачи тока и повышает частоту среза каскада.
Выходной каскад выполнен на транзисторах V9—V12. Для обеспечения высокой термостабильности в предоконечном каскаде применены транзисторы
П701А и ПЗОЗА, корпуса которых имеют одинаковые тепловые сопротивления. Большой ток покоя транзисторов.^// и V12 позволяет уменьшить искажения типа «ступенька» и исключить.переходной процесс в главной петле ООС (R15, R14, R4, Св) из-за теплового удара при резком перепаде уровня выходного сигнала. Термостабилизация тока покоя осуществляется транзистором V7. Диоды V15t V16 его цепи смещения размещены на теплоотводе одного из транзисторов оконечного каскада. АЧХ усилителя корректируется конденсаторами С2 и С£*.
От короткого замыкания в нагрузке и перегрузки по току усилитель защищают предохранители F1 — F3, транзистор V3 и диод V14. Транзистор V5 ограничивает ток составного транзистора на уровне 55...60 мА при перегорании любого из предохранителей, диод V14 ограничивает отрицательное напряжение на базе транзистора V2 на уровне 0,7 В при перегорании предохранителя F1.
Транзисторы V5, V8 закреплены на П-образных теплоотводах,. согнутых из листовой меди толщиной 1 мм. Размеры основания каждого 'из теплоотводов — 23 X 23 мм, полок — 10 X 23 мм. Тепловое сопротивление такого теплоотвода— примерно 35 °£/Вт. Теплортводы транзисторов VI/, V12 согнуты из листовой ме
49
ди толщиной 2 мм. Каждый из них состоит из двух П-образных частей, склепанных по углам оснований медными заклепками. Размеры оснований — 80 X 80 мм, полок — 25 X 80 мм. Тепловое сопротивление — 3,6 °С/Вт. Диоды V/5, V16 вклеены в отверстия в теплоотводе транзистора VII.
Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 — 0,5 виток к витку до заполнения корпуса резистора R25 (МЛТ-2). Отклонение сопротивлений от указанных на схеме номиналов всех резисторов, кроме R24 и R25, не должно превышать ±5%. ,
Первой налаживают часть усилителя, питающуюся от источника напряжением ± 30 В. Для этого удаляют предохранители F1 — F3, разрывают соединение эмиттера транзистора V5 с базой транзистора V9, а также коллектора транзистора V8 с базой транзистора V10. Эмиттер транзистора V5 временно соединяют с коллектором транзистора V8, а точку соединения резисторов R/4 и R/5— с общим проводом. Подбором резистора R7* (в сторону уменьшения, начиная со 100 Ом) добиваются нулевого напряжения на коллекторе транзистора V8. Это напряжение не должно выходить за пределы ± 1 В как сразу после подачи питания, так и после десятиминутного прогрева транзисторов.
Симметричность ограничения сигнала проверяют с помощью осциллографа, подав на вход усилителя переменное синусоидальное напряжение 100 мВ. Размах напряжения на коллекторе транзистора V8 должен быть не менее ± 24 В, а частота среза — не ниже 200 кГц. Для проверки переходной характеристики первых двух каскадов эмиттер транзистора V5' подключают к точке соединения резисторов R/4, R15 и -подают на вход прямоугольные импульсы амплитудой 0,5 В и частотой 1 кГц. Импульсы на экране осциллографа должны'иметь крутые (без выбросов) фронт и спад. При необходимости подбирают конденсатор С8*.
После этого восстанавливают все соединения в соответствии со схемой, устанавливают на место предохранители F1—F3, замыкают накоротко катушку L1* включают между точкой соединения резисторов R14, R15 конденсатор емкостью 5... 10 мкФ, а к выходу усилителя подсоединяют резистор сопротивлением 8 Ом с рассеиваемой мощностью 25...30 Вт. Включив питание, измеряют постоянное напряжение на выходе усилителя (оно не должно выходить за пределы ± 100 мВ).* уровень фона (допустимый размах пульсаций частотой 100 Гц— не более 100 мВ) и амплитуду неискаженного выходного сигнала (на нагрузке сопротивлением 8 Ом — не менее 20 В). Ток покоя транзисторов Vll, V12 (250 мА) устанавливают подбором резистора R18* (в сторону, уменьшения, начиная с 5...10 кОм). После этого конденсатор, соединяющий резисторы R14, R15 с общим проводом, удаляют, и налаживание можно считать законченным. х
Высококачественный усилитель класса* В [7]. Особенность устройства — применение для снижения нелинейных искажений так называемой прямой связи.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц...................... 20...20 000
Номинальная выходная мощность (в номинальном диапазоне частот), Вт:
на нагрузке сопротивлением 8 @м при коэффициенте гармоник не более 0.02 %................................. 30
на нагрузке сопротивлением 4 Ом............ 40
Чувствительность, мВ............................ , . . . 200
Входное сопротивление, кОм....................................20
Относительн >й уровень шумов и фона, дБ...........» —75
Усилитель (рис. 11.13) содержит четырехкаскадный предварительный усилитель, работающий в режиме А (микросхема А1 и транзисторы V3—V6, V9), выходной каскад, работающий в режиме В (транзисторы V12, V15, V16), и устройство защиты выходного каскада от перегрузок и короткого замыкания в нагрузке (V7, V13). Первый каскад предварительного усилителя собран на ОУ А1, второй — на транзисторе V4 с динамической нагрузкой (V3) в коллекторной цепи, третий — на транзисторе V9. Двойной эмиттерный повторитель на транзисторах V5, V6 согласует входное сопротивление каскада на транзисторе V9 с выходным сопротивлением каскада на транзисторе V4. Коэффициент усиления первого каскада на частотах выше 20 Гц приблизительно равен 15. Благодаря глубокой ООС по постоянному току через резистор R3 на выходе усилителя 34 поддерживается нулевой потенциал. Применение в выходном каскаде режи
50
ма В позволило повысить его КПД и полностью исключить необходимость термостабилизации тока покоя.
Для снижения нелинейных искажений;,свойственных режиму В, в усилитель введены элементы С6*, R15, R29, L1, образующие сбалансированный мост, в одну из диагоналей которого включен выходной каскад, а в другую — нагрузка (громкоговоритель). Упрощенно механизм компенсации искажений состоит в том, что напряжение искажений, возникающее в выходном каскаде, не может вызвать появления сигнала искажений, если мост сбалансирован. Благодаря резисюру R29 нелинейные продукты в спектре выходного тока компенсируются «исправляющим» током, текущим через этот резистор прямо в нагрузку. При этом наиболее эффективно компенсируются высшие гармоники (сопротивление рези-
Рис. 11.13
R0 91(0
VI КС515Д
220к\
wr
18
0,047мн
RB 0,0к
КТ0Ю7Л № 75
уо\1
ЛЮЗА
ШО Z74ГШП $ ™ gzz/r joo №
„„ iT/J1
\RZf
\9к
RZ6t 0J6 =
О
НТ620Б
+74 0 w_L ’ ^М'Ч~Х.
4/ я
КШЩвБ '°0—
V2 КС515А
V4 КТ0102Д
/?// 810
RtZ
100
УЮ, У11 №04 Д ?7
VIZ
КТ005А
V/J лтоюол
R22 75
7/4 V
57мк*!5В~У 22 Щ/ООД
V15 КТ626Б
чН J2Z
ОмкГн \r77^~ = Ц!6
R20 0,9к
Ш4
TJ00
RZ5 Г
ООО -
V16 ЧТ805Д
LZ ОДмкГн
Выход
тсн
-24 В
95 000 к 7
1^-Н
CZ “u
8
I
Ш 47
CfZ OJmk X
стора R29 выбрано так, что указанные токи на этих частотах одинаковы по значению и противоположны по направлениям). Из-за наличия активной составляющей в полном сопротивлении катушки L1 баланс моста на низких частотах нарушается. Малый уровень нелинейных искажений на этих частотах обеспечивается в основном глубокой (50...70 дБ) ООС, напряжение которой поступает с выхода усилителя в цепь эмиттерд транзистора V4 (через делитель R15R12).
Устройство защиты ограничивает ток через транзисторы V12, V16 на уровне 3,5 А при перегрузке усиливаемым сигналом и на уровне 1,5 А при коротком замыкании в нагрузке. В верхнем (по схеме) плече усилителя эти функции выполняет транзистор V7. В отсутствие сигнала через резисторы R26, R20, R18 и R21 течет постоянный ток, создающий на первых двух из них падение напряжения около 0,45 В. При появлении сигнала, нарастающего в положительную сторону, падение напряжения на резисторе R20 уменьшается, а на резисторе R26 (оно обусловлено в основном коллекторным током транзистора V12) — увеличивается. В момент, когда суммарное напряжение на резисторах R26 и R20 достигает значения 0,65...0,7 В, транзистор V7 открывается и участком эмиттер— коллектор шунтирует резистор R16, ограничивая тем самым рост коллекторного тока транзистора V12. Диод V8 предотвращает срабатывание устройства защиты из-за увеличения падения напряжения на резисторе R20 в моменты, когда выходное напряжение изменяется в отрицательную сторону.
51
Аналогично (при изменении полярности усиливаемого сигнала) работает и устройство защиты нижнего (по схеме) плеча усилителя. Элементы R30, L2, СП, R31, CIO, С12 предотвращают самовозбуждение усилителя.
Вместо указанных на схеме в усилителе можно использовать операционные усилители К140УД8Б, К140УД7, К153УД6, транзисторы КТ342Г, КТ315 с индексами В, Г, Д, Е (V4); КТ361В (V3, V5, V6); КТ361Д (V7, V/3); КТ626А, КТ626В (V9, V15)', любые кремниевые диоды, рассчитанные на прямой ток 10 мА (V8, V14) и 50 мА (V10, VII).
Катушки L1 и L2 намотаны виток к витку в два слоя проводом ПЭВ-2.— 1,0 на каркасах диаметром 7 и^линой 28 мм и содержат соответственно 30 и 46 витков.
Транзисторы V9, V12, V15 и V16 закреплены на теплоотводе с охлаждающей " поверхностью площадью около 900 см2 и изолированы от него слюдяными прокладками толщиной 0,1 мм.
Питается усилитель от двухполупериоднюго (мостового) выпрямителя с фильтрующими конденсаторами емкостью 10 000 мкФ. В выпрямителе использованы диоды КД203В. Трансформатор питания выполнен на Тороидальном магнитопроводе с внешним диаметром 100, внутренним — 64 и высотой 32 мм. Первичная обмотка (на 220 В) содержит 1130 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,51, вторичная — 2 X 104 витка провода ПЭВ-2 — 1,3. Между обмотками помещен электростатический экран в виде одного слоя провода ПЭВ-2 — 0,21. Средняя точка вторичной обмотки и каждый из конденсаторов фильтра, подключенных к положительному и отрицательному выводам выпрямителя, соединены с выводсм-электростатического экрана и общим проводом усилителя.
Налаживание усилителя сводится к балансировке моста C6R29L1R15 под- * бором конденсатора С6* на частоте 50... 100 кГц. При этом добиваются минимальных искажений синусоидального сигнала на экране осциллографа.
Высококачественный усилитель мощности [7] предназначен для работы с предварительным усилителем, обеспечивающим выходное напряжение 2 В. Отличительные черты усилителя — высокая устойчивость к- самовозбуждение и очень малые нелинейные искажения.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц..................... 20...20 000
Номинальная выходная мощность, Вт, на нагрузке сопротивлением 8 Ом...................................... .35
Коэффициент гармоник, %, не более, в номинальном диапазоне частот при выходном напряжении, В:
2...................................................... 0,002
.3...................................................... 0,005
4 . .................................................. 0,007
8...................................................... 0,02
17...................................................... 0,05
Относительный уровень шума и фона при замкнутом накоротко входе, дБ............................................ —104
Усилитель (рис. 11.14) содержит два каскада усиления напряжения сигнала. Первый из них — дифференциальный, на транзисторах V/, V2 с источником тока в эмиттерных цепях на транзисторе V5. Второй каскад выполнен на транзисторах V7, V8. Выхрдной каскад — квазикомплементарный, на транзисторах V15—V18. Необходимое’для работы выходного каскада напряжение смещения создается устройством, собранным на транзисторе V14 и диодах V9—VII. Температурная стабилизация тока покоя транзисторов V17, V18 (220...250 мА) осуществляется за счет тепловой связи между корпусом одного из них и корпусом транзистора V14. Терморезистор R20 служит для температурной компенсации дрейфа нуля выходного напряжения усилителя; для этого терморезистор установлен на теплоотводе транзистора V8.
Малые нелинейные искажения и высокая стабильность усилителя обусловлены в основном ООС, охватывающей выходной каскад. Напряжение обратной связи снимается с делителя R25R26 и подается на вход каскада через транзистор V13. Это требует увеличения тока покоя транзисторов V8, V13 до 25 мА и установки их, как и транзисторов V15—V18 , на теплоотводе. Цепи L4R48 и C12R49 выравнивают нагрузку выходного каскада на высоких частотах.
52
Cz C2 Ют45в
RO 970
Вход
100k
R4
IM
Рис. 11.14
71* 7(7J1 025
cj—
ООО
-17B
R16
16k
R77
Ik
R9
900
) V2 ( 7(7 JI025 К
70 Д104
№ -0,60 В
c!?
1
~2,6B
LI 700 м к Гн
RIO 150
R8
560
75 7(7J 15Г
“yC5 0,1 мк
RIO 200
/?// 750
74
R12\
70 к I
76 Д104
\R15
\10k
07 560
R14 IK
R25
J,6к
R21 27k
06
70mkx20B
R20 70k
KM7~17
R24
27k
08 У-С9
47 TJOO(
BRZZT R27
Ок 150 \
76 RT904A RJ170
ROO
6,2
77
i KTJ1076 R20 40к
ROZ
400
+29,8B~S-
RO5 9 10
R40
22
-0,76В
R08 70 /G
770 KT904A
R26
560
22
-25,58 M
JQ 160 I LJ ЮмкГн
716 х RT6266
+JOB (GfMv.)
Z2 ЮмкГн
R47
+J2B
0, J J (проб.)
\RJ4 10
715
Л7904А 717
'R42 40 zp \K7805A
+0,768 \R96 0,5
22
R4J r\ JO P
J L4 20мГн о±5ОмВ -----f~Y>T>r\ , ...
a MS 22 I
R49 22
K 712 Д219А ^R44 4J.fi. '^41 )776 KT605A
\R41 Z2
.QR45 U0,5
-JOB (спаб.)
Выход
-J2B
-Lw R50 0,55(проб.) ~~0>1мк ’
Еще одна местная отрицательная обратная связь (глубиной около 15 дБ) охватывает выходной каскад и предшествующий ему каскад усиления на транзисторах У7, V8. Напряжение обратной связи подается с выхода усилителя через резистор R23 на базу транзистора V7. Цепь C8R27C9 ослабляет эту связь на высоких частотах, предотвращая самовозбуждение охваченных ею каскадов, и сужает полосу пропускания до 300...350 кГц.
Полоса пропускания первого каскада (примерно 30 кГц) и глубина обратной связи .(около 30 дБ в диапазоне звуковых частот), охватывающей весь усилитель мощности через делитель напряжения R13R14, выбраны с таким расчетом, чтобы общая обратная связь на частотах выше 1 МГц не действовала. Сужение полосы пропускания первого каскада достигнуто включением в эмиттерные цепи транзисторов VI, V2 катушки L1 и отделением базы второго из этих транзисторов от выхода усилителя резисторами R12, R15 (они увеличивают спад АЧХ каскада с ростом частоты). Цепь R15C7 корректирует фазу в области высших частот звукового диапазона.
Вместо указанных на схеме в усилителе можно использовать транзисторы КТ644А, КТ644В (вместо КТ626Б); КТ805Б, КТ903А, КТ908А (вместо КТ805А); КТ3102А, КТ3102В, КТ3102Д (вместо КТ3102Б); КТ373Г (вместо КТ3107Б). Диоды Д104 можно заменить диодами Д219А, Д219Б, Д220А, Д220Б;
Катушки L1—L3 могут быть любой конструкции, но с малой собственной емкостью. Первую из них, например, можно намотать проводом ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм (35 витков) на унифицированном трехсекцгонном каркасе, помещенном в арматуру от фильтра ПЧ транзисторного приемника «Сокол»,'" вторую и третью — монтажным проводом площадью сечения 0,1 мм2 (12... 15 витков) на ферритовых (400НН) кольцах типоразмера КЮ X 6 X 4. В качестве катушек L2, L3 можно использовать унифицированные дроссели Д-0,1, Д-0,2. Катушка L4 намотана в 4 слоя на каркасе диаметром 15 мм и содержит 40 витков провода ПЭВ-2 — 1,0.
Для питания выходного каскада усилителя пригоден обычный двуполярный выпрямитель с фильтрующими конденсаторами емкостью не менее 10 000 мкФ и быстродействующей защитой от перегрузок по току. Источник питания каскадов усиления напряжения сигнала должен быть стабилизированным. Напряжение пульсаций не должно превышать 2 мВ.
Налаживание усилителя сводится к устранению (подстроечным резистором R17) постоянной составляющей напряжения на выходе, установке (подбором резистора R35) требуемого тока покоя выходного каскада и к проверке устойчивости работы усилителя (если взамен указанный на схеме применены транзисторы других типов). Критерий устойчивой работы — отсутствие самовозбуждения при увеличении глубины любой ООС с выхода усилителя на 10 дБ. При недостаточной устойчивости необходимо подобрать конденсаторы С8, С9 и резистор R28. ' '
Усилитель может работать на нагрузку сопротивлением 4 Ом. Для этого необходимо уменьшить напряжение питания выходного каскада до ± 24 В (потребляемый ток при этом увеличится примерно в 1,5 раза), а индуктивность катушки L4 —дь 10 мкГн.
Трехполосный усилитель [28]. Разделение сигнала на полосы в тракте предварительного усиления — эффективный путь повышения качества звуковоспроизведения. Это позволяет снизить интермодуляционные искажения, сравнительно простыми средствами получить линейную амплитудно-частотную характеристику по звуковому давлению, упростить конструкцию усилителей мощности, так как каждый из них работает в узкой полосе частот.
Основные параметры * 1
Номинальный диапазон частот (при неравномерности АЧХ не более ±3 дБ), Гц .... .................... . . . ,
Частоты раздела, Гц..................................
Номинальная выходная мощность, Вт, канала:
НЧ и СЧ на нагрузке сопротивлением 8 Ом..........
ВЧ на нагрузке сопротивлением 16 Ом..............
Коэффициент гармоник, %, при выходной мощности 4 Вт, на частоте, Гц:
100..............................................
1 000 ...........................................
10 000 ..........................................
20 000 ..........................................
20...200 000 400 и 4000
14
5
0,4 0,7 0,4 0,5
54
Относительный уровень шумов и фона, дБ* канала:
НЧ.................................................... —90
СЧ и ВЧ............................................... —80
Переходное затухание между каналами,- дБ* на частоте, Гц?
1 000................................................... 70
20 000.................................................. 50
Каждый канал устройства , (усилитель — стереофонический) состоит из блока разделительных фильтров с регулируемыми коэффициентами передачи раздельно в низкочастотной (НЧ), срёднечастотной (СЧ) и высокочастотной (ВЧ) полосах сигнала и трехполосного усилителя мощности.
Блок фильтров (рис. *11.15) содержит переключатель уровня сигнала (S/), регулятор громкости (R2), два усилительных каскада (VJ, V2) с включенными на входе фильтрами верхних (C2R3C3R4C4R5) и нижних (R7C6R8C7R9C8) частот и два эмиттерных повторителя (V3, V4) также с фильтрами верхних (C16R18C17R19C18R20) и нижних (R17C11R14C12R15C13} частот на вхрде.
Частоты среза первых двух фильтров — 400 Гц, вторых — 4000 Гц. Таким образом, с движка переменного резистора R12 на вход соответствующего полосового усилителя поступают составляющие частотой ниже 400 Гц, с движка резистора R24 — частотой от 40Q до 4000 Гц, ас движка резистора R23 — частотой выше 4000 Гц.
Каждый из полосовых усилителей мощности (рис. 11.16) выполнен на одном ОУ и двух комплементарных парах транзисторов. Схемы усилителей СЧ и НЧ полос сигнала практически идентичны и отличаются только тем, что последний охвачен цепью положительной обратной связи (ПОС) по току. Сигнал этой связи снимается с движка подстроечного резистора R10 и чёрез резистор R9 подается на неинвертирующий вход ОУ АЗ. Выходные каскады усилителей СЧ и НЧ полос работают в режиме В, усилителя ВЧ полосы — в режиме АВ.
Принципиальная схема двуполярного блока питания усилителя изображена на рис. II. 17. Переключателем S2 порог срабатывания электронной защиты можно установить равным 1 или 3 А. Напряжения + 18 и —18 В используются для питания усилителей СЧ и НЧ полос, а также выходного каскада усилителя ВЧ полосы, +12 и —12 В — для питания ОУ А1 этого усилителя. От маломощного стабилизатора напряжения на транзисторе V8 питается блок фильтров.
Кроме указанных на схеме, в усилителях СЧ и НЧ можно использовать ОУ К140УД6А, К140УД6Б, К140УД8А, К140УД8Б, К553УД1. Комплементарные пары транзисторов КТ502Б, КТ503Б можно заменить парами КТ502Г, КТ503Г; КТ502В, КТ503В, а также (в усилителе ВЧ) парой транзисторов КТ361Е, КТ315Е. Статические коэффициенты передачи тока заменяющих транзисторов должны быть не менее 40. Для получения малых нелинейных искажений пары транзисторов выходных каскадов рекомендуется подобрать цо коэффициенту /121э с отклонением не более ± 10 % (УЛ V8 и У/Я, VI4) и ± 20 % (все остальные).
55
Рис. 11.16
Транзисторы V13— V18 (см. рис. 11.16) необходимо установить на ребристые теплоотводы с эффективной площадью 300...400 см2, транзисторы V15 и V22 (рис. 11.17) — на теплоотводы с примерно вдвое большей площадью.
Трансформатор Т1 блока питания намотан на витом тороидальном магнитопроводе внешним диаметром 115, внутренним 60 и высотой 40 мм. Обмотка 1 содержит 880 витков провода ПЭЛ — 0,6 с. отводом от 510-го витка, обмотка 11— 2 X 70-витков провода ПЭЛ — 1,5. Дроссель L1 намотан на магнитопроводе из пластин Ш10 (толщина набора 10 мм). Его обмотка содержит около 1000 витков провода ПЭЛ—0,17.
Громкоговорители выполнены в виде фазоиивсрторов. Корпуса (наружные размеры 320 X 240 X 500 мм) изготовлены из древесно-стружечной плиты толщиной 20 мм. НЧ головка^укреплена на передней панели изнутри, все остальные — снаружи. Отверстие под НЧ головку расположено на вертикальной оси
U
V9, V10 Д6145
Рис. 11.17
Fl 1А
81 ЮОк
Н1
T1MIJ
2208
V6 /ш
VI
83 ВДн С1
500мк* 25 В
д ’-,вв ZE 200мк *25В 82 '\JJ
шм
Ж V2
L^A78
Д7Б
31 Сеть
, Ф Л
-127/2208
V/6 V15
87602А H760JA
F7J
|/?4 №
____J СJ Z 4000мк*25В К-4000мк*25~В
86 0,15
468
Ю Жу/7,т £ Шо
Д614В У________;
ЗА
321
V23
89
66
дшв
-г__-428
^5 2\Д614Д
^\тд
V19, V20
714 МОП
\85
V24 $
815
J3
~ЮВ
и 420 мм от
той
V21 V22
FT40JA П210А
32.2
ЗА
симметрии панели на расстоянии 130 мм от нижней стенки, отверстия под СЧ и ВЧ головки — симметрично относительно этой оси (каждая пара на одном уровне) на расстоянии соответственно 310
165 мм одна от другой. От остального объема корпуса СЧ головки изолиро-
66 8110J5
же стенки и 130 и
71
В
ваны колпаком в виде полуцилиндра диаметром 130 мм из дюралюминия толщиной 0,5 мм. Полуоснования колпака изготовлены из листового пенопласта толщиной 15 мм. Отверстие под туннель фазоинвертора (тонкостенная — 1,5 мм— картонная труба внутренним диаметром 45 и длиной 150 мм) расположено в верхней части передней панели -между ВЧ головками. Частота настрой-ки фазоин вертора 30 Гц. Все соединения в корпусе герметизированы пластилином. Стенки кроме передней, выложены уплотненным (толщиной 30 мм) слоем ваты, прижатой к ним пластмассовой сеткой. Между передней стенкой и корпусом проложена
микропористая резина.
Первым налаживают блок фильтров. Установив движки резисторов
R24 и R23 (см. рис. 11.15) в верхнее (по схеме) положение, подают на вход переменное напряжение 200 мВ частотой 200, 2 000 и 10 000 Гц и измеряют на пряжения на выходах блока. Если эти напряжения окажутся меньше 800 мВ, транзисторы VI и V2 заменяют другими, с большей крутизной.
Налаживание усилителей мощности ведут при токе срабатывания защиты 1 А. Ток покоя транзисторов V13, V14 (около 100 мА) устанавливают подСс ром резистора R14, минимум постоянного напряжения на выходе (допустимое st аче-ние ± 0,1....0,2 В) — подбором резистора R3*. Отсутствия постоянного напряжения на выходах усилителей СЧ и ВЧ полос добиваются подстроечными резисторами R11 и R12.
После этого на вход блока фильтров подают напряжение 100 мВ частотой 200 Гц и подбором резистора R7* усганавливаюг на эквиваленте нагрузки уси
57
лителя НЧ напряжение 10,5 В. Аналогично на частотах 2 и 10 кГц подбором резисторов R2* и R4* устанавливают на эквиваленте нагрузки усилителя СЧ напряжение 10,5 В, а на эквиваленте нагрузки усилителя ВЧ — 9 В. В последнюю очередь подбирают глубину ПОС. Подключив громкоговорители и установив движки резисторов R12 и R23, R24 (см. рис. II. 15) в нижнее (по схеме) положение, подают на вход музыкальный сигнал с преобладанием басовых звуков. Постепенно перемещая движок резистора R12 вверх, добиваются наиболее приятного звучания низших звуковых частот.
2. УЗЛЫ УСИЛИТЕЛЕЙ 34. ПРИСТАВКИ К УСИЛИТЕЛЯМ
Электронные переключатели входов [17] позволяют свести к минимуму наводки на коммутируемые цепи, упрощают конструкцию и повышают надежность звуковоспроизводящего устройства.
Переключатель на два входа (рис. 11.18) собран на интегральном коммутаторе К190КТ2, объединяющем в своем корпусе четыре полевых МОП-транзи-стора с каналом л-тлпа. Два из них использованы для коммутации сигналов, поданных на входы /, 2, два других — для коммутации светодиодов VI и V2, индицирующих состояние устройства. Коммутатор сигналов выполнен по схеме триггера с автоматическим смещением. Коммутируемые сигналы подаются через конденсаторы Ct и С2 на стоки полевых транзисторов, выбранный сигнал снимается со стока. При касании сенсорных контактов Е1 и Е2 на выход коммутатора подается сигнал со входа 2 (зажигается светодиод VI), при касании контактов Е2 и ЕЗ -— со входа 1 (зажигается светодиод V2). Если необходимо, чтобы с включением питания коммутатор устанавливался в определенное состояние, емкость конденсатора (СЗ или С4), соеди-
ненного с затвором транзистора, который должен остаться закрытым, надо увеличить в 1,5...2 раза по сравнению с указанной на схеме. Для получения коэффициента передачи, близкого к единице, выходные сопротивления источников сигнала не должны превышать 1 — 2 кОм.
Переключатель на четыре входа (рис. II. 19) предназначен для стереофонического устройства. Коэффициент гармоник при входном напряжении до 1 В не превышает 0,L5 %. Сопротивление нагрузки должно быть не менее 47 кОм.
Как видно и^ схемы, переключатель выполнен на транзисторной сборке At, четырех тринисторах (VI, V3, V5, V7) и двух пятиканальных коммутаторах К190КТ1. Сенсорные контакты Е2—Е5 соединены с базами транзисторов сборки
At. В исходном состоянии все транзисторы этой сборки, тринисторы и электронные ключи коммутаторов А2, АЗ закрыты, и светодиоды V2, V4, V6, V8 не светятся. При касании сенсорных контактов Е1 и Е2 транзистор сборки А1, база которого (вывод It) соединена с контактом Е2, открывается, и<импульс его коллекторного тока заставляет открыться тринистор V5. В результате зажигается светодиод V6, на затворы соответствующих транзисторов микросхем А2, АЗ (выводы 7) подается напряжение отрицательной полярности, и они открываются, соединяя линейный выход приемника со входом усилителя 34. При касании другой пары контактов коммутатор работает аналогично, при этом ранее открытый тринистор закрывается под действием напряжений на обкладках соединенных с его анодом конденсаторов С1—С4. Для уменьшения проникания на выход сигналов отключенных источников программ на подложки транзисторов микросхем А2, АЗ (выводы 5) подано положительное напряжение.
В устройстве предусмотрена возможность перевода усилителя 34 в монофонический режим работы. Для переключения режимов" используется двухвходо-
58
вой переключатель (см. рис., 11.18). Конденсаторы С1 и С2, а также резистор R8 из него в этом случае исключают, вывод 6 микросхемы А1 соединяют с общим проводом, а вывод 7 — с выводами 11 микросхем Д2, АЗ коммутатора входов. Режим Моно включают после таких изменений прикосновением к сенсорным контактам Е1 и Е2 (см. рис. 11.18).
VWftVd Ш2Б л/ итм -мкл
Выход левого канала
Выход правого канала
Рис. 11.19
При питании всего устройства напряжением 12 В сопротивления резисторов R6, R7 (см. рис. 11.18) необходимо уменьшить до 1 кОм, при питании напряжением 24 В — необходимо увеличит^ до 2 кОм сопротивления резисторов R2— R5 (рис. 11.19). Устройство сенсорных контактов показано в левой верхней части рис. 11.19. Их изготовляют из фольгированного стеклотекстолита.
При отсутствии микросхем в коммутаторе можно использовать полевые транзисторы КП304А, а транзисторную сборку К198НТЗБ заменить транзисторами КТ315Б. Вместо тринисторов КУ 101А допустимо использовать другие трицисторы. этой серии, вместо светодиодов АЛ102Б — любые другие.
Налаживание коммутатора сводится к подбору резисторов R6* — R8*, R12* —R14*, чтобы привести к одному уровню напряжения, поступающие на входы от разных источников программ. *
Тонкомпснсированный регулятор громкости [19] на переменном резисторе группы В без отводов можно выполнить по схеме на
рис. 11.20. Необходимый при уменьшении
громкости подъем АЧХ на низших и высших частотах создается последовательными колебательными контурами L1C1 и L2C2, настроенными соответственно на частоты 30 и 18 000 Гц. Резисторы7?2 и R3 ограничивают глубину тонкомпен-сации, резисторы R4f R5 расширяют полосы частот, в которых осуществляется
тонкомпенсация.
Катушки L1 и L2 намотаны на ферритовых кольцевых сердечниках типоразмера М2000НМ-А-К17, 5 X 8, 2 X 5. Первая из них содержит 2000 витков лро-
59
вода ПЭЛ — 0,08, вторая — 200 витков провода ПЭЛ — 0,27. Конденсатор С1 — неполярный типа К50-6. Его можно заменить двумя полярными конденсаторами емкостью 20 мкФ, соединив их встречно-последовательно.
Для нормальной работы регулятора входное сопротивление следующего за ним каскада должно быть не менее 47 кОм.
Регулятор громкости с сенсорным управлением 116] рассчитан на работу с усилителем мощности, имеющим входное сопротивление не менее 10 кОм и номинальное входное напряжение в пределах 0,1...0,7 В.
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц.....................
Диапазон регулирования громкости, дБ................
Коэффициент передачи при максимальной громкости (0 дБ) Коэффициент гармоник (при входном напряжении 500 мВ), %, не более........................................
Относительный уровень шумов, дБ.....................
Глубина тонкомпенсации, дБ, при минимальной громкости на частоте, Гцд 30. ••• •• » . ' «а*
18 000’ ’ .’ J ‘ ‘ J а * . а ’
20...20 000
0...—50
1
0,35
-54
30
- 10
Устройство (рис. II.21) собрано на основе пятиканального интегрального коммутатора К190КТ1. Два из входящих'в него полевых транзистора использованы непосредственно для управления громкостью, два других — в качестве ключей в депях светодиодов V/, V2, индицирующих уровни —40 и —20 дБ, и один — для компенсации ослабления сигнала, вносимого регулятором.
При включении питания напряжение на «запоминающем» конденсаторе СЗ
равно нулю, поэтому транзистор, к затвору которого он подключен, закрыт, и светодиод VI не светится.
Транзисторы, управляющие громкостью, при этом открыты (на их затворы подано отрицательное напряжение смещения через резисторы RJI, R13), сопротивления их каналов не превышают нескольких сотен Ом, поэтому цепь сигнала фактически замкнута на общий провод через конденсаторы большой емкости С4*, С6. Светодиод V2 не светится, так как напряжение на затворе транзистора, в стоковую цепь которого он включен, невелико.
Громкость увеличивается при касании к сенсорным контактам Е1 и Е2, когда конденсатор СЗ начинает заряжаться
Рис. 11.21
от источника питания через резисторы Rlt R3 и сопротивление кожи пальца. По мере роста напряжения на конденсаторе сопротивление канала транзистора в цепи светодиода VI уменьшается. Вследствие этого уменьшается напряжение и на затворах*регулирующих транзисторов (выводы микросхемы 3 и 7), а сопротивления их каналов и громкость увеличиваются. При уровне сигнала —40 дБ начинает светиться светодиод VI, при уровне —20 дБ — светодиод V2.
При касании сенсорных контактов Е2 и ЕЗ процесс регулирования протекает в противоположном направлении, и громкость уменьшается. Установленный уровень громкости уменьшается не более чем на 3 дБ за время 2...3 ч. Тонкомпсн-сация при малой громкости обеспечивается на низших частотах конденсаторами С4, С6 (глубину компенсации регулируют подбором их емкости в пределах 0,5...2 мкФ), на высших — колебательным контуром L1C2, настроенным на частоту 18 кГц (глубину регулируют подбором резистора R6).
60
Для того чтобы время поддержания установлено™ уровня громкости было достаточно большим, сенсорный контакт Е2 необходимо хорошо изолировать от общего провода, а конденсатор СЗ подобрать с малым током утечки (подойдут конденсаторы К76П-1, К73-11 и т.п.).
Налаживание устройства сводится к установке режима работы транзистора, использованного в каскаде, компенсирующем потери сигнала в регуляторе. Для этого соединяют контакты Е1 и-Е2 проволочной перемычкой, подают на вход переменное напряжение 0,5 В с частотой 1 кГц и добиваются подстроечным резистором R15 максимального неискаженного сигнала на выходе. Коэффициент передачи, равный 1, устанавливают подбором резистора R17*, после чего про-волоЧнуК) перемычку, соединяющую контакты £/, Е2У удаляют.
Регуляторы тембра на микросхеме К548УН1 [6]. На основе этой микросхемы собраны два варианта регуляторов тембра (рис. 11.22)*. В первом из них (рис. П.22, а) для изменения АЧХ на низших и высших частотах использован пассивный мостовой регулятор, а микросхема обеспечивает компенсацию вноси
Рис. 11.22
мого им ослабления на средних частотах. Второе устройство (рис. 11.22, б) — активный регулятор тембра (элементы, определяющие ход АЧХ в области низших и высших частот, включены в цепь ООС, охватывающей усилитель А/). Пределы регулирования тембра на частотах 40 и 16 000 Гц первого устройства ± 15 дБ, второго ±12 дБ, коэффициент передачи обоих устройств в среднем положении движков резисторов R2, R7 и R3, R5 равен 1. Неравномерность АЧХ в этом положении движков при отклонении параметров элементов не более чем на ±5 % не превышает ± 1 дБ в диапазоне частот 20...20 000 Гц.
Плавность регулирования тембра в первом устройстве достигается при использовании'переменных резисторов группы В, во втором — группы А. Выходное сопротивление предшествующего регулятору каскада должно быть не более 2 кОм.
Пятиполосный активный регулятор тембра [10]. Отличительная особенность устройства — малый уровень собственных шумов и нелинейных искажений, а также малая неравномерность АЧХ при установке полосовых регуляторов в одинаковое положение и «гладкость» ее при установке регуляторов’ в разные положения (АЧХ не имеет «волнистости», присущей АЧХ большинства подобных устройств).
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц, при. спаде АЧХ на краях —3 дБ и входном напряжении 1 В (движки всех регуляторов в среднем положении) ....... •......... 8...30 000
Входное напряжение, В: номинальное ..... ................. • ............ 1
максимальное ................... ........... . 2,9
* В скобках указаны номера аналогичных по назначению выводов второго усилителя микросхема.
61
Коэффициент гармоник, %, при входном напряжении 1 В (движки регуляторов в среднем положении) на частотах 100, 1000, 10 000 Гц .......................................... 0,05
Пределы регулирования тембра на частотах 50, 200, 800, 3200 и 12 800 Гц......................................... . ±12
Относительный уровень шумов (при входном напряжении 1 В), дБ................................................... —80
Устройство (рис. 11.23) состоит из входного эмиттерного повторителя на транзисторе VI, пяти активных полосовых фильтров Z1—Z5 (на схеме показан один из них — Z1) и двухкаскадного усилителя на транзисторах V2, V3. Тембр регулируют переменными резисторами 1R2—5R2. Включенные последовательно с ними постоянные резисторы 1R1—5R1, 1R3—5R3 ограничивают пределы регулирования до ztr 12 дБ. Уменьшением их сопротивлений пределы регулирования можно расширить до ziz 25 дБ.
Усилители активных фильтров (1V1 — 5V1, 1V2 — 5V2) одинаковы по схеме и отличаются один от другого только номиналами конденсаторов 1С1 — 5С1, 1С2 — 5С2 частотозадающих цепей. Напряжения ООС снимаются с части эмит-терной нагрузки транзисторов 1V2 — 5V2 и подаются в. цепи баз транзисторов 1V1—5V1. Интервалы между частотами настройки активных фильтров выбраны равными двум октавам. Коэффициент передачи фильтров на частотах настройки равен 6, добротность—1.
- 62
Сигналы с выходов активных фильтров поступают на вход двухкаскадного усилителя через резисторы 1R9—5R9, сопротивления которых определяют и режим работы транзисторов V2, V3 по постоянному току. Корректирующая цепь R6C5 повышает устойчивость работы усилителя на высоких частотах. Для питания
стереофонического варианта устройства необходим стабилизированный источник, обеспечивающий при токе 40...50 мА напряжение 15 В.
В регуляторе можно использовать любые кремниевые высокочастотные транзисторы соответствующей структуры с допустимым напряжением между эмиттером и коллектором не менее 15 В и статическим коэффициентом передачи тока /121Э не менее 200 (IV1 — 5V1) и 70 (остальные). Допустимое отклонение от указанных на схеме значений емкости конденсаторов 1С1 — 5С1, 1С2 — 5С2 и сопротивлений резисторов 1R4 — 5R4, 1R5 — 5R5 не должно превышать zt: Ю %. Переменные- резисторы 1R2 — 5R2 должны быть группы А.
Число полос регулирования можно увеличить, уменьшив интервалы между частотами настройки фильтров до одной или до одной трети октавы. Значения
добротности и параметры резисторов частотозадающих цепей для этих случаев приведены в табл. 11.1. Емкость конденсаторов 1С1 — NCI, 1С2— NC2 (в микро-
фарадах) рассчитывают исходя из выбранных значений частот регулирования fQ (в герцах) по формуле С ~
= ]/2л/0/R4R5 « 11,8 //0.
Допустимое отклонение параметров элементов частотозадающих цепей октавного (десятиполосного) регулятора — Ю %, третьоктавного 5%. Налаживания регулятор не
Таблица 11. 1
Интервал между частотами регулирования, октава Добротность Сопротивление резистора, кОм
1R4—NR4 , 1R5—NR5 1R7—NR7
1 1,7 3,9 47 6,8
1/3 4,5 | 1 1,5 120 0,68
требует.
Параметрический регулятор тембра [14]. В отличие от традиционных регуляторов, изменяющих АЧХ усилительного тракта на низших и высших частотах, параметрический регулятор позволяет смещать частоты изгиба АЧХ в довольно широких пределах. По функциональным возможностям такой регулятор тембра
приближается к многополосному, но_ значительно проще его.
Основные параметры
Номинальное входное напряжение, мВ. ,..............
Выходное напряжение, В: номинальное........................................
максимальное .............. ...... ............
Коэффициент гармоник, %,- не более.................
Относительный уровень шумов, дБ, не более..........
Пределы регулирования тембра, дБ-.................
Диапазон перестройки частоты изгиба АЧХ, Гц, в области частот: низших.............................................
высших . ..................... ......... .
220
1
7 0,07 —80 ±10
60...700
1 000...8 000
Устройство (рис.-11.24) состоит из усилителя 34, выполненного на двух ОУ микросхемы А/, фильтра инфранизких частот R2C1 и двух двухполюсников с частотно-зависимым входным сопротивлением, каждый из которых выполнен на транзисторе (VI, V2) и одном из ОУ микросхемы А2. Между каскадами первого двухполюсника включен фильтр верхних частот (ФВЧ) C5R11R12, второго — фильтр нижних частот (ФНЧ) C8R17R19. Частоты среза этих фильтров можно плавно изменять переменными резисторами Rl 1 *и R17.
Входы двухполюсников подключены к движкам переменных резисторов R3 и R4, выполняющих функции собственно регуляторов тембра соответственно на низших и высших частотах. Вследствие этого усиление каскада на ОУ А 1.1, в цепь ООС которого включены резисторы R3, R4, зависит не только от положения движков этих резисторов, но и от частоты. При установке движков в крайнее левое (по схеме) положение АЧХ на низших и высших частотах имеет максимальный подъем, в крайнее правое — максимальный спад, в среднем положении* движков АЧХ усилителя горизонтальна. Частоты, с которых начинается спад
63
или подъем АЧХ, изменяют переменными резисторами RU и R17: уменьшение их сопротивлений приводит к смещению частот в область более высоких частот, увеличение — в область 'более низких частот.
Для уменьшения помех частотой ниже 20 Гц к входу усилителя НЧ подключают (переключателем S/) фильтр инфранизких частот R2C1.
В устройстве можно применить любые другие ОУ с соответствующими цепями коррекции АЧХ и напряжением питания. Переменные резисторы R3, R4, Rll, R17 — СПЗ-ЗЗг или СПЗ-ЗЗд.
Налаживание регулятора сводится к установке подстроечным резистором R6 номинального выходного напряжения (1 В) при подаче на вход напряжения 220 мВ частотой 1 кГц (движки резисторов R3, R4, Rll^ R17 должны при этом находиться в среднем положении).
Рис. 11.24
Предварительный усилитель на микросхеме К140УД1Б [29] предназначен для работы в тракте высококачественного звуковоспроизведения сигналов от различных источников программ. Его целесообразно использовать с усилителем мощности чувствительностью 0,5... 1 В с входным сопротивлением не менее 10...20 кОм.
Основные параметры
Номинальный диапазокчастог, Гц ............'........
Номинальное напряжение, мВ, при выходном напряжении
1 В на частоте 1 кГц со входа для подключения:
звукоснимателя и магнитофона...................
радиоприемника...............................,
микрофона....................................,
Входное сопротивление, кОм, входа для подключенияз звукоснимателя и магнитофона.......................
радиоприемника ................................
микрофона................................: . . .
Относительный уровень шумов (при выходном напряжении 1 В), дБ........;...............................
Диапазон регулирования уровня сигнала, дБ ..........
Пределы регулирования тембра, дБ, на частоте:;
31,5 Гц ...»...................................
18 кГц.........................................
20...20 000
200 20
1
1 000 ’ 100
5
—70
60
64
Устройство (рис И.25) представляет собой инвертирующий усилитель на ОУ А1 с регулятором тембра в цепи охватывающей его OQC й~тонкомпенсирован-ным регулятором громкости на выходе. Уровень низших частот регулируют'переменным резистором R10, высших — резистором R16. Цепи тонкомпенсации R7C3C4R8 и R12C7C8R14 обеспечивают необходимое изменение АЧХ усилителя при регулировании громкости переменным резистором R17. При желании цепи тонкомпенсации можно отключить переключателем S1.
Для питания усилителя необходим стабилизированный двуполярный источник с малым напряжением пульсаций. Переменные резисторы RIO, R16 должны быть группы Б, R17 — группы В.
Налаживания усилитель не требует. Возможное в некоторых случаях самовозбуждение устройства устраняют подбором конденсаторов С1* и С2*.
Предварительный усилитель на микросхеме К284СС2 усиления сигналов от различных источников программ, ность устройства — возможность частотной коррекции в отдельных полосах частот.
[18] предназначен для Отличительная особен-усиливаемого сигнала
Основные параметры
Номинальный диапазон частот, Гц..................... 20...35000
Номинальное входное напряжение (при выходном напряжении 1 В), мВ.........., , • . •..................... 40 •
Максимальное выходное напряжение (при коэффициенте гармоник до 2 %), В................................. 2,5
Коэффициент гармоник (ц^ частоте 1 кГц при выходном напряжении 1 В), %.................................. 0,4
Пределы регулирования тембра (на частотах 60, 230, 730, 2 350 и 7 300 ГЦ), дБ............................... ±12
Входное сопротивление, №Ом.......................... 1
Выходное сопротивление, кОм............................... • 3
Усилитель (рис. II.26) собран на гибридной микросхеме К284СС2 (буквенный индекс может быть любым), состоящей из четырех самостоятельных устройств: истокового и эмиттерного повторителей и двух усилителей — инвертирующего и неинвертирующего с коэффициентами усиления соответственно не менее 3000 и 200. Неинвертирующий усилитель (вход — вывод 13, выход — вывод 5) использован на входе устройства, инвертирующий (вход — вывод 11,
3 4*888 65
выход — вывод 6) — на выходе. Пассивный пятиполосный регулятор тембра включен между эмиттерным (выводы 7 и <$) и истокоЬым (выводы 14 и /) повторителями. Тембр регулируют переменными резисторами R17 — R21, громкость — переменным резистором R2. Все резисторы должны быть группы В.
Если необходимо, чувствительность усилителя можно регулировать, изменяя отношение сопротивлений резисторов R10 и R11 (коэффициент усиления инвертирующего усилителя = R11/R10). Требуемую емкость конденсатора С5 в этом случае определяют из соотношения С5 > (/н — низшая частота
номинального диапазона).
Рис. 11.26
8 30 300
Ьхоо
CJ
821М
Ш 270
12
J3
А1 K284CG2A '
88 43н R9 4,3к
14_ 6
827 ЮМ
828 30х
СГ71.
01мх~ ~
CIS
-158
VI КС162А
\7V2 КС162А
R1
15к
i> ж
Т «
----’ ” 50мк*10В
50мк*10В
q 8Ю200Н ^11ЮМ^ сюит
829
ЗОх
СЮ Юмк*ЮВ
200мх*ЮВ
—- Выход
07 дОх
Налаживания t устройства не требуется, если в цепях регуляторов тембра использованы резисторы и конденсаторы, подобранные с точностью 5... 10 %. Единственное, что надо сделать, это измерить максимальное выходное напряжение, которое должно быть не менее
СО
150
СО 50
СО 1500 ,, R13
КП
нгг синю
07
500 в1 814
823
С12 500
Ц!9
С14 50
621
R20
816
нН
7300Гц
60 /4
B12~B26 470к
230 Гц
730 Гц
2350Гц
2,5 В. В случае одностороннего ограничения напряжение необходимо подобрать резисторы R4 и R28 делителей, определяющих режим работы соответст-
венно истокового и эмиттерного повторителей.
* Предварительный усилитель с активными регуляторами громкости и темб-ра [9] предназначен для работы с высококачественным Стереофоническим усилителем мощности чувствительностью 0,75... 1 В.
Ж И
8
Основные параметры
Номинальный диапазон частот# Гц...................... 20...20 000
Номинальное входное напряжение (при выходном напряжении 1 В), мВ................................................. 250
Входное сопротивление# кОм................................... 140
Сопротивление нагрузки, кОм, не менее......................... 10
Диапазон регулирования громкости (на частоте 2,5 кГц)# ДБ................................................... 56
Пределы регулирования тембра (на частотах 30 и 20 000 Ги относительно частоты 1000 Гц) дБ..................... ±20
Коэффициент гармоник, %,- не более (регуляторы громкости и тембра в положениях, .соответствующих максимальной громкости и максимальному подъему АЧХ).................. 0,03
Отношение сигнал/шум (невзвешенное), дБ, не менее (регуляторы в положениях максимальной громкости и линейной АЧХ) ................................................... 80
66
Каждый из каналов предварительного усилителя (на рис. 11.27 показана схема одного из них) состоит из истокового повторителя на полевом транзисторе VI и активных регуляторов громкости и тембра, выполненных соответственно на транзисторах V2, V3 и V4, V5. Исюковый повторитель необходим при использовании усилителя с источниками сигнала, обладающими большим выходным сопротивлением.' Если же устройство используется в магнитофоне или проигрывателе, корректирующие усилители которых имеют, как правило, низкое выходное сопротивление, повторитель можно исключить. В этом случае сигнал подают на конденсатор С2 (поменяв полярность его включения на обратную) через делитель, составленный из резисторов сопротивлением 8,2 кОм и 910 Ом.
Усилители активных регуляторов громкости и тембра одинаковы по схеме и отличаются друг от друга только номиналами некоторых элементов. Соотношения между номиналами элементов С2, R6, СЗ, R8, R12, С4 активного регуля-
тора громкости подобраны так, чтобы при данном выходном сопротивлении истокового повторителя (600... 1000 Ом) обеспечить наилучшую тонкомпенсацию во всем диапазоне регулирования. Требуемый при малой громкости подъем усиления на низших и высших частотах создается соответственно конденсаторами С4 и СЗ. Емкость конденсатора С2 выбрана из условия отсутствия подъема АЧХ при максимальной громкости. Громкость регулируют переменным резистором R8, стереобаланс — переменным резистором R29.
Элементы регулятора тембра включены в цепь ООС, охватывающей усилитель на транзисторах V4, V5. На низших частотах тембр регулируют переменным резистором R20, на высших — резистором R22. При использовании регулятора тембра в других трактах следует учитывать, что выходное сопротивление предшествующего каскада должно быть не более 700 Ом.
Стабилизатор напряжения на транзисторах V6, V8 позволяет использовать для питания усилителя любой нестабилизированпый источник.
В усилителе можно использовать любые кремниевые высокочастотные транзисторы соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока Ь21э не менее 400 (V2), 300 (V4) и 100 (V3t V5). Конденсатор С2 желательно подобрать с точностью не менее 10 %. Если это невозможно, подбирают конденсатор С4, емкость которого должна составлять 0,05 емкости конденсатора, С2. Транзистор V8 необходимо снабдить теплоотводом в виде флажка, согнутого из листовой меди или латуни толщиной 0,5...0,6 мм.
Налаживание усилителя сводится к подбору резистора R4* до получения на истоке транзистора VI напряжения 6 В. Режимы работы остальных транзисторов устанавливаются автоматически.
3*
67
Рис. 11.28
R1 — R4 в этом случае напряжение одной из вать, так как сопротивления резисторов R1
Устройство защиты громкоговорителей [81 предохраняет громкоговорители от повреждения при появлении на любом из выходов стереофонического усилителя постоянных напряжений как положительной, так и отрицательной полярности, и кроме того, задерживает их подключение на время, превышающее длительность переходных процессов в усилителе, которые возникают в момент включения питания.
Устройство (рис. 11.28) выполнено на трех транзисторах и питается от отдельного источника напряжением 45 В. Основа, устройства — электронный ключ на составном транзисторе V2V3, в коллекторную цепь которого включено реле К1. Время задержки срабатывания реле после подачи питания зависит от элементов R6, С2 и при указанных на схеме номиналах составляет примерно 2 с. Срабатывая, реле своими контактами Х7./ и К1.2 подключает громкоговорители к выходам левого и правого, каналов усилителя.
При появлении на выходе любого из каналов постоянного напряжения положительной полярности открывается транзистор VI. В результате напряжение на его коллекторе, а следовательно, и на эмиттерном переходе составного транзистора уменьшается настолько, что реле 7(7 отпускает и своими контактами отключает громкоговорители- от усилителей. К такому же результату приводит и появление на выводе любого из каналов постоянного напряжения отрицательной полярности: оно поступает на базу составного транзистора через делитель напряжения R3R7 и закрывает его. Устройство реагирует и на напряжения разной полярности, включая и случай, когда их значения одинаковы (в точке соединения резисторов полярностей будет превалиро-и R2 разные). Конденсатор С1
предотвращает реакцию устройства защиты на переменное напряжение.сигнала частотой выше 10 Гц.
В устройстве применено реле РЭС-6 (паспорт РФО.452.101).
Устройство защиты на микросхемах [24] предназначено для работы со стереофоническим усилителем, питающимся от двуполярного источника и связанным с нагрузкой без разделительного конденсатора. Оно отключает громкоговорители при появлении на любом из выходов усилителя постоянного напряжения, превышающего — 1,2 В, и при выходе из строя любого из источников двуполярного питания, общих в данном случае для усилителя и устройства зищиты. В состав устройства входит реле времени, задерживающее подключение громкоговорителей на время, превышающее длительность переходных процессов в усилителе, связанных с включением питания.
Устройство (рис. 11.29) состоит из двух фильтров нижних частот (RJC1 и R2C2), диодного распределителя (VI — V4), двух компараторов, выполненных на ОУ AZ, А2, и электронного ключа на транзисторах VII—V13, нагруженного на обмотку реле R1. Если усилитель исправен, то с включением питания диоды V6, V7 закрываются положительными выходными напряжениями ОУ Я/, А2, и конденсатор СЗ начинает заряжаться через резисторы R9, R12 от стабилизированного источника напряжения на стабилитроне V8. В момент, когда напряжение на конденсаторе достигает 1,3... 1,4 В, транзистор V12, а затем и V13 открываются, и реле К1 срабатывает, подключая громкоговорители к выходам усилителей левого и правого каналов.
При появлении на выходе любого из усилителей напряжения положительной полярности, превышающего 1,2 В, выходное напряжение ОУ А1 становится отрицательным, диод Гб открывается, конденсатор СЗ быстро разряжается через tfero и цепь R11V9, и транзисторы V12, V13 закрываются. В результате реле /С/ отпускает, и его контакты отключают громкоговорители-ют усилителей. Анало-
68
гично процесс протекает при появлении на выходе любого из усилителей напряжения отрицательной полярности (в этом случае отрицательным становится выходное напряжение ОУ А2, и конденсатор СЗ разряжается через цепь RUV9V7}, а также разнополярных напряжений любого, превышающего пороговое, значения.
Реакция устройства на исчезновение напряжения питания положительной полярности обусловлена тем, что это напряжение использовано для питания
транзисторов V12, V13. При исчезновении напряжения питания отрицательной полярности закрывается транзистор VII (напряжение смещения на его базу подается через резистор R10 от источника — 5,6 В), разрывая коллекторную цепь транзистора V12. В обоих случаях срабатывает реле К1 и отключает громкоговорители от усилителей.
В устройстве применено реле РЭС-9 (паспорт РС4.524.200).
Индикатор выходной мощности с логарифмической шкалой [4] выполнен на основе стрелочного измерительного прибора М476/1. Динамический диапазон измеряемых мощностей составляет 43 дБ (крайние значения регистрируемых мощностей—0,1 и 200 Вт).
Расширение динамического диапазона достигается применением усилителя на ОУ А1 с характеристикой, близкой к логарифмической (рис. 11.30). Требуемую зависимость выходного напряжения от входного обеспечивают диоды VI, V2t включенные в цепь ООС, охватывающей усилитель. Измерительный прибор Р1 включен в диагональ моста, образованного диодами V3, V4 и резисторами R8, R9, а сам мост — в цепь параллельной ООС, охватывающей согласующий каскад
. ,.С/ Ц/ми
Рис. 11.30 Hhr——
/?/ 20к
Вход {200 мВ)
01
20к
СО 0J мн
03 Юмк458_ _ +/2JS8 \R10 \4,0К >
!М
R? /Би
V0
У5.Ш156
М* 1,вк Мъ/
А/ К/40УД/5 гЧ
V/-Ж КДЗ/ОА С6Л+ \№Ц
Р/ Ш76// 68.мн45LW
470
-/268
на транзисторе V5. Уровень напряжения на выходе ОУ А1 и. степень сжатия диапазона его значений регулируют соответственно подстроечными резисторами R3 и R5\ калибруют измеритель подстроечным резистором R7.
В индикаторе можно использовать микроамперметр с током полного отклонения не более 200 мкА.
* Пиковый индикатор выходной мощности [12] при сопротивлении нагрузки усилителя, равной 4 Ом, обеспечивает индикацию выходной мощности в пределах 1,5...100 Вт. Индикатор состоит из одинаковых ячеек, число которых зависит от выбранного шага индицируемых значений мощности. Каждая из ячеек
69
(рис. 11.31) представляет собой пороговое устройство, выполненное на транзисторах разной структуры. Выходной сигнал усилителя НЧ поступает на базы транзисторов 1V1 — NV1 всех ячеек через резисторы 1R1 — NR1. Порог срабатывания ячейки (для примера рассмотрим ячейку 47) определяется напряжением на эмиттере транзистора 1V1, которое зависит от отношения сопротивлений резисторов 1R6 и 1R4. При амплитуде положительной полуволны сигнала, большей напряжения на эмиттере (для кремниевых транзисторов — примерно на 0,6 В), транзистор IV1 начинает открываться. Своим коллекторным током он открывает транзистор 1V2, и напряжение на коллекторе последнего (по отношению к общему проводу) увеличивается. Через резистор обратной связи 1R2 оно поступает на базу транзистора 7V7, и тот открывается еще больше. Процесс протекает лавинообразно до полного открывания транзистора 1V2, в результате чего светодиод 1V3 зажигается. По мере роста амплитуды выходного сигнала«.усилителя последовательно зажигаются светодиоды 2V3 — NV3.
Индикатор градуируют в единицах выходной мощности Р на номинальном Напряжения срабатывания ячеек 77ср рассчитывают по формуле Uср = yf PRH‘ Сопротивления резисторов 1%6* — NR6* (в килоомах) при данном напряжении питания (7ПИТ и сопротивлении резисторов 1R4 — NR4, равном 1 кОм, определяют из соотношения
/?4 = Ucp - 0,6) - 1.
При глубине обратной связи, равной 10 % (определяется отношением сопротивлений резисторов 1R2 и 77?7), минимальный регистрируемый уровень выходного напряжения составляет примерно 0,1£/пиг Таким образом, чувстви
тельность устройства можно повысить, снижая напряжение питания. При этом необходимо уменьшить сопротивления резисторов в цепи светодиодов, иначе они будут светиться слабо. ^Сопротивления этих .резисторов (в килоомах) рассчитывают по формуле R5 = 0,1 (7/пит — 2,5).
В индикаторе можно использовать любые кремниевые транзисторы соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока /г21Э > 100 и допустимым напряжением между эмиттером и коллектором не менее (7Ьит, Питать устройство желательно от стабилизированного источника (это гарантирует сохранность градуировки при изменении напряжения сети).
Регулятор глубины стереоэффекта [20]. В небольшой комнате не всегда удается разместить громкоговорители на требуемом (2...3 м) расстоянии друг от друга, поэтому стереофонический эффект проявляется слабо. Описываемое устройство позволяет электрическим путем увеличить ширину стереобазы вдвое и тем улучшить звучание стереофонических программ.
Устройство (рис. 11.32) состоит из двух суммарно-разностных-преобразователей входных сигналов, выполненных на ОУ А1 и А2. Для его нормальной работы выходное сопротивление предшествующего каскада предварительного усилителя должно быть низким, а напряжение не должно выходить за пределы 200...2000 мВ, Ширину стереобазы регулируют, изменяя соотношение в каналах суммарного и разностного сигналов с помощью сдвоенного переменного рези- ' стора R1R8. При относительном увеличении уровня суммарного сигнала ширина стсреобазы уменьшается, разностного — увеличивается. В нижнем (по схеме) положении движков резисторов R1R8 протяженность стереобазы равна нулю (монофоническое звучание), в среднем — соответствует фактическому расстоянию между громкоговорителями левого и правого каналов, в верхнем —увеличивается вдвое. Коэффициент передачи устройства равен 5.
70
В регуляторе можно использовать сдвоенный переменный резистор любого типа, но обязательно группы А. Микросхемы К140УД1Б можно заменить другими-
ОУ с соответствующими цепями коррекции АЧХ и напряжениями питания. Налаживания регулятор не требует.
Приставка для получения псевдо-квадрафонического звучания [27]. Действие приставки (рис. 11.33) основано на выделении из стерео’фонических сигналов пространственной информации и воспроизведении ее двумя дополнительными (тыловыми) громкоговорителями. Кроме элементов выделения пространственной информации приставка содержит цепи частотного преобразования сигнала и коммутации; Подключают приставку к выходу стереофонического усилителя 34.
В исходном положении кнопки S2 дополнительные громкоговорители ВЗ и В4 отключены, и стереофоническая программа воспроизводится как обычно. При нажатии этой кнопки дополнительные громкоговорители подключаются к выходу усилителя 34 и воспро-
Вход у?/ 2.2 к R? 47н
левого ханш
Вход праВого канала
Ш 2,2к
R7 /20к
RJ 2Ьк
Rb bl к
К140УД15
R9 Ь7к
Rf4 !20к
R15 ЮО
С! т
Выход левого канала
+12,60
\к5 2ькХ«
R6
20к
RIO 29к
А2
RH Ь7к
Rf6 ЮО
RI2 2Ьк
RU
20 к
- -J Выход праВого канала
Т»
изводят пространственную информацию (выделяется она благодаря встречному P[1C- Н.32 дключению громкоговорителей). Уро-
-f2,6B
вень сигнала, воспроизводимого дополнительными громкоговорителями, регулируют кнопкой S3 (при нажатии на нее уровень уменьшается).
Кнопка S1 расширяет возможности приставки. В положении ее, показанном на схеме, громкоговорители ВЗ, В4, кроме пространственной информации, воспроизводят и части стереофонических сигналов левого и правого каналов.
Это улучшает звучание монофонических программ (возникает эффект так, называемого объемного
XI
/?3 47
-A w 44-тг-
SZ
§
Правый канал
X?
Левый канал
BI
Х8
R6 6,8
Of, 02 50мк*50В
В9
81
82
88
дррект 1/2 Стерео-квадро Вровень
£
Д7 £7
S1 f т 4= cz w &
звучания) и программе малым содержанием пространственной ин-I в сигналах левого и пра-___каналов. При нажатой кнопке S1 громкоговорители ВЗ, В4 воспроизводят только пространственную информацию.
В качестве дополнительных можно использовать простейшие громкоговорители с одной головкой (4ГД-35, ЗГД-28, 4ГД-8Е и т. п.), размещенной в ящике с открытой задней стенкой. Мощность дополнительных громкоговорителей может быть в 2...3 раза меньше, чем фронтальных (В/, В2).
R2 1,2
/?4 47
Рис. 11.33
г^
+ /1 , держание! ГТ 182 формации ~Г\| 'вого кана
71
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агеев А. Термостабильный усилитель.— Радио, 1981, № 7—8, с. 34, 35.
2. Агеев А. Усилительный блок любительского- радиокомплекса.— Радио, ' 1982, № 3, с. 31—35.
3. Акулиничев И. Усилитель НЧ с синфазным стабилизатором режима.— Радио, 1980, № 3, с. 47.
4. Бахтин С. Индикатор выходной мощности с логарифмической шкалой.— Радио, 1981, №5—6, с. 41.
5.. Буриков И., Овчинников А. Усилитель с малыми динамическими искажениями.— Радио, 1978, №11, с. 36, 37.
6. Бурмистров Ю., Шадров А. Применение микросхемы К548УН1.— Радио, 1981, № 9, с. 34, 35.
7. Витушкин А., Телеснин В. Устойчивость усилителя и естественность звучания.— Радио, 1980, № 7, с. 36, 37.
8. Войшвилло А. О способах включения нагрузки усилителей НЧ.— Радиол 1979, № 11, с. 36, 37.
9. Галченков Л. Блок регулирования громкости и тембра.— Радио, 1980, №4, с. 37—39. •
10. Галченков Л., Владимиров Ф. Многополосный активный?..— Радио, 1982, № 7, с. 39—42.
11. Григорьев А. Любительский трансформаторный....— Радио, 1981, № 1, с. 36—38.
12. Индикатор выхода на светодиодах.— Радио, 1980, № 5, с. 61. .
13. Карев В., Терехов С. Операционные усилители в усилителях мощности.— Радио, 1977, № 10, с. 42, 43. У •
14. Касметлиев В. Регулятор тембра.— Радио, 1982, № 3, х. 43.
15. Климкович В. Простой усилитель НЧ-— Радио, 1979, № 4, с. 42.
16. Козловский В. Регулятор громкости с сенсорным управлением.— Радио, 1980, № 12, с. 38, 39.
17. Козловский В. Электронные коммутаторы в усилителях НЧ1— Радио, 1981, № 5—6, с. 42, 43.
18. Коломийченко .С., Хоменко Ю. Предварительные усилители на микросхеме К284СС2.— Радио, 1980, № 7, с. 34, 35.
19. Крейдич С. Тонкомпенсированный регулятор громкости.— Радио, 1979, № 10, с. 27.
20. Лексины Валентин и Виктор. Регулятор глубины стереоэффекта.— Радио, 1980, № 8, с. 27.
21. Майоров А. Звуковой усилитель мощности.— Радио, 1979, № 2, с. 38—40.
22. Надолинский О. Выходной каскад усилителя НЧ.— Радио, 1978, № 3, с. 40, 41.
23. Решетников О. Снижение искажений в усилителях мощности.— Радио, 1979, № 12, с. 40—42.
24. Роганов В. Устройство защиты громкоговорителей.— Радио, 1981, №11, с. 44, 45.
25. Филин С. Снижение искажений в усилителях мощности на ИМС.— Радио, 1981, № 12, с. 40.
26^ Филин С. Усилитель НЧ.— Радио, 1980, № 8, с. 50—52.
27. Фортьер Г.—У. Псевдоквадрафония — из стереосигнала.— Радио, 1976, № 10, с. 30, 31.
28. Чантурия А. Трехполосный усилитель.— Радио, 1981, № 5 — 6, с. 39-41.
29. Шмелев О. Универсальный предварительный усилитель.— Радио, 1978, №2, с. 31.
Глава Ш
РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫЕ ПРИЕМНИКИ И ИХ УЗЛЫ. ПРИСТАВКИ К ПРИЕМНИКАМ
1. ПРИЕМНИКИ ПРЯМОГО УСИЛЕНИЯ
Приемник с рамочной антенной [37] предназначен для приема передач радиовещательных станций в диапазоне средних волн (СВ) на встроенную рамочную магнитную антенну. Прием ведется на миниатюрный головной телефон ТМ-2. Питается приемник от одного гальванического элемента 316.
Приемник (рис. III. 1) состоит из рамочной антенны (L7), двухкаскадного усилителя радиочастоты (РЧ) на транзисторах VI, V2, детектора (V3, V4), выполненного по схеме удвоения выпрямленного напряжения, и каскада усиления 34 (V5), который нагружен на головной телефон, подключаемый через гнездо
XL.Катушка L1 — бескаркасная и содержит 39 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм с отводом от 4-го витка. Наматывают ее на оправке квадратного сечения размерами 56 X 56 мм. Перед снятием обмотки~с оправки витки скрепляют в нескольких местах нитками.
Кроме указанных на схеме в приемнике можно использовать любые другие кремниевые высокочастотные транзисторы структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока й21Э > МО- ДИ°ДЫ Д9А можно заменить другими диодами этой серии.
Налаживание приемника сводится к установке режимов работы транзисторов VI, V2, V5 по постоянному току подбором резисторов Rl, R3, R7. При этом Добиваются наиболее громкого и неискаженного звучания музыкальной программы, передаваемой местной радиовещательной станцией. Тембр звучания регу^ лируют подбором конденсатора С7.
Приемник с питанием от солнечной батареи [ 13] рассчитан на прием передач одной радиовещательной станции 'длинноволнового диапазона (ДВ). Прием ведется на миниатюрный головной телефон ТМ-2А, антенна — магнитная. Питается приемник от самодельной солнечной батареи напряжением 0,4 В, составленной из 20 соединенных параллельно фотодиодов КФДМ.
В состав приемника (рис. III.2) входят магнитная антеннаW1, двухкаскадный усилитель РЧ (V/, V2), детектор (V3, V4), собранный по схеме удвоения выпрямленного напряжения, однокаскадный усилитель 34 (V5), нагруженный’На головной телефон В1, и солнечная батарея (V6—V25). Для повышения чувствительности приемника в качестве нагрузок каскадов усилителя РЧ применены высокочастотные дроссели L3 и L4. Нормальная работа приемника обеспечивается при освещении фотодиодов батареи питаний лучами солнца или светом близко расположенной электрической лампы мощностью 60... 100 Вт.
Магнитная антенна выполнена на ферритовом (600НН) стержне диаметром 8 и длиной 60 мм. Катушки L1 и L2 намотаны виток к витку проводом ПЭЛШО — 0,25 и расположены рядом. Первая из них содержит 200, вторая — 10 витков.
73
Дроссели L3 n~L4 намотаны проводом ПЭЛШО — 0,1 до заполнения на сложенных вместе ферритовых (600НН) кольцах типоразмера К5 X 3 X 2 каждый.
Кроме указанных на схеме в усилителе РЧ можно использовать транзисторы ГТ308А, ГТ308-Б, в усилителе НЧ — транзисторы МП40А, МП41, МП41А или любой другой маломощный германиевый низкочастотный транзистор структуры р-п-р ’со статическим коэффициентом Л21Э = 40...60. Диоды V3, V4 могут быть любыми из серии Д9.
Фотодиоды КФДМ можно заменить фотодиодами ФД-2, ФД-3. При отсутствии фотодиодов приемник можно питать от миниатюрного аккумулятора (на-пример Д-0,06) или одного элемента 316, 332. Монтируя приемник, следует помнить, что дроссели L3, L4 должны располагаться на возможно большем расстоянии друг от друга и от магнитной антенны, иначе каскады усилителя РЧ могут самовозбудиться?
Налаживание приемника начинают с настройки его (подбором конденсатора С1) на наиболее уверенно принимаемую радиостанцию при освещенныхмощной лампой фотодиодах. Наибольшей громкости звука добиваются поочередным
подбором резисторов Rl, R2 и R4. Наилучшие результаты получаются при следующих токах коллекторов: VI, V2 — 0,3...0,4 мА, V3 — 0,5 мА.
Приемник с входным контуром повышенной добротности [36] рассчитан на прием передач радиовещательных станций, работающих, в диапазоне ДВ (150...300 кГц). Особеннобть приемника — в магнитной антенне, катушка которой имеет значительно большую индуктивность, чем обычно. Достигнутое благодаря этому увеличение добротности входного контура (указанный диапазон частот перекрывается-изменением емкости в пределах 4...20 пФ) позволяет получить приемлемую чувствительность приемника при относительно небольшом усилении тракта РЧ и тем самым повысить устойчивость его работы.
Работает приемник на микрофонный капсюль от слухового аппарата БК-1 «Кристалл», питается от батареи, составленной из 4 аккумуляторов Д-0,06, потребляя от нее ток около 2,5 мА (свежезаряжённой батареи хватает на 20...28 ч непрерывной работы).
Приемник (рис. III.3) содержит магнитную антенну W1, двухкаскадный усилитель РЧ (VI, V2), детектор (УЗ, V4) и двухкаскадный усилитель 34. Для повышения чувствительности в первом каскаде усиления РЧ применена ПОС, глубину которой регулируют переменным резистором R1 (при этом, естественно, изменяется и громкость звучания). Этот каскад охвачен АРУ, напряжение кото- ' рой поступает на затвор транзистора VI с нагрузки детектора через фильтр R6C2. Нагрузкой второго каскада усиления РЧ служит автотрансформатор L2.
Магнитная антенна выполнена на ферритовом, <600 НН) стержне диаметром .8 и длиной 53 мм. Катушка L1, содержащая 900 витков провода ПЭВ-1—0-,07 с отводом от 300-го витка, намотана непосредственно на стержне секциями по 50 витков, расположенными на расстоянии 0,5 мм одна от другой. Высокочастотный автотрансформатор L2 намотан на ферритовом (2000НН) кольце типоразмера К7 X 4 X 2 и содержит 225 витков провода ПЭЛШО — 0,1 с отводом от 75-го витка. Для настройки приемника применен подстроечный конденсатор типа КТ4-25. Переменный резистор R1 — типа СПЗ-Зб.
Вмесю транзисторов КП103Б (VI, V5) в приемнике можно применить тран-зисторы КШОЗА, КП103Е, КП201А, вместо ГТ109Е (V2) и ГТ109Б (Г<£) — дру
74
гие транзисторы этой серии или серий ГТ108, ГТ310. Диоды МДЗА можно заменить диодами Д9Б. В качестве телефона В1 можно использовать капсюли ДЭМ-4М, ТК-67н, ДЭМ-6.
Налаживание приемника сводится к установке режимов работы транзисторов по постоянному току подбором резисторов R3* и R8*.
Приемник с транзисторным детектором [11] предназначен Для приема на магнитную антенну передач радиовещательных станций в диапазонах СВ и ДВ. Источник питания —один элемент 343 или 373. Потребляемый ток в отсутствие сигнала не превышает 8...9 мА, при максимальной громкости — 70 мА.
Рис. Ш.З
Приемник (рис. III.4) содержит магнитную антенну W1, трехкаскадвый усилитель РЧ (VI—V3), транзисторный детектор (V4, V5) и однокаскадный усилитель 34 (V6), нагруженный на динамическую головку В1. Приемник не имеет переключателя диапазонов — диапазоны СВ и ДВ перекрываются изменением емкости блока конденсаторов переменной емкости (КПЕ) С1, секции которого соединены параллельно. Переменный резистор R1 — регулятор громкости. Влючение регулятора на входе усилителя РЧ несколько ухудшает шумовые > а-рактеристики приемника, однако выгодно тем, что дает возможность предотвра-
тить перегрузку усилителя РЧ большими входными сигналами. Транзисторы детекторного каскада работают поочередно — при положительных полупериодах сигнала открывается транзистор V4, при отрицательных — транзистор V5. Нагрузкой каскада служит резистор R11.
Вместо указанных на схеме в приемнике можно использовать транзисторы П403, ГТ309Б, ГТ310Б (VI—V5) и'ГТ404Г или МП38А (V6). Динамическая головка— любая малогабаритная, мощностью 0,1...0,5 Вт, конденсатор С1 — сдвоенный блок КПЕ-4.
Магнитная антенна выполнена на ферритовом (400НН) стержне диаметром 8 и длиной 120 мм. Катушка L1 содержит 150 витков провода ПЭВ-2 —0,12, намотанного в один слой на картонном каркасе. Катушка L2 (2..3 витка провода ПЭВ-2 — 0,21) намотана на подвижном кольце из того же материала и может перемещаться поверх катушки L1.
75
Налаживание приемника сводится к подбору резисторов R2*, R5*, R8* до получения наиболее громкого и неискаженного звучания музыкальных передач и установке (подбором резистора R11*) тока покоя выходного каскада в пределах 5...7 мА. Наибольшей чувствительности добиваются перемещением катушки связи L2 относительно катушки L1.
Приемник с низковольтным питанием [5] обеспечивает прием на магнитную антенну передач радиостанций в диапазоне СВ. Питается приемнитгот одного аккумулятора Д-0,06, потребляемый ток не превышает 5 мА. Энергии свежезаряженного аккумулятора хватает на 12... 14 ч непрерывной работы. Работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 0,9 В.
Приемник (рис. II 1.5) состоит из магнитной антенны W1, трехкаскадного усилителя РЧ (VI—V3), детектора (V4) jh трехкаскадного усилителя 34 (V5— V7), нагруженного на самодельный громкоговоритель В/, изготовленный из капсюля ДЭМШ-1А. Разъем XI предназначен для подключения устройства зарядки аккумулятора GB1.
Магнитная антенна W1 выполнена на плоском ферритовом (600НН) стержне размерами 55 X 9 X 3 мм (изготовлен из стандартного стержня размерами 100 X 20 X 3 мм). Жатушка L1 (125 витков провода ПЭВ-1 — 0,08) намотана внавал пятью секциями по 25 витков каждая, катушка L2 (6...8 витков того же провода) — внавал между средними секциями катушки L1. Сердечником дросселя L3 служит ферритовое (600НН) кольцо типоразмера К7 X 4 X 2. Обмотка содержит 180 витков провода ПЭВ-1 — 0,08, намотанных равномерно по всему кольцу. При монтаже дроссель вместе с транзистором V3 и диодом V4 необходимо поместить в экран, соединенный с общим проводом, для предотвращения самовозбуждения приемника.
Вместо транзисторов ГТ309Г можно использовать любые высокочастотные германиевые'транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока >60 (ГТ309Б, ГТ309Е, ГТ310Б, ГТ310Г, ГТ310Е и т. п.), вместо КТ301А и КТ358Б — любые высокочастотные кремниевые транзисторы с таким же коэффициентом Я21Э (КТ315А — КТ315Ж, КТ312А —, КТ312В и т.п.), вместо ГТ 108А — транзисторы серий ГТ109,' ГТ309 с коэффициентом Я213 < 40. Диод V4 — любой из серии Д9.
Налаживание приемника заключается в установке режимов работы транзисторов подбором резисторов Rl*, R3*— R5* при напряжении питания 1,25 В.
Приемник с повышенной выходной мощностью [30] предназначен для приема на магнитную антенну передач радиовещательных станций, работающих в диапазонах ДВ и СВ (220...1370 кГц). Выходная мощность приемника —Д00 мВт. Питание осуществляется от аккумуляторной батареи 7Д-0,1 или гальванической батареи напряжением 9 В. Потребляемый ток в режиме молчания — 6 мА, при максимальной громкости — не более 25 мА.
В состав приемника (рис. II 1.6) входят магнитная антенна W1, двухкаскадный усилитель РЧ (V/, V2), детектор (V3, V4), собранный по схеме удвоения выпрямленного напряжения, и трехкаскадный усилитель 34 (V5—V8). Выходной
76
каскад усилителя 34 — двухтактный, его нагрузкой служит динамическая головка В1. Переменный резистор R7 выполняет функции нагрузки детектора и регулятора громкости.
Магнитная антенна выполнена на ферритовом (600НН) стержне диаметром 8 и длиной 130 мм. Катушки L1 и L2 намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,1о\на подвижных бумажных каркасах. Первая из них (140 витков) намотана внав&л четырьмя секциями по 35 витков, размещена в средней части ферритового стержня; вторая (10 витков) — в один слой виток'к витку, размещена на конце стержня. Указанные на схеме транзисторы П402 можно заменить транзисторами П401, П403, П416, ГТ309; МП41 — транзисторами МП39, МП40, МП42, ГТ108; МП35 — транзистором МП37 или МП38. Вместо диодов ДЭВ допустимо использовать любые диоды серий Д9, Д2. Динамическая головка В1 — 0,25ГД-1 или любая другая мощностью 0,1...0,5 Вт.
Налаживание приемника сводится к установке режимов работы транзисторов по постоянному току и подбору оптимальной связи с контуром магнитной антен-
ны. Напряжение на эмиттерах транзисторов У7,У5, равное половине напряжения источника питания, устанавливают подбором резистора R13, а ток покоя (2 мА)— подбором резистора R11*. Режим работы транзисторов V5, V6 регулируют подбором резистора R10*, а транзисторов VI и V2 — подбором резцстора R1*. Связь с контуром магнитной антенны регулируют перемещением катушки L2 относительно L1 (при их сближении чувствительность приемника увеличивается, при удалении.— уменьшается).
Приемник с полуавтоматической настройкой [29] рассчитан для приема на магнитную антенну W1 передач радиовещательных станций, работающих в диапазоне ДВ (166..273 и-250...400 кГц). Настройка на радиостанции — полуавтоматическая электронная. Питается приемник от гальванической батареи напряжением 6 В, составленной из четырех соединенных последовательно элементов 316.
Приемник (рис. Ш.7) состоит из магнитной антенны W1, каскодного усилителя РЧ (V/, V2), детектора (V3, V4), трехкаскадного усилителя 34 (V5—-,У7), нагруженного на электромагнитную головку громкоговорителя В1, и блока электронной настройки (V8—V10).
Функции органа настройки — конденсатора переменной емкости ~ выполняет коллекторный переход транзистора V8, емкость которого зависит от приложенного к нему напряжения обратного смещения. Пределы изменения емкости такого конденсатора сравнительно невелики, поэтому, чтобы перекрыть ДВ диапазон., его разбивают на два указанных выше поддиапазона.
Кроме транзистора V8, в блок электронной настройки входит «запоминающий» настройку конденсатор СЮ и узел управления, представляющий собой электрический мост, образованный резисторами./?/-/, R16*, R17 и участком эмиттер — коллектор транзистора V10. Одна из диагоналей моста подключена к батарее питания GB1 (через резистор RJ3*), другая — к эмиттерному переходу транзистора V9. При включении питания колебательный контур магнитной антенны, состоящий из катушки L1 (или L1 и L2) и емкости коллекторного перехода
77
транзистора V8, не настроен ни на какую радиостанцию, поэтому постоянное напряжение на выходе детектора равно нулю, и транзистор V10 закрыт. Вследствие этого транзистор V9 оказывается открытым ‘(напряжение смещения поступает на его базу через резистор R16*), и конденсатор СЮ начинает заряжаться через небольшое сопротивление его участка эмиттер — коллектор и резистор R17. По мере зарядки напряжение на конденсаторе СЮ, а следовательно, и на коллекторном переходе транзистора V8 увеличивается. В результате емкость перехода плавно уменьшается, и контур магнитной антенны перестраивается в сторону более высоких частот. Процесс продолжается до тех пор, пока контур не настроится на самую низкочастотную радиостанцию поддиапазона. Как только это произойдет, постоянная составляющая продетектированного сигнала (отрицательной полярности) откроет транзистор V10, и сопротивление его участка эмиттер —- коллектор резко уменьшится. В результате напряжение смещения
на эмиттерном переходе транзистора V9 изменит знак (станет положительным), он закроется, и рост напряжения на конденсаторе СЮ фактически прекратится (небольшой зарядный ток, протекающий через закрытый транзистор, будет компенсироваться разрядным током через резистор R11 *). Так происходит фиксация настройки на радиостанцию.
Настройка сохраняется до тех пор, пока кратковременным нажатием на кнопку S3 транзистор V9 не будет замкнут резистором R15. В момент нажатия на кнопку конденсатор СЮ вновь начнет заряжаться, и приемник начнет перестраиваться по частоте, пока не настроится на следующую радиостанцию. Возврат настройки в начало диапазона производится кнопкой S2. При замыкании ее контактов конденсатор СЮ быстро разряжается через резистор R12, и емкость коллекторного перехода транзистора V8 увеличивается до исходного значения.
Магнитная антенна выполнена на ферритовом (600НН) стержне диаметром 8 и длиной 120 мм. Катушки L1 и L2 нймотаны на отдельных, перемещаемых’ с небольшим трением по стержню бумажных каркасах и содержат соответственно 135 и 90 витков провода ПЭВ-1 — 0,15. Катушка L1 намотана внавал, секциями по 30...40 витков, катушка L2 — виток к витку в один слой. Число витков катушки L3 (10...20) подбирают при налаживании. Наматывают ее тем же проводом, что и катушки LI, L2, и размещают между ними. Дроссель L4 (300 витков провода ПЭВ-1 — 0,1) намотан на ферритовом (600НН) кольце типоразмера К7 X 4 X 2. Головка громкоговорителя В1 — капсюль ДЭМ-4М или динамическая головка мощностью 0,1...0,25 Вт (ее подключают через выходной трансформатор от любого малогабаритного транзисторного приемника фабричного изготовления).
78
Качество работы приемника зависит от точности подбора резисторов R11*, R13*, R16*. Последний подбирают так, чтобы при отсутствии сигнала на коллекторе транзистора V10 устанавливалось напряжение отрицательной (по отношению к эмиттеру транзистора V9) полярности, а при настройке на радиостанцию— положительной. Стабильности настройки добиваются подбором резистора R11*. При неустойчивой работе блока автоматики подбирают и резистор R13, после чего еще раз подбирают резисторы R16*. и R11*.
Приемник с двухкаскадным каскодным усилителем РЧ [32] может работать в диапазоне СВ, ДВ или в обоих (в этом случае они перекрываются частично). Отличительная особенность приемника — высокая устойчивость работы усилителя РЧ, что достигнуто благодаря так называемому каскодному включению транзисторов в каждом из каскадов.
Применение транзисторов разной структуры позволило соединить их последовательно (по постоянному току) и исключить из эмиттерных цепей резисторы
связи, снижающие усиление. Потребляемая усилителем РЧ мощность не превышает 4 мВт.
Приемник (на рис. III.8 изображена принципиальная схема его радиочастотной части) состоит из магнитной антенны W1, двухкаскадного усилителя РЧ (Vlf V2 и V3, V4), детектора (V5) и эмиттерного повторителя (Кб). Усилитель 34 может быть любвш с чувствительностью около 5 мВ.
Транзисторы КТ315А можно заменить транзисторами серий КТ306, КТ312, КТ316, транзисторы ГТ309А — транзисторами серий П416, ГТ308, ГТ322 и т. п. Диод V5 — любой из серии Д9.
Магнитную антенну W1 можно выполнить на любом стандартном ферритовом (400НН или 600НН) стержне круглого или прямоугольного сечения. Катушки L1 и L2 размещают на подвижном бумажном каркасе длиной 70 мм. Для диапазона СВ катушка L1 должна содержать 75 витков провода ЛЭШО 7 X 0,07, L2 — 6 витков провода ПЭВ-2 — 0,2; для диапазона ДВ — соответственно 235 витков провода ПЭВ-2 — 0,15 и 12 витков провода ПЭВ-2.— 0,2; для диапазона СВ + ДВ — 160 витков провода ЛЭШО 7х 0,07 и 9 витков провода ПЭВ-2 — 0,2. Во всех случаях длина намотки катушки L1 должна составлять примерно 55 мм (для диапазона СВ — намотка однослойная, виток к витку, для диапазонов ДВ и СВ + ДВ — внавал). Катушку связи L2 размещают на расстоянии 2...4 мм от катушки L1.
Приемник на 11 транзисторах [31] обеспечивает прием на магнитную антенну в диапазоне ДВ (150....400 кГц) и СВ (545... 1200 кГц). Чувствительность приемника — 3..‘5 мВ/м, выходная мощность — около 100 мВт. Для питания можно использовать гальваническую или аккумуляторную батарею напряжением 9 В. Особенность приемника — наличие усилителя РЧ с большим входным сопротивлением, что позволило отказаться от катушки связи первого каскада с контуром магнитой антенны.
79
В состав приемника (рис. II 1.9) входят магнитная антенна W1, двухкаскадный усилитель РЧ (VI—V4), транзисторный эмиттерный детектор (V5) и четырехкаскадный усилитель 34 (V7—V11), нагрузкой которого является динамическая головка В1. Для устранения перегрузки при приеме мощных местных радиостанций применена автоматическая1’ регулировка усиления (АРУ). Функции регулятора усиления выполняет транзистор V3, на базу которого через фильтр
R4C4 поступает напряжение с части нагрузки детектора. При отсутствии сигнала транзистор V3 закрыт, и усиление тракта РЧ максимально. По мере роста
сигнала транзистор открывается, и ток перераспределяется между ним и транзисторами VI, V2. Уменьшение сопротивления участка эмиттер — коллектор
XI «1
П
транзистора V3 приводит к все большему шунтированию входа каскада на транзисторе V4. В результате совместного действия этих процессов усиление тракта ВЧ резко падает. Задержку срабатывания АРУ устанавливают под-' бором резистора R6*.
В усилителе 34 применено автоматическое симметрирование выходного каскада. Напряжение на эмиттерах транзисторов V10, VI t, равное половине напряжения питания, поддерживается транзистором V6.
В приемнике можно использовать любые кремниевые высокочастотные транзисторы структуры п-р-п (например, серий КТ315, КТ342, КТ301, КТ312, КТ316), а также транзисторные сборки К201НТ2, К217НТ2 и т. п.
Катушки магнитной антенны намотаны на ферритовом.(400НН) стержне диаметром 8 и длиной 100 мм. Катушка L1 содержит -90 витков провода ЛЭП 5 X 0,06, намотанных в один слой виток к витку, катушка L2— 260 витков, провода ПЭВ-2 — 0,1, намотанных секциями по 50...60 витков. Динамическая головка В1 — лю
бая, мощностью 0,1...0,25 Вт.
При монтаже необходимо соединить базу транзистора VI с ка- J.L тушкой L1 и конденсатором С1* коротким проводником, а транзистор V4 — поместить в экран или, если его корпус выполнен из Рнс- ШЛО
металла и не имеет контакта ни с одним из электродов, соединить
с общим проводом. Во избежание самовозбуждения верхний (по схеме) вывод конденсатора С5 необходимо соединить непосредственно с коллектором транзистора V5.
Налаживание приемника сводится к установке на эмиттерах транзисторов V10, VII напряжения — 4,5 В (подбором резистора R8*) и порога срабатывания АРУ (подбором резистора R6*).
Усилитель 34 приемника можно использовать и при работе с другими источниками сигнала — проигрывателем, кассетной магнитофонной приставкой и т. д. Подключают их к разъему XI. Громкость регулируют переменным резистором R7.
80
Высококачественный AM тюнер [19] обеспечивает высококачественный прием на рамочную антенну передач местных радиовещательных станций СВ диапазона (535... 1500 кГц). Предназначен для работы в составе радиокомплекса, содержащего высококачественный электроакустический тракт. Верхняя граничная частота полосы пропускания приемника — около 10 кГц. Питается тюнер от гальванической батареи напряжением 9 В.
В состав тюнера (рис. III. 10) входит каскодный усилитель РЧ (V2, V3) с регулируемым аттенюатором (Rl, VI) на входе, детектор (V4, V5) и предварительный усилитель 34 (V6—V8, АГ), выполняющий одновременно и функции усилителя напряжения АРУ. При слабых сигналах транзистор VI аттенюатора АРУ закрыт, и они -без ослабления проходят на вход усилителя РЧ. Когда же входной сигнал превышает порог срабатывания АРУ, транзистор VI открывается, и на вход усилителя РЧ поступает сигнал, величина которого определяется соотношением сопротивлений резистора R1 и канала полевого транзистора VI.
Ослабления помех радиоприему достигают, применяя наружную рамочную магнитную антенну. Для того чтобы она не реагировала на Электрическую составляющую электромагнитного поля, ее соединяют с приемником симметричным фидером, а на входе приемника устанавливают'симметрирующий высокочастотный, трансформатор Т1.
Для снижения нелинейных искажений в тюнере применен детектор с улучшенными характеристиками. Функции детектора выполняет диод V4, диод V5 создает напряжение смещения, выводящее рабочую точку детекторного диода на* порог открывания. В результате вольт-амперная характеристика детекторного каскада имеет резкий излом уже при нулевом напряжении. Детектор практически не вносит искажений при сигнале амплитудой до 100...150 мВ и коэффициенте модуляции 60...70 %.
Для того чтобы чувствительность тюнера, порог срабатывания и глубина АРУ не зависели от напряжения питания (а это возможно только при неизменном начальном управляющем напряжении на коллекторе транзистора V5), в усилителе 34 применены источник тока на полевом транзисторе V7 и так называемое «токовое зеркало» на транзисторной сборке А1. Падение напряжения на
резисторе R17 в цепи источника тока используется для стабилизации режима работы транзистора V2 и напряжения смещения на диоде V5.
В качестве катушек LI, L2 в тюнере применены катушки входного контура СВ диапазона от приемника «Балтика». Можно применять любые другие катушки индуктивностью 180 мкГн. Симметрирующий трансформатор Т1 намотан сложенным вдцое монтажным проводом внешним диаметром 0,55 мм на 'феррито-вом (2000НМ1) кольце типоразмера К16 X Ю X 4,5. Сначала на кольцо наматывают^! витков, затем, сделав из одного провода петлю длиной 50...60 мм,наматы-.ваюг еще 11 витков. Петлю разрезают точно посередине и подсоединяют получившиеся выводы к гнездам разъема Х7. Оставшиеся выводы этих обмоток
81
(LI, L2), а также один из выводов обмотки, выполненной целым проводом (L3), соединяют с общим проводом, оставшийся вывод обмотки L3 — с резистором R1.
При использовании в качестве фидера двухжильного телефонного провода длиной 4 м с емкостью 120 пФ/м индуктивность рамочной антенны должна быть около 200 мкГн. Такой индуктивностью обладает рамка из 7—8 витков монтажного провода при площади сечения витка 1м2.*
В качестве органа настройки в тюнере применен унифицированный сдвоенный блок конденсаторов переменной емкости (КПЕ) с воздушным диэлектриком. Для индикации настройки подойдет любой микроамперметр с током полного отклонения 50...200 мкА. Напряжение отсечки полевого транзистора VI должно быть в пределах 4,4...4,6 В . Транзисторы V6, V7 необходимо подобрать одинаковыми по начальному току стока, который может находиться в пределах 2... 2,5 мА.
Налаживание тюнера начинают с установки (подбором резистора R16*) требуемого напряжения на коллекторе транзистора V8. Затем, подбирая резистор R19*, устанавливают стрелку прибора Р1 на конечную отметку шкалы и, подключив антенну, переходят к сопряжению настроек контуров L1C7C8 и L2C10C11. Проще всего это сделать по сигналам местных радиостанций, добиваясь максимального отклонения стрелки прибора Р1. Действие АРУ проверяют, прикасаясь пальцем к затвору транзистора VI. Если АРУ работает и полевой транзистор открыт, в момент касания должен появиться фон переменного тока, вызванный модуляцией принимаемого сигнала в аттенюаторе АРУ.
Приемник на микросхеме
КП8УП1Б [2] принимает передачи в диапазоне ДВ или СВ (в'зависимости от данных магнитно*? антенны W1). Прием ведется на миниатюрный головной телефон ТМ-2М, ТМ-4М или низкоомные телефоны ТА-56М. Питается приемник от батареи аккумуляторов или гальванических элементов напряжением 6 В. \
Приемник (рис. HI.11)— рефлексный. Примененная в нем микросхема А1 (двухкаскадный усилитель) предназначена для усиления сигналов как радио-, так и звуковой частоты. Выделенный входным контуром L1C1 магнитной антенны W1 сигнал через катушку L2 подается на вход микросхемы (выводе?). Усиленное напряжение РЧ выделяется на катушке L3, включенной в коллекторную цепь второго транзистора микросхемы (вывод 10). Через катушку связи L4 он поступает на детектор (диод VI).
Колебания 34 с нагрузки детектора (резистор R1) поступают на вход микросхемы, усиливаются ею, и с эмиттерной нагрузки ее второго транзистора через конденсатор С6 подаются на головной телефон В1.
Магнитная антенна W1 выполнена на ферритовом (600НН) стержне диаметром 8 и длиной 60 мм, высокочастотный трансформатор (L3, L4) — на кольце типоразмера К7 X 4 X 2 из того же материала. Для приема в диапазоне СВ катушка!/ должна содержать 70...75 витков, катушка L2 — 5...6 витков, L3 и L4 — соответственно 75 и 60 витков провода ПЭВ-1 — 0,1...0,12; для приема в диапазоне ДВ число витков должно быть следующее: L1 —/210...220 (провод тот же), L2— 15...20, L3— 110...120, L4 — 70...80. Катушку L2 наматывают поверх катушки !/, катушку L4 — поверх катушки L3.
Правильно собранный приемник в налаживании практически не нуждается. Самовозбуждение устраняют изменением положения катушек L3, L4 относительно магнитной антенны.
Приемник на микросхеме К237ХК2 [16] предназначен для приема в диапазонах ДВ (150...400 кГц) и СВ (550... 1500 кГц). Прием ведется на магнитную антенну, прослушивание передач — на -динамическую головку или миниатюрный головной телефон ТМ-2М. Выходная мощность — 20 мВт. «
82
Приемник питается от батареи из четырех аккумуляторов Д-0,1. Потребляемый ток — около 12 мА (свежезаряженной батареи хватает на 10...12 ч непрерывной работы).
Преемник (рис. 111,12) состоит из магнитной антенны W1, трехкаскадного усилителя РЧ, детектора и каскада предварительного усиления 34, выполненных на микросхеме А1, и выходного каскада на транзисторе VI, нагруженного на динамическую головку В1 (телефон подключают к гнезду XI). Диапазоны переключают переключателем S1.
Магнитная антенна W1 выполнена на ферритовом (400НН) стержне диаметром 8 и длиной 68 мм. Катушка Ы содержит 130 витков провода ЛЭШО 7 X 0,07, намотанных внавал секциями по 25...30 витков (расстояние между ними 5...6 мм), катушка L2 — 55 витков того же провода (две таких же секции), катушка L3 — 8 витков провода ПЭЛШО — 0,18, намотанных на подвижном каркасе (расстояние от катушки L2— 10...12 мм). Трансформатор Т1 — готовый, от фабричного приемника «Мальчиш», динамическая головка —0,1 ГД-6. Высокоомные головки 0,1 ГД-13, 0,1 ГД-17 можно включать без выходного трансформатора.
Рис. III.12
Правильно собранный приемник начинает работать сразу. Возможное в некоторых случаях самовозбуждение устраняют, перемещая катушку L3, а если это не поможет,— изменяя ее подключение к входу микросхемы (выводы меняют местами). Наибольшей громкости приема добиваются подбором резистора R2, наилучшего качества звучания — подбором резистора R4 в пределах 10...30 кОм. Резистор R1 должен иметь сопротивление, указанное на корпусе микросхемы.
Приемник на микросхемах серий К122 и К174 рассчитан на прием трех заранее выбранных радиостанций средневолнового и длинноволнового диапазонов. Перекрываемый входным контуром диапазон частот (при изменении емкости в пределах 5...700 пФ) составляет примерно 150... 1200 кГц. Настройка — фиксированная, с помощью кнопочного переключателя. Такая настройка значительно удобнее традиционной плавной, особенно, если учесть, что из-за сравнительно низкой чувствительности на простой приемник прямого усиления редко удается принять более 3—5 радиостанций. Приемник питается от батареи, составленной из двух батарей 3336Л, соединенных последовательно, потребляемый в режиме молчания ток не превышает 11 мА. Работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 5 В.
В состав приемника (рис. III.13) входят магнитная антенна W1, усилитель РЧ на микросхеме А/, детекторный каскад (VI, V2) и усилитель 34 (А2), нагруженный нд динамическую головку В1 (0,5ГД-21), Входной контур магнитной антенны перестраивают, подключая к катушке L1 конденсаторы С1—С5. При указанных на схеме номиналах этих конденсаторов приемник можно настроить на станции Центрального радиовещания, работающие на частотах 873 кГц (нажата кнопка S1.1), 549 кГц (S1.2) и 263 кГц (S1.3).
Магнитная антенна выполнена на плоском ферритовом (400НН) стержне размерами 3 X 20 X 115 мм (можно использовать, и круглый стержень ди а мет
83
ром 8 и длиной 101)... 120 мм). Катушки LL и L2 намотаны на отдельных бумажных каркасах и содержат соответственно 130 витков провода ЛЭШО 7 X 0,07 (можно взять и ПЭЛЩО диаметром 0,2...0,25 мм) и 4—6 витков провода ПЭЛШО— 0,25. Катушку L1 желательно намотать секциями по 20...30 витков — это уменьшит ее собственную емкость и расширит диапазон в сторону высоких частот.
Микросхему К122УП1Г можно заменить микросхемой К122УП1В или микросхемами КИ8УП1Г, К118УП1В; но у последних другая цоколевка, что необ-
ходимо учесть при монтаже. Вместо микросхемы К174УН4Б можно использовать К174УН4А, а также К174УН5, К174УН7 (у них другая цоколевка). Диоды VI, V2 — любые из серий Д2, Д9, динамическая головка В1 — любая на мощность 0,25... 1 Вт.
Во избежание самовозбуждения выводы 8, 9 микросхемы А1, конденсатор С9 и диоды V/, V2 детекторного каскада необходимо поместить в экран (например, в латунную или жестяную трубку внутренним диаметром 8...9 и длиной 30...40 мм).
Правильно собранный приемник настраивают на выбранные радиостанции, подбирая конденсаторы СЗ, С5 и изменяя емкость подстроечных конденсаторов С1, С2, С4.
Приемник на микросхемах серии К237 [20] обеспечивает прием передач радиовещательных станций в диапазоне СВ. Чувствительность приемника около 5 мВ/м. На микросхеме А1 (рис. III. 14) собран четырехкаскадный усилитель РЧ и детектор, на микросхеме А2 — четырехкаскадный предварительный усилитель 34. Транзисторы VI и V2 работают в выходном каскаде усилителя 34, нагруженном на динамическую головку В1. Особенность приемника — наличие в нем
84
двухконтурной входной цепи, перестраиваемой сдвоенным блоком КПЕ С1.1С1.2. Эю позволяет повысить.селективность по соседнему каналу до 26 дБ при полосе пропускания 8 кГц.
Катушки LI, L3 и L2, L4 намотаны в одном направлении на плоских ферритовых (600НН) стержнях размерами 3 X 20 X 115 мм. Катушки L1 и L2 содержат по 51 + 13 витков провода ЛЭШО 10 X 0,07. Части катушек, состоящие из 13 витков, намотаны на подвижных бумажных каркасах. Катушки связи L3 и L4 состоят из 4 витков провода ПЭЛШО — 0,12 каждая. В корпусе приемника магнитные антенны размещаются параллельно одна другой на расстоянии 75 мм.
Автотрансформатор Т1 намотан на пермаллоевом магнитопроводе ШЗ X X 6 мм; обмотка состоит из 150 + 100 витков провода ПЭВ-1 —0,31.
При монтаже приемника детали усилителя РЧ (в том числе резистор R4 и конденсатор СП) необходимо тщательно экранировать.
Налаживание приемника сводится к>сопряжению настроек обоих входных контуров. На низкочастотном конце диапазона этого добиваются, изменяя индуктивность катушек L1 и L2 (сдвигая или раздвигая и^ секции на стержне антенны), на высокочастотном — изменяя емкости подстроечных конденсаторов СЗ и С4. При недостаточной связи между антеннами W1 и W2 (полоса пропускания уже 6 кГц) необходимо включить конденсатор С2. Его емкость подбирают такой, чтобы на резонансной частоте усиление снижалось на 3 дБ.
2. СУПЕРГЕТЕРОДИННЫЕ ПРИЕМНИКИ ДВ, СВ И КВ ДИАПАЗОНОВ
Приемник на микросхемах серии К224 [2] предназначен для приема передач • радиовещательных станций, работающих в диапазоне СВ (550.... 1500 кГц).
Основные параметры
Номинальная выходная мощность, мВт........................ 150
Промежуточная частота, кГц.......................... 465
Чувствительность, мВ/м..................-............... 0.5...1
Селективность по соседнему каналу (при расстройке ±9 кГц), дБ......................................... 14...18
В состав приемника (рис. III. 15) входят магнитная антенна W1, преобра-зова тель частоты с отдельным гетеродином (А/), усилитель ПЧ (А2), детекторный каскад (VI), предварительный усилитель 34 (А<?) и двухтактный выходной каскад (V2, V3), нагруженный на динамическую головку В1 (0,5 ГД-21). Настройку
85
на радиостанции выполняют сдвоенным блоком КПЕ С2.1С2.2, громкость регулируют переменным резистором R10.
Для магнитной антенны использован ферритовый (400НН) стержень диаметром 8 и длиной 120 мм. Катушки L1 (75 витков) и L2 (8 витков) намотаны виток к витку на отдельных бумажных каркасах проводом ПЭВ-1 — 0,12. Катушки гетеродина L3 (4 витка) и L4 (100 витков) намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,1 одна поверх другой на стандартном трехсекционном каркасе и помещены в ферритовые (600 НН) чашки внешним диаметром 8,6 мм. Отвод у катушки L4 от 15-го витка, считая от нижнего (по схеме) вывода. Подстроечник — типоразмера СС2, 8Х 12 из феррита 600НН. Катушки L5—L10 фильтров ПЧ — готовые, от заводского транзисторного приемника «Соната» или другого с промежуточной частотой 465 кГц (в этом случае возможно придется использовать конденсаторы С6, С8, С15 другого номинала). При отсутствии готовых катушек можно использовать самодельные,-поместив их попарно (L5—L6, L7—L8, L9—L10) в такие же ферритовые чашки и снабдив такими же подстроечниками, что и катушки гетеродина. Катушки L6, L7; L9 должны содержать по 99 витков провода ЛЭ 5 X 0,06 (3 секции по 33 витка на стандартном каркасе), катушки £5, L8, L10 — по 30 витков провода ПЭЛШО — 0,15 (по 10 витков в каждой секции каркаса поверх соответствующих им контурных катушек). Катушки гетеродина и фильтров ПЧ необходимо поместить в латунные или алюминиевые экраны, соединив их при монтаже с общим проводом.
Для выходного каскада усилителя 34 желательно подобрать транзисторы с близкими значениями статического коэффициента передачи тока (/?21Э 40).
Налаживание приемника начинают с установки режимов работы транзисторов и микросхем, подбирая резисторы /?/* (напряжение на выводе 2 микросхемы Л7), R15* (ток покоя транзисторов V2, V3) и R11* (напряжение на эмиттерах этих транзисторов). В остальном налаживание приемника не отличается от налаживания обычного супергетеродина.
Приемник на микросхемах серии «К174 [21] рассчитан на прием передач радиовещательных станций, работающих в растянутом КВ диапазоне 31 м (9.5...9,8 мГц). Прием ведется на выдвижную телескопическую антенну длиной около 1 м. Для питания используется аккумуляторная батарея напряжением 9 В. Потребляемый в отсутствие сигнала ток 15...20 мА. Работоспособность приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 6 В.
Основные параметры
Максимальная выходная мощность, Вт......................... 1
Промежуточная частота, кГц ...»........................... 465
Чувствительность, мкВ, не хуже...................... 20
Селективность по соседнему каналу (при расстройке ±9 кГц), дБ......................................... 26
Приемник {рис. III. 16) выполнен на двух микросхемах. На одной из них (Л7) собрана его высокочастотная часть (усилитель РЧ, двойной балансный смеситель с отдельным гетеродином, усилитель ПЧ, усилители постоянного тока АРУ); на другой (А2) — усилитель 34, нагруженный на динамическую головку В1. Детекторный каскад выполнен на диоде V6. Входной (L1C1C2C3) и гетеродинный (L3C4C6) контуры перестраиваются по частоте варикапами матрицы VI. Напряжение смещения на варикапы снимается с движка переменного резистора R5, выполняющего функции органа настройки. Необходимое для перекрытия диапазона напряжение вырабатывается преобразователем, состоящим из генератора на транзисторах V7, V8, повышающего трансформатора Т1, выпрямителя V5 и стабилизатора напряжения (V2, 1ЛЗ).
Селективность приемника определяется в основном параметрами пьезокерамического фильтра Z1. Напряжение питания микросхемы А1 в процессе разрядки батареи поддерживается примерно на одном уровне стабилитроном V4.
Вместо транзисторов ГТ108А в преобразователе напряжения приемника можно использовать любые маломощные германиевые транзисторы структуры р-п-р со статическим коэффициентом передачи тока й21Э > 40. Возможна замена диодной сборки КЦ407А четырьмя любыми диодами с обратным напряжением не менее 40 В, а пьезокерамического фильтра ФП1П-025 — любым другим на частоту 465 кГц. *
86
Рис. Ш.16
Рис. III.17
Катушки LI—L4 размещены попарно на полых каркасах диаметром 7,8 и длиной 18 мм и снабжены ферритовыми (600НН) подстроечниками типоразмера СС2,8 X 12. Катушки L1 и L3 содержат по 15 витков провода ПЭЛШО — 0,3 (отвод у L3 — от 7>го витка), L2 и L4 — соответственно 4 и 3 витка провода ПЭВ-1 —0,1. Намотка.— однослойная, виток к витку, расстояние между катушками L1 и L2, L3 и L4 — 2,5 мм. г
Катушки L5—L7 фильтров ПЧ намотаны проводом ПЭВ-2 — 0,12 на унифицированных четырехсекционных каркасах (от приемника «Селга-404»), го-мещенных в трубчатые ферритовые сердечники, а затем — в алюминиевые экраны. Катушка L6 (115 витков) намотана во-всех четырех секциях одного из каркасов, катушка L5 (6 витков) — поверх нее. Катушка L7 намотана равномерно во всех секциях другого каркаса. Подстроечники катушек фильтров ПЧ — ферритовые (600НН) типоразмера СС2, 8 X 14. 1
Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом (1000НМ-А) кольце типоразмера К10 X 6 X* 4,5. Обмотка 1 содержит 50 + 50 витков провода ПЭВ-2 — 0,1, обмотка II — 2*0 витков провода ПЭВ-2 — 0,07.
Налаживание начинают с измерения тока, потребляемого микросхемами А1 (5....6 мА), А2 (4....6 мА) и преобразователем напряжения (4....5мА). Сопротивление резистора R11* подбирают таким, чтобы при минимальном напряжении питания (6 В) ток через стабилитрон V4 составлял 0,5...0,7 мА, а резисторов R14*, RI5* — до получения потребляемого преобразователем тока в указанных выше пределах. Пределы изменения напряжения смещения варикапов (2...22 В) устанавливают подбором резисторов‘ R6* и R7*. В остальном налаживание приемника ничем не отличается от налаживания обычного супергетеродина.
Приемник с улучшенными характеристиками [6] также выполнен на микросхемах серии К174 (на рис. III. 17 изображена схема трактов РЧ и ПЧ). В нем применена двухпетлевая АРУ, улучшившая отношение сигнал/шум, приняты меры по снижению влияния на параметры приемника большого разброса усиления апериодического усилителя ПЧ микросхемы К174ХА2, введены предварительная фильтрация ПЧ (фильтр L5C11R2) и стрелочный индикатор настройки Р1
Основные параметры
Промежуточная частота, кГц................................ 465
Чувствительность, мкВ.............................. 20
* Селективность по соседнему каналу (при- расстройке ±9 кГц), дБ........................................... < 30
Полоса пропускания тракта ПЧ, кГц..................' 9...12
Потребляемый ток. мА . .‘.................................. 14
Перестройка входного и гетеродинного контуров осуществляется сдвоенным блоком КПЕ С 1.1 С1.2. Напряжение ПЧ выделяется широкополосным фильтром L5C11R2 и через катушку связи L7 поступает на вход пьезокерамического фильтра Z/. Нагрузкой усилителя ПЧ микросхемы является фильтр L8C14. Детектор собран на диоде VI. С его нагрузки — переменного резистора R9 — сигнал поступает на вход усилителя 34.
В приемнике применены раздельные по ВЧ и ПЧ АРУ. Напряжение для первой из них снимается с широкополосного фильтра L5C11R2 (через катушку связи L6). Благодаря этому устраняется опасность самовозбуждения приемника при неточной настройке на радиостанцию (когда частота сигнала находится на скате кривой селективности фильтра Z1). Выпрямитель этой петли АРУ собран на транзисторе V2. Регулирующее напряжение создается на резисторе R10 и поступает на усилитель РЧ микросхемы через один из имеющихся в ее составе усилителей постоянного тока (вход — вывод 3).
Вторая петля , АРУ — по ПЧ —• более узкополосная. Регулирующее напряжение снимается с нагрузки детектора и через фильтр R8C12 подается на вход усилителя ПЧ микросхемы через второй усилитель постоянного тока (вход — вывод 9). Требуемое усиление траГКта ПЧ устанавливают, подбирая резистор R8.
В приемнике можно применить входной и гетеродинный контуры от любого супергетеродинного приемника. Катушки фильтров ПЧ намотаны проводом ПЭВТЛ12 — 0,1 на унифицированных четырехсекционных каркасах с ферритовыми (600НН) подстроечниками типоразмера СС2, 8X14, помещенных в трубчатые ферритовые (М400НН-5) сердечники, а затем — в алюминиевые экраны. Катушка L5 (2 X 38 витков) занимает две нижние (по отношению к монтажной 88
плате) секции каркаса, в следующей секции размещена катушка L6 (20 витков), в верхней секции — катушка L7 (7 витков). Катушка L8 (2 X 34 витка) намотана в двух_средних секциях другого каркаса. ~
В качестве индикатора точной настройки Р1 можно использовать любой микроамперметр с током полного отклонения 200...300 мкА (М476/2, М476/3 т. п.). Индикатор калибруют, изменяя сопротивление подстроечного резистора R1.
Двухдиапазонный приемник с низковольтным питанием [8] рассчитан на прием радиовещательных станций в диапазонах СВ (525... 1605 кГц) и КВ (5,8...16 МГц) на магнитную антенну. В диапазоне СВ приемник работает с одним преобразованием частоты, в диапазоне КВ — с двумя. Предусмотрена растяжка (в пределах ±200 кГц) любого участка диапазона КВ. Приемник питается от двух элементов 316, потребляя в отсутствие сигнала ток не более 6 мА. Одного комплекта элементов хватает на 30...40 ч работы. Работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 1,8 В.
Основные параметры
Номинальная выходная мощность, мВт 50
Промежуточная частота, кГц: •
первая..............-..................................1840
вторая.....................'........................... 465
Реальная чувствительность# мВ/м, в диапазоне: СВ............................................................ 0,5
КВ......................................................._ 0,25
Селективность, дБ, по каналу: соседнему (при расстройке ±9 кГц).............................. 30
зеркальному...................................4.......... 26
Номинальный диапазон воспроизводимых частот (при работе на динамическую головку 0,1ГД-6) Гц....................... 450...3000
' Примененная в приемнике система АРУ обеспечивает изменение выходного сигнала не более чем на 6 дБ при изменении сигнала на входе на 80 дБ.
При приеме в диапазоне СВ сигнал, выделенный входным контуром L4C9C7.1 магнитной антенны W1 через катушку связи L5 поступает на вход преобразователя частоты с совмещенным гетеродином, выполненного на транзисторе V? (рис. III. 18). В его коллекторную цепь включена катушка L9 связи с контуром
89
гетеродина диапазона СВ L8C12C14C7.2 и фильтр ПЧ L10C18. Селективность по соседнему каналу обеспечивает в основном пьезокерамический фильтр Z1, Усилитель ПЧ собран на транзисторах V4, V5, детектор — на диоде V6. Транзистор V3 использован в качестве усилителя постоянного тока АРУ. Усилитель 34 выполнен на транзисторах V7 — VI3. Переменный резистор /?// — регулятор громкости.
При приеме в диапазоне КВ входной контур образован катушкой L2 и конденсаторами СЗ*, С4.1. Выделенный им сигнал радиостанции через катушку связи L1 подается на преобразователь частоты‘с совмещенным гетеродином, выполненный на транзисторе VI. В его коллекторную цепь включен полосовой фильтр L6C8C10L7C11, настроенный на частоту 1,84 МГц (полоса пропускания 400 кГц). Сигнал первой ПЧ (1,64...2,04 МГц) подводится к базе транзистора V2, который теперь выполняет функции второго преобразователя. Преобразование происходит в интервале частот второго гетеродина от 1,194 до 1,584 МГц, что соответствует интервалу частот 0,72... 1,12 МГц по шкале диапазона СВ. Таким образом, на тот или иной участок диапазона КВ приемник настраивают блоком КПЕ C4.IC4.2 первого преобразователя частоты, а на выбранные радиостанции в пределах участка — перестройкой гетеродина второго преобразователя частоты конденсатором С7.2.
В приемнике применены блоки КПЕ типа КПТМ-4 (С7.1С7.2) и от приемника «Орленок» или «Космос» (С4.1С4.2). Подстроечные конденсаторы СР, С12 — имеющиеся в блоке КПТМ-4 (С12 составлен из двух конденсаторов).
Сердечник магнитной антенны изготовлен из ферритового (150ВЧ-1) стержня диаметром.8 и длиной 100 мм. Боковые стороны стачивают на абразивном кру-
Таблица III. 1
<и Г Я С £ ф а, и Число витков Провод Намотка Сердечник
Марка Диаметр, мм
L1 L2 L4 L5 3 9 85 7 ПЭВ-1 пэлшо 0,1 0,47 Рядовая, между витками L2 Рядовая, шаг 2 мм Рядовая, виток к витку Рядовая, поверх L4 М150ВЧ-1-8 X 1
ПЭВ-1 0,1
L3 1+2+23,5- ПЭВ-1 0,14 Рядовая, виток к витку Подстроен ник от броневого сердечника СБ-12а (М4ХН)
L6r L7 32 ПВЭ-1 0,1 Рядовая М600НН-8-К7Х4Х2
L8 L9 3,5+76,5 10 ПВЭ-1 0,1 Внавал Внавал, поверх L8 Чашки Ч1-2М1000НМЗ-4 диаметром 6,1-мм; под-строечник М1000НМЗ-4 с резьбой М2,3
ио Lit 78 20 Внавал Внавал, поверх ио
L12 78 Внавал
90
re таким образом, чтобы получился плоский стержень толщиной 5 мм. Для защиты от влаги обработанные поверхности покрывают цапон-лаком. Катушки L1 и L2, L4 и L5 наматывают попарно на подвижных бумажных каркасах. Катушки L6 и L7 наматывают на разломанных, а затем склеенных (клей БФ-2) с зазором 0,05 мм ферритовых (600НН) кольцах типоразмера К7 X 4 X 2. Прокладками могу г служить кусочки бумажной кальки. Для изготовления катушек L8—L11 использована арматура катушек гетеродина и фильтров ПЧ приемника «Юпитер». Катушка L3 намотана на полистироловом каркасе диаметром 5 и длиной 10 мм. Намоточные данные катушек приведены в табл. Ш.1.
Налаживание приемника начинают с усилителя 34. Напряжения на коллекторах транзисторов V7 и VI2, V13 устанавливают подбором соответственно резисторов R10* и R14*. Затем настраивают фильтры L10C18 и L12C21 на середину полосы пропускания пьезокерамического фильтра Z1 и, переключив .приемник на прием в диапазоне СВ, по обычной методике производят укладку диапазона и сопряжение настроек входного и гетеродинного контуров. '
При настройке приемника в диапазоне КВ сигнал от генератора подают на базу транзистора VI, Перестраивая генератор в интервале частот 1,5...2,5 МГц, определяют границы полосы пропускания фильтра L6C8C10L7C11. Для контроля используют милливольтметр переменного токд, подключая его к выходу фильтра. После этого настраивают вначале генератор сигналов, а затем приемник на частоту 1,84 МГц и, не изменяя больше положения ротора блока КПЕ С7.1 С7,2, переходят к укладке диапазона. Сигнал ВЧ подводят к витку (диаметром 150...200 мм) монтажного провода, включенному последовательно с резистором сопротивлением 75...82 Ом. Установив магнитную антенну приемника перпен-. дикулярно плоскости витка, изменением индуктивности катушки L3 и подбором конденсатора С6 укладывают границы диапазона с запасом в 0,3...0,4 МГц с каждой стороны. Затем, перемещая по ферритовому стержню катушку L2 и подбирая конденсатор СЗ, сопрягают настройки входного и гетеродинного контуров первого'преобразователя на частотах, близких к граничным. Шкалу блока КПЕ C4J С4.2 градуируют на частотах 6,1; 7,2; 11,8 и 15,3 МГц при установке ротора КПЕ С7.1 С7.2 в положение, соответствующее настройке на частоту 1,84 МГц.
Трехдиапазонный приемник [14] обеспечивает прием передач радиовещательных станций на магнитную антенну в диапазонах ДВ (150...408 кГц), СВ (525... 1605 кГц) и КВ (9,3...12,2 МГц). Приемник можно питать от любого малогабаритного источника напряжением 9 В (батарея «Крона», 7Д-0,1 и т. п.). Потребляемый в режиме молчания ток не превышает 15 мА.
Основные параметры
Максимальная выходная мощность, мВт....................... 125
Промежуточная частота, кГц.................................465
Чувствительность, мВ, в диапазоне:
ДВ...................................................... 0,4
СВ..........:........................................ о,5
КВ . 0,8
Селективность, дБ, по каналу: соседнему (при расстройке ±9 кГц) ..................... 14...18
зеркальному............................................ 16. .26
Приемник (рис. III. 19) содержит магнитную антенну W1, смеситель (VI), отдельный гетеродин (V2), двухкаскадный усилитель ПЧ (V<3, V4), детекторный каскад (V5, V6) и'Трехкаскадный усилитель 34 (V7, V8, V10, VII), нагруженный на динамическую головку В1. Особенность приемника — наличие в смесителе полевого транзистора, обладающего, как известно, высоким входным сопротивлением. Это позволило полностью включить входной контур во входную цепь смесителя, увеличив чувствительность приемника. В диапазоне КВ во входной контур входит только катушка L3, в диапазоне СВ — катушки.L2 и L3, в диапазоне ДВ — катушки L1—L3. Селективность приемника по соседнему каналу создается в основном двухконтурным полосовым фильтром L10C15C18L11С16. Напряжение АРУ снимается с нагрузки детектора и через фильтр R17C25C30 подается в цепи смещения транзисторов V3, V4 усилителя ПЧ.к
Вместо транзисторов ГТ310Б в приемнике можно, использовать любые высокочастотные кремниевые транзисторы структуры р-п-р со статическим коэффи
91
циентом передачи тока й21э $0- Полевой транзистор КПЗОЗВ можно заменить на КП302, увеличив сопротивление резистора R3 до 10...2Q кОм.
Для магнитной антенны использован ферритовый (150ВЧ-1) стержень диаметром 8 и* длиной 130 мм. Катушки L1—L3 намотаны на подвижных бумажных каркасах. Первые две из них размещены на концах стержня, третья — в средней его части (ближе к катушке L2). Катушка L3 содержит 5,5 витка провода ПЭВ-2— 0,2 (шаг намотки 2 мм), L2 — 80 витков такого же провода (виток к витку), -L1 — 250.витков провода ПЭВ-2—0,12, намотанных четырьмя секциями. Катушки L10—L14 фильтров ПЧ, намотанные проводом ПЭВ-2 — 0,12, помещены в ферритовые (1000НМЗ-4) чашки диаметром 6,1 мм с арматурой и подстроеч-никами от приемника «Этюд». Катушки- L10, L11 и L13 содержат по 2 X 45
витков, катушки L12 и L14 — соответственно 9 и 30 витков, намотанных в верхних (со стороны подстроен ни ков) секциях каркасов поверх соответствующих контурных катушек.
Для катушек контуров гетеродина можно использовать каркасы с подстроеч-никами от любого трехдиапазонного промышленного приемника. Катушки L4 и L5 должны содержать соответственно 13 и 2 витка провода ПЭВ-2 — 0,2, катушки L6, L7, L8 и L9 — соответственно 110 + 15; 4; 190 + 25 и 4 витка провода ПЭВ-2 —0,12.
Налаживают приемник по обычной методике.
Четырехдиапазонный приемник [35] предназначен для приема на телескопическую антенну передач радиовещательных станций в растянутых диапазонах 25 м (И,5...12,1 МГц), 31 м (9,35...9,85 МГц), 41 м (7...7,35 МГц) и 49м (5,95... 6,25 МГц). Потребляемый в отсутствие сигнала ток не превышает 10 мА,
Основные параметры
Максимальная выходная мощность, мВт........................... 100
Промежуточная частота, кГц........... , . ............... 465 ~
Чувствительность, мкВ, не хуже............................. 30
Селективность, дБ» по каналу: -
соседнему (при расстройке ±9 кГц) . '.................. 40
зеркальному............................................ 14...25
92
Приемник (рис. III.20) содержит смеситель (VI), отдельный гетеродин (V6), стабилизатор напряжения питания гетеродина (V4t V5), двухкаскадный' каскодный усилитель ПЧ (V2, V3, V7, V8), усилитель АРУ (V/0) и трехкаскаДпый усилитель 34 (VII—V14), нагруженный на динамическую головку В1. Особенности приемника — упрощенная коммутация входного и гетеродинного контуров (использован переключатель всего на два направления) и применение в качестве органа настройки сдвоенного вариометра. Это позволило получить одинаковый во всех диапазонах коэффициент перекрытия по частоте и упростить укладку диапазонов и сопряжение настроек входного и гетеродинного контуров. Селективность приемника по соседнему каналу обеспечивается в основном пьезокерамическим фильтром Z1.
Катушки входного (L1) и гетеродинного (L2, L3) контуров намотаны на. круглых полистироловых каркасах внешним диаметром 16, внутренним 8 и дли-’ ной 43 мм. Внутри каркасов с помощью тросика верньерно-шкального механизма перемещаются пластмассовые челноки с размещенными внутри них ферритовыми (100ВЧ-1) сердечниками типоразмера СС2,8 X 12. Катушки L1 и L3 намотаны медным посеребренным проводом диаметром 1 мм (шаг намотки 1,8 мм) и содержат соответственно 17 (с отводом от 1,5-го витка) и 16,5 витка (отводы от 2,5-го и 10,5-го витка). Катушка L2 намотана между витками катушки L3 (со стороны вывода, соединенного с конденсаторами С22, С23) и имеет 2 витка провода ПЭЛШО — 0,3. Катушки фильтров ПЧ намотаны на унифицированных трехсекционных каркасах и помещены в ферритовые (600НН) чашки внешним диаметром 8,6 мм с подстроечниками типоразмера СС2Ч8 X 12 из того же материала. Катушки L4 и L5 (соответственно 2 X 35 и 35 витков) намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,12, катушки L6, L8 (обе по 3 X 33 витка) — проводом ПЭВ-1 — 0,1, L7 (10 витков) и L9 (3 X 33 витка) — проводом ПЭЛШО — 0,1. Можно использовать катушки фильтров ПЧ от промышленных транзисторных приемников, однако в этом случае возможно придется заменить конденсаторы С20, С31 и
93
С35 конденсаторами другой емкости (из условия настройки фильтров на частоту 465 кГц). Телескопическая антенна—от любого промышленного приемника, переключатель S1 — типа П2К или любой другой, высокочастотный.
3. УКВ ЧМ РАДИОПРИЕМНИКИ
УКВ ЧМ приемник прямого преобразования [27] обеспечивает высококачественный прием '.передач радиовещательных станций, работающих в диапазоне 65,8...73 МГц. Особенности приемника — прямое преобразование и фазовая автоподстройка частоты. Чувствительность приемника около 200 мкВ, что вполне достаточно для приема местных радиостанций на комнатную антенну. Макси-
у W1
L1
4= г/
2Д
В2 150
CU ОРЗЗмк
V1 КД503А
ВЗ 1к
V2 КД5ОЗА
75 СЗ
,А1 К1ЦОУД1А
I;
С5 91
07
V3 ГТ311А
V5 ТГ
ВЦ 3,9к
СВ2Ц
С9 75
СЮ20д
УЦДООУЬ
-Т-М— =ГР/
+6,8 В
<- ст
—г= 30нх*12В
НЮ 5,1 к
Выход
С13Л_. С15 aoi ZE го*** % в
R11 22к
В12 ЮОк Настроем
-6,8 В
сн±_ -L 02 рОЗЗик"!----Г+Jtfw < 12 в
Рис. III. 21
мально допустимый уровень входного сигнала — 100 мВ, выходное напряжение 34 — около 50 мВ.
. Приемник (на рис. III.21 изображена принципиальная схема его радиочастотной части) состоит из широкополосного входного контура L1C1, настроенного на среднюю частоту УКВ диапазона (69,5 МГц), смесителя на встречно-параллельно включенных диодах VI, V2, гетеродина (УЗ), перестраиваемого варикапом V4, и детектора (микросхема А1) с фильтром R3R5C8R6C9R7C10 в цепи ООС, ' охватывающей операционный усилитель (ОУ) AL Гетеродин работает на частотах, вдвое меньших частоты принимаемого сигнала. Настройка на радиостанции осуществляется переменным резистором R12, автопбдстройка — варикапом V5. Подстроечный резистор R1 служит для балансировки ОУД/.
Катушки L1 и L2 намотаны проводом* ПЭЛ — 0,8 на полистироловых каркасах диаметром 8 и длиной 20 мм с подстроечниками типа СЦР-1 из карбонильного железа. Первая из них содержит 5, вторая — 8 витков (отводы от 2-го витка). Катушка L3 (2 витка провода ПЭЛШО — 0,2) намотана поверх катушки L2.
Налаживание начинают с настройки на рабочие частоты входного и гетеродинного контуров подстроечниками катушек LI, L2 и проверки перекрытия гетеродинного контура по частоте при перемещении движка переменного резистора
94
R12 из одного крайнего положения в другое. Затем подстроечным резистором R1 балансируют ОУ А1 — устанавливают на его выходе напряжение, равное нулю. Оптимальную связь смесителя с гетеродином устанавливают подбором емкости конденсаторов С2, СЗ или числа витков катушки L3. В гетеродине глубину обратной связи подбирают минимально необходимой для устойчивой работы. Для этого смещают отвод катушки L2 ближе к ее верхнему (по схеме) выводу.
Для питания приемника необходим стабилизированный двуполярный источник напряжения, обеспечивающий ток в нагрузке не менее 25 мА.
УКВ ЧМ приемник с фиксированными настройками [17] предназначен для приема передач радиовещательных станций, работающих в диапазоне 65,8... 73 МГц. Чувствительность приемника — около 200 мкВ, потребляемый от источника питания ток не превышает 5 мА.
Рис. III. 22
Приемник (рис. III.22) выполнен по схеме прямого преобразования с фазовой автоподстройкой частоты. Он содержит входной контур L1C1C2, настроенный на среднюю частоту диапазона (69,5 МГц), апериодический усилитель РЧ (V/), двухтактный гетеродин, балансный смеситель и усилитель постоянного тока (транзисторы сборок А/, А2) и предварительный усилитель 34 (V5), согласующий выход приемника со стереодекодером. Гетеродинный контур образован катушкой L2, варикапной матрицей V4 (для фазовой автоподстройки частоты) и встречно включенными диодами V2, V3 (для перестройки приемника по частоте). Управляющее напряжение, смещающее р-п-переходы этих диодов в обратном направлении, снимается с движков подстроечных резисторов R16—R19, подключаемых к кагодам диодов кнопочным переключателем S1. Для работы в приемнике пригодны диоды, у которых емкость при нулевом смещении составляет 20...25 пФ. *
Катушки L1 и L2 намотаны посеребренным проводом диаметром 0,5 мм на пластмассовых каркасах диаметром 7 и длиной 20 мм. Обе катушки содержат по 6 витков, длина намотки — 10 мм. Отвод у катушки L1, идущий к конденсатору СЗ, сделан от 2,5-го витка, а идущий к антенне подбирают опытным путем. Отвод у катушки L2 — от середины. Для подстройки индуктивности применены ферритовые (100НН) подстроечники типоразмера СС2,8 X 12 мм.
Налаживание начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току (допустимое отклонение ±20 %). После этого подключают антенну и устанавливают границы диапазонов: грубо — изменением индуктивности катушки L2, точно — подбором резистора R8*. В заключение подстраивают, входной контур по максимальной полосе удержания и прдбирают оптимальный уровень сигнала, поступающего в контур из антенны.
95
4. УЗЛЫ РАДИОПРИЕМНИКОВ. ПРИСТАВКИ
Широкополосный апериодический усилитель РЧ [9] можно использовать в качестве антенного усилителя радиоприемника, апериодического усилителя ПЧ и т. д. Вход и выход устройства рассчитаны на включение в линию с волновым сопротивлением 75 Ом.
Основные параметры
Диапазон рабочих частот, МГц................0,03...170
Коэффициент усиления, дБ . . ............ 21...22
Коэффициент шума (на частоте 100 МГц), дБ .................... 4,7
Усилитель (рис. III.23) выполнен на двух транзисторах, один из которых (VI) предназначен для усиления напряжения сигнала, другой (V2)— для согласования первого каскада с низкоомной нагрузкой. Дроссель L1 — бескаркасный и содержит 10 витков провода ПЭВ-1 — 0,25, намотанных на оправке диаметром 5 мм. Смонтирован усилитель на плате из стеклотекстолита, помещенной в латунный посеребренный экран. Разъемы XI, Х2 — типа СР-75-166Ф.
Рис. III. 23
Рис. III. 24
Кольцевой диодный смеситель [31] (рис III.24) по сравнению с транзисторным обладает тем преимуществом, что подавляет многие побочные продукты преобразования и практически полностью исключает прямое прохождение сигнала в цепи усилителя ПЧ и гетеродина.
Сигнал на вход кольцевого смесителя (V2—V5) поступает через апериодический каскад на транзисторе VI. Напряжение гетеродина подводится к смесителю через симметричную катушку L1 связи с фильтром ПЧ L2C4, настроенным на частоту 465 кГц. Линейность преобразователя по сигнальному входу сохраняется до амплитуды, равной примерно 0,1 амплитуды напряжения гетеродина. Оптимальное напряжение гетеродина (с учетом потерь на резисторах R3—R5) — 150...400 мВ, допустимое напряжение сигнала — 10...30 мВ. Это накладывает ограничения на коэффициент усиления усилителя РЧ — он должен быть минимально необходимым для получения требуемой чувствительности приемника. Кроме того, усилитель РЧ должен быть охвачен эффективной АРУ. -
Катушки L1 и L2 намотаны на унифицированном трехсекционном карка-, се, помещенном в ферритовые (600НН) чашки внешним диаметром 8,6 мм. Под-строечник — типоразмера СС2*,8 X 14 из феррита той же марки. Катушка L1 содержит 3X6 витков провода ПЭЛШО — 0,1 (намотана в два провода), катушка L2 — 3 X 24 витка провода ПЭВ-2 — 0,1.
Смеситель на микросхеме [1] предназначен для работы в супергетеродинном приемнике с промежуточной частотой 465 кГц. Коэффициент передачи устройства (рис. II 1.25) на этой частоте, измеренный на выходе пьезок'ерамического фильтра Z, равен 3, на частоте 20 МГц — 1,6. Оптимальный режим преобразования'достигается при напряжении гетеродина 40...50 мВ.
Смеситель выполнен на дифференциальном усилителе К118УД1Б (К122УД1Б). Напряжение гетеродина подается на базу токостабилизирующего транзистора микросхемы, поэтому связь между источником входного сигнала и гетеродином получается малой и определяется лишь обратной проводимостью
96
этого транзистора (в смесителях по традиционным схемам связь осуществляется через смещенный в прямом направлении эмиттерный переход). Напряжение ПЧ выделяется фильтром L1C5C6, конденсаторы которого с половинами катушки L1 образуют одновременно низкочастотные фильтры, дополнительно подавляющие комбинационные частоты. Полоса пропускания фильтра L1C5C6 — 40... 50 кГц.
Катушки L1 и L2 намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,12 на трехсекционном кар^
касе, помещенном в ферритовые Подстроечник — типоразмера СС2,8 X 14 из того же материала. Катушка L1 содержит 2 X 48, L2 — 48 витков.
Для питания смесителя необходим стабилизированный двуполярный источник, обеспечивающий напряжение ± 5,7...7 В.
Тракт ПЧ с транзисторным детектором [7] предназначен для работы в высококачественных приемниках и тюнерах/ По сравнению с диодным тран-
(600 НН) чашки внешним диаметром 8,0 мм.
Рис. III. 25 -ь
- А1 К118УД15 К гетеродину ц g|
С1 0,01 нк
зисторный детектор более линеен (коэффициент гармоник у него примерно в 4 раза меньше) и имеет коэффициент передачи близкий к единице.
Основные параметры
Промежуточная частота, кГц................................... 465
Чувствительность (при напряжении на выходе детектора 140 мВ), мкВ........................................................... 50
Селективность по соседнему каналу, дБ, в режиме;
дальний прием.................................•....... - 52
местный прием................'..................... . 10...12
Полоса пропускания, Гц, в режиме: дальний прием............................................ 20...4 500
местный прием..................'...................... 20...7 500
Изменение выходного сигнала (при изменении сигнала на входе на 50 дБ), дБ..................................................... 2
Рис. III. 26
Тракт (рис. III.26) содержит пьезокерамический фильтр Z7, определяющий селективность по соседнему каналу в режиме Дальний прием, двухкаскадный каскодный усилитель ПЧ (VI, V2 и V3, V4), транзисторный детектор (V5, V6) и усилитель задержанной АРУ (V7). Цепи баз транзисторов VI — V6 питаются от отдельного источника — гальванического элемента напряжением 1,5 В.
4 4’688
97
Потребляемый от него ток составляет всего 0,2 мА, поэтому в течение длительного времени напряжение элемента остается практически неизменным, обеспечивая стабильность всех параметров тракта вплоть до глубокого разряда батареи, питающей коллекторные цепи.
Транзисторы детекторного каскада (V5, V6) включены в цепь сигнала через фазоинвертирующий трансформатор, состоящий из катушек L4 и L5. При отсутствии сигнала оба транзистора открыты и через каждый из них протекает ток около 0,15...0,2 мА. При появлении на верхнем (по схеме) выводе катушки L5 напряжения отрицательной полярности транзистор V5 открывается еще больше и передает изменение сигнала на выход. Поскольку напряжение сигнала подается на базы транзисторов V5, V6 в противофазе, то' одновременно, по мере нарастания напряжения положительной полярности на нижнем выводе катушки L5 начинает закрываться транзистор V6. При изменении знака входного напряжения открывается транзистор V6, а транзистор V5 закрывается, поэтому сигнал передается на выход транзистором V6. Благодаря включению транзисторов по схеме с общим коллектором входное сопротивление каскада велико, и он мало нагружает контур L4C9.
Усилитель АРУ (V7) можно питать и от общего источника (—9 В), увеличив сопротивление резистора R4 до 16...22 кОм. Однако в этом случае коэффициент усиления тракта при разрядке батареи до 5,4 В будет уменьшаться в 2...2,5 раза.
В первом каскаде тракта ПЧ можно использовать любые транзисторы серии ГТ322, а также серии ГТ310, во втором —любые высокочастотные германиевые транзисторы структуры р-п-р, в остальных — транзисторы серий КТ203, КТ208, КТ326, КТ350, КТ361. Для работы в детекторном каскаде желательно подобрать транзисторы со статическими коэффициентами передачи тока /121Э, отличающимися не более чем на 10 %, а для работы в усилителе АРУ — транзистор с коэффициентом /т21Э > 70.
Катушки L1—L5 намотаны на унифицированных трехсекционных каркасах и помещены в ферритовые (600НН) чашки внешним диаметром 8,6 мм с’под-Строечниками СС28 X 14 из того же материала. Катушка L1 содержит 60 витков провода ЛЭ 5 X 0,07, L2 — 30, L3 и L4 — по 3 X 35 витков провода ПЭВ-1 — 0,1, L5 — 180 витков провода ПЭВ-1 — 0,07 с отводом от середины. Катушки связи L2 и L5 наматывают поверх соответствующих основных катушек, причем последнюю наматывают в два провода, а затем начало одной из ее обмоток соединяют с концом другой.
Налаживание тракта сводится к определению точного значения частоты настройки пьезокерамического фильтра 21, настройке на эту частоту фильтров L1C2, L3C5, L4C9 и установке требуемого выходного напряжения подбором резистора R12*.
Тракт ПЧ на микросхемах серии К122 [1J предназначен для супергетеродинного приемника.
Основные параметры
Промежуточная частота, кГц.............................. • 465
Чувствительность (при отношении сигнал/шум 20 дБ), мкВ. ... 15
Полоса пропускания (на уровне —3 дБ), Гц.......:........... 20...15 000
Изменение выходного сигнала (при изменении сигнала на входе на 60 дБ), дБ........................'.......................... 6
Интегральная микросхема А1 (рис. III.27) использована в качестве каскодного усилителя с токовым разветвителем. Входной сигнал подается на базу токостабилизирующего транзистора микросхемы. Режим транзисторов дифференциального каскада выбран так, что один из них находится в режиме отсечки, а другой — в активной области. Фильтр ПЧ L1C6 включен в коллекторную цепь второго транзистора. Постоянная составляющая продетектированного сигнала через фильтр R1C1R3 подается на базу закрытого транзистора дифференциального каскада. По мере нарастания входного сигнала этот транзистор постепенно открывается. В результате постоянные и переменные составляющие тока перераспределяются между транзисторами дифференциального каскада, и его коэффициент усиления уменьшается.
Катушки L1—L4 фильтров ПЧ намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,1 на унифицированных трехсекционных каркасах, помещенных в ферритовые (600НН)
98
чашки внешним диаметром 8,6 мм с подстроечниками типоразмера СС2,8 X 12 из того же материала. Катушкй LI, L3 и L4 содержат по 3 X 43, L2 — 13 витков.
Для питания усилителя ПЧ необходим двуполярный источник, обеспечивающий напряжение zt 5,7...7 В. Налаживание устройства сводится к настройке фильтров ПЧ на частоту 465 кГц.
Рис. III. 27
Тракт ПЧ УКВ ЧМ супергетеродина [22]. Может работать в тракте звукового сопровождения телевизора.
Основные параметры
Промежуточная частота, МГц........................................ 6,5
Номинальное выходное напряжение (при девиации частоты 15 кГц), мВ 25
Выходное сопротивление, кОм......................................... 3
Собственная нестабильность частоты (в интервале температур 4-10...
Н-30°С), кГц....................................................... 35
МГч М K17WP1 К1НТ531А
аюо ацг акг м
I wl п
0
<03 ~
~L~ 5 «Hrd
^5 ? ? =7=
(5
07 0,01 мк
V1.V2 Д81УА УЗ,МД10б
кч 6.8 к
С1У 1мк*6В
Устройство (рис. III.28) содержит фильтр сосредоточенной селекции ClL1C2C3L2C4C5L3, усилитель ПЧ и фазовый детектор (Л/), гетеродин (АЗ) и два эмиттерных повторителя (А2). Контур гетеродина образован катушкой L5 и стабилитронами VI, V2, выполняющими функции варикапов. Диоды V3, V4 стабилизируют амплитуду колебаний гетеродина.
Рис. III. 28
’ К исили-= телю ЗУ 013 Ц01мк
К VJ W
V2
й-
АЗ К2УС2У13
В фильтре сосредоточенной селекции использо-
ваны соответствующие катушки усилителя ПЧ канала звукового сопровождения телевизора «Электроника ВЛ-100». Катушки L5 и L6 намотаны проводом ПЭВ-2 — 0,12 на каркасе диаметром 7,5 мм с подстроечником СЦР-1 из карбонильного железа. Катушка L5 содержит 10 + Ю витков, L6—11 витков
“П—
~^Юнк>Ч5В
4*
99
(намотана поверх катушки L5). Намотка обеих катушек рядовая, виток к витку.
Настройку тракта начинают с фильтра сосредоточенной селекции по прибору Х1-7. Напряжение от генератора качающейся частоты подают на вход фильтра, а детекторную головку подключают к верхнему (по схеме) выводу катушкиXL4. Затем генератор подключают к катушке L3, а низкочастотный вход прибора X 1-7 — к выходу детектора. Контур L5V1V2 настраивают на промежуточную частоту по нулю характеристики дискриминатора. Полосу удержания (примерно 240 кГц) устанавливают подстроечным резистором R1.
Синхронный AM детектор [18] рассчитан на работу в тракте ПЧ супергетеродинного приемника первого и высшего классов. Улучшение качества приема при использовании такого детектора проявляется в уменьшении шумов и снижении нелинейных искажений.
Основные параметры
Промежуточная частота, кГц’...............................
Частота гетеродина, кГц.................................
Чувствительность, мВ......................................
Полоса удержания. системы фазовой автоподстройки частоты
(ФАПЧ), кГц..............................................•
Полоса пропускания по тракту 34, Гц.........................
Выходное напряжение, мВ..................................»
Коэффициент гармоник, %...................................
465
232,5
25
8
20...5 000
50 0.6
Устройство (рис. II 1.29) состоит из фазового детектора (А/) с усилителем 34 (А2) и синхронного гетеродина (V5). С последнего фильтра ПЧ приемника L1C2 сигнал поступает на первый смеситель (V/, V2). Сюда же с катушки связи
Рис. III. 29
5 К усилием) 34
М12Цк
А1,А2 КШД15
L5 подается сигнал гетеродина. Пропорциональное ошибке слежения напряжение поступает со смесителя на вход ОУ А/, усиливается им и воздействует на варикапы V6, V7, поддерживая частоту гетеродина равной половине несущей частоты AM сигнала (в данном случае 465 кГц). На второй смеситель (V3t V4) напряжение гетеродина поступает через фазовращатель L2C4R15. Выделенн] й этим смесителем сигнал НЧ усиливается ОУ А2 и поступает на оконечный усилитель 34. Фильтр L3C12 ослабляет составляющие РЧ, содержащиеся в проде-тектированном сигнале.
Катушка L1 (65 витков провода ПЭВ-2 — 0,1 с отводом от 15-го витка) намотана на унифицированном трехсекционном каркасе и помещена в ферритовые (600НН) чашки диаметром 8,6 мм с подстроечником СС28 X 12 из того же материала. Катушки L2 и L4—L6 намотаны на унифицированных четырехсекцион-
J00
iii.ik каркасах с такими же подстроечниками. Катушка L2 (192 витка) и L4 (410 витков с отводом от 25-го) намотаны проводом ПЭВ-2 — 0,1, катушки L5 (30 витков) и L6 (80 витков) — проводом ПЭЛШО — 0,1. Дроссель L3 (480 ви (ков такого же провода) намотан на ферритовом (15С0НМ-1) кольце типоразмера К12 X 8 X 6.
Налаживание устройства начинают с проверки работоспособности гетеродина. При отсутствии генерации меняют местами выводы катушки L6. Далее вывод 10 ОУ А1 соединяют с общим проводом и подстроечником катушки L4 настраивают гетеродин на частоту 232,5 кГц (допустимое отклонение zt 0,25 кГц). После этого вход ОУ размыкают, затем, подавая на фильтр L1C2 сигнал частотой 465 кГц (глубина модуляции 30 %) и изменяя индуктивность катушки L2 и сопротивление резистора R15, добиваются наиболее громкого и чистого звучания. Наибольшей чувствительности и минимума нелинейных искажений добиваются подбором числа витков катушки L5. Возможное в некоторых случаях самовозбуждение в каскаде усиления 34 устраняют подбором резистора
Перестройка приемника с синхронным детектором с одной радиостанции на другую сопровождается интерференционными свистами, которые, однако, исчезают в момент захвата частоты, т. е. при точной настройке на радиостанцию. -Для устранения помех такого рода приемник целесо-оГразно дополнить сенсорным устройством, отключающим усилитель 34 на время настройки. О точной настройке ша частоту радиостанции в этом случае
можно судить по минимуму
постоянного напряжения на выходе ОУ А1. Во избежание помех от синхронного гетеродина все устройство необходимо поместить в экран.
Частотный детектор с обратной связью по частоте [24] обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционным детектором отношений: у него гораздо больше протяженность линейного участка S-кривой, он лучше подавляет амплитудную модуляцию.
Принципиальная схема одного из вариантов 4М детектора t обратной связью показана на рис. III.30. Собственно детектор собран на транзисторе VI, работающем в режиме управляемого активного сопротивления. Напряжение ПЧ поступает на сток транзистора и фазосдвигающий контур L1V3V4. Сдвинутое по фазе на 90° напряжение с контура подводится к затвору транзистора. Про-детектированное напряжение усиливается транзистором V2 и поступает на вход усилителя 34 и на варикапы V3, V4. Когда частота настройки фазосдвигающегэ контура равна частоте входного сигнала, напряжения на стоке и затворе транзистора VI сдвинуты по фазе точно на 90°, и напряжение на выходе детектора отсутствует. При отклонении частоты сигнала от ,частоты настройки контура сдвиг фаз изменяется, и на выходе детектора, в зависимости от знака расстройки, возникает напряжение* положительной шли отрицательной полярности. По цепи обратной связи это напряжение воздействует на варикапы V3, V4 и изменяет частоту настройки контура в сторону отклонения частоты сигнала. Таким образом, мгновенная частота входного сигнала всегда находится в пределах центрального, наиболее линейного участка ФЧХ фазосдвигающего контура.
Катушка L1 намотана проводом ПЭЛШО — 0,35 на каркасе диаметром 8 мм и содержит 23 витка.
Налаживание начинают с настройки контура L1V3V4 на частоту 10,7 МГц подбором резистора R4*. Затем разрывают цепь обратной связи в точке я, подключают параллельно конденсатору СЗ вольтметр постоянного тока и подают на вход сигнал напряжением 0,3 В. Изменяя емкость подстроечного конденсатора
101
Cl, добивакися максимальной протяженности линейного участка детектора (он должен составить примерно 1500 кГц).
Стереодекодер [26] от традиционных устройств подобного назначения отличается способом восстановления поднесущей частоты. Способ основан на применении Т-образного мостового звена в цепи ООС, охватывающей ОУ. Это упрощает схему декодера, снижает требования к добротности катушки, используемой в цепи ООС. Достоинством такого способа восстановления поднесущей является и то, что форма АЧХ Т-образного звена определяется лишь отношением сопротивлений нескольких резисторов. Поскольку обратная связь на всех частотах отрицательна, устройство обладает повышенной стабильностью при изменении питающего напряжения, температуры и т. д.
Стереодекордер (рис. 1П .31) выполнен на ОУ А1. Комплексный стереосигнал с выхода частотного детектора поступает на его инвертирующий вход. На этот же вход через резисторы R8, R9 и Т-образное звено L1C4C5R6R7 подано и на-
83 22 к Ш 22 к
815180
пряжение ООС. Подстроечным резистором R8 регулируют усиление каскада, а резистором R6 — уровень поднесущей.
Полярно-модулированные колебания с восстановленной поднесущей детектируются полярным детектором (V/, V2). Цепи R13C13 и R14C14 фильтруют продетектированный сигнал, цепи R11C11 и R12C12, кроме этого, компенсируют предыскажения. Цепь R10C8 увеличивает переходное затухание между каналами. На транзисторах V4, V5 и светодиоде V6 собран индикатор стереоприема.
Катушка L1 (660 витков провода ПЭЛ — 0,07) намотана на унифицированном трехсекционном каркасе с ферритовым (600НН) подстроечником типоразмера СС2, 8 X 10. Конденсаторы С4, С5 желательно подобрать с малым ТКЕ и откло- , нением от номинала не более 20 %.
Налаживание стерео декодер а начинают с проверки режима ОУ по постоянному току. Напряжение на его выходе должно быть,равно половине напряжения питания. Убедившись в этом, к выходу ОУ подключают осциллограф и проверяют, не самовозбуждается ли ОУ при изменении сопротивления резистора R8 (подстроечный резистор R6 при этом должен быть полностью введен). Самовозбуждение устраняют подбором элементов цепи R5*C3*.
" Затем стереодекодер подключают к выходу ЧМ детектора (до корректирующей цепи), настраивают контур L1C4C5 по максимуму поднесущей на выходе ОУ А1 и уменьшают сопротивление резистора R6 до такого значения, при котором замыкание контура накоротко снижает уровень'поднесущей ровно в 5 раз. Общее усиление устанавливают (подстроечным резистором R8) таким, чтобы амплитуда восстановленной поднесущей на выходе ОУ составляла 1...Ц5 В.
102
Элементы цепи R10C8 подбирают на слух по наилучшему разделению каналов (увеличивая сопротивление резистора R10, емкость конденсатора С8 про
порционально уменьшают, и наоборот). Входное сопротивление усилителя 34 должно быть не менее 50 кОм. Конденсатор С9 подбирают по зажиганию светодиода V6 при появлении на входе стереодекодера комплексного стереосигнала.
Индикатор точной настройки УКВ ЧМ приемника [12]. Для высококачественного приема в диапазоне УКВ приемник необходимо настраивать на частоту радиостанции с погрешностью не более zL 10...20 кГц. Это особенно важно в том случае, если протяженность линейного участка АЧХ ЧМ детектора невелика.
Указанную точность настройки обеспечивает устройство (рис. II 1.32), собранное на ОУ А1 и двух светодиодах VI, V2. Так как последние включены встречно-параллельно, при изменении полярности выходного напряжения ОУ свет излучает только тот из светодиодов, который в данный момент включен в прямом направлении. При отрицательном выходном напряжении горит светодиод VI, при положительном — V2, т. е. при большой расстройке приемника относительно частоты радиостанции светится только один светодиод. По мере
приближения к частоте радиостанции яркость его свечения плавно уменьшается до нуля, а при расстройке в другую сторону начинает светиться второй светодиод. При точной настройке ни один из светодиодов не светится.
Чувствительность индикатора (т. е. точность индикации) регулируют подстроечным резистором R1.
Индикатор точной настройки с переменной чувствительностью [10] предназначен для использования в УКВ ЧМ радиовещательных приемниках с детектором отношений, в котором отсутствует дрейф постоянной составляющей сигнала. От обычно используемых индикаторов он отличается тем, что его чувст
вительность в полосе индикации неоди-
накова — она сравнительно мала при больших расстройках и максимальна при малых расстройках относительно частоты радиостанции (имеет вид острого резонансного пика). Это обеспечивает высокую точность настройки приемника» необходимую для высококачественного приема в УКВ диапазоне.
В качестве собственно индикатора применен стрелочный прибор Р1 (рис. III.33). При точной настройке на частоту радиостанции ток через него максимален и определяется сопротивлением резистора R8*. Расстройка приемника в любую сторону от частоты точной настройки приводит к разбалансу дифференциального усилителя (V7, V10), а следовательно, и моста, образованного сопротивлениями эмиттерных переходов транзисторов V8, V9 и резисторами R/4, R18, В результате, в зависимости от знака расстройки, открывается один из транзисторов V8, V9, и через прибор Р1 течет ток, определяемый сопротивлением резистора R20*. Суммарный ток через прибор I1Р8* — 7^20*, т. е* при расстройке приемника показания прибора уменьшаются. Отклонение стрелки в момент точной настройки на радиостанцию устанавливают подстроечным резистором R17 (этому режиму соответствуют и напряжения на электродах транзисторов, указанные на схеме).
Перед началом регулировки устройства резистор R20* необходимо временно отключить. Подав после этого питание, подбирают резистор R8* так, чтобы стрелка прибора Р1 установилась на отметку, соответствующую току 0,8... 0,9 /р 0 (/ — ток полного отклонения). Затем, установив движок подстроеч-
ного резистора R17 в одно из крайних положений, подбором резистора R20* добиваются, чтобы минимальный ток через прибор, соответствующий грубой настройке, стал равным 0,4...0,5 /п о. Требуемой остроугольности .характеристики индикатора добиваются подбором резистора R16, наблюдая за поведением стрелки прибора при перемещении движка резистора R17 в обе стороны от среднего положения.
103
После этого на’вход"приемника от генератора ’стандартных сигналов Г4-70 подают ЧМ сигнал (0,1... 1мВ), промоделированный в ciepec модуляторе МОД-12 или МОД-15 напряжением одного из каналов (вначале А', затем В). К выходу другого канала подключают вольтметр и, перестраивая приемник по диапазону при отключенной системе автоматической подстройки частоты (АПЧ), находят частоты настройки, соответствующие минимуму показаний вольтметра
Рис. III. 33
вначале в одном, а затем в другом канале. В заключение, настроив приемник на частоту, соответствующую наибольшему из этих минимумов, подстроечным резистором R17 добиваются максимального отклонения стрелки'прибора Р1.
При отсутствии измерительной аппаратуры последние операции можно произвести во время передачи стереофонической тест-программы, используя те ее
части, когда сигнал передается только по одному из каналов.
Сигнализатор разрядки источника питания [33] предназначен для карманных приемников, работающих от аккумуляторной батареи 7Д-0,1. Потребляемый устройством ток не превышает 0,1 мА.
Сигнализатор (рис. III.34) собран на микросхеме А1 (пятиканальный коммутатор на полевых транзисторах с изолированным затвором). При напряжении питания, превышающем минимальное, до которого можно разряжать аккумуляторную батарею (примерно 7 В), светодиод VI не горит. Когда напряжение батареи снизится до 7 В, светодиод начинает светиться, сиг-
нализируя о необходимости подзарядки батареи. Порог зажигания светодиода устанавливают подстроечным резистором R3,
Устройство бесшумной настройки [34] устраняет шумы при перестройке приемника с одной радиостанции на другую. Включают его между детектором и первым каскадом усилителя 34, а управляющий сигнал снимают с последнего каскада усилителя ПЧ.
Устройство (рис. II 1.35) выполнено на трех транзисторах и состоит из усилителя сигнала (V/), выпрямителя (V2), усилителя постоянного тока (V3)t клю
IO4
чевого каскада (V4) и делителя напряжения НЧ (V5, V6, С6—С8, R14). При н i-стройке приемника на какую-либо радиостанцию сигнал ПЧ, усиленный транзистором VI, выпрямляется диодом V2. Постоянная составляющая выпрямленного сигнала открывает транзистор V3. Уменьшение сопротивления его участка эмиттер — коллектор приводит к открыванию и транзистора V4. В результате напряжение между его коллектором и эмиттером становится настолько малым, что диоды V5 и V6 закрываются. Поскольку обратное сопротивление закрытых диодов велико, сигнал с выхода детектора практически без потерь проходит на вход усилителя 34.
При перестройке приемника с одной радиостанции на другую, когда уровень полезного сигнала ПЧ резко уменьшается, азатем и пропадает совсем (остаются только шумы), транзисторы V3, V4 закрываются, а диоды V5, V6 открываются током, протекающим через резисторы R12, R13. В результате делитель, состоящий из резистора R14, диодов V5, V6 и конденсаторов С6—С8 (их сопротивление на звуковых частотах очень мало), ослабляет поступающее на вход усилителя
Рис. III. 35
34 напряжение шумов на 30...40 дБ, так что они практически не прослушиваются.
В устройстве можно использовать транзисторы и диоды указанных на схеме серий с любыми буквенными индексами.
Налаживание устройства сводится к установке движка подстроечного резистора R9 в такое положение, чтобы при перестройке приемника шумы ослаблялись возможно больше, а при приеме передач громкость заметно не уменьшалась на слух.
Шкальное устройство — из микроамперметра [23]. В приемнике с небольшим числом диапазонов вместо шкального механизма целесообразно использовать микроамперметр. Его включают в диагональ моста (рис. III.36), образованного переменным резистором R5, подстроечным резистором R1 и постоянным резистором R2. Переменный резистор R5 механически (например, с помощью тросико-вой передачи) связывают с осью органа настройки приемника — КПЕ или переменного резистора (в приемниках с электронной настройкой). Шкалу частот наносят на шкалу микроамперметра любым доступным способом.
Номиналы резисторов, указанные на схеме, подобраны для микроамперметра М1360 с током полного отклонения стрелки 50 мкА и внутренним сопротивлением 910 Ом. Для уменьшения нелинейности шкалы настройки переменный резистор R5 следует применить группы А, а угол поворота его оси ограничить до 180... 200°. На начальную отметку шкалы стрелку прибора устанавливают подстроечным резистором R1, на конечную — резистором R3. Для сохранения градуировки шкалы напряжение питания моста стабилизировано стабилитроном VI. Кнопка S1 служит для подключения прибора к цепи индикации точной настройки
Устройство для полуавтоматической настройки приемника [25] может бьчь применено как в ЧМ, так и AM приемниках. Его основу (рис. II 1.37) составлют интегратор на ОУ А1 с высоким входным сопротивлением. В верхнем (по схеме) положении переключателя S1 (для перестройки приемника по диапазону) вы-
105
Рис. 11 Г. 36
-12В
Рис. II Г. 37.
Рис. III. 38
ходное напряжение ОУ А/, а следовательно, и напряжение, поступающее на варикапы контуров приемника, линейно уменьшается, в нижнем — увеличивается, в среднем — фиксируется на уровне, достигнутом в момент перевода переключателя в это положение. Пределы изменения выходного напряжения интегратора относительно общею провода — от +10 до —10 В. Фиксация настройки сохраняется в течение нескольких часов.
В AM приемнике средний контакт переключателя оставляют свободным, а в ЧМ приемнике через резистор R2 подключают к частотному детектору, выходное напряжение которого при точной настройке на частоту радиостанции равно нулю. Если в момент перевода переключателя в среднее положение приемник настроен неточно на частоту радиостанции, то на интегратор поступит некоторое, пропорциональное расстройке, постоянное напряжение, и выходное напряжение интегратора будет плавно изменяться до момента достижения точной настройки, т.е. будет действовать АПЧ. Преимущество АПЧ с интегратором перед традиционными системами — отсутствие остаточной расстройки. Это значит, что во время .настройки на радиостанцию достаточно лишь услышать передачу интересующей станции, как тут же можно перевести переключатель S1 в среднее положение. Через 1...2 с приемник сам точно настроится на эту радиостанцию, причем настройка сохранится даже при пропадании сигнала на некоторое время.
Для увеличения времени сохранения настройки в устройстве необходимо использовать переключатель с повышенным сопротивлением изоляции контактов и конденсатор (С/) с минимальным током утечки. Контакты переключателя и идущие к ним провода рекомендуется экранировать. Для индикации частоты настройки (эту функцию выполняет прибор Р1) можно использовать любой микроамперметр с током полного отклонения 50... 100 мкА и шкалой с нулевой отметкой в середине.
При использовании устройства в ЧМ приемнике налаживание сводится к проверке правильности действия АПЧ. Если в среднем положении переключателя S1 наблюдается не подстройка, а наоборот, расстройка приемника, необходимо поменять местами выводы катушки связи в частотном детекторе. Скорость перестройки (переключатель в одном из крайних положений) можно регулировать подбором резистора R4* и конденсатора С1*. Ток через прибор Р1, соответствующий наибольшему использованию длины, шкалы, устанавливают подбором резистора R7.
Цифровая шкала AM приемника [3] обеспечивает индикацию частоты принимаемых радиостанций с точностью до 1 кГц в диапазоне от 150 кГц до 12 МГц. Устройство (рис. III.38) представляет собой частотбмер, измеряющий частоту гетеродина и вычитающий из нее значение ПЧ (465 кГц), поэтому его можно использовать только в приемниках, где частота гетеродина во всех диапазонах выше частоты принимаемого сигнала.
Сущность измерения частоты приема состоит в подсчете числа импульсов, поступающих от гетеродина за эталонный интервал времени, равный 1 мс. Этот интервал задается устройством, состоящим из кварцевого генератора (D3.1, D3.2), настроенного на частоту 1 МГц, и делителя частоты (D4—D6),понижающего ее до 1 кГц. В измеритель частоты входят также усилитель ограничитель (D1.1), три элемента совпадения (D1.2, D2.1, D8), мультивибратор (D2.2, D2.3), три триггера (D7.1, D7.2 и /?5-триггер на элементах D1.3, D1.4) и пятиразрядный счетчик импульсов. Ячейки четырех разрядов (А1—А4) по схеме одинаковы. Каждая из них содержит счетчик (1D1—4D1), дешифратор (1D2—4D2) и цифровой индикатор (1Н1—4Н1). Ячейка старшего разряда (D9, Hl) — неполная, поэтому вместо высоковольтного дешифратора К155ИД1 в ней применен дешифратор на транзисторах Vlt V2. Напряжение питания микросхем стабилизировано устройством, собранным на трнзисторе V8 и стабилитроне V7. Индикаторные лампы (1Н1—4Н1) питаются от однополупериодного выпрямителя на диоде V9.
Измерение частоты начинается с поступления пускового импульса мультивибратора (D2.2, D2.3), устанавливающего счетчики всех разрядов (ID 1—4D1, D9), триггер D7.2 и /?5-триггер (D1.3, D1.4) в нулевое состояние. С переходом в это состояние триггера D7.2 на его инверсном выходе возникает напряжение логической 1, которое разрешает счет триггеру D7.1. Первый же импульс, поступивший с выхода делителя частоты, переводит триггер D7.1 в единичное состояние, и он (через элемент совпадения DL2 и инвертор D2.4) разрешает счет им-
107
пульсов гетеродина, ' поступающих с выхода усилителя-ограничителя Did. Чгрез 1 мс после прихода первого импульса на вход триггера D7.1 подается второй импульс, и триггер возвращается в нулевое состояние, запрещая дальнейших подсчет импульсов гетеродина. Одновременно триггер D7.2 переходит в единичное состояние (на выводе 8 низкий логический потенциал) и запрещает триггеру D7.1 изменять состояние от поступающих на его вход импульсов делителя частоты. На этом цикл измерения заканчивается. v
Вычитание ПЧ из измеряемой частоты гетеродина происходит в момент, когда показания счетчика становятся равными значению ПЧ. В этот момент на выходе элемента совпадения D8 возникает импульс, повторно переводящий счргчик в нулевое состояние. Этот же импульс переводит /?5-триггер (D1.3, D1.4) в единичное состояние, запрещая тем самым элементу D8 изменять состояние в течение оставшегося до конца эталонного интервала времени.
К радиоприемнику описываемое устройство подключают через широкополосный усилитель (рис. II 1.39). Его коэффициент усиления — не менее 30 в диапа
Рис. III. 40
зоне частот 0,2...30 МГц. С гетеродином усилитель соединяют через конденсатор емкостью около 1 пФ. Если в приемнике с общим проводом соединен положительный полюс источника питания, транзисторы VI—V3 следует заменить транзисторами структуры р-п-р.
Трансформатор питания Т1 (см. рис. III.38) выполнен на витом магнитопроводе ШЛЮ X 20 из стали марки Э310. Обмотка I содержит 3980 витков провода ПЭВ-2 — 0,11, обмотка 11 — 2700 витков провода ПЭЛ — 0,08, обмотка /// — 170 витков провода ПЭЛ — 0,41.
Налаживание устройства сводится к настройке кварцевого генератора на частоту 1 МГц подстроечным конденсатором СЗ при приеме передачи радиостанции, частота которой точно.известна.
Реле времени в приемнике [4]. Для удобства настройки в темное время суток в переносных приемниках обычно предусматривают подсветку шкалы, включаемую нефиксируемой в нажатом положении кнопкой. Чтобы не держать кнопку все время начатой, лампы подсветки шкалы целесообразно питать через реле времени (рис. II 1.40). В этом случае достаточно кратковременного нажатия на кнопку S/, и лампы Hl, Н2 будут гореть 15...20 4, после чего сами погаснут. В момент нажатия на кнопку конденсатор С1 быстро заряжается через резистор R1, а после отпускания кнопки медленно разряжается через резистор R2 и змиттерные переходы транзисторов VI, V2.
При отличных от указанных на схеме напряжении питания и лампах накаливания сопротивление резистора R2 выбирают из соотношения R2<Unmh2i3Vih2i3V2//н (^пят напРяжение питания; й21ЭУ/ и ^2\3V2 — статические коэффициенты передачи тока транзисторов VI и V2; 7Н — номинальный ток накала ламп Hlf 112}, а емкость конденсатора С1 — из соотношения С1 = (0,5...0,7)///?/ (/ — время задержки выключения ламп).
103
КВ конвертер на транзисторах [15] обеспечивает прием на супергетеродинный приемник с диапазоном СВ радиовещательных станций, работающих
в растянутых коротковолновых диапазонах 25 м (11,5...12,1 МГц), 31 м (9,35...
6,85 МГц) и 41 м (7...7,35 МГц). Настройка на радиостанции осуществляется
перестройкой приемника в диапазоне СВ. Прием ведется на телескопическую
антенну или отрезок провода длиной 2...5 м. Потребляемый конвертером ток не превышает 2 мА.
Конвертор (рис. III.41) выполнен на двух транзисторах, один из которых (VI) использован в смесителе, а другой (V2) — в отдельном гетеродине. Входной контур образован катушкой L1 и подключаемыми к ней переключателем S1J
конденсаторами С2* — С6, гетеродинный — катушкой L3 и конденсаторами СП* — С15, коммутируемыми переключателем S1.2. Колебания ПЧ (она в этом
конвертере переменная) выделяются на дросселе L5 и через конденсатор С19 поступают на гнездо Антенна
Рис. III. 41
приемника.
Катушки конвертера намотаны на полистироловых каркасах диаметром 8 й длиной 20 мм с ферритовыми (100НН) подстроечниками СС2, 8 X 12. Катушки L1 (13 витков) и L3 (12 витков) намотаны проводом ПЭЛШО —
Рис. III. 42
0,41 с одной стороны каркасов, катушки L2 и L4 (по 3 витка провода ПЭЛШО — 0,12) на подвижных кольцах, склеенных из кабельной бумаги и надетых на свободные концы каркасов. В качестве сердечника дросселя L5 применено ферритовое (600НН) кольцо типоразмера КЮ X 6 X 5. Обмотка дросселя содержит 300 витков провода ПЭВ-1 —0,12.
Налаживание конвертера сводится к установке режимов работы транзисторов подбором резисторов R1* и R3* и настройке контуров в каждом из положений переключателя S1 на среднюю частоту соответствующего радиовещательного диапазона.
КВ конвертер на микросхеме [28] рассчитан на прием передач радиовещательных станций, работающих в растянутых диапазонах 25 м (11,7... 12,1 МГц), 31 м (9,5...9,85 МГц), 49 м (5,9...6,2 МГц) и 75 м (3,95...4,75 МГц). Прием ведется на магнитную антенну, настройка на радиостанции — перестройкой приемника в диапазоне СВ (соответственно в участках 1,1...1,5; 1,1...0,75; 0,6...0,9 и 1,35... 0,55 МГц) и входного контура конвертера.
Конвертер (рис. III.42) собран на микросхеме А/, выполняющей функции апериодического усилителя РЧ, гетеродина с фиксированней настройкой и балансного смесителя. Частота гетеродина (5,3 МГц) стабилизирована кварцевым резонатором Z1. В диапазонах 49 и 75 м преобразование происходит на первой гармонике гетеродина (в первом из них частота гетеродина ниже частоты сигнала, во втором — выше), в диапазонах 25 и 31 м — на второй гармонике (в пер
109
вом частота гетеродина также ниже частоты сигнала, во втором — выше). Балансный смеситель нагружен на широкополосный контур L4C9, настроенный на частоту 1,1 МГц. Со связанной с ним катушки L5 сигнал первой ПЧ поступает на гнездо. Антенна приемника.
Катушки L1 (11 витков) и L2 (1 виток) намотаны проводом ПЭВ-1 —0,59 на картонной гильзе, надетой на ферритовый (М150ВЧ) стержень диаметром 8 и длиной 125 мм. Катушки L4 (2 X 40 витков) и L5 (300 витков) намотаны внавал проводом ПЭВ-1 —0,1 на унифицированном каркасе от длинноволнового контура приемника «Селга» (перегородки удалены). Первой по всей длине наматывают катушку L4, поверх нее — катушку L5. Для изменения индуктивности этих катушек применен ферритовый'(600 НН) подстроечник типоразмера СС2, 8х X 12. Дроссели L3 и L6 — унифицированные, типа Д-0,1.
Налаживание конвертера сводится к проверке работы гетеродина (с помощью приемника, настроенного на частоту 5,3 МГц), настройке фильтра L4C9 на частоту 1,1 МГц и градуировке шкалы конденсатора С1. Подавая на вход конвертера модулированные сигналы частотой 11,9; 9,7; 6 и 4,4 МГц, последовательно настраивают приемник на эти частоты и по максимальной громкости сигнала отмечают соответствующие им четыре положения ручки конденсатора С1. При эксплуатации вначале устанавливают ручку в положение, соответствующее выбранному диапазону, затем настраивают приемник на нужную радиостанцию и подстраивают входной контур конвертера (тем же конденсатором С1) до получения максимальной громкости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бать С., Дубовис В., Нечаев Л. Интегральные микросхемы серий К122 и К118.— Радио, 1975, № 7, с. 55—57.
2. Борисов В. Г. Юный радиолюбитель.— М. : Энергия, 1979.— 480 с. (Массовая радиобиблиотека, вып. 989).
3. Боянов Й., Великов В. Цифровой измеритель частоты приема.— Радио, 1978, № 3, с. 30, 31.
4. Бродский Ю. Пользоваться приемником станет удобнее.— Радио, 1982, №6, с. 26.
5. Воронин П. Миниатюрный 3-V-3.— Радио, 1981, № 1, с. 50, 51.
6. Гринман Г., Гитис И. Блок ВЧ-ПЧ на К174ХА2,— Радио, 1981, № И, с. 41, 42.
7. Гуляев А., Липатов В. Тракт ПЧ с транзисторным детектором.— Радио, 1J980, № 5, с. 34, 35.
8. Гумеля Е. Миниатюрный приемник.— Радио, 1978, № 7, с. 38—40; № 8, с. 40,4(.
9. Донцов Н. Широкополосный апериодический усилитель ВЧ.— Радио, 1976, № 7, с. 43.
10. Дроздецкий В. Индикаторы'точной настройки.— Радио, 1981, № 9, с. 37, 38.
И. Зайцев Е. Приемник прямого усиления на шести транзисторах с низковольтным питанием.— Радио, 1982, № 3, с. 51, 52.
12. Индикатор точной настройки УКВ ЧМ приемника.— Радио, 1976, № 4, с.61.
13. Картузов И. Приемник прямого усиления с питанием от солнечной батареи.— Радио, 1982, №3, с. 50, 51.
14. Катричев Н. Трехдиапазонный супергетеродин.— Радио, 1980, № 2, с. 49—52. '
^15^Кокачев В. КВ конвертеры.— В помощь радиолюбителю, 1977, вып. 56, 16. Комский Д. Миниатюрный радиоприемник,—Радио, 1981, №9, с. 55. 17. Коршунов В. Усовершенствование приемника с ФАПЧ.— Радио, 1981, № 10, с. 36.
18. Любарский С. Синхронный AM детектор.— Радио, 1979, № 10у с. 31.
19. Майоров А. Высококачественный AM тюнер.— Радио, 1981, №2, с. 38—40.
20. Морозов В. Приемник прямого усиления с симметричной входной цепью.— Радио, 1975, № 9, с. 43—45.
110
21. Назаров В. КВ приемник на ИМС серии К174.— Радио, 1981, № 3, с. 27—29.
22. Павлов Б. Тракт ПЧ приемника ЧМ сигналов.— Радио, 1978, Кй 9, с. 46.
23. Позгорев А. Вместо шкального механизма — микроамперметр.— Радио, 1979, № 4, с. 57.
24. Поляков В. Обратная связь в частотном детекторе.— Радио, 1981, № 11, с. 40, 41.
25. Поляков В. Полуавтоматическая электронная настройка приемника.— Радио, 1981, № 10, с. 35, 36.
26. Поляков В. Стереодекодер.— Радио, 1979, № 6, с. 36, 37.
27. Поляков В. ЧМ детектор с ФАПЧ приемника прямого преобразования.— Радио, 1978, № 11, с. 41—43.
28. Пустыльник Б. Коротковолновый конвертер на ИМС.—Радио, 1980, № 7, с. 40—42.
29. Путятин Н. В помощь начинающему радиолюбителю.— М., Энергия, 1980.— 128 с. (Массовая радиобиблиотека, вып. 1009).
30. Путятин Н. Приемник из широкораспространенных деталей.— Радио, 1977, № 8, с. 55, 56.
31. Справочник радиолюбителя-конструктора. Изд. 2-е, перераб и доп.— М., Энергия, 1977.— 752 с. (Массовая радиобиблиотека, вып. 940).
№ ?32. Степанян Ю. Блок ВЧ приемника прямого усиления.— Радио, 1981, ^З^З^Строганов Е. Сигнализатор разрядки батареи аккумуляторов.— Радио, 34. Суетин В. Устройство бесшумной настройки.— Радио, 1979, № 5, с. 34. 35. Фролов В. Любительский коротковолновый приемник.— В пбмощь радиолюбителю, 1975, вып. 48, с. 1—15.
36. Хохлов Ю. Наручный приемник «Мишка».— Радио, 1980, № 6, с. 33, 34. 37. Шульгин Г. Радиоприемник с рамочной антенной.— Радио, 1981, № 12,
Глава IV
АППАРАТУРА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА.
УЗЛЫ ЭЛЕКТРОПРОИГРЫВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
1. МАГНИТОФОНЫ И ИХ УЗЛЫ, ШУМОПОНИЖАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Кассетный стереопроигрыватель [16] собран на базе лентопротяжного механизма магнитофона «Электроника-302» и предназначен для воспроизведения стерео* и монофонических магнитофильмов. Питается от бортовой сети автомобиля.
Основные параметры
Скорость ленты, см/с............................................ 4,76
Рабочий диапазон частот, Гц.................................. 40...14 000
Номинальная выходная мощность (при напряжении питания 12,6 В на нагрузке сопротивлением 4 Ом), Вт............................. 2x4
Коэффициент гармоник (на эквиваленте нагрузки сопротивлением 4 Ом), %, не более............................................... 1>5
Относительный уровень помех канала воспроизведения, дБ ... . —50
Тракт воспроизведения (на рис. IV. 1 показана схема одного из каналов магнитофона) состоит из универсальной головки В/, предварительного усилителя воспроизведения (V/—V3) и усилителя мощности (А/, V4—V7), к выходу которого подключен громкоговоритель. На низших частотах АЧХ корректируется цепью частотно-зависимой. ООС R4R9C6, охватывающей первые два каскада предварительного усилителя, на высших — настройкой контура, состоящего из индуктивности головки В1 и конденсатора С/, и последовательного контура
, Ш
UCIOwa частоту 14 кГц. Громкость воспроизведения регулируют переменным резистором R17, тембр (по высшим частотам) — переменным резистором RI8.
В проигрывателе применена универсальная магнитная головка WY435Y2L21N от магнитофона «Вильма-стерео». Можно использовать и головку ЗД24Н.21.О «Маяк» (3.253.099). Катушки L1 обоих каналов намотаны на унифицированных трехсекционных каркасах (до заполнения) проводом ПЭВ-2 — 0,08 и помещены в броневые сердечники из ферритовых (600НН) чашек внешним диаметром 8,6 мм. Подстроечники — СС2,8 X 12 — из того же материала. Для отвода тепла от транзисторов выходного каскада (V6, V7) использована дюралюминиевая пластина (одна на оба канала) размерами 200 X 60 X 3 мм.
Налаживание проигрывателя сводится к проверке и, если необходимо, установке режимов работы транзисторов V1.V2 (подбором резистора /?5*), V3 (R12*) и V4—V7 (R20*), а также настройке контуров LB1C1 и L1C10 на частоту *4 кГц.
Рис. IV. 1
Кассетный диктофон [20] предназначен для записи и воспроизведения двухдорожечных речевых программ с использованием самодельных кассет, вмещающих 57 м магнитной ленты толщиной 9 мкм. При записи и воспроизведении используется микрофонно-воспроизводящее устройство, в качестве которого применен микрофон МД-64А. Питается диктофон от батарей напряжением 7,5 В, составленной из 6 элементов РЦ-63. Одного комплекта элементов хватает на 10 ч непрерывной работы.
Основные параметры
Скорость ленты, см/с . . .’................................ 4,76
Рабочий диапазон частот канала записи—воспроизведения, Гц 50.. 8000
Номинальная выходная мощность, мВт.............................. 2
Частота тока стирания и подмагничивания, кГц................... 40
Относительный уровень стираная, дБ , . е . . ................. —40
Потребляемый ток, мА» в режиме: записи.................................................. 52
воспроизведения........................................... 45
перемотки....................................;............. 60
Электрическая часть диктофона (рис. IV.2) состоит из универсального усилителя (VI— V4), устройства автоматической регулировки уровня записи (ДРУЗ) (V9, V10),- генератора тока стирания и подмагничивания (V7, V8) и стабилизатора частоты вращения электродвигателя (V13, V16). Перевод диктофона из. режима записи в режим-воспроизведения, и наоборот, осуществляется переключателем S7. Лентопротяжным механизмом управляют переключателем S2: его верхнее (по схеме) положение соответствует рабочему ходу ленты (запись или воспроизведение), нижнее — перемотке, среднее — остановке.
112
Принцип действия АРУЗ основан на шунтировании нагрузки первого каскада универсального усилителя (VI) участком эмиттер — коллектор транзистора V9 при превышении выходным сигналом в режиме записи определенного уровня. Особенностью генератора тока стирания и подмагничивания является отсутствие специальных катушек — колебательный контур образован индуктивностью обмотки стирающей головки В2 и конденсатором СЗ.
В диктофоне использованы транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока /г21Э, равным 130 (VI), 100 (V5), 80 (V2, V3, V9, V10) и 24 (V4, V7t V8, VI6).
В лентопротяжном механизме применен электродвигатель ДПР-3 (возможна замена на ДПМ-20). Магнитные головки — самодельные. Универсальная головка BI имеет рабочий зазор шириной 3 мкм и индуктивность 10 + 83 мГн, стираю-
щая (В2) — зазор шириной 10 мкм ш индуктивность 2 X 0,2 мГн. В качестве магнитопровода трансформатора Т1 использовано ферритовое (2000НМ) кольцо типоразмера К7 X 4 X 2. Обмотки I и II намотаны проводом ПЭВ-2 — 0,1 и содержат соответственно 110 и 40 витков.
Катушечный магнитофон-Ьриставка [17] предназначен для записи и воспроизведения четырехдорожечных моно- и стереофонических фонограмм. Особенности приставки — электрическое управление лентопротяжным механизмом, что стало возможным благодаря использованию трех электродвигателей и двух электромагнитов (одного — для управления прижимным роликом, другого — для управления тормозным устройством подающего узла), и применение раздельных генераторов для стирания и подмагничивания.
Основные параметры
Скорость ленты, см/с.........................................19,05 и 9,53
Рабочий диапазон частот канала записи — воспроизведения на линейном выходе, Гц, при скорости ленты, см/с:
19,05 ................................................... 40...15 000
9,53 .................................................... 40...12 500
Относительный уровень проникания из одного стереоканала в
другой (при записи—воспроизведении на частоте 1000 Гц), дБ . . , —35
Относительный уровень помех, дБ . ............................... —47
113
Частота тока, кГц:
стирания.................................................. 30
подмагничивания............................................ 100
Относительный уровень стирания, дБ......................... —60
Магнитофон (рис. IV.3) состоит из двух идентичных по схеме универсальных усилителей на транзисторах IV1—1V4 (во втором канале — на схеме не показан — 2V1—2V4), двух индикаторов уровня записи — воспроизведения (1V5, 1Р1, 2V5, 2P1Y генераторов тока стирания (V5, V9) и подмагничивания (V6,
V7), источника питания с электронным стабилизатором напряжения (V/, VJ4, V15) и блока коммутации, с помощью которого управляют электрической частью и лентопротяжным механизмом магнитофона. Уровень записи регулируют сдвоенным переменным резистором 1R18, 2R18. Перевод магнитофона из режима запи? си в режим воспроизведения, и наоборот, осуществляется с помощью реле 1К1%
114
2К1t К1 и K2, управляемых переключателем S/; выбор дорожек при монофонической записи, а также переключение магнитофона в стереофонический режим — переключателями S3—S5, управляющимилерез диодную матрицу (V13—V13) работой поляризованных реле 1К2, 2К2\ выбор скорости ленты — переключателем S2. Переключатели S6—S9, электромагниты Y1 (прижимной ролиф и Y2 (тормоз подающего узла) служат для управления лентопротяжным механизмом.
В магнитофоне применены электродвигатели ЭДГ-6, универсальная и стирающая головки от магнитофона «Яуза-10» (можно использовать унифицированные готовки от выпускаемых в настоящее время магнитофонов первого-вто-
рого классов), реле РЭС-9, паспорт РС4.524.200 (1К1, 2К1, KI, К2) и РПС-25 (1К2, 2К2). Индикаторы уровня записи и воспроизведения 1Р1,2Р1 — микроамперметры М476 или любые другие с током полного отклонения 100...200 мкА. Электромагнит Y1 изготовлен из реле РПТ-100 на 36 В, Y2— покупной, отмаг-нитсфона «Комета МГ-209».
115
.Катушки 1L1, 2L1, 1L2, 2L2, 1L3, 2L3 намотаны проводом ПЭЛШО — 0,1 и помещены в ферритовые (700НМ) броневые сердечники Б22. Первые четыре катушки содержат по 300, остальные — по .500 витков. Трансформатор Т1 выполнен в броневом сердечнике СБ-23а из карбонильного железа. Его обмотка I (2 X 25 витков) намотана проводом ПЭЛШО — 0,25, обмотка II (700 витков) — проводом ПЭВ-1 — 0,07. Магнитопровод трансформатора Т2 — ферритовое (1000НМ) кольцо типоразмера К20 X 12 X 6. Обмотка состоит из 150 витков провода ПЭЛШО — 0,25 с отводами от 50-, 75- и 100-го витков. Сетевой трансформатор ТЗ намотан на витом разрезном магнитопроводе типоразмера ШЛ20 X 25. Обмотка I содержит 560 + 456 + 744 витка (первые две секции — провод ПЭТ-1 — 0,27, третья — ПЭВ-1 — 0,21), обмотка // — 200 витков провода ПЭВ-2 — 0,55.
Усилитель воспроизведения на транзисторах [11] предназначен для стереофонического катушечного магнитофона и рассчитан на работу с магнитными головками 6Д24Н.1О, 6Д24Н.4О, 6В24Н.4У.
Основные параметры
Рабочий диапазон частот на линейном выходе, Гц, при работе с лентой А4409-6Б на скорости, см/с:
19,05 ............................................................. 30...18 000
9,53 ............................................................. 30...15 000
Номинальное выходное напряжение, мВ . ;.................... 500
Коэффициент гармоник в рабочем диапазоне частот, %, не более 0,15
Относительный уровень шумов, дБ, не хуже................... —56
Разбаланс уровней сигналов стереоканалов (на частоте 1 кГц)» дБ, не более............................................... 1
Рассо1ласованне АЧХ на линейном выходе в рабочем диапазоне частот, дБ, не более....................................... 2
Усилитель (на рис. IV.4 изображен только один канал, другой ему идентичен) — трехкаскадный. Для уменьшения шумов транзистор VI работает с небольшим коллекторным током. Корректирующие элементы включены в цель ООС R8R11 — R13C7 — С9, охватывающую первые два каскада. Дополнительную коррекцию сигнала (на высших частотах) можно получить подбором конденсатора С1* и резистора R1*, настроив контур, образованный ими и обмоткой магнитной головки, на частоту 24...25 кГц. Для переключения корректирующих цепей при переходе с одной скорости ленты на другую служит реле KI типа РЭС-47 (паспорт РФ4.500.408П2 или РФ4.500.417П2).
Вместо указанных на схеме, в первых двух каскадах усилителя мож1 о использовать транзисторы серий КТ373, КТ3102 со статическим коэффициентом
116
передачи' тока /i213 > 400, в 1ретьем — любые транзисторы серий КТ312, КТ345, КТ342, КТ3102 (коэффициент h2I3 > 30).
Налаживание усилителя сводится к подбору резистора R4* и, если необходимо, к настройке контура магнитной головки для выравнивания АЧХ в области высших частот.
Усилитель воспроизведения на микросхеме К284УД2 [13] предназначен для работы с унифицированными головками 6Д24Н. 10, 6Д24Н.4О и лентой А4409-6Б в катушечных магнитофонах со скоростью ленты 9,53 см/с.
Основные параметры
Рабочий диапазон частот на линейном выходе,Гц 31,5...14 000
Номинальное выходное напряжение, мВ . ... .............. . . 0,48
Коэффициент гармоник (на частоте 1 кГц), не более............. 0,4
Относительный уровень шумов, дБ.............................. —50
Максимальное выходное напряжение (при коэффициенте гармоник 1 %), В....................................................... 2
Выходное сопротивление, кОм ........................ ...... 2
В устройстве (рис. IV.5) необходимый коэффициент усиления (около 600 на частоте 1000 Гц) и коррекция АЧХ в области низких и средних частот обеспечиваются цепью ООС R3*R4*R5C5 (постоянная времени тх = 90 мкс). Корректирующая цепь R3*C6) (т2 = 3200 мкс) снижает уровень низкочастотных шумов. При необходимости ее можно исключить, увеличив емкость конденсатора С6 до 100...200 мкФ.
Дополнительная коррекция в области высших .частот обеспечивается, конденсатором С1 и резистором R1, образующими вместе с обмоткой головки В1 колебательный контур, настраиваемый на частоту 14 кГц. Во избежание самовоз-
буждения усилителя в цепи низкочастотной коррекции следует применить конденсатор (С6) с малым током утечки (К53-1, К53-4, К52-1 и т. п.). Для питания усилителя необходим двуполярный стабилизированный источник с напряжением пульсаций не более 1 мВ.
Налаживание усилителя сводится к подбору элементов цепей коррекции и, если магнитофон стереофонический,— к балансировке каналов изменением усиления одного из усилителей. На средних частотах АЧХ регулируют подбором резистора R4*, на высших — конденсатора С7* и резистора R1*. Коэффициент усиления регулируют, подбирая резистор R3*.
Для работы на скорости 19,05 см/с сопротивление резистора R4* необходимо уменьшить до 33 кОм (тх — 50 мкс), а емкость конденсатора С1 —до 1400 пФ (частота
настройки контура LBlCl в этом
случае должна быть 18 кГц).
Усилитель воспроизведения на микросхеме К548УН1 [4] рассчитан на работу с универсальной магнитной головкой 6Д24Н.1У и лентой А4409-6Б в стереофоническом катушечном магнитофоне со скоростью ленты 19,05 см/с.
Основные параметры
Рабочий диапазон частот на линейном выходе, Гц . .......„ 40...18 000
Номинальное входное напряжение, мВ.......... . .............. 1
Номинальное выходное напряжение, мВ......................... 250
Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц, %, не более........... 0,2
Относительный уровень шумов, дБ не, более................. —53
Как видно из схемы (на рис. IV.6 изображена схема одного из каналов, номера выводов усилителя другого канала указаны в скобках), микросхема применена в качестве неинвертирующего усилителя с использоганием обоих транзисто-
117
ров дифференциального каскада. АЧХ = 75 мкс). В области высших частот (подбором конденсатора С1*) контура
формируется цепью ООС R4R5C5 (т3 — коррекция обеспечивается настройкой LB1C1 на частоту 18...20 кГц.
При использовании элементов с отклонением от номиналов не более — 5 % налаживание усилителя сводится к подбору конденсатора С1*.
Транзисторный усилитель записи [ 12] предназначен для работы с магнитной головкой индуктивностью 7... 120 мГн и лентой А4409-6Б в двухскоростном (9,53 и 19,05 см/с) стереофоническом катушечном магнитофоне. Запись производится с эффективным значением остаточного магнитного потока 320 нВб/м.
Основные параметры
Рабочий диапазон частот, Гц, при скорости ленты, см/с: 19,05 ...................................................... 30...18 000
9,53 ................................................... 30...15 000
Чувствительность, мВ...........................................12...15
Входное сопротивление, кОм ....................................... 47
Номинальное выходное напряжение (при коэффициенте гармоник 0,15%), В........................................................ 2,5
Максимальное выходное напряжение (при коэффициенте гармоник 0,5 %), В........................................................ 7,5
Относительный уровень помех, дБ.............................. —70
Усилитель (на рис. IV.7 показана схема одного из каналов) состоит из предварительного (VI, V2) и оконечного (V3, V4) усилителей. Первый из них имеет линейную АЧХ и служит для согласования устройства с источниками сигнала (при выходном напряжении 100...200 мВ их подключают ко входу предваритель
ного усилителя через резисторы сопротивлением 300...390 кОм). Оконечный усилитель создает необходимые предыскажения записываемого сигнала. Подъем АЧХ н*а высших частотах определяется сопротивлениями резисторов R14, R15, а ее ход в области низших частот — сопротивлениями резисторов R12, R 6 и емкостью конденсатора С12. Для переключения цепей формирования АЧХ применено реле РЭС-47 (паспорт РФ4.500.508П2 или РФ4.500.417П2).
Выходной эмиттерный повторитель (V4) рассчитан на подключение магнитной головки индуктивностью до 30...40 мГн. При индуктивности 50...75 мГн сопротивление резистора R20 необходимо увеличить до 2...2,7 кОм; при индуктивности головки 100... 120 мГн эмиттерный повторитель можно исключить. Стабилизирующую цепь головки подключают в этом случае к коллектору транзистора V3 через конденсатор емкостью 0,68...! мкФ.
118
В оконечном усилителе устройства необходимо применять транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока Ь21Э > 150.
При использовании в частотозадающих цепях элементов с отклонением от номиналов [не более ± 5 % усилитель в налаживании не нуждается.
Усилитель записи на микросхемах [25] рассчитан на работу с низкоомной магнитной головкой (например, 6Д24Н.1О) и лентой А4409-6Б в катушечном магнитофоне, имеющем скорость ленты 19,05 см/с. Рабочий диапазон частот — 20...20 000 Гц, чувствительность — 100 мВ.
Усилитель (рис.*IV.8) — трехкаскадный. Первый каскад (АГ) — линейный усилитель, с выхода которого записываемый сигнал поступает на регулятор уровня записи R8 и (через делитель R5R6) на вход усилителя 34 для сопоставительного контроля. Частотные предыскажения создаются во втором каскаде (А2), охваченном цепью частотно-зависимой ООС. Подъем АЧХ в области высших частот определяется номиналами элементов R12t R13, С9, в области низ-
К устройству слухового контроля
К индикатору К генератору
уровня записи тока подмагничивания
Рис. IV. 8
тих частот — элементов R15, СЮ. Конденсатор С8 предотвращает самовозбуждение усилителя на высоких частотах.
В усилителе можно использовать детали любых типов, важно лишь, чтобы конденсаторы С/, С2, С5, С6 имели малые токи утечки. При частоте тока подмагничивания 120 кГц катушка L1 фильтра-пробки должна содержать 250 витков провода ПЭВ-1 — 0,24, помещенных в броневой ферритовый (1000НМ-3) сердечник Б22.
Налаживание усилителя сводится к подбору конденсаторов С9, С12 до получения линейной АЧХ сквозного канала.
Выходной каскад усилителя записи с динамической нагрузкой [6] обеспечивает неизменный ток записи во всем рабочем диапазоне частот.
Основные параметры*
• Номинальный диапазон частот, Гц . ..................... 10... 100 000
Входное сопротивление, кОм .......................... 3
Выходное сопротивление, кОм.......................... 30...50
Максимальное выходное напряжение, В....................... 2; 3; 4; 8
Коэффициент усиления при сопротивлении нагрузки, кОм:
5,1 . ‘.......................................... 80; 100; 115; 160
1................................................... 17; 22; 25; 35
Коэффициент гармоник, % (при входном напряжении 5 мВ и работе на головку 6Д24Н.10) на частотах: высших (16 кГц)...................................... 0,4
низших...................................... 1,5
Потребляемый ток, мА ................................... 0,6; 1; 1,4; 3,5
♦ При напряжении питания 6; 9; 12; 24 В.
Каскад (рис. IV.9) выполнен на транзисторах разной структуры. Записывающая головка (на схеме не показана) включена в диагонали моста, образованного участками эмиттер — коллектор транзисторов V7, V2 и конденсаторами С6,
119
С7, что исключает возможность намагничивания ее магнитопровода коммута-
ционными токами и токами утечки конденсаторов.
В устройстве можно использовать кремниевые транзисторы серий КТ502 и КТ503, КТ814 и КТ815, а также германиевые транзисторы МП38Л и МП41А МГ137Б и МП40А с одинаковыми статическими коэффициентами передачи тока Потребляемый ток и симметричность ограничения полуволн усиливаемого сигнала устанавливают подбором' резисторов Rl, R3.
Для устранения самовозбуждения каскада увеличивают сопротивление резисторов R4, R5 или заменяют транзисторы другими, с меньшим коэффициентом Л31Э. Фильтр-пробку L1C5* настраивают на частоту генератора тока подмагничивания, а контур, образованный обмоткой записывающей головки и конденсатором С4*,— на высшую частоту рабочего диапазона. В некоторых случаях
для улучшения качества записи последовательно с фильтром L1C5 включают резистор сопротивлением 1...2 кОм.
Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы выходное сопротивление предшествующего каскада не превышало 1 кОм.
+6.Ж В
Рис. IV. 9
Каскад может работать практически с любой записывающей или универсальной головкой (при необходимости лишь увеличивают напряжение питания). Во избежание фона переменного тока питать каскад необходимо от источника с малым напряжением пульсаций.
Генератор тока стирания и подмагничивания [9] предназначен для стереофонического катушечного магнитофона и рассчитан на работу со стирающей юловкой от магнитофона «Яуза-212» (индуктивность около 8 мГн, ток стирания 85 мА, относительный уровень стирания на частоте 1000 Гц около —65 дБ) и записывающей головкой 6А24Н.ЗУ (индуктивность 15...25 мГн, ток подмагничивания не более 3,5 мА). Частота генерируемых колебаний около 70 кГц.
Генератор (рис. IV. 10) —двухкаскадный. Каскад на транзисторе VI повышает входное сопротивление и позволяет использовать в выходном каскаде (V2, V4) транзисторы со сравнительно небольшим статическим коэффициентом передачи тока. Колебательный контур генератора образован обмотками стирающей головки В2 и конденсатором С6.
Кроме указанных на схеме, в генераторе можно использовать транзисторы КТ203В, КТ351В (V7), КТ603Б и KT6I6A (V2, W).
Сопротивление резистора R5 рассчитывают, исходя из коэффициента передачи Л21Э транзистора V2: R5 « Zi213V2/?4/2.
Катушки L1 и L2 фильтров-пробок намотаны на стандартных трехсекционных каркасах (до заполнения) проводом ПЭВ-1 —0,09 и помещены в ферритовые (600НН) чашки внешним диаметром 8,6 мм. Подстроечники— типоразмера СС2, 8 X 12 из того же материала.
120
Необходимый ток стирания устанавливают в собранном магнитофоне подбором резистора R6. Паразитное самовозбуждение генератора на очень высоких частотах устраняют подбором резистора R9.
Индикатор уровня записи [10] предназначен для высококачественного любительского магнитофона. Высокая чувствительность (около 100 мВ) и сравнительно большое входное сопротивление обеспечиваются двухкаскадным усилителем на транзисторах VI, V2 (рис. IV. 11). Уровень входного сигнала, соответствующий номинальным показаниям стрелочного измерителя Р1, устанавливают подстроечным резистором R2. Для более плавной регулировки чувствительности последовательно с этим резистором включен резистор RL При использовании индикатора М4761 и подключении к выходному каскаду усилителя записи [11] сопротивление резистора R1 должно быть в пределах 100... 150 кОм, при подключении к усилителю воспроизведения [12] — в пределах 47....75 кОм. Время интеграции устройства определяется параметрами цепи R7C3.
Для калибровки индикатора можно использовать фонограмму, записанную с номинальным уровнем на любом хорошо отрегулированном магнитофоне (при той же скорости ленты, что и в налаживаемом магнитофоне). Можно поступить иначе: за номинальный принять уровень записи, при котором нелинейные искажения, определяемые третьей' гармоникой сигнала частотой 400 Гц, не превышают 1 и 2 % соответственно при скоростях ленты 19,05 и 9,53 см/с.
КС139А Д315А Ш 1к
\KMody2Dl
Рис. IV. 12
Комбинированный индикатор уровня записи [3] предназначен для высококачественных магнитофонов. Он содержит индикатор промежуточного уровня с временем интеграции около 80 мс и диапазоном измерений не менее 28 дБ, а также индикатор максимального уровня, регистрирующий кратковременные превышения номинального уровня записи.
Первый индикатбр (рис. IV. 12) состоит из усилителя сигнала (V7), выпрямителя (V2) и усилителя постоянного тока (V4’ V6), нагруженного на стрелочный измеритель Р1. Параметры подключенных параллельно ему цепей V3R6 и V5R7 подобраны так, чтобы шкала измерителя стала близкой к логарифмической. Второй индикатор выполнен на микросхеме D1 и светодиоде V8. Элемент микросхемы D1.1 выполняет функции буферного каскада, D1.2, D1.3 образуют' триггер Шмитта, D1.4 использован в качестве инвертора. При превышении номинального уровня записи на выходе триггера формируется сигнал логической 1, а на выходе инвертора D1.4 — логического 0. В результате катод свею-
J21
диода V8 оказывается фактически соединенным с общим проводом, и светодиод загорается. Напряжение на его аноде стабилизировано стабилитроном V7.
В индикаторе промежуточного уровня применен микроамперметр М4206 с током полного отклонения 100 мкА и внутренним сопротивлением 200 Ом.
Налаживание устройства сводится к калибровке индикаторов подбором резисторов R5\ R9 и R10. . ~
Релейный переключатель рода работы [1] предназначен для магнитофона с электрическим управлением лентопротяжным механизмом. Его достоинства — простота схемы и экономичность использования контактных групп реле (все они используются только для коммутации исполнительных цепей в магнито
фоне).
В момент подачи питания все реле (рис. IV. 13) оказываются под напряже-
нием, но ни одно из них не срабатывает, так как токи через их обмотки значительно меньше токов срабатывания. Это достигнуто соответствующим выбором сопротивлений резисторов R1—RN.
Выбранный режим работы включают одной из кнопок S2—SN, но только после того, как предварительно на короткое время будет нажата кнопка S/ и конденсатор С1 зарядится до напряже
ния источника питания. При нажатии на кнопку выбранного режима конденсатор С1 разряжается через обмотку соответствующего реле, оно срабатывает и остается в этом состоянии, так как ток через его обмотку превышает ток отпускания. Для возврата устройства в исходное состояние достаточно нажать на кнопку 81. Ее контакты разорвут цепь питания сработавшего ранее реле и подключат конденсатор С1 на зарядку, подготовляя тем самым уело-
вия для включения следующего режима.
Рис. IV. 13 § переключателе применены реле РЭС-9
(паспорт РС4.524.003). При использовании других реле необходимо заново подобрать резисторы R1—RN так, чтобы токи через обмотки были меньше токов срабатывания, но больше токов отпускания. Емкость конденсатора С1 выбирают из условия надежного срабатывания только одного реле. Это исключает возможность одновременного включения нескольких реле при случайном нажатии на несколько кнопок.
Цифровой переключатель рода работы [22] предназначен для магнитофона
с электрическим управлением лентопротяжным механизмом и трактом записи — воспроизведения.
Устройство (рис. IV. 14) содержит 12 /?5-триггеров, выполненных на микросхемах 'D1—D3, D5, DO, D9—D11 (исключая элементы D9.4, D10.2, D10.3, DILI), семь инверторов (D4.1—D4.4, D10.2, D10.3, DILI), элемент совпадения (D9.4), расширитель по ИЛИ (D8) и элемент 2-2-2-ЗИ-4ИЛИ-НЕ (D7). Включенный режим работы индицируют светодиоды VI—V6.
Основные режимы работы включают нажатием кнопок S1—S3, при этом для перехода с одного на другой не обязательно пользоваться кнопкой S4 Стоп: при смене режима устройство само вырабатывает сигнал, приводящий в действие тормозное устройство, и только после этого включает выбранный режим работы. Предусмотрена блокировка от случайного нажатия на две кнопки, а также от случайного включения режима записи. Чтобы включить магнитофон в режим Запись, необходимо сначала нажать на кнопку S4, затем на одну из кнопок S5, S6 (или на обе сразу, если записывается стереофоническая программа) и не отпуская ее, нажать на кнопку S2.
При включении питания переключатель устанавливается в положение Стоп /?5-триггером на элементах D1.4, D3.2, который переходит в нулевое состояние. Триггеры остальных команд фиксируются в этом состоянии при соединении контактами кнопок S1—S3 входов элементов D1.1—D1.3 с общим проводом. При смене режима работы включенный до этого триггер возвращается в единичное состояние сигналом логического «0», поступающим через контакты нажатой кнопки на один из входов соответствующего элемента 4И-НЕ (D2.1t D2.2t D3 /, D3.2).
122
К выводам 1 ZW//
К выводам 14 D1-D11
Z7/.7
Z7Z/
5/
5
►►
2.
4
О-
5
04.1
R5 Р/ >
"01
0,47мк
---—+5Д
А "
022
32
Рабочий ход
01.2 &
ю
13
А/11025
й9/ /6
-1
D3-1^ А/1102В
5J
|8
L2I&
01.3
4
03.2
А/11023
Стоп
\С2
D1.4
21 S il 13
[&
15
|/?5 к/
К’-"Й t о4 fT T2rt
ж-
А0Ю2Б
- "А f Запись (^бый канал)
R11 4,7к
б
042
Ш"
2
6
5.
5
R12 4,7к
В
04.3
№
9
Ю
R13 47к
04.4
13
II
08.1
07
&
05.2 06.2
5 М ,
05.1 06.1
&
ю
11
12
R14 4,7к
05.3 05.3
<L Ю
09.3 |-----------
Ю [с9_ 3
05.4 06.4 ‘
12f&~ll1 11J&~1 13 VIZ 1g
7Г
3 датчику движения
09J D9.2
[У"1Л 4|Г
10
’Д
Запись уэаЗогй канал)
36
Рис. IV. 14
011.2 011.3
010.1
R15 91
R9 2к
010.3
10
01,04,05,09,011 К155/1 АЗ;
02,03 К155/1А1;
• 06,010 K155/IA8;
' 07 R155/1P3- 08 1/2 К155/Щ1;
09.4 011.1
4[ЗГ16 9 5
-Е
ю R1691
• А/1Ю2В
R17 4,7к
011:4
010.2
Ж
Сигнал логического «О», появившийся на выходе /?5-триггера включенного режима работы, через инвертор (D4.1—D4.4) поступает на вход еще одного /?5-триггера (D5.1, D6.1', D5.2, D6.2; D5.3, D6.3-, D5.4, D6.4) и один из входов элемента D7. Поскольку остальные входы этих триггеров соединены с датчиком движения ленты, то при наличии на выходе последнего сигнала логического «(К (а это значит, что лента неподвижна) инвертированный сигнал управления (напряжение логической «1») переводит триггер включенного режима работы в нулевое состояние и тем включает соответствующие исполнительные устройства (реле, электронные ключи и т. п.). Команды на включение этих устройств поступают по цепям А—Г. Если же лента движется (например, в режиме воспроизведения), то на входы элементов D4.1—D4.4 поступает сигнал логической «1». При нажатии на любую из кнопок S1, S3, S4 инвертированный сигнал управления (логическая «1») с выхода соответствующего инвертора (D4.1, D4.3, D4.4) поступает на соединенные с ним вход элемента И-НЕ (D6.1, D6.3, D6.4) и вход элемента D7 (выводы-13, 10, 6). Поскольку состояние триггера, в состав которого входит соответствующий элемент микросхемы D6, при этом не изменится, на выходе элемента D7 появится сигнал логического «О». В результате сработает тормозное устройство, и движение ленты начнет замедляться. Когда оно прекратится, на выходе датчика движенияпоявится сигнал логического «О», триггер перейдет в нулевое состояние, тормозное устройство отключится и, если была нажата кнопка S1 или S3, лента начнет перематываться. Вновь возникший на выходе датчика движения сигнал логической «1» ничего не изменит, так как на другом входе триггера поддерживается сигнал логического «О».
Чтобы включить режим записи, нажимают сначала на кнопку S4. При этом триггер на элементах D1.4, D3.2 переходит в нулевое состояние и напряжение логического «О» поступает на нижние (по схеме) входы элементов D9.1, DU.2. Если теперь нажать на кнопку S5 (запись в левом канале), триггер на элементах D9.1, D9.2 перейдет в нулевое состояние и останется в нем до тех пор, пока нижний (по схеме) вход элемента D9.2 соединен с резистором R9. Если в это время включить рабочий ход ленты кнопкой S2, появится сигнал логической «1» на верхнем (по схеме) входе элемента D1Q.1, и триггер, выполненный на нем и элементе D9,3, перейдет в нулевое состояние. В результате загорится светодиод I 6, а по цепи Д поступит команда на включение режима записи в левом канале. Для выключения записи достаточно нажать на любую из кнопок S1, S3, S4. Аналогично включается и выключается режим записи в правом канале.
Датчик движения может быть фотоэлектрическим, емкостным, индукционным, необходимо лишь, чтобы напряжение на его выходе при неподвижной ленте соответствовало уровню логического «О», а при движущейся — логической «1».
Генератор для питания двигателя ведущего узла [8] исключает необходимость наличия в магнитофоне механического переключателя скорости ленты и позволяет плавно регулировать скорость до получения номинальных значений. Устройство рассчитано на работу с асинхронным электродвигателем ЭДГ-4, перемотанным на напряжение 15 В.
Устройство (рис. IV. 15) представляет собой мощный усилитель 34, охваченный цепями ПОС и ООС. Напряжение первой из них подается в цепь базы транзистора V2, второй — в цепь транзистора V3. В положении переключателя S1, показанном на схеме, генератор вырабатывает синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, а при переводе переключателя в другое положение — частотой 25 Гц. Стабилизация амплитуды генерируемых колебаний осуществляется лампой накаливания Н1. Электродвигатель подключен непосредственно к выходу оконечного каскада (V7, V5).
Электродвигатель дорабатывают следующим образом. Сняв верхнюю и нижнюю крышки-подшипники, вынимают ротор и с помощью деревянного бруска осторожно выбивают статорное кольцо. Сняв после этого катушки статора, удаляют обмотки и на их место на каждый каркас наматывают по 230 витков провода ПЭВ-2 — 0,3....0,4. Катушки следует наматывать в одном направлении, обязательно отмечая начала и концы обмоток. Собирают электродвигатель в обратном порядке. Катушки соединяют в соответствии со схемой, показанной на рис. IV. 15 (начала обмоток отмечены точками). Емкость конденсаторов С5*, С6* подбирают таким образом, чтобы напряжения на основной (/, ///) и дополнится, ной (//, IV) обмотках стали одинаковыми. Во избежание перегрева обмоток
124
глубину ООС при работе генератора на частоте 25 Гц" следует подобрать такой (подстроечным резистором R15), чтобы напряжение на электродвигателе было равно 10,7 В.
Точное значение скоростей ленты устанавливают изменением сопротивлений подстроечных резисторов R5 (9,53 см/с) и R6 (19,05 см/с).
Электронный переключатель скорости ленты [15] предназначен для катушечного магнитофона, в котором для привода узла ведущего вала применен асинхронный электродвигатель КДР. Частоты вращения вала двигателя — 600, 1200 и 2400 мин-1, что позволяет получить любые три стандартные скорости ленты: 9,53; 19,05 и 38,1 см/с или 4,76; 9,53 и 19,05 см/с. Предусмотрена возможность получения любой скорости ленты в пределах 6...40 см/с, что может пригодиться при использовании магнитофона в качестве ревербератора. Переключатель может работать и с электродвигателем КД-3,5, однако в этом случае придется от-
казаться от большей частоты вращения и сузить диапазон плавного изменения скорости ленты до 6...21 см/с.
Устройство (рис. IV. 16) состоит из датчика частоты вращения (магнитная головка В1 и стальное зубчатое колесо на валу двигателя), усилителя-ограничителя (V/, V2), триггера Шмитта (Л7), формирователя пилообразного напряжения (V3), усилителя постоянного тока (Л2) и регулирующего устройства (V4— V9), включенного в цепь питания двигателя Ml. При работе двигателя ЭДС, наведенная в головке В1 при прохождении возле ее рабочего зазора зубьев стального колеса, поступает на вход усилителя-ограничителя (VI, V2), а с него — на вход триггера Шмитта (АГ). Сформированные им импульсы прямоугольной формы дифференцируются цепью R12C7 и поступают на базу транзистора V3, периодически открывая его на короткое время. Во время действия продифференцированных импульсов конденсатор С8 быстро разряжается через участок эмиттер — коллектор транзистора V3, а в паузах между импульсами заряжается от источника питания через одну из последовательных цепей R13*, R14, R15*, R16, R17*, Rf8 или R19, R20. Сопротивление включенной переключателем S1 цепи определяет частоту вращения двигателя.
Постоянная составляющая пилообразного напряжения-выделяется филером R21R22C9 и поступает на неинвертирующий вход ОУ А2, на инвертирующий вход которого подано небольшое напряжение смещения с делителя R24R23. Выходное напряжение ОУ А2 (оно может быть отрицательным, положительным или равным нулю) поступает на регулирующее устройство, собранное на составном‘транзисторе V4V5, участок эмиттер — коллектор которого выполняет функции управляемого резистора в диаюнали моста V6—V9.
J25
При отклонении частоты вращения в сторону уменьшения транзистор V3 открывается реже, постоянная составляющая на неинвертирующем входе ОУ А2 увеличивается. В результате увеличивается и положительное напряжение на выходе ОУ А2, открываются транзисторы V4t V5, и напряжение на двигателе Ml возрастает, благодаря чему увеличивается до номинальной и частота его вращения. При отклонении частоты вращения в сторону увеличения процесс протекает в противоположном направлении.
-88
Рис. IV. 16
Рнс. IV. 17
Для работы с описываемым устройством характеристику двигателя необходимо «смягчить», спилив для этого один из торцов «беличьей клетки» ротора. Магнитная головка может быть любой, но желательно высокоомной. Зубчатое колесо должно быть диаметром 66 мм и иметь 82 зуба.
Номинальные частоты вращения двигателя устанавливают подбором резисторов R13*, R15*t R17* (движки резисторов R14, R16, R18 — в среднем положении) по частоте следования импульсов на выходе триггера Шмитта. Для частот вращения, указанных вы-VJ-V6 М1М26 K1J 31 § ше, частоты следования импуль-
—р В | сов должны быть соответственно gA || 800, 1600 и 3200 Гц. Скорости лен-
I gjg ты в магнитофоне устанавливают -подстроечными резисторами R14, R16, R18.
Автостоп для кассетного магни-9В тофона [7J. В отличие от катушечных аппаратов, где автостоп дол-жен реагировать на обрыв или окончание магнитной ленты, в кассетных магнитофонах такое устройство должно срабатывать на
остановку приемного узла. Это предотвратит набивку ленты в свободное пространство кассеты и намотку ее на ведущий вал магнитофона.
Один из вариантов автостопа — с фотоэлектрическим датчиком (рис. IV. 17). Датчик состоит из светодиода VI и фотодиода V2t между которыми вращается диск подкассетника приемного узла с тремя отверстиями. При отсутствии освещения сопротивление фотодиода V2 велико, поэтому транзистор V3 открыт, а транзисторы V4, V5 закрыты, и напряжение на коллекторе последнего близко к напряжению источника питания. При прохождении участка диска с отверстием фотодиод освещается светодиодом, транзистор V3 закрывается, а транзисторы V4, V5 открываются, поэтому напряжение на коллекторе транзистора V5 умень
126
шается до нескольких долей вольта. Таким образом, при нормальной работе лентопротяжного тракта на вход выпрямителя (V7, V5) поступает последовательность импульсов, амплитуда которых близка к напряжению питания. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения (положительной — по отношению к общему проводу — полярности) поддерживает закрытым транзистор V6, поэтому реле К1 находится в отпущенном состоянии, и цепь питания двигателя замкнута.
При остановке приемного узла конденсатор С2 перезаряжается через резистор R5, и транзистор V6 открывается. В результате срабатывает реле К1 и своими контактами К1.1 разрывает цепь питания двигателя.
Магнитофон, в который встраивается такой автостоп, необходимо дополнить кнопкой S1. Ее нажимают вместе с клавишей Пуск и удерживают в нажатом положении 2...3 с (пока под действием постоянной составляющей выпрямленного диодами V7, V8 импульсного напряжения не закроется транзистор V6).
В устройстве можно использовать любые низкочастотные германиевые транзисторы из серии МП39—МП42 со статическим коэффициентом передачи тока
Рис. IV. 18
Тг21Э > 40. Реле А/ — типа РЭС-5 (паспорт РС4.591.003). Налаживание сводится к подбору резистора R3 до получения импульсов на коллекторе транзистора V5 с амплитудой, близкой к напряжению питания.
В режиме ожидания автостоп потребляет ток 25 мА (большая его часть приходится на светодиод), в момент срабатывания — около 40 мА.
Более экономичен автостоп [26], в котором в качестве датчика использован пьезоэлемент, снабженный щеточкой из капроновой лески диаметром 0,2.... 0,3 мм, скользящей по рифленой поверхности диска подкассетника (рис. IV. 18). Включают автостоп переключателями S2 (он механически связан с клавишами переключателя рода работы магнитофона) и SI. С началом вращения приемного узла на выходе датчика В1 возникает шумоподобный сигнал, который усиливается транзисторами VI, V2 и поступает на выпрямитель (V3, V4). Постоянная составляющая выпрямленного напряжения открывает транзистор V5, и реле К1 срабатывает, блокируя контактами К1.1 контакты кнопки S1 (теперь ее можно отпустить).
При остановке приемного узла сигнал на выходе датчика пропадае^, и реле К1 отпускает, разрывая цепь питания магнитофона. В отсутствие сигнала устройство потребляет ток около 0,6 мА, в рабочем режиме — около 6 мА. Снижение потребляемого тока достигнуто доработкой реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.001). Пружина его механизма ослаблена настолько, что ток срабатывания при напряжении 7,5...8 В стал равным 4 мА.
В устройстве можно использовать любые маломощные диоды и кремниевые транзисторы со статическим кеэффициентом передачи тока /121Э > 70.
Налаживание сводится к подбору резистора R3* до получения тока коллектора транзистора V2 в пределах 0,5...0,6 мА и регулировке давления щетки на подкассетник. Давление должно быть минимальным, но таким, чтобы реле К1 надежно срабатывало при минимальной частоте вращения подкассетника. Для увеличения сигнала с датчика На подкассетнике рекомендуется выгравировать 30...40 радиальных рисок глубиной 0,1 мм.
127
Электронный счетчик расхода ленты [29] рассчитан на работу в катушечном магнитофоне и, кроме своего основного назначения, может быть использован г качестве базы для системы поиска фонограмм.
Счетчик (рис. IV. 19) состоит из двух фотодатчиков (светодиоды V/, V2 и фотодиоды V3, V4), такого же числа усилителей-ограничителей (V5, V6), формирователей прямоугольных импульсов (Dl.l, D1.2), дифференцирующих цепей (C1R7R8, C2R9R10) и различителя направления движения ленты (D2.1—D2.4). Делители R7R8 и R9R10, входящие в состав дифференцирующих цепей, Создают начальное напряжение смещения на входах инверторов D2.1, D2.2, несколько превышающее уровень логической «1» (для микросхем серии К155 — около 2,4 В). Благодаря этому смещению на входах инверторов выделяются импуль-
Рис. IV. 19
сы, полученные от дифференцирования отрицательных перепадов выходного напряжения триггеров D1.1 и D1.2. При поступлении этих импульсов вместе с выходными импульсами триггеров на входы элементов D2.3t D2.4 на выходе* одного из них (в зависимости от направления движения ленты) появляются последовательности отрицательных импульсов, управляющих работой двоичнодесятичного счетчика 1D1. Последний вместе с дешифратором 4D2 и семисегментным индикатором 1Н1 образуем первый разряд устройства. Всего таких разрядов— четыре.
Для установки устройства в нулевое состояние служит кнопка S1; соединяющая счетные входы микросхем /£>/—4D1 с общим проводом. При включе-н ии питания устройство устанавливается в эТо состояние автоматически (в первый момент счетные входы оказываются соединенными с общим проводом через конденсатор С4).
' Фотодатчики монтируют либо в непосредственной близости от приемного узла магнитофона, либо в месте установки обводного ролика, приводимого во в ащение движущейся лентой.
Для правильной работы устройства в обоих случаях необходим непрозрачный диск с отверстием в виде полукольца. Фотодатчики устанавливают на угловом расстоянии друг от друга, равном 180°. Диаметр обводного ролика зависит от цены младшего разряда счетчика. Так, если в качестве единицы младшего разряда выбрана длина ленты 0,1 м, диаметр ролика должен быть равен 31,8 м.
128
Вместо светодиодов АЛ107А и фотодиодов ФД6Г в фото датчиках можно использовать более доступные фотодиоды ФДЗ и лампы накаливания СМН-6-80 (в этом случае резисторы Rl, R2 исключают). Индикаторы АЛС324Б можно заменить на АЛ305А, транзисторы КТ310Г — на любые кремниевые транзисторы с коэффициентом /?21Э > 100. При необходимости в устройстве можно использовать и цифровые индикаторы тлеющего разряда. В этом случае дешифраторы К514ИД2 заменяют на К155ИД1.
Налаживания счетчик не требует.
Устройство для автоматического пуска магнитофона [19] снижает расход магнитной ленты_при записи лекций, бесед, при диктовке текста для последующей перепечатки и т. д. С началом диктовки оно автоматически включает магнитофон, а при наступлении паузы более 3...5 с автоматически его выключает.
Устройство (рис. IV.20) предназначено для работы с кассетным магнитофоном «Электроника-301». Состоит оно из двух одинаковых по схеме пороговых устройств (VI, D1.1 и V3, D1.2) и электронного ключа (V5) в цепи стабилизатора (АГ) частоты вращения двигателя. На нижний (по схеме) вход поступает сигнал с выхода усилителя записи (с контакта 12 переключателя В1 магнитофона)
на верхний — постоянное напряжение (оно поступает с контакта 18 во всех режимах, кроме записи).
С началом записи переменное напряжение, снимаемое с выхода инвертора D1.1, выпрямляется диодом V2 и открывает транзистор V3. Й результате на выходе инвертора D1.2 появляется постоянное напряжение. Оно открывает транзистор V5, и тот замыкает цепь питания двигателя Ml. С наступлением паузы конденсатор С2 начинает разряжаться через резистор R4* и соединенные последовательно резистор R5 и эмиттерный переход транзистора V3. Через 3...5 с транзистор V3, а затем и транзистор V5 закрываются, и двигатель останавливается. В режимах перемотки и воспроизведения устройство срабатывает от постоянного напряжения, поступающего на вход через резистор R1*.
Налаживание устройства сводится к подбору резисторов Rl*, R2* и R4*. Первый подбирают по надежному запуску двигателя во всех режимах (кроме записи), второй — по четкому запуску его в режиме записи (сразу после появления сигнала на входе), третьим подбирают время задержки выключения двигателя при наступлении паузы.
Ограничитель шума в паузах [5] понижает уровень высокочастотных и низкочастотных помех в магнитофоне или проигрывателе. Включают его между выходом указанных источников -сигнала и входом усилителя 34.
Устройство (рис. IV.21) состоит из эмиттерного повторителя (VI) и канала формирования управляющего сигнала, содержащего двухкаскадный усилитель (V2, V3) и выпрямитель (V4—V7). Сигнал на вход усилителя 34 поступает с нагрузки эмиттерного повторителя через делитель напряжения, состоящий из резистора R4. и элементов СЗ, Tl, R12, R13, V9—V12. Элементы СЗ, Tl, R12, R13 образуют фильтр, АЧХ которого имеет подъем на средних частотах, обусловленный резонансом контура, состоящего из вторичной обмотки трансформатора Т1, конденсатора С7 и резистора R7. При малых сигналах и в паузах фильтр фактически соединен с общим проводом через небольшое прямое сопротивление открытых диодов Vll, V12, поэтому низко- и высокочастотные составляющие проходят на выход значительно ослабленными. С ростом уровня сигнала на выходе выпрямителя (V4—V7) появляется напряжение отрицательной полярности,
5 4-888
129
которое закрывает диоды V9—V12, и фильтр отключается от общего провода. В результате весь спектр сигнала проходит на вход усилителя 34.
Глубину шумопонижения регулируют подстроечным резистором R13, Частотную характеристику управляемого делителя сигнала можно изменить, разорвав цепь колебательного контура выключателем S1 (в этом случае работает последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора СЗ и обмотки / трансформатора Т1). Выключатель S2 служит для отключения шумоподавителя.
Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить транзисторы КТ3102Е (V/), КТ3102А — КТ3102Г, КТ315В — КТ315Г (У2, V3), диоды
Д220, Д223, КД521. Трансформатор Т1 — согласующий от малогабаритного транзисторного приемника.
Динамический фильтр — шумоподавитель [28] предназначен для работы в тракте магнитофона, проигрывателя, усилителя 34 и т. д.
Основные параметры
Номинальное входное напряжение, мВ........................... 250
Входное сопротивление, МОм ............................... 1
Подавление высокочастотных шумов (при уровне входного сигнала — 40 дБ на частоте 20 кГц), дБ не менее....................... 20
Диапазон регулирования порогового уровня входного сигнала, ДБ........................................................ —40...—30
Частота среза АЧХ (при уровне входного сигнала—40 дБ), кГц 1 Крутизна ската АЧХ в полосе подавления (на октаву), дБ-. ... 6
Крутизна оката АЧХ ФВЧ'канала управления (на октаву), дБ 20
Коэффициент гармоник, %, не более ........................... 0,5
Коэффициент передачи...................................... 0,7
Шумоподавитель (рис. IV.22) состоит из входного истокового повторителя (V/), управляемого ФНЧ (V2f R8, С6), выходного эмиттерного повторителя (V4), активного ФВЧ четвертого порядка (V5, V6) с эмиттерным повторителем на выходе (Y7) и выпрямителя (V8t V9) отфильтрованного сигнала. Переключателем S1 устройство можно отключить, в этом случае сигнал на выход устройства будет поступать с нагрузки истокового повторителя (VI),
Вместо транзисторов КТ315Б в устройстве можно использовать любые транзисторы серий КТ312, КТ315; важно лишь, чтобы экземпляры, предназначенные для работы в ФВЧ (V5t V6), имели коэффициент Ь21Э > 80. Транзистор КП103Ж можно заменить на КП103И, КП103К, КП103Л, выбрав экземпляр с напряжением отсечки не более 2 В. Вместо диодов КД521Г можно применить диоды Д220, Д223 и т. п.
130
С2 Юнк» 10b
R1 ЮОк R2*!00k
R8 Юк
R10 270к
Сб 0,0 1мк
R5 330
R9 270к
\R7
ЗЗОк
=$=СЮ 0,033и к
Вход
КПЗОЗИ
R4 680
П2 КП103Ж
R13 I 330к\
СП 4700
V5 КТ3156
R12 3,9к<
\R14 \120к
R16 560
Рис. IV. 22
V1 КТ342А
R3 8.2K R4 8.2K
V2 КТ342А
С2
ЮОк
№.
Сд
R5 470
R6 300
R7 5,6к
С4
Юмкх15В
Rd 20к
А! _
-12вК ... V5-V6 КД512^1к
СЗ
С1 ..
\1OOO \12OO \1OQO
§« С7
^31.1
I
V4 КТ3156
+6.J0B
5мк*16В
С9 10мк*10В
31 Выкл,
Выход
КД521Г
R20
R17 3,9к
R19 120к
XR15
\3,3к С12
О'ОЗЗмк 4700
ЗЗОк 1x1
С13 т
V7 КТ3156
V6 КТ3155
R9 62к
R10 20к
С5 100
4
Ю
С6 1000
RT7
\R11
|4,7я
0,15пк
£/5=т=
КД521Г ‘ ~
С14 V9
1мк*16В КД521Г
“ +е-
R23
3,3к
IfVIO
КС156А
^0
С20 =к 20нк*15В Управление
КПЮЗК
Г}______32 Включено 312
------vq—i^z
__________Выт»ено выход I (~о.25’в)
f/d и/г Р Дд18
Н СП
ЮО
___IL
(12„: ХХС14 0,022нк . АЗ
R191K
R16 620к
R15 620к
Общи
R24 1к
20мк*15В
& А1’АЗ K55Wl ИЗ КД512 ------м -л-1
.R27
|а9/г Ш10 КД512
Я* -
-125
R23W6 16к V
12 R28
?/7 680
R261K
270$ЗШ±_
0,1нк
0,33нн
Выход 2 (~023Ъ)
Рис. IV. 23
5»
Перед налаживанием движки всех переменных резисторов и переключатель SJ устанавливают в нижнее (по схеме) положение. Подключив к выходу осциллограф или милливольтмер переменного тока, подают на вход переменное напряжение 2,5 мВ частотой 20 кГц. Перемещая движок резистора R24 вверх (по схеме), устанавливают на затворе транзистора V2 такое исходное напряжение смещения, при котором он закрыт, но находится на пороге открывания (в этот момент напряжение на выходе устройства перестает убывать). Правильность установки исходного режима проверяют увеличением до максимума напряжения сигнала, для чего движок резистора R4 переводят в верхнее положение. Уровень выходного напряжения при этом должен незначительно возрасти.
Оставив движок резистора R4 в верхнем положении, подключают к выходу измеритель нелинейных искажений и увеличивают входной сигнал до 250 мВ. Минимума нелинейных искажений добиваются вначале подстроечным резистором R6, затем подбором резистора R2*.
Порог срабатывания устройства в процессе эксплуатации устанавливают переменным резистором R4. *
Шумоподавитель Долби [14] относится к числу наиболее эффективных шумопонижающих устройств, однако требует жесткой привязки уровней сигнала как в режиме записи, так и в. режиме воспроизведения.
Устройство (рис. IV.23) состоит из входного эмиттерного повторителя (V/), активного режекторного фильтра (V2), подавляющего поднесущую частоту (31,25 кГц) при записи стереофонических передач; сумматора (Л/), канала регулирования, канала формирования управляющего сигнала и электронного выключателя (V3), который в случае необходимости можно заменить обычным механическим выключателем. В свою очередь, канал регулирования состоит из фильтра верхних частот R12C7 с постоянной времени т — 106 мкс, управляемого аттенюатора R13V4 и усилителя-ограничителя на ОУ А2 и диодах V5, V6, а канал формирования управляющего сигнала — из усилителя на ОУ АЗ и выпрямителя на диодах V9, V10.
Вместо указанных на схеме транзисторов КТ342А в шумоподавителе можно использовать другие транзисторы этой серии, а также транзисторы серии КТ3102. Транзисторы КП103К можно заменить транзисторами этой серии с буквенными индексами Л, М, Н; при этом необходимо, чтобы напряжение отсечки транзистора, используемого в управляемом аттенюаторе (V4), было не jueHee 0,9 В. Вместо диодов КД512 можно применить диоды КД503, КД521 и т. п. ОУА/—АЗ могут быть любого типа, но с соответствующими цепями коррекции.
Налаживание шумоподавителя сводится к установке подстроечным резистором R27 напряжения на затворе транзистора V4, равного его напряжению отсечки. Для этого устанавливают движок резистора в верхнее (по схеме) положение, переключатель S1 — в положение Запись, а переключатель S2 — в положение Включено, и подают на вход переменное напряжение 7,9 мВ (—30 дБ от номинального, равного 250 мВ) частотой 3 кГц. При этом напряжение сигнала на выходе 1 должно быть равно 22 мВ. Перемещая движок резистора R27 вниз (по схеме), находят такое, его положение*, при котором напряжение. на выходе 1 едва заметно начинает уменьшаться. В этом положении движок фиксируют.
*
2. УЗЛЫ ЭЛЕКТРОПРОИГРЫВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Предусилитель-корректор на микросхеме КН0УД1А [24] предназначен для работы в проигрывателе с магнитным звукоснимателем.
Основные параметры
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц............... 70
Входное сопротивление, кОм . ....................... 47
Относительный уровень шумов, дБ (при использовании головки ГЗУМ-73С)................................... . — 55...—58
Устройство (рис. IV.24) представляет собой неинвертирующий усилитель на ОУ А1. Требуемую АЧХ формирует цепь R3C5R6C6. Цепи R1C1 и R2C3 обеспечивают спад АЧХ на частотах ниже 35 Гц с крутизной 12 дБ на октаву. Это снижает помехи, создаваемые приводным 'механизмом ЭПУ. Резистор R7 132
ограничивает глубину ООС, охватывающей ОУ А/, на высших частотах, что необходимо для предотвращения самовозбуждения усилителя.
В предусилителе желательно использовать микросхему с наименьшим входным током (в этом случае уровень шумов получается меньше). При использовании элементов с отклонением от номиналов не более — 5 % устройство налаживания не требует.
Предусилитель-корректор на микросхеме К548УН1А [2] предназначен для работы с магнитной головкой звукоснимателя в проигрывателях высокого класса.
Основные параметры
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц...................... 130
Входное сопротивление, кОм ................................. 47
Выходное сопротивление, кОм..................................... 0,5
Максимальное напряжение на частоте 1 кГц при коэффициенте гармоник менее 1 %: входное, мВ.......................................................45
выходное, В................................................. 5,9
Коэффициент гармоник, %, при выходном напряжении 1 В на частоте, кГц:
2........................................................... 0,055
0,02...20 ................................................. 0,2
Относительный уровень шумов (при входном сигнале 2,5 мВ и полном сопротивлении головки 2,2 кОм), дБ...................... —69
Отклонение АЧХ от стандартной, дБ, не более................ . ±0,6
Потребляемый ток, мА.................................... 10
Устройство (рис. IV.25) представляет собой неинвертирующий усилитель с корректирующими элементами в цепи ООС (в скобках указаны номера, выводов второго канала микросхемы). При использовании резисторов R3—R6 и конденсаторов СЗ, С4 с отклонением от указанных на схеме номиналов не более чем ± 5 % АЧХ предусилителя-корректора отклоняется от стандартной не более чем на ± 1 дБ.
Налаживание устройства сводится к подбору резистора 7?2* до получения на выходе микросхемы (выводы 7 и 8} напряжения, равного половине напряжения питания.
Предусилитель-корректор на транзисторах [23] предназначен для работы в самых высококачественных стереофонических проигрывателях.
Основные параметры
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц.............,............ 125
Входное сопротивление, кОм...................................... 47
Входная емкость, пФ ............................................ 26
Относительный уровень шумов (при входном сигнале 5 мВ на частоте 1 кГц со взвешивающим фильтром (АЧХ вида МЭК «А»), дБ —82
133
Перегрузочная способность, дБ............................. 26
Коэффициент гармоник (при выходном напряжении 20 В), % . . • 0,03
Миним альное сопротивление нагрузки, кОм.............. . 5
Максимальная емкость нагрузки, пФ ...................... 2000
Предусилитель (на рис. IV.26 показана схема одного из каналов) содержит два дифференциальных каскада (VI, V2 и V3, V4) и выходной каскад (V5) с источником тока (V6) в качестве нагрузки. Линейность предусилителя настолько высока, что при номинальном выходном напряжении уровень гармоник оказался ниже уровня его собственных шумов.
Амплитудно-частотная характеристика устройства формируется не тремя, как обычно, а четырьмя 7?С-цепями с постоянными времени 75, 318, 3180 и 7950 мкс. Эти постоянные реализованы соответственно цепями R12C7, R12R14C9, R15C9 и R14C8. Другая особенность предусилителя — в способе
Рис. IV. 26
формирования АЧХ системы головка — усилитель в области высших частот. В данном случае применена апериодическая коррекция с помощью цепи R13C7. Сопротивление резистора R13 выбирают в зависимости от индуктивности головки: /?13 = 2,8 • 104 Lr.
Для того чтобы АЧХ предусилителя не отличал'ась от требуемой более чем на 0,8 дБ, сопротивления резисторов R2—R4, R12—R15 и емкость конденсаторов С7—С9 не должны отличаться от указанных на схеме более чем на zt 5 %. Все постоянные резисторы должны быть типа МЛТ (R22, R23 — МОН-0,5). Использовать резистор ВС и УЛМ нежелательно из-за повышенного уровня их собственных шумов.
Полевые транзисторы для первого каскада необходимо подобрать по напряжению отсечки (допустима разница до 0,5 В) и начальному току стока (токи могут различаться не более чем на 25 %).
Кроме указанных на схеме, в предусилителе можно использовать любые транзисторы серий КП302, КЗОЗ, КП307 (VI, V2); КТ342 и КТ373 с индексами А, Б, Г (V3, V4); КТ203А, КТ502Г — КТ502Е, КТ361В — КТ361Е (V5); КТ601А, КТ503Г — КТ503Е, КТ315В — КТ315Е (V6). При использовании транзисторов серий КТ315 и КТ361 напряжение питания рекомендуется снизить до ± 20 В. Диоды V7, V8 — любые кремниевые маломощные. Для питания необходим источник с напряжением пульсаций не более 5 мВ.
Налаживание предусилителя-корректора сводится к установке на коллекторах транзисторов V5, V6 нулевого напряжения (подстроечным резистором R5) и балансировке каналов подстроечными резисторами R8 и R8' (в другом канале).
134
Компенсатор переходных помех [27] предназначен для использования в электрофонах с пьезокерамическим звукоснимателем и может работать с любым стереофоническим усилителем, имеющим входное сопротивление не менее 300. 400 кОм (при меньшем входном сопротивлении коэффициент передачи становится значительно меньше единицы).
Устройство (рис. IV.27) .выполнено на двух полевых транзисторах. Сигнал левого канала поступает на затвор транзистора V2 и снимается с его стока. Сюда
же поступает часть сигнала правого канала с движка подстроечного резистора R4, включенного в цепь истока транзистора VI, Так как сигналы противсфазны, на резисторах R3, R9 они компенсируются, и сигнал помехи (в данном случае из правого' канала) ослабляется. Аналогично происходит ослабление мешаю-
щего сигнала левого канала в правом канале устройства, в результате чего переходное затухание значительно возрастает (на частоте 1 кГц оно может достигать 24...26 дБ).
В компенсаторе можно использовать любые транзисторы серии КГПОЗ с близкими характеристиками, однако при этом необходимо заменить резисторы R4, R7, R2, R8. При замене следует исходить из того, что отношения сопротивлений R2/R4 и R8/R7 Должны оставаться равными двум, а напряжения на истоках транзисторов должны быть в пределах 7...8 В.
Налаживают компенсатор при проигрывании измерительной пластинки с раздельной записью сигналов левого и правого каналов. Минимума помех из соседнего канала добиваются подстроечными резисторами R4 и R7 (при наличии сигнала в левом канале измеряют напряже-
/?//16 к
Рис. IV. 27
ние помехи на выходе правого канала, и наоборот).
Подавитель помех [21] представляет собой комбинированное устройство, состоящее из подавителя помех от вибраций механизма привода диска проигрывателя и подавителя шумов в паузах фонограмм. Включают его между выходом предусилителя-корректора и входом усилителя 34.
Основные параметры
Номинальное напряжение, мВ: входное.............................................. . . 250
выходное.............................................. 200
Подавление помех от привода диска (на частоте 100 Гц), дБ . . . И
Подавление шумов в паузах (более 0,3...0,5 с), дБ......... 25...27
Переходное затухание между каналами, дБ, на частоте, Гц: 500 ........................................................ 11
5 000'................................................ 31
Принцип действия подавителя помех от приводного механизма основан на взаимной компенсации противофазных вертикальных составляющих помех, амплитуда которых намного превышает амплитуду горизонтальных составляющих при воспроизведении стереофонической записи. Устройство, подавляющее противофазные сигналы, представляет собой два активных ФВЧ с частотой среза 200 Гц, выполненные на транзисторах VI, V2 (рис. IV.28). Резисторы R1—R4 пропускают сигналы и более низких частот, но их противофазные составляющие взаимно* компенсируются прй замкнутых контактах кнопки S1. При разомкнутых контактах каскады (V/, V2) работают как обычные эмиттер-ные повторители.
Подавитель помех в паузах фонограмм состоит из усилителя-ограничителя (А/), выпрямителя (V5, V9, V10) с нелинейной интегрирующей цепью (С14— C16R16R18V6) и двух управляемых делителей напряжения (RJ3V7 и R14V8).
135
Дроды V3, V4 ограничивают дифференциальное напряжение на входе ОУ А1.
Стереофонические сигналы с выходов активных ФВЧ поступают на вход ОУ А1, усиливаются им и подводятся ко входу выпрямителя (V5, V9, V10). Постоянная составляющая выпрямленного напряжения подается на затворы транзисторов V7, V8 и управляет сопротивлением их каналов.
Коэффициент усиления ОУ А1 устанавливают (резистором R12) таким, чтобы в отсутствие полезного сигнала напряжение на входе выпрямителя не превышало напряжения пробоя транзистора V6 (он использован в качестве стабилитрона с напряжением стабилизации 7...8 В). В этом случае, благодаря большому коэффициенту усиления, напряжение на выходе ОУ А1 при появлении даже небольшого сигнала становится достаточным для пробоя транзистора V6 и быстрой зарядки конденсатора С16. В результате полевые транзисторы V7, V8, прежде открытые, быстро закрываются, и стереофонические сигналы практически беспрепятственно проходят на вход усилителя. 34. Время восстановления устройства по окончании сигнала определяется постоянной времени цепи R18C16.
Рис. IV. 28
В устройстве можно использовать любые маломощные кремниевые транзисторы структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока Л21Э > 50. Транзисторы КПЗОЗИ можно заменить другими (с л-каналом) с напряжением отсечки не более 5...6 В.
Налаживание начинают с активных фильтров. Прослушивая немую канадку грампластинки, подбирают выходное напряжение одного из каналов предусилителя-корректора таким, чтобы противофазные составляющие помех взаимно компенсировались при нажатой кнопке S1. После этого, установив движок резистора R16 в левое (по схеме) положение, подбирают (резистором R12) порог срабатывания, при котором шумы в паузах пропадают, а затем уменьшают сопротивление резистора R16 до появления в паузах наиболее громких щелчков.
Генератор для питания двигателя ЭПУ [18] представляет собой бестранс-форматорный усилитель постоянного тока, охваченный ПОС и ООС. Предназначен для питания током пониженной частоты асинхронных электродвигателей КД-3,5, АД-5 и т. п.
Основные параметры
Частота генерируемых колебаний, Гц.............................. 20 и 27
Пределы изменения частоты (при подстройке под номинальные частоты вращения диска), %..................................... ±3
Выходное напряжение, В..........................-............. 35
Изменение выходного напряжения (при перестройке частоты в пределах ±3%), В................................................ 0,4
Постоянная составляющая выходного напряжения (от действующего значения), %, не более..................................... 2
136
Генератор (рис. IV.29) содержит входной каскад (ОУ Л/), фазоинверснып предоконечный каскад на транзисторах разной структуры (V3, V4) и оконечньй каскад (также на транзисторах разной структуры V5, V6), усиливающий по напряжению (работает^ режиме С). Частота генерируемых колебаний определяется параметрами элементов R3—R5\ R8, R9, Cl, С2 цепи ПОС и зависит от положения переключателя S1. При переходе с одной частоты на другую изменяется к емкость в цепи фазосдвигающей обмотки двигателя Ml. Грубо (при налаживании) номинальные значения частот устанавливают подстроечными резисторами R4, R5, точно (в процессе эксплуатации) — переменным резистором R3. Выходное напряжение регулируют подстроечным резистором R7 в цепи ОСС. Лампа Н1 выполняет функции элемента стабилизации амплитуды выходного напряжения.
Рис. IV. 29
Вместо транзисторов КТ809А и ГТ806Д в генераторе можно использовать соответственно транзисторы КТ805А, КТ905Б, КТ704А, КТ704Б и ГТ806В, ГТ810А со статическим коэффициентом передачи тока ^21Э > 30.
Трансформатор питания Т1 намотан на магнитопроводе площадью сечения среднего керна 7 см2. Обмотка I содержит 1760 витков провода ПЭВ-2 — 0,2, обмотки Па и 116 — по 335 витков провода ПЭВ-2 — 0,23.
Перед налаживанием конденсатор С1 отключают от неинвертирующего входа ОУ Л/, а резисторы R21, R22 временно заменяют резисторами сопротивлением 75... 100 Ом (это защищает транзисторы оконечного каскада от перегрузки при неисправности генератора или его самовозбуждении). Установив движки подстроечных резисторов R4, R5 в левое (по схеме) положение, включают питание и проверяют режимы работы транзисторов на соответствие указанным на схеме. В нормально работающем устройстве напряжение на выходе (по отношению к общему проводу ) не должно превышать 0,8 В. Убедившись в этом, восстанавливают соединение конденсатора С1 со входом ОУ А1 и изменением сопротивления резистора R7 добиваются максимальной Амплитуды неискаженного (синусоидального) сигнала на выходе. При самовозбуждении на высоких частотах к выходу усройства рекомендуется подключить последовательную цепь из резистора сопротивлением 20...30 Ом и конденсатора емкостью 0,02...0,1 мкФ. В заключение заменяют временно установленные резисторы R21, R22 на те, которые должны быть по схеме, а затем, установив движок переменного резистора R3 в среднее положение, подстроечными резисторами R4 и R5 настраивают генератор на частоты соответственно 20 и 27 Гц, и еще раз добиваются максимальной амплитуды выходного сигнала подстроечным резистором R7.
137
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
.1. Алферов С. Переключатель рода работы.— Радио, 1980, №2, с. 63.
2. Атаев Д., Болотников В. Предусилители-корректоры для магнитного звукоснимателя.— Радио, 1982, № 4, с. 38—40.
3. Буриков И., Овчинников А. Комбинированный индикатор уровня записи.— Радио, 1980, № 2, с. 38, 39.
4. Бурмистров Ю., Шадров А. Применение микросхемы К548УН1.— Радио, 1981, №9, с. 34, 35.
5. Варийски К. Простой ограничитель шума в паузах.— Радио, 1981, № 9, с. 67.
6. Григорьев А. Выходной каскад усилителя записи.— Радио, 1980, № 6, с. 47.
7. Гринев А. Автостоп для кассетного магнитофона.— Радио, 1978, № 9, с. 36.
8. Зименков В. Переделка электродвигателей на пониженное напряжение питания.— Радио, 1981, №9, с. 35, 36.
9. Зыков Н. Узлы любительского магнитофона. Генератор тока стирания и подмагничивания.— Радио, 1979, № 8, с. 42—44.
10. Зыков Н. Узды любительского магнитофона. Индикатор уровня записи.— Радио, 1979, № 9, с. 34—37.
11. Зыков Н. Узлы любительского магнитофона. Усилитель воспроизведения.— Радио, 1979, № 3, с. 56—59.
12. Зыков Н. Узлы любительского магнитофона. Усилитель записи.—Радио, 1979, № 6, с. 46, 47.
13, Коломийченко С., Хоменко Ю. Усилитель воспроизведения на микросхеме.— Радио, 1980, № 1, с. 48.
14, Лексин В., Лексин В. Компандерный шумоподавитель.— Радио, 1982, №5, с. 38—41. .
15. Лукин Е. Электронный стабилизатор — переключатель частоты вращения двигателя.— Радир, 1979, № 12, с. 38, 39.
16. Мосин А. Кассетный проигрыватель.— Радио, 1977, № 3, с. 32—34.
17. Мосин А. Стереофонический магнитофон.— В кн.: Лучшие конструкции 26-й выставки творчества радиолюбителей. М., ДОСААФ, 1975.—238 с.
18. Надолинский О. Бестрансформаторные генераторы для питания электродвигателей.— Радио, 1980, № 1, с. 49—51.
19. Ошмянский И. Автоматический пуск магнитофона.— Радио, 1979, № 10, с. 29, 30.
20. Смирнов Л. И. Малогабаритные диктофоны.— М., Радио и связь, 1981, 56 с. (Массовая радиобиблиотека, вып. 1044).
21. Соколов А. Улучшение звучания проигрывателя «Вега-106-стерео».— Радио, 1978, № 10, с. 40, 41.
22. Солдатов А. Цифровой переключатель рода работы.— Радио, 1981, № 7—8, с. 54, 55.
23. Сухов Н., Байло В, Высококачественный предусилитель-корректор.— Радио, 1981, №3, с. 35—38.
24. Сухов Н. Усилитель-корректор,— Радио, 1979, № 4, с. 57.
25. Тюрин р. Усилитель записи.— Радио, 4979, № 8, с. 47.
26. Шинкарев Б. Автостоп с пьезодатчиком.— Радио, 1980, № 2, с. 40.
27. Шмелев О. Компенсатор переходных помех для электрофона.— Радио, 1977, №6, с. 38.
28. Шутов В. Динамический фильтр-шумоподавитель.— Радио, 1981, № 4, с. 42—44.
29. Юрик В., Ривкин А. Электрический счетчик расхода магнитной ленты. В помощь радиолюбителю, 1979, вып. 67, с. 59—66.
Глава V ЭЛЕКТРОННЫЕ МУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
X. ЭЛЕКТРОГИТАРЫ И ПРИСТАВКИ К НИМ
Электрогитара [6] предназначена для йсполнения партий соло и ритма в ансамблях электронных музыкальных инструментов. Ее электрическая часть (рис.У.1) состоит из трех звукоснимателей (В1—ВЗ), эмиттерного повторителя (У9), кольцевого модулятора (УЗ—УЗ), генератора вибрато (VI, V2) и двухкаскадного предварительного усилителя 34 (V7, V8). Звукосниматель В1 установлен у грифа гитары^ В2 — между грифом и порожком, ВЗ — возле порожка. Уровни сигналов, поступающих от звукоснимателей на вход эмиттерного повторителя (V9), регулируют переменными резисторами R27, R29 и R39, образующими совместно с элементами R26, СЮ, СИ, R28 и С12 7?С-фильтры, подчеркивающие ту или иную часть спектра сигналов звукоснимателей. С помощью выключателей S3—S5 к входу эмиттерного повторителя можно подключить либо сразу все звукосниматели, либо любой из них, либо в любом сочетании. Цепь, состоящая из переменных резисторов R34, R35, конденсаторов С13—С15 и выключателей S6, S7, позволяет в широких пределах изменять тембр звучания электрогитары.
Кольцевой модулятор включается в работу одновременно с генератором вибрато переключателем S1. Сигналы звукоснимателей, прошедшие эмиттерный повторитель (V9), поступают в модулятор через трансформатор Т2, сигнал генератора вибрато — через трансформатор Т1. Частоту вибрато изменяют переменным резистором R7, а его глубину — переменным резистором R9.
Частотно-модулированный сигнал усиливается транзисторами V7, V8 и поступает на переменный резистор R23, выполняющий функции регулятора громкости. Режим работы гитары (соло — ритм) выбирают переключателем S8.
Вместо транзисторов МП39Б в устройстве можно использовать любые другие германиевые малошумящие транзисторы (ГТ309Б, ГТЗО9Г, ГТ322А — ГТ322В и т. п.). Остальные транзисторы — любые германиевые структуры р-п-р со статическим коэффициентом передачи тока /г21э 30. Диоды Д104
можно заменить диодами Д101 — Д106, Д219, Д220, Д223.
Трансформаторы Т1 и Т2 наматывают на магнитопроводах Ш10 X 10 из Пермаллоя. Обмотки 1 обоих трансформаторов должны содержать по 400... 500 витков, а обмотки // — по 800...1000 витков провода ПЭВ-1 —0,1.
Синтезатор [3] предназначен для электронных бас-гитар с неразвитой тембровой техникой. Он значительно расширяет их музыкальные возможности и приближает по разнообразию тембров к электронным бас-гитарам высокого класса.
Устройство (рис. V.2) состоит из двух звукоснимателей (один из них — В1 — расположен у грифа гитары, другой — В2 — у порожка), двух самостоятельных каналов обработки сигналов и смесителя (V8), Канал обработки сигнала звукоснимателя В1 содержит предварительный усилитель (VI), преобразователь спектра (V2, V3), эмиттерный повторитель (V6) и набор /?С-фильтров, включаемых между последним и входом смесителя (V8) выключателями S3—S6. В канале обработки сигнала второго звукоснимателя имеется только предварительный усилитель (V7) и /?С-фильтр верхние частот. На смеситель поступает также регулируемый (переменным резистором R16) сигнал непосредственно с выхода преобразователя спектра (V2, УЗ), Последний дополняет спектр сигнала звукоснимателя В1 высокочастотными составляющими и делает его постоянным по амплитуде в течение некоторого времени после удара по струне (органный эффект). На выходе устройства получается сигнал, спектр которого зависит от соотношения уровней сигналов, снимаемых с блока звукоснимателей, и сигналов на входах смесителя (V8), а также от характеристик фильтров. Для более четкой работы преобразователя спектра питающее его напряжение стабилизировано стабилитронами V4, V5.
Для нормальной работы преобразователя спектра статические коэффициенты передачи тока й21э транзисторов V2 и V3 должны быть в пределах 160....200 и 20...30 соответственно.
139
Рис. V. 1
Рис. V. 2
Налаживание синтезатора сводится к подбору резисторов /?7* и R12*. Первый из них подбирают таким, чтобы при подаче на вход преобразователя сигнала с амплитудой, не превышающей половины максимальной, звучание гитары стало наиболее громким и ровным. Второй из этих резисторов подбирают при максимальной амплитуде сигнала на входе преобразователя спектра, добиваясь того, чтобы при таком уровне входного сигнала звучание гитары после щипка струны не содержало нежелательных призвуков и перебоев.
Преобразователь спектра для электрогитары [15] позволяет получить органное звучание и ряд других звуковых эффектов, в том числе удвоение частоты.
х
Ос норные параметры
Чувствительность (порог срабатывания), мВ................
Максимальное выходное напряжение, мВ.......................
Входное сопротивление, кОм...................................
Выходное сопротивление, кОм ....•♦...........................
Относительный уровень шумов, дБ..........................
Длительность звучания гитары (при использовании звукоснима* теля, развивающего ЭД С 70 мВ), с............................
Число регистров..............................................
5...10
300
1000
4
-70
8...10
4
В основу работы устройства (рис. V.3) положен принцип регистрового синтеза тембров. Сигнал звукоснимателя сначала преобразуется’ в прямоугольный, затем его частота удваивается, а далее делится на два и на четыре. Тембры формируют смешиванием сигналов, образующихся после каждого преобразования, и плавным регулированием их уровней.
Входной сигнал, усиленный каскадом на полевом транзисторе VI, поступает на инвертирующий вход ОУ А1, включенного по схеме триггера Шмитта. Сформированные им импульсы прямоугольной формы подаются на фазоинвертор (V2). Сигналы, сдвинутые по фазе на 90°, через дифференцирующие цепи R13C7 и R14C6 подводятся к детектору (V3, V4), в результате чего на резисторе R15 выделяются импульсы удвоенной частоты. Через дифференцирующую цепь R16C8 они поступают на вход триггера Шмитта D1, который формирует прямоугольные импульсы удвоенной частоты с переменной скважностью (на частоте 3,5 кГц она равна 3, из частоте 100 Гц — 10).
В качестве делителей частоты в преобразователе применены триггеры на транзисторах V5, V9 и V10, V14. Первый из них запускается импульсами с выхода ОУ А1, второй — импульсами с выхода первого триггера. В результате на коллекторе транзистора V5 формируются прямоугольные импульсы с частотой вдвое, а на коллекторе транзистора V14 — вчетверо меньшей, чем частота входного сигнала. Сложение выходных сигналов триггеров Шмитта и триггеров делителя частоты происходит на резистивном сумматоре R9R20R21R37R17. Тембр звучания можно регулировать подбором конденсаторов С5, С9, CIO, С17. Соотношение уровней сигналов регулируют переменными резисторами R8, R18, R19 и R36. . -
В преобразователе можно использовать любые маломощные германиевые транзисторы структуры р-п-р с коэффициентом Л21Э > 30 и любые диоды из серий Д2, Д9. Транзисторы V5, V9 и V10, V14 желательно подобрать попарно с близкими параметрами Л21Э и /КБО. Вместо транзистора КП103Ж можно использовать любой из серии КП103, но при этом возможно придется подобрать резистор R3-
При налаживании движок переменного резистора R5 устанавливают в верхнее (по схеме) положение, подают на вход переменное напряжение амплитудой 30 мВ и частотой 1 кГц и с помощью осциллографа контролируют форму сигнала в различных точках устройства (1—12). Нормального запуска триггеров (V5, V9 и V10, V14) при необходимости добиваются подбором конденсатора СП* в пределах 300... 1000 пФ. При уменьшении входного напряжения импульсы в контрольных точках 2—12 должны исчезать без выбросов и прочих помех. Желаемый порог срабатывания триггера на ОУ А1 устанавливают подбором резистора R7* в пределах 50...500 Ом.
При игре на гитаре с описанным устройством в Тракте звук следует извлекать медиатором и более жестко, чем обычно. Игра аккордами недопустима, поэтому струны, не участвующие в звуковоспроизведении, необходимо заглушать,
141
Cl 50мк*10В
Рис. V. 3
«Бустер»-приставка [21]. Сущность «бустерв-эффекта заключается в резком усилении звука в первоначальный момент послё' щипка струны (или нажатия на клавишу электронного музыкального инструмента). Затем'громкость почти также быстро спадает, после чего следует обычное звучание инструмента. Благодаря этому при исполнении быстрых пассажей звучание становится более энергичным, акцентированным.
Приставка\рис. V.4) выполнена на основе одновибратора. Ее чувствительность — около 20 мВ, длительность щелчка в начале звука можно регулировать в довольно широких пределах. Входной сигнал усиливается транзистором V/, выпрямляется диодами V2, V3 и поступает на вход одновибратора (W, V5). Транзистор V6 выполняет функции Электронного ключа в цепи ООС усилительного каскада на транзисторе V7. В исходном состоянии одновибратора (при отсутствии сигнала на входе устройства) транзистор V4 закрыт, a V5 открыт. Вследствие этого транзистор V6 также закрыт и коэффициент передачи каскада на транзисторе V7 близок к 1. С появлением входного сигнала одновибратор изменяет свое состояние, транзистор V6 быстро открывается, и коэффициент передачи выходного каскада увеличивается в 5... 15 раз. Через некоторое время (0,1...0,5 с), зависящее от емкости конденсатора С5*, одновибратор возвращается в исходное состояние, падает до прежнего уровня и усиление выходного каскада.
Для нормальной работы приставки статический коэффициент передачи тока Л21э транзистора V6 должен быть около 80, остальных транзисторов — около 50.
Налаживание приставки сводится к подбору (по минимуму искажений сигнала) резисторов /?/*, R9* и конденсаторов СЗ* и С5* (подбором первого из них добиваются однократного щелчка при возникновении звука, второго — требуемой его длительности).
«Вау»-приставка к электрогитаре [1] предназначена для создания _одно-именного эффекта, заключающегося в подъеме АЧХ в сравнительно узкой (0,5... 1,5 кГц) полосе частот, которую по желанию исполнителя можно смещать по частоте в ту или иную сторону.
Приставка (рис. V.5) выполнена на транзисторах VI и V2. Подчеркивание полосы частот достигнуто введением частотно-зависимой ООС, напряжение которой подается с выхода устройства на его вход через двойной Т-образный мост, состоящий из резисторов R6, R7, R10, R11 и конденсаторов С6, С7. Средняя частота полосы подчеркиваемых частот зависит от сопротивления введенной части переменного резистора R11. При разомкнутых контактах выключателя S2 устройство работает как обычный усилитель с горизонтальной АЧХ во всем рабочем диапазоне, при замкнутых — как частотно-избирательный усилитель (в этом случае усиление в полосе подъема АЧХ практически не меняется, а за ее пределами значительно уменьшается).
Приставку можно собрать на любых кремниевых транзисторах структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока Я21Э :> 50.
Налаживание приставки сводится к установке (подбором резистора R2*) режимов работы транзисторов по постоянному току.
«Дистошн»-приставки [20, 11] предназначены для работы в тракте электронной гитары. Сущность «дистошнв-эффекта состоит в двустороннем ограничении входного сигнала (от звукоснимателей) и поддержании его на постоянном уровне в течение достаточно большого времени.
Приставка (рис. V.6) содержит предварительный усилитель сигнала (V/) и усилитель-ограничитель (ОУ А1). Особенностью предварительного усилителя является возможность регулирования коэффициента передачи. Это позволяет установить оптимальную чувствительность приставки при работе с различными (по выходному сигналу) электрогитарами. Максимальное выходное напряжение приставки (в верхнем — по схеме — положении движка переменного резистора R7) — 25 мВ. Переменный резистор R9 — регулятор тембра. Включается приставка переключателем S1. В его положении, показанном на схеме, входной сигнал проходит непосредственно на выход устройства, минуя тракт обработки.
Кроме транзистора КТ342В в предварительном усилителе можно использовать транзистор КТ3102Г, КТ3102Е.
143
И/, 1/4 -1/5 М(Ъ2б \12, V3 Д06
Рис. V. 4
Рис. V. 6
Рис. V. 5
Рис. V. 7
Налаживание приставки сводится к подбору такого сопротивления подстроечного резистора R2, при котором достигается длительность звучания после щипка струны не, менее 5...7 с.
Другая приставка (рис. V.7) отличается от предыдущей тем, что удваивает частоту входного сигнала, создавая мягкое, певучее звучание электрогитары. Чувствительность приставки—не менее 1 мВ, входное сопротивление — около 10 кОм, выходное зависит от положения движка резистора R30.
Устройство состоит из предварительного усилителя (V/, A1J), фазоинверсного каскада (А1.2) с разделенной нагрузкой, удвоителя частоты — ограничителя амплитуды (А1.3, А1.4, V2, V3) и активного ФНЧ (W). Включают приставку в тракт переключателем S1. Необходимую длительность звучания гитары устанавливают переменным резистором R9.
Во всех каскадах приставки можно применить любые кремниевые транзисторы структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока Ь2|э >
> 50, подобрав для удвоителя частоты экземпляры с близкими значениями этого параметра. При использовании сборки К198НТ1Б (ее можно заменить на К198НТ1А) в удвоителе следует применить имеющуюся в ее составе дифференциальную пару транзисторов.
Налаживание приставки сводится к установке (подбором резистора R2*) напряжения на эмиттере транзистора А1.1, равного 4 В, и минимизации шумов, вносимых удвоителем частоты, с помощью подстроечного резистора R17. Для получения симметричности ограничения сигнала в некоторы'х случаях подбирают резистор R23*.
145
Приставка, создающая эффект тремоло [1], значительно улучшает звучание электрогитары. Основой приставки (рис. V.8) является задающий генератор низкой частоты на транзисторе VI и амплитудный модулятор на транзисторе V2. Частоту генератора изменяют переменным резистором R2.
Входной сигнал поступает на выход через делитель напряжения, образованный резисторами RIO, R11 и участком эмиттер — коллектор транзистора V2, на базу которого с движка переменного резистора R9 поступает напряжение низкой частоты от задающего генератора. Под действием положительной (по отношению к общему проводу) полуволны этого напряжения сопротивление участка эмиттер — коллектор транзистора V2 резко уменьшается, и на выход устройства проходит примерно четвертая часть входного сигнала. При отрицательной полуволне сопротивление цепи эмиттер — коллектор транзистора V2 велико, и практически весь сигнал достигает выхода устройства. Глубину моду-
резистором ку.
Приставку можно собрать на любых кремниевых транзисторах структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока /121Э > 50.
Налаживание приставки сводится к подбору резистора R5* до получения на коллекторе транзистора VI напряжения 4,5...5 В.
Микшерные устройства [1, 20] предназначены для смешения на входе усилителя 34 сигналов от нескольких источников.
Одно из них (рис. V.9) собрано на транзисторах и рассчитано на подключение трех источников сигналов (например, двух электронных гитар и одного микрофона). Сигналы поступают на переменные резисторы Rl, R4 и R7t выполняющие функции .регуляторов уровней, а с их движ-
ляции сигнала регулируют переменным
Рис. V. 10
ков — на выходы усилительных каскадов, собранных на полевых транзисторах VI—V3. Усиленные ими сигналы складываются в эмиттерной цепи транзистора V4, являющегося динамической нагрузкой всех трех каскадов.
Кроме указанных на схеме, в микшере можно использовать и другие транзисторы, например КП102И (V7—V3) и МП41 (V4).
Режимы работы транзисторов устанавливают подбором резисторов R3*, R6*, R9* (напряжения на истоках транзисторов VI—V3 должны быть равны примерно половине напряжения отсечки) и R11*.
Микшер на ОУ (рис. V.10) рассчитан на подключение четырех источников сигнала. К входам 1 и 2 подключают микрофоны или электрогитары, к входу 3 — гитару-бас, к входу 4 — электроорган или ревербератор. Уровни сигналов регулируют переменными резисторами Rl, R3, R5, R7. ОУ А1 _ использован в качестве неинвертирующего усилителя. Нормальный режим работы ОУ устанавливают подбором резистора R9*. Конденсатор СЗ подбирают по отсутствию самовозбуждения устройства.
2. ЭЛЕКТРОННЫЕ МУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
И ИХ УЗЛЫ
Одноголосный инструмент [8] от известных ранее устройств отличается наличием узла тембрового вибрато и устройства автоматического поддержания заданной исполнителем глубины частотного вибрато во всем диапазоне основных тонов инструмента. Изменение тембровой окраски звучания достигается дополнением спектра сигнала гармониками и применением формантных фильтров.
146 ''
Основные параметры
Звуковысотный диапазон...................От фа малой октавы до ля
тт третьей октавы
Число клавиш. „............................... 41
Нестабильность частоты генератора тона, %, не более............................................ 0,2
Номинальная выходная мощность, Вт................ 0.6
Мощность, потребляемая от сети, В*А...... 4
Основу инструмента (рис. V.1I) составляет генератор тона (D1), вырабатывающий колебания частотой 2794... 28 160 Гц, и четыре делителя частоты (D2, РЗ), собранные по схеме 7?5-триггеров. Частота генерации определяется сопро -тивлением включенной цепи резисторов R1—R41, коммутируемых подклавишными выключателями S1—S41. Изменение 'тембра достигается подключением выходов триггеров выключателями S42—S44. С выхода делителей частоты сигнал поступает на блок формантных фильтров L1C29, L2C30 и L3C31, обеспечивающих подъем АЧХ тракта на частотах 500, 1000 и 1500 Гц соответственно. При выключенных фильтрах (переключатели S47—S49 в положении, показанном на схеме) нагрузкой триггеров служит цепь R80C32.
Узел тембрового вибрато (VII—V13) выполнен по схеме резонансного усилителя с перестраиваемым Т-мостом. Функции переменного резистора выполняет канал полевого транзистора V13. Управляющий сигнал поступает на его затвор через контакты выключателя S46 от генератора вибрато (V4, V5). Глубину вибрато регулируют переменным резистором R63. Сигнал с движка переменного резистора R69, являющегося регулятором громкости, поступает на вход усилителя 34 (V14—V17), выполненного по обычной схеме.
Стабилизатор глубины частотного вибрато выполнен на транзисторах, VI, V2 и оптроне U1. При замкнутых контактах выключателя S45 сигнал с выхода генератора вибрато через управляемый делитель напряжения (С6, R47*, С5 и резистор оптрона U1) подается на эмиттерный повторитель (VI), а с него — на генератор тона. При нажатии на любую клавишу тональный сигнал с выхода первого делителя частоты (D2.1, D2.2) поступает на установочный резистор R52, а с его движка — на выпрямитель (V3). Постоянная составляющая выпрямленного сигнала открывает транзистор V2, и лампа оптрона загорается. Чем ниже частота тонального сигнала, тем больше открывается транзистор и меньше сопротивление резистора оптрона, а значит, меньший уровень сигнала вибрато поступает на генератор тона.
Для питания инструмента необходим стабилизированный источник. Стабилизатор напряжения на транзисторе V19 служит для дополнительной стабилизации частоты генератора тона.
Вместо транзистора КТ342Б (V/) можно использовать транзистор КТ342В, вместо КТ315Г — любые кремниевые транзисторы структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока Й21Э > 50. Транзистор КП103М можно заменить транзистором КП103Л, КП102Л или КП102М, оптрон ОЭП-1 оптроном АОР-Ю4А или АОР-Ю4Б, диоды V7—V10 — могут быть любыми из серии Д9.
Катушки L1—L3 намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,06 (по 3000 витков) и помещены в броневые сердечники ОБ-2.0. Можно использовать любые другие катушки с индуктивностью 2 Гн.
Налаживание начинают с усилителя 34. Напряжение на эмиттерах транзисторов V16, V17, равное 4,5 В, устанавливают подстроечным резистором R74. Далее подстроечными резисторами R51 и R61 добиваются максимальной амплитуды неискаженного сигнала вибрато, а затем подбирают сопротивления подклавишных резисторов R1—R41.
При налаживании узла тембрового вибрато включают формантный фильтр L2C30 и нажимают на клавишу До второй октавы. Искажения формы сигнала на экране осциллографа, подключенного к верхнему (по схеме) выводу резистора R69, устраняют подбором резистора R66*. После этого замыкают контакты выключателя S46, устанавливают движки резисторов R63, R69 в верхнее (по схеме) положение и, не нажимая на клавиши, убеждаются в отсутствии самовозбуждения. В прртивном случае подбирают резистор R65*.
Не изменяя положения движка резистора R63, замыкают контакты выключателя S45, и, нажав на клавишу Фа малой октавы, резистором R52 устанав-
147
31
Rl 150
R2 150
\СЗ 0,1 мк
R41 150
V7-V10 Д9В Т и7
R53L^ '
R55
2^5
2^
R57
VlO-fr
R59
01.1
012
01.3
от
02.1
02.3
03.1
03.3
R2777k С29 OJmk С30 '0,047мк С31 0,022м*
ZLCJ2
~-уо,01мк.
С15
017
ад
Lt
L2
'L3
I'lV*
1^Г j|^^7AST
С14
R43 Зк-
JL.C1 50нк*6В
R53-P60 27к
С13-С20 560
R54
R56
R58 •
R60
JR79 ЮОк
К Модам 14
02,03
034 J+
500мк*6В
К Модам 7 >
02,03 JL
\R81
\150
й-к.е «
Ш'лЛ' К!мк*Ю8 '“тМ. /ЗД
сю Юмк^ов^узддв
\R62
1300 C2I 10мк*ЮВ
R45 ‘ 1к
R47\A IOkVX
VI КТ3425
' С5 _ 50мк*68 01 I | 4 +П 03П-1\1Л
[~С6 50мкх *6В
Д814А
1к
V4,V5
КТ315Г
(Г
I С"| 4.7кТ 22к JLHOSmk И5
546
2 тЯЬ
R49
12к
С7-С9 ~1мк*15В
VII КТЗ/5Г
R66*240k
С26 -г 20мк*'10В-Л_
С22 10мк*\ Y12KT3I5R ^10В
С28 Юмк»ЮВ V/4 » /МП376
С24 6800 025 6800
С23 1мк
VI3 КПЮЗМ
^027 10мк* *ЮВ<
R71 2к
R75
УЮ КТ315Г
V17 ГТ402А
R76
360
R73 2к
V!5
МП41
+9Ь
Рис. V. 11
К Моду 7 D1
R74
47я
V18 КС156А
.----й-
К Вь/Воду /4 D1
R79 1к
vtomoAb сзз
500мк*6В
В! 1ГД-40
ливают оптимальную глубину вибрато. Ограничение сигнала вибрато, наблюдаемого на экране осииллографа,' подключенного к эмиттеру транзистора Vi, устраняют резистором R46. Затем нажимают на клавишу Ля третьей октавы и на слух проверяют глубину вибрато в этой части звуковысотного диапазона. Уровень сигнала вибрато на экране осциллографа при этом должен возрасти почти вдвое. Если это не так, подбирают конденсатор С11* или резистор R47*.
Многоголосный инструмент [14] относится к числу простейших устройств (рис. V.12). Он содержит 7 генераторов тона (G1—G7), генератор частотного вибрато (VI—V3), эмиттерный повторитель (V4) и стабилизатор напряжения питания (V6) генераторов тона. Каждый генератор тона генерирует два соседних неодноименных звука в каждой октаве (что видно из^схемы соединений, показанной в левой нижней части рис. V.12). Так, если во. второй (по рисунку правой)
окгаве генератор G1 генерирует колебания звуков Си и Си-бемоль, то впервой он генерирует звуки Ля и Ля-бемоль, а в малой (она не показана) — Соль и С^ль-бемпть. Благодаря этому количество аккордов, в которых не получается полного многозвучия, оказывается очень небольшим, и по исполнительским возможностям инструмент с уменьшенным числом генераторов тона мало уступает инструментам с двенадцатью генераторами тона.
Каждый из генераторов тона выполнен на трех транзисторах. Два из них Хв генераторе G1—1V1 и 1V2) использованы в несимметричном мультивибраторе с эмиттерной связью, третий (1V3) — эмиттерный повторитель. Отличаются генераторы только номиналами резисторов 1R5—7R5. Частота, генерируемых колебаний определяется сопротивлением резисторов в цепях эмиттеров транзисторов 1V1—7V1, коммутируемых подклавишными выключателями S1—S24. Сигналы с выходов генераторов тона поступают на вход эмиттерного повторителя (V4) через ФНЧ 1R8, 1С2, 1R9; 2R8, 2С2, 2R9 и т. д. Уровни сигналов выравнивают подстроечными резисторами 1R9—7R9. Частоту вибрато регулируют переменным резистором R27.
В инструменте можно использовать маломощные германиевые транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока И21Э > 30, отобрав для генераторов тона экземпляры с близкими коэффициентами И21Э и минимальными сб ратными токами I кб0.
ИЗ
Ударный ЭМИ-автсмат [16] предназначен для небольших эстрадных ансамблей в качестве ударного инструмента. Он имитирует ударное сопровождение мелодий на большом барабане и щетках и может работать в одном из шестнадцати возможных ритмов в размере такта 3/4 или 4/4. Темп ударного сопровождения для этих размеров можно регулировать соответственно от 18 до 57 и от 24 дс 75 тактов в минуту. Требуемый ритм выбирают с помощью двух переключателей, имеется стартовый выключатель. Амплитуда выходного сигнала — не менее 100 мВ.
Автомат (рис. V.13) состоит из трех основных узлов: генераторов, имитирующих звучание большого барабана и щеток, и генератора тактовых импульсов. Генератор барабана (VI) в паузе находится в заторможенном состоянии. В это
Рис. V. 13
время конденсатор СЮ заряжается от источника питания через резистор R16. При поступлении положительного перепада напряжения с выхода генератора тактовых импульсов на базу транзистора V3 последний открывается, и конденсатор СЮ разряжается через его участок эмиттер — коллектор и резистор R17. Разрядный импульс через дифференцирующую цепь R14C9R13, резистор R12 и конденсатор С8 поступает на базу транзистора V/, в результате чего генератор самовозбуждается, генерируя низкочастотные затухающие колебания.
Устройство, имитирующее звучание щеток, состоит из генератора белого шума (V24), усилительного каскада (V7), модулятора (V6), фильтра (L1C20) и двух электронных ключей (V4, V5). Положительный перепад напряжения с выхода генератора тактовых импульсов открывает транзистор V4, и конденсатор С14 заряжается через резисторы R28, R30. Зарядный импульс открывает транзистор V5, и он создает условия для работы модулятора (V6). Длительность этого импульса определяет время работы транзистора V6. Выходные сигналы генераторов усиливаются транзистором V2 и поступают на выход устройства.
Генератор тактовых импульсов содержит симметричный мультивибратор (V8t VP) и счетчик импульсов (V10—V15) с коэффициентом пересчета 8 (для размера 4/4) или 6 (для размера 3/4). Частоту генерируемых мультивибратором импульсов можно изменять в пределах 2,4....8 Гц переменным резистором R4Q.
150
В исходное состояние счетчик устанавливают замыканием контактов стартового выключателя S3; запускают генератор их размыканием. Для получения коэффициента пересчета, равного 6, коллектор транзистора V15.соединяют с базой транзистора V12 переключателем S1 (положение 4).
Диоды V23, V31. V35 и резистор R48 образуют устройство совпадения, которое, в зависимости от положения переключателя S2, может быть либо двухвходовым (положения I и 5), либо трехвходовым (положения 2 и 4). При одновременном поступлении на входы этого устройства положительных напряжений диоды закрываются, и на его выходе формируется положительный перепад напряжения. На электронные ключи (V3, V4) сигналы пбступают через дифференцирующие и селектирующие цепи C11R19V16V17R15, C13R23V20V21R24 и C12R22V18V19R21.
Вместо транзисторов КТ312В в инструменте можно использовать транзисторы КТ315Б — КТ315Г, вместо МП105 — МП106, вместо ГТ312Е —ГТ108Б. Статический коэффициент передачи тока ^21Э у всех транзисторов (кроме V5)
должен быть не менее 100, обратный ток коллектора — менее 1 мкА (у F5 — желательно еще меньше). Диоды Д18 можно заменить любыми высокочастотными германиевыми диодами.
Катушка L1 намотана на магнитопроводе Ш5 X 10 из пермаллоя 75НМ и содержит 80 витков провода ПЭЛ — 0,22. Добротность катушки должна быть в пределах 20...25. Частота настройки фильтра L1C20 — 20 кГц.
Налаживание начинают с генератора тактовых импульсов. Установив переключатели S1 и S2 в положение4/, размыкают контакты выключателя S3 и убеждаются в том, что мультивибратор надежно запускается и вырабатывает импульсы, близкие по форме к прямоугольным, во всех положениях движка переменного резистора R40.
Далее переключатель S1 переводят в положёние 4 и проверяют работу счетчика импульсов при коэффициенте пересчета 6. Снова установив переключатель S1 в положение /, а движок резистора R40 — в положение, соответствующее максимальной частоте, отключают конденсатор СИ и соединяют выход инструмента, со входом усилителя 34. При разомкнутых контактах выключателя S3 должна прослушиваться работа генератора щеток, в противном случае стабилитрон V24 заменяют другим. Если необходимо, то подбирают резистор R31*, добиваясь того, чтобы в паузах транзистор V6 был надежно закрыт. Требуемую длительность звучания щеток устанавливают подбором конденсатора С14*, а тембр -— подбором конденсатора С20*. '
В заключение устанавливают на место конденсатор СП и проверяют работу генератора, имитирующего звучание барабана. Налаживания барабана, как правило, не требуется, но иногда необходимо подобрать резисторы R2 и R64 по минимуму искажений.
Соотношение уровней звучания барабана и щеток регулируют подбором резистора R32*.
Блок генераторов тона [2] предназначен для многоголосного инструмента. Он состоит из двенадцати генераторов (на рис. V.14 показана схема одного из
151
них — на транзисторе V6), управляющего устройства (V7—V4), обеспечивающего ручное или автоматическое изменение в небольших пределах частоты одновременно всех генераторов; преобразователя формы сигнала (V7, V8) и выходного эмиттерного повторителя (V9).
Каждый из генераторов тона представляет собой /?С-генератор синусоидальных колебаний с модифицированным двойным мостом в цепи обратной связи. Частоту такого-генератора (в герцах) приближенно можно определить по формуле f = 1/2л/?С, где R = R? == Т?8 (в мегаомах), С = С5 = Св (в микрофарадах). Номиналы этих элементов, указанные на схеме, соответствуют ноте До. Емкость конденсатора С4 во всех генераторах должна быть примерно в 5 раз больше, чем конденсаторов С5, С6. Частоту генерации в небольших пределах можно изменять подбором (в пределах 200... 1500 Ом) резистора R10* (грубо ) и подстроечным резистором R12 (точно) в "пределах *100... 1000 Ом. Резистор R11* (100... 1000 Ом) необходим в том случае, если резистором R12 не удается добиться плавцой настройки. •
Преобразователь формы (V7, V8) выполнен по схеме триггера Шмитта. Синусоидальное напряжение от генератора тона он преобразовывает в меандр той же частоты, который поступает на октавные делители частоты.
Управляющее устройство представляет собой последовательный стабилизатор напряжения с составным регулирующим транзистором V3V4 и усилителем обратной связи на транзисторах VI, V2. Образцовое напряжение для стабилизатора создается на эмиттерных п-ереходах транзисторов VI, V2. Выходное напряжение устройства управления можно изменять подбором резистора R4*. Максимальную глубину вибрато ограничивает резистор R1*.
Налаживание блока начинают с подбора резистора R4* (им устанавливают напряжение на эмиттере транзистора V4, равное 1,6 В). Затем при среднем положении движка подстроечного резистора R12 подбирают в каждом из генераторов тона резистор R10* до получения частот, примерно соответствующих нотам четвертой октавы. Скважность выходных импульсов, равную 2, получают подбором резистора R13*. Окончательную настройку генераторов производят по хорошо настроенному инструменту, изменяя сопротивления подстроечных резисторов RJ2.
Для ручного управления частотой всех генераторов одновременно достаточно заменить резистор R4* переменным (номинал следует подобрать опытным путем, добиваясь максимально возможных пределов синхронной перестройки частоты), включив последовательно с ним ограничительный резистор сопротивлением не менее 500 Ом.
Генераторно-делительный блок [4] предназначен для многоголосного электронного музыкального инструмента. Его выходное напряжение — прямоуголь-чные импульсы со скважностью 2 или 4, что заметно расширяет тембровые возможности инструмента. Сигнал со скважностью 2 характерен для инструментов кларнетной группы, со скважностью 4 — наиболее пригоден для имитации звучания медных духовых инструментов и для игры аккордами.
Основные параметры
Звуковысотный диапазон.........................От ноты До большой
• октавы до ноты Си пятой октавы
Амплитуда выходного сигнала (на нагрузке более 10 кОм), В, не менее.................................. . . ' ' 0,4
Интервал изменения частоты — глиссандо (при изменении ' управляющего напряжения от 5 до 15 В), октав, не менее 3
Относительная нестабильность частоты генераторов тона, %, не более .... •.......................... . 0,1
Каждая из ячеек блока (рис. V..15) содержит генератор тонз на однопереходном транзисторе VI, усилитель-ограничитель на транзисторе V2, инвертор D1.1 и линейку делителей частоты на элементах микросхем D2—D7, с выходов которой снимаются прямоугольные импульсы частотой от f до //64 (/ — частота генератора тона). Частота повторения импульсов генератора тона определяется параметрами элементов Rl, R2 и С2*. Транзистор V2 усиливает короткие импульсы положительной полярности, снимаемые с первой базы транзистора VI, конденсатор СЗ увеличивает их длительность, благодаря чему на выходе инвер-152
тора D1.1 формируются прямоугольные импульсы со скважностью, близкой к 2. Требуемую скважность импульсов на выходах делителей частоты устанавливают выключателем S1, соединяющим (в нижнем по схеме — положении) входы элементов D3.1, D3.3 и других с общим приводом. Сигналы с выходов делителей подают на манипуляторы или непосредственно на контактуру инструмента
Для получения глиссандо (плавного скольжения частоты) на входы всех генераторов тона необходимо подать управляющее напряжение. При изменении этого напряжения от 5 до 15 В частота всех генераторов изменяется более чем в 8 раз.
Питать блок необходимо от стабилизированного источника. Во избежание взаимного влияния генераторов напряжения питания на каждую ячейку следует подводить отдельной парой проводов.
В устройстве можно п.рименить любые однопереходные транзисторы серии КТ117 и любые биполярные транзисторы серий КТ312, КТ315 и т. п.
Генераторы блока настраивают на частоты темперированного строя подбором (в пределах 0,01...0,1 мкФ) конденсаторов С2* и изменением сопротивления резисторов R2. При появлении хрипов между проврдами питания каждого из генераторов необходимо включить конденсаторы емкостью 0,033...0,1 мкФ.
Простой преобразователь спектра [5] предназначен для многоголосного электронного музыкального инструмента, где в качестве
применены триггеры на транзисторах или микросхемах. Выходной сигнал триггера имеет, как известно, симметричную прямоугольную форму, поэтому в его спектре отсутствуют четные гармоники. Это заметно обедняет звучание инструмента, делает его назойливым, особенно при игре аккордами. Преобразователь спектра, который включают между выходом делителя и манипулятором (или клавиатурой), позволяет-изменять скважность выходных импульсов в пределах от 2 до 40. Для многоголосного инструмента необходимо изготовить столько преобразователей, сколько клавишей в инструменте.
Преобразователь (рис. V.16) выполнен на двух элементах 2И—НЕ микросхемы D1. Первый из них использован в качестве инвертора, второй — по прямому
153
назначению. На вход А подают сигнал с выхода триггера, на вход Б — управляющее напряжение, изменяемое регулятором скважности в пределах 0...+5 В. Ориентировочная емкость конденсатора С1* для средней частоты большой октавы — 2 мкФ, малой — 1, первой — 0,47, второй — 0,22,'третьей —0,1, четвертой — 0,047 мкФ. Резистор R1* подбирают в пределах 1,5...2,7 кОм, диод-W — любой кремниевый.
Уровень входного сигнала должен соответствовать логическому уровню для микросхем серии К155. Своеобразный эффект — вибрато «по скважности», напоминающее на слух тембровое, можно получить,„если подать на вход Б синусоидальный сигнал частотой 5...8 Гц и амплитудой около 2 В.
Бесконтактный регулятор громкости [12]. В электронных музыкальных инструментах, .где в процессе игры приходится непрерывно изменять громкость
звучания, нельзя применять обычные регуляторы на переменных резисторах, так как они создают значительные помехи, ухудшающие качество звучания. Бесконтактный регулятор громкости свободен от этого недостатка.
Принцип действия регулятора (рис. V.17) основан на изменении в больших пределах сопротивления канала полевого транзистора V4, включенного в нижнее плечо делителя напряжения сигнала. В качестве датчика применен фотодиод V3, смонтированный в педали инструмента. В положении педали, соответствующем минимальной громкости, фотодиод затемнен, его обратное сопротивление велико, поэтому транзистор V2 открыт. Небольшое (несколько десятых долей'вольта) положительное напряжение, снимаемое с подстроечного резистора R10, подается на затвор полевого транзистора V4. Сопротивление его канала при этом невелико, и на базу транзистора V5 поступает лишь малая часть сигнала, прошедшего через эмиттерный повторитель на транзисторе VI. По мере увеличения освещенности фотодиода V3 транзистор V2 постепенно закрывается, напряжение на его коллекторе, а следовательно, и на затворе транзистора V4 возрастает. В результате увеличиваются сопротивление его канала и часть напряжения сигнала, поступающего на вход усилителя, собранного на транзисторах^ V5—V7. Громкость регулируют перемещением (с помощью педали) фигурной шторки, перекрывающей свет от лампы накаливания к фотодиоду.
Необходимый режим работы транзисторов устанавливают подбором резисторов R2\ R3*, R17* по минимальным искажениям выходного сигнала при входном напряжении 50... 100 мВ. При налаживании устройства добиваются 154
того, чтобы форма сигнала на выходе не отличалась от синусоидальной, а амплитуда изменялась при перемещении педали из одного крайнего положения в другое более чем в 100 раз. Оптимальный режим работы полевого транзистора устанавливают подстроечным резистором R10.
Тембровое вибрато [20] обеспечивает получение своеобразного звучания, при котором периодически изменяется тембровая окраска звука.
Устройство (рис. V.18) состоит из генератора вибрато (А1) и «вау»-устрой-ства (42). При указанных на схеме номиналах резисторов Rl, R2 и конденсаторов С/, СЗ частоту вырабатываемых генератором вибрато колебаний можно плавно изменять (подстроечным резистором R2) в пределах 4...8 Гц. Подстроечный резистор R1 служит для установки максимального по амплитуде и неискаженного по форме выходного напряжения. Уровень выходного сигнала генератора вибрато регулируют переменным резистором R4. При нажатии на кнопку S1 генератор вибрато подключается к генераторам тона музыкального инструмента, при нажатии на кнопку S2 — к входу «вау»-устройства. АЧХ «вау»-
Рис. V. 18
устройства формирует Т-мост, состоящий из конденсаторов С8, СЮ и участка эмиттер — коллектор транзистора V2. При поступлении на его базу переменного напряжения от генератора вибрато средняя частота подъема АЧХ устройства начинает периодически качаться, что и создает эффект тембрового вибрато.
Желаемый тембр звучания устанавливают подстроечными резисторами R7 и R8.
Вместо микросхем К1УС221Б в устройстве можно применить микросхемы К118УН1Б. Транзистор V2 может быть любым из серии МП35—МП38.
Фазовое вибрато [12] предназначено для одно- и многоголосных электронных музыкальных инструментов. Устройство (рис. V. 19) состоит из 7?С-генера-тора модулирующей частоты на транзисторах V6, V7, широкополосного фазовращателя (VI, V2), согласующего каскада на транзисторах разной структуры V3 и V4 и усилителя на транзисторе V5. Каскад на транзисторе VI — фазоинвер-тор с разделенной нагрузкой (R3 и R4Y Между эмиттером и коллектором транзистора включена цепь, состоящая из конденсатора С2 и канала полевого транзистора V2, сопротивление которого изменяется в широких пределах при подаче на затвор напряжения инфранизкой частоты (8 Гц) от R С- генератор а на транзисторах V6, V7. В результате фаза колебаний в точке соединения конденсатора С2 и стока транзистора V2 плавно и периодически изменяется от 0 до 90°.
С выхода фазовращателя сигнал поступает на вход согласующего усилителя (V3, V4), а с него — на вход усилительного каскада, выполненного на транзисторе V5. С коллектора последнего через конденсатор С8 и резистор R19 усиленный модулированный по фазе сигнал подается в темброблок или на вход усилителя мощности 34. Глубину фазового вибрато регулируют переменным резистором R33.
Налаживание устройства начинают с установки режимов транзисторов V3 и V5 подбором соответственно резисторов RU и R15*, Затем, отключив гене-
165
ратор вибрато, на вход подают переменное напряжение 50... 100 мВ и, наблюдая на экране осциллографа выходной сигнал, убеждаются в том, что его форма не отличается от синусоидальной во всем рабочем диапазоне частот. После этого подключают генератор вибрато и определяют его глубину. Если генератор не работает, то необходимо уменьшить сопротивление резистора R27*. Желаемую частоту вибрато устанавливают подбором резистора R32*, Режим работы полевого транзистора V2 устанавливают подстроечным резистором R8, добиваясь тою, чтобы при самом глубоком вибрато.искажения выходного сигнала отсутствовали.
«Лесли» - приставка [13] —электронное устройство, управляющее фазой звуковых колебаний, вырабатываемых электронными музыкальными инструментами. В основу работы устройства положен принцип регулирования времени задержки сигнала. Обязательными элементами являются генератор ин-франизкой частоты и управляемая линия задержки. Преобразованный сигнал с выхода линии смешивается с исходным (амплитуды обоих сигналов должны быть
одинаковыми) и . поступает на выход приставки.
В «лесли»-приставке (рис. V.20) линия задержки сигнала выполнена на ОУ До -А6\ генератор, вырабатывающий напряжение инфранизкой частоты,— на ОУ А2\ буферный каскад собран на ОУ А1. Суммарный сдвиг фазы, обеспечиваемый линией задержки на частоте 400 Гц, — около 90°. Фазосдвигающие ш и (R7C7 в первом звене) включены на входах ОУ АЗ—Ав. Резисторы этих зщ- .ьев шунтированы транзисторами VI—V4, на базы которых поступает напряжение инфранизкой частоты.
Номинальный диапазон частот приставки — 16...30 000 Гц, коэффициент пе| >дачи — около 1. Частоту генератора (А2) можно плавно изменять в пределах 1...8 Гц переменным резистором R14, глубину эффекта «лесли» — переменным резистором R8. Преобразованный сигнал смешивается с исходным (он поступает через резистор R6*) на выходе устройства.
В приставке можно применить любые кремниевые транзисторы структуры п-р-п со статическим коэффициентом передачи тока й01 > 100. При налажива
156
нии приставки необходимо подобрать резисторы и R6*. Первый из них подбирают так, чтобы изменение фазы на выходе линии задержки было монотонным (частота испытательного сигнала — 400 Гц), подбором второго добиваются -равенства амплитуд исходного и преобразованного сигналов в точке соединения резисторов R30, R31 с конденсатором СЗЗ.
Если при работе правильно собранной приставки будут прослушиваться щелчки с частотой генератора, схему питания придется изменить: на шину + 18 В подать +9 В, а выводы 1 ОУ А1—А6 соединить с источником —9 В.
А1-А6 Ш0УД2А ’ Рис. V. 20
VI- V4 КТ325Б
Прежнюю шину +9 В в этом случае необходимо соединить с общим проводом.
Оптронный манипулятор [10] предназначен для формирования атаки и затухания звуковых колебаний в электронных музыкальных инструментах.
Основные параметры
Максимальная неискаженная амплитуда выходного сигнала (на нагрузке сопротивлением 15 кОм), В........................................... 2
Динамический диапазон, дБ, не менее, на частоте, кГц: 4............................................................. 64
12 ................................. . . ,.................. 60
Коэффициент передачи, не менее.................................. 0,6
Манипулятор (рис. V.21) выполнен на оптроне (7/, фоторезистор которого нагружен на истоковый повторитель (V2). Светодиод оптрона включен в эмиттерную цепь транзистора V5. Конденсатор СЗ способствует расширению динамического диапазона манипулятора в области высших частот. Терморезистор R10 с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления компенсирует температурные изменения сопротивления фоторезистора оптрона.
Формирователь атаки и затухания собран на резисторах R5—R8, диодах V3, V4 и конденсаторе С4. При разомкнутых контактах кнопки S1 ток в цели светодиода оптрона отсутствует (транзистор V5 закрыт), темновое сопротивление его фоторезистора весьма велико (более 250 МОм), и сигнал на выход практически не проходит.
157
При нажатии на кнопку S1 конденсатор С4 начинает заряжаться через диод V4 и резисторы R7, R8, и транзистор V5 плавно открывается. В результате ток через светодиод увеличивается от нуля до максимального, а сопротивление фоторезистора уменьшается до минимума, и входной сигнал проходит на выход. Требуемую атаку устанавливают переменным резистором R8. При отпускании кнопки конденсатор С4 разряжается через резисторы R5, R6 и диод V3, в результате чего звук затухает. Время затухания устанавливают переменным резистором R6.
%ля имитации звучания струнных инструментов нажимают на кнопку S2, а саму манипуляцию осуществляют кнопкой S1 (такой способ управления целесообразен в терменвоксах).
Атака в этом случае получается жесткой, а затухание — длительным, около 3 с, так как сопротивление разрядной цепи (резистор R9 и входное
IIC2 200мк*6В
R13 ЮО со
-----+5 В
Я R12 ЮО
Манипуляция
R3 Зк
С/М
U1
Вход
|А7* \12Qk
R4 430
-12В
Д9К<
DU
И/S? V&Z
Д9п ~ *
R4 75k
V2 , КПЮЗЕ
Выход
f/2
к
D1.2 XJ*
X~l R5 75к R930K
З/ЧР Манипуляция
Д223 Юк
-Ы-
КД223 R7120
44
f/4
. -С4*
D13 X R6 75к R1030K
f/8
С5*
D1.4 %-\R7 75k~R11 30k
&
|/?J
|4,7я
Rd Юк
R/1* 200
Ю 1к
СБ*
К Входам остальных ячеек ман1лтулятора
Di W55/1A3
>2 20 ^Затухание
R14 Юк
R16
Юк
[
/?7|
5/
С/*± 4000м хЮВ
К сборным шинам регистров
С2 — = i/i \ 7 юо пк дбВ джв ~
§ !
Рис. V. 21
Рис. V. 22
сопротивление транзистора V5, включенного по схеме с общим коллектором) велико. При желании длительность затухания нетрудно сделать регулируемой (достаточно резистор R9 заменить переменным сопрогивленйем 120... 150 кОм, группы Б или В).
В манипуляторе можно использовать оптрон АОРЮ4Б, любой германиевый транзистор структуры р-п-р со статическим коэффициентом передачи тока Я21э = = 70....80, любые кремниевые диоды, выдерживающие кратковременный ток-до 100 мА. Резистор R10 — ММТ-1.
Налаживание устройства начинают с установки режима работы транзистора V2. Для этого временно замыкают фоторезистор оптрона проволочной перемыч- » кой, подают на вход сигнал частотой 10...12 кГц и подбором резистора/?/* добиваются неискаженного выходного напряжения 2,f> В.
Далее проверяют пригодность оптрона для работы в манипуляторе. Для этого в цепь его светодиода включают миллиамперметр, переводят движки переменных резисторов R6, R8.в левое (по схеме) положение и, отключив конденсатор С4, при замкнутой кнопке S1 подбором резистора Rl 1 устанавливают ток через светодиод.в пределах 8...9 мА. Затем подают на вход сигнал частотой 1...2 кГц и таким напряжением, при котором амплитуда напряжения на выходе равна 1 В. Быстро манипулируя кнопкой S1 и контролируя выходной сигнал по осциллографу й на слух (через усилитель мощности), оценивают его огибающую. Для работы в манипуляторе отбирают оптрон с минимальным напряжением выключения.
158
После этого снимают зависимость выходного сигнала от тока через светодиод оптрона при постоянном сигнале на входе. Ток через светодиод (0...10 мА) изменяют, подавая между общим проводом и точкой соединения диодов V3, V4 постоянное напряжение, регулируемое в пределах 0...12 В (плюсовой вывод источника соединяют с общим проводом). Максимальный рабочий ток через светодиод определяют как ток, соответствующий 90 % амплитуды выходного сигнала, если за 100 % принять ее значение при токе 10 мА. Максимальный рабочий ток устанавливают при максимальном напряжении (12 В) на диодах V3, V4 подбором резистора R1 /*.
Манипуляторы на микросхемах [19] содержат небольшое число элементов и очень экономичны, так как потребляют ток только при нажатых клавишах.
Принципиальная схема четырех манипуляторов на микросхеме К155ЛАЗ изображена на рис. V.22. Один из входов каждого элемента микросхемы соединен с соответствующим выходом делителя частоты блока генераторов тона, другой — с зарядно-разрядной цепью R1R2C1, общей для всех манипуляторов одного мануала (клавиатуры). Выходы элементов соединены со сборными шинами регистров (/', 2', 4', 8') через фильтры R4C3*R8, R5C4*R9, R6C5*R10 и R7C6* R11, подавляющие высшие гармонические составляющие сигналов. К усилителю-тембропреобразователю регистровые шины подключены через регуляторы уровня. R14—R17. Атаку звука регулируют переменным резистором R13 (он общий для всех манипуляторов), затухание — переменным резистором R2. Зарядно-разрядная цепь R3C2 — также общая для всех манипуляторов одного мануала.' Резистор R12 защищает диоды VI, V2, ограничивая ток зарядки конденсаторов С/, С2.
Суммарное сопротивление резисторов R1 и R2 рассчитывают, исходя из неравенства /gX (/?! + R2)nk < где 4 входной ток логического 0; п — число логических элементов в микросхеме, k ~ число микросхем, (7"хр — входное пороговое напряжение, при котором переключается логический элемент.
Резисторы суммирующих фильтров рассчитывают из условия 7*ых (/?4 + 4- Я8 + /?14) > f/gbIX, где /*ых и —соответственно выходные ток и напряжение логической «1». При номиналах резисторов R4—R11, R14—R17, указанных на схеме, конденсаторы фильтров выбирают из табл. V.I в зависимости от частоты сигнала на выходе элемента.
Таблица V. 1
Частота, Гц Емкость конденсатора, пФ Частота, Гц Емкость конденсатора, пФ Частота, Гц Емкость конденсатора, пФ (мкФ) Частота, Гц Емкость конденсатора, мкФ
4190,3950 1000 1760 2600 622 7500 147 (0,033)
3730 1100 1660 2700 587 8200 139 (0,043)
3520 1200 1568 3000 554, 523,494 9100 130, 123 (0,047)
3320,3135 1300 1480 3300 466, 440,415 (0,01) 116, 116, 104,98 (0,05)
2960 1500 1397 3600 392, 370 (0,012) 94 (0,065)
2795 1600 1245, 1175 3900 349,329,311 (0,015) 87, 82, 78 (0,075)
2635 1700 1108 4300 293 (0,017) 73, 69, 65, 62,58 (0,1)
2490 1800 1047, 988 4700 277, 261,247 (0,02) 55, 52, 49 (0,12)
2350 2000 932, 880,830 5100 233, 220,208 (0,022) 46, 43, 41 (0,15)
2215,2095 2200 784, 740 6200 196, 185, 175 (0,025) 39, 37, 35 (0,2)
1975, 1865 2400 698, 659 6800 165, 156 (0,03) 33 (0,25)
Манипуляторы на микросхемах в налаживании не нуждаются. Работоспособность их нетрудно проверить, подавая на соответствующие входы прямоугольные импульсы амплитудой 3...4 В и наблюдая на экране осциллографа,
159
поочередно подключаемого к регистровым выходам, характер появления и исчезновения выходных импульсов при замыкании и размыкании клавишных контактов S1 в различных положениях регуляторов атаки и затухания.
3. ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Простая цвеюмузыкальная приставка [7] предназначена для работы с ламповым радиоприемником или магнитофоном. Подключают ее ко вторичной обмотке выходного трансформатора. Для питания используется выпрямленное диодом V4 переменное напряжение обмотки накала ламп (6,3 В).
Приставка (рис. V.23) — трехканальная. Канал на транзисторе VI усиливает составляющие высших частот, на транзисторе V2 — средних, на транзисторе V3 — низших. Разделение
Голубые Н1
спектра частот входного сигнала осуществляется простейшими фильтрами R3C1, R5C2C4 и R7C3C5. Нагрузками транзисторов служат миниатюрные лампы накаливания МН6,3-0,28, окрашенные в голубой, зеленый и красный цвета.
Переменными резисторами R5 и R7 балансируют яркость свечения с учетом спектра реального музыкального сигнала, переменным резистором R1 регулируют минимальную яркость свечения всех ламп при выбранной громкости звуковоспроизведения.
Налаживание начинают с подбора резисторов /?2*, R4* и R6* (на это время их желательно заменить переменными резисторами сопротивлением 6,8... 10 кОм), Сопротивления резисторов должны быть такими, чтобы в отсутствие сигнала нити накала ламп Н1—Н6 едва заметно светились. Добившись этого, движки резисторов R5t R7 устанавливают в среднее положение и подают на вход сигнал со вторичной обмотки выходного трансформатора. Установив регуляторами приемника или магнитофона нормальную громкость звучания и максимальный подъем высших частот, перемещают движок резистора R1 ! начнут вспыхивать в такт с музыкой. В по-резисторами R5 и R7 добиваются такого же
Рис. V. 23
Н2
Вход
2™ *15 В
Зеленые НЗ
V! П213А
cjlrn 50™*ЮВ
R3
ЮО
С2 Юнк* *10 В
100нк*10в
-L.C5 25™ *15 В
2/12!ЗА 04 2мк*15В
Красные Н5
^Н6 ------
УЗП213А
К Д7А ФН-^6,ЗВ
не
до тех пор, пока лампы Hl, Н2 следнюю очередь переменными яркого свечения ламп НЗ, Н4 и Н5, Н6.
Цветомузыкальная установка [17]. Принцип работы установки (рис. V 24) основан на разделении спектра звукового сигнала по частоте. Для достижения большего разнообразия и богатства цветового рисунка вместо широко распространенной трехцветной системы в ней применена четырехцветная (красный, желтый, синий и фиолетовый). Спектр входного сигнала распределяется между каналами примерно следующим образом: красный — до 400 Гц, желтый — 400...' 3000 Гц, синий — 3000....6000 Гц, фиолетовый — выше 6000 Гц. Подключают установку непосредственно к выходу усилителя 34. параллельно громкоговорителю. . ' -
Сигнал звуковой частоты поступает в каналы установки через эмиттерный повторитель на транзисторе VI. Уровень сигнала регулируют переменным резистором R2. Все четыре канала одинаковы по схеме и отличаются только номиналами конденсаторов частотоизбирательных цепей (конденсаторы малой емкости ЗС4 и 4С4 могут и не потребоваться, так как примерно такова же паразитная емкость монтажа). Переменные резисторы 1R4—4R4 предназначены для тавного регулирования уровня сигнала раздельно в каждом канале. Эю позволяет подобрать оптимальную насыщенность цвета в каналах, а также, если необходимо, создать постоянную засветку (фон) желаемого цвета при малых сигналах и в паузах.
160
Усилители полосных сигналов собраны на трех транзисторах. Два из них (s’«красном» канале IV I, 1V2) работают в каскадах предварительного усиления, третий (1V3) — в выходном .каскаде. Нагрузками усилителей^ являются лампы накаливания Я/—Н24. Использование в каждом канале ламп на разные напряжения позволило получить плавное изменение яркости свечения при резких изменениях сигнала. Сочетание ламп/указанное на схеме, обеспечивает при малых уровнях входного сигнала воспроизведение цветового фона, получаемого благодаря слабому свечению ламп с большой инертностью (Н4—Н6, НЮ—Н12 и т. д.) и вместе с тем резкое увеличение яркости при сильных вспышках входного сигнала за счет ламп Н1—НЗ, Н7—Н9 и других, которые вспыхивают в этом случае с перекалом (из-за малой длительности вспышек это не опасно).
Красный !С2 20мк*303[ 1R6 470
/Хй
С!
1мкУ
VI МП/66
Вход
гомк^бз^51*
‘ 1R1 680
. ^Желтый
\2С! 0,05мк
ГС/*30мн>вВ
IR3 7\47к
+ Змк*
*43
fR4
2,2к
МП4/А
//J
Л4б
1R8
V\1k 200
\1R7 162
1V2 П214Г
2С4 *0033
у.Сцний
{\ЗС1*0,ЗЗмк
ЗС4* 5...10лф
Н1
-Н8—
Н2 НЗ
Н4 Н5 Н6
Н1-НЗ,Н7-Н9,Н13-Н15, Н19-Н21 МНЯ,5-0,16;
Н4~Н6,Н1О~Н12, Н1б-Н18,Н22~Н24 МН6,3-0,22
Н7
-------®--------!
ВО JJ9
Н/3
—Ф—
Н14 Н15
Н16 Н!д
-263
[СОиолетабый
\4С1 0,015мк4С4* 5.JOacp
Рис. V. 24
ню
Н20^ Н21
Н22 Н23 Н24
Питается установка от сети переменного тока через стабилизированный выпрямитель, обеспечивающий на выходе напряжение 26...30 В при токе нагрузки 4...5 А.
При монтаже транзисторы предоконечных и выходных каскадов (1V2, 1V3, 2V2, 2V3 и т. д.) необходимо установить на теплоотводы с эффективной площадью охлаждающей поверхности не менее 300 с2.
Налаживание установки сводится к подбору резисторов цепей смещения первых каскадов предварительных усилителей (1R3, 2R3 и т. д.) по началу зажигания ламп при минимальном сигнале на входе и к подбору конденсаторов частотозадающих цепей так, чтобы полосы соседних каналов несколько перекрывались.
Цветомузыкальная ус1ановка на тринисторах [9] развивает на нагрузке мощность до 2...3 кВт и может быть рекомендована для цветомузыкального сопровождения эстрадных номеров.
Мощные лампы накаливания в этом случае целесообразно смонтировать в прожекторах с цветными светофильтрами, направив их лучи на общий экран. Для сближения динамических диапазонов музыкального сигнала и яркости свечения ламп накаливания в установке применены компрессоры звукового сигнала.
В основу принципа действия установки (рис. V.25) 'положен метод частотного разделения спектра сигнала на низкочастотную, среднечастотную и высоко
6 4-888 161
частотную полосы. Первая из них выделяется фильтром верхних частот L1C1, вторая — полосовым фильтром L2C2L3C3, третья — фильтром нижних частот L4C4, В остальном’каналы одинаковы по схеме. Излучателями света являются лампы накаливания 1Н2 (синего цвета), 2Н2 (зеленого) и ЗН2 (красного).
Компрессирование звукового сигнала осуществляется оптоэлектронной обратной связью. Для этого фотодиод и вспомогательная лампа каждого из каналов (в «синем» канале 1V2 и 1Н1) помещены в светонепроницаемые пеналы размерами примерно 30 X 35 X 200 мм (расстояние между ними подбирают опытным путем). С увеличением яркости свечения лампы обратное сопротивление фотодиода уменьшается. Это приводит к снижению яркости свечения ламп 1Н1 и 1Н2, т. е. к сжатию динамического диапазона обрабатываемого сигнала. Глубину обратной связи регулируют подстроечными резисторами 1R2, 2R2, 3R2.
Уровень входного сигнала, поступающего от усилителя 34 через повышающий трансформатор 77, регулируют переменным резистором R1. цветовую балансировку каналов производят подстроечными резисторами R2—R4.
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш16 X 24 проводом ПЭЛ — 0,51. Обмотка 1 содержит 64, обмотка // — 100 витков. В качестве фазовращающего (Т2) можно использовать любой сетевой трансформатор с габаритной мощностью более 10 Вт и вторичной обмоткой, обеспечивающей напряжение 2 X 10 В. Катушки L1—L4 намотаны проводом ПЭЛ — 0,08 на ферритовых (600НН) стержнях диаметром 8 и длиной 20 мм: L1 и L3 содержат по 1600 витков, L2 — 2000, L4 — 3500 витков. Лампы оптопар (ПИ, 2Н1 и ЗН1} должны иметь возможно меньшую тепловую инерцию (их мощность не должна превышать 10...15 Вт).
Изготовляя установку, следует иметь в виду, что ее элементы находятся под , сетевым напряжением^ Во избежание поражения током конструкция должна исключать возможность касания каких-либо неизолированных элементов электрической схемы.
Установка с числоимпульсным управлением тринисторами [ 18] обеспечивает сближение динамических диапазонов яркости свечения ламп и уровня звукового сигнала, а также получение каналов светокомпенсации без каких-либо специальных электронных устройств.
Мощность каждого из трех основных каналов установки — 300 Вт, каждого из каналов светокомпенсации — 100 Вт, номинальный уровень входного сигнала — 0,3...0,5 В.
Входной сигнал поступает на разделительные фильтры устройства (рис. V.26) через регулятор уровня — переменный резистор R1. Высокочастотная полоса спектра сигнала выделяется фильтром L1C1, среднечастотная — фильтром L2C2, низкочастотная — фильтром L3C3. Напряжения отрицательной полярности,
162
сглаженные конденсаторами С4—С6, через резисторы R4—R6 поступают на базы транзисторов V9—VII, которые выполняют функции регулируемых резисторов, определяющих момент срабатывания устройств сравнения ячеек А1—АЗ управления тринисюрами V13—V15.
Каждая из ячеек (на схеме показана одна из них — АГ) состоит из блокинг-генератора (/V5) и устройства сравнения (1VI, 1V2), На диод 1V2 синхронно с частотой сети подается изменяющееся по экспоненциальному закону напряжение, формируемое генератором на транзисторе V8. Эта напряжение сравнивается с напряжением на диоде 1V1, которое определяется делителем, состоящим из резисторов 1R1, 1R2 и участка эмиттер — коллектор транзистора V9. При равенстве напряжений диод 1V2 открывается, a 1V1 закрывается. В результате цепь нижней (по схеме) половины обмотки II импульсного трансформатора
1Т1 оказывается замкнутой, а верхней — разомкнутой, и блокинг-генератор начинает вырабатывать импульсы, которые через обмотку I поступают на управляющий электрод тринистора V13.
Диод 1V4 ограничивает выброс напряжения на обмотке III, возникающий при закрывании транзистора 1V5. Начальное свечение ламп устанавливают подстроечным резистором 1R2.
Генератор напряжения экспоненциальной формы выполнен на основе транзисторного коммутатора. Напряжение синхронизирующей обмотки" /// трансформатора питания Т1, выпрямленное диодами VI—V4, закрывает транзистор V8, и напряжение на конденсаторе С7 начинает возрастать по экспоненциальному закону. В конце каждого полупериода напряжения сети транзистор V8 открывается током, протекающим через резистор R7, и конденсатор быстро разряжается через малое сопротивление, насыщенного транзистора.
Катушки L4—L3 намотаны проводом ПЭВ-1 — 0,1 на ферритовых (600НН) стержнях диаметром -8 и длиной 20 мм. Первые две из них содержат по 2000, третья — 3600 витков. Магнитопроводы импульсных трансформаторов — ферритовые (1000НН) кольца типоразмера КЮ X 7 X 4. Обмотки I и III содержат по 75, а обмотка II — 2 X 50 витков провода ПЭЛШО — 0,1. Трансформатор питания намотан на магнитопроводе Ш20 X 25. Обмотки I (1800 витков) и III (40 витков) намотаны проводом ПЭВ-2 — 0,2, обмотка // (90 витков) — проводом ПЭВ-2 — 0,41.
6*
163
Транзистор коммутатора (V8) должен иметь статический коэффициент передачи тока Л21Э = 40...50. Световая часть установки выполнена в виде четырех прожекторов. Три из них — основные (синий, зеленый и красный), четвертый — светокомпенсационный (желтый). Суммарная мощность ламп Н2, Н4, Н6 в каждом из основных каналов — до 300 Вт. В светокомпенсационном прожекторе установлены три лампы (Н1, ИЗ, Н5) по 100 Вт каждая.
Светомузыкальная установка на симисторах [1]. Симисторы — это симметричные тринисторы, работающие п-ри любой полярности напряжения на аноде. Применяются они в бытовых светорегуляторах СРП-0,2-1.
Установка (рис. V.27) — трехканальная. Сигнал звуковой частоты поступает на ее вход через повышающий трансформатор Т1, выполняющий также функции развязывающего элемента между выходом усилителя 34 и осветительной сетью. В установке применены простейшие частотные разделительные фильтры R2C1, R4C2 и R6C3. Подстроечные резисторы Rl, R3 и R5 —'регуляторы чувствительности каналов.
Рис. V. 27
кВ приставке использованы постоянные резисторы МЛТ, бумажные конденсаторы на номинальное напряжение 600 В и выходной трансформатор от лампового приемника «Рекорд-305» (можно от-любого другого 'подобного приемника второго — четвертого классов).
При монтаже симисторы VI—V3 необходимо установить на теплоотводы размерами 50 X 150 мм из листового дюралюминия или латуни толщиной 3...4 мм. В целях безопасности теплоотводы с симисторами и все остальные детали установки необходимо смонтировать на изоляционном основании и поместить его в корпус из такого же материала. При использовании в качестве подстроечных переменных резисторов с металлическими осями на последние необходимо надеть отрезки поливинилхлоридной трубки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев В. А., Веневцев М. К. Транзисторные конструкции сельского радиолюбителя.—2-е изд., перераб. и доп. — М.; Энергия, 1980,— 120 с. (Массовая радиобиблиотека, вып. 1018).
2. Володин О. Блок я генераторов тона многоголосного ЭМИ.— Радио, 1977, № 2, с. 30, 31.
3. Глущенко А., Данилов А. Синтезатор бас-гитары.— Радио, 1976, № 12, с. 42, 43. ' ,
4. Долин А. Генераторно-делительный блок многоголосного ЭМИ.— Радио, 1980, № 10, с. 58.
5. Долин А. Преобразователи спектра для ЭМИ.— Радио, 1981, №7—8, с. 61»
6. Иванов Б. С. В помощь радиокружку.— М.?Радио и связь, 1982,— 128 с. (Массовая радиобиблиотека, вып. 1051).
7. Иванов Б. С. Электроника в самоделках.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Изд-во ДОСААФ, 1981,— 240 с.
8. Иволга Е., Трегуб В. Переносный ЭМИ,— Радио, 1981, № 7—8, с. 62— 64.
164
9. Компрессоры входного сигнала ЦМУ,—.Радио. .1979, № 5, с. 35—37.
10. Королев Л. Оптронпыс манипуляторы п ЭМИ.— Радио, 1978. jV 2, с. 40. 41.
11. Кузнецов А. <Дистошн>‘с удвое .нем ча.; — Рад а, 1981. У 1, с 31.
12. Кучин С., Анфиногенов Й. Электронный орган — В кн.: Лхчшие кон-^ струкции 25-й выставки творчества радиолюбителей.— М.: Изд-во ДОСААФ, 1975.— 184 с.
13. «Лесли>-приставки,— Радио, 1979, № 11, с. 42—44.
14. Многоголосный ЭМИ.— Радио, 1980, А^ 7, с. 58.
1*5 . Мясников В. Преобразователь"спектра для электрогитары.— Радио, 1980, № 8, с. 37, 38.
16. Наталевяч С. Ударный ЭлЧИ-автомат.— Радио, 1976, Аг 11\ с. 43—45.
17. Поздняков Ю. Объемная цветомузыкальная установка.— В помощь радиолюбителю, 1979, вып. 67, с. 67—76.
~ 18. Синицын В. Цвеюмузыкальная установка.— В помощь радиолюбителю, 1980, вып. 70, с. 65—70.
19. Трещун А. Манипуляторы для ЭМИ на .микросхемах.— Радио, 1978, № 9, с. 56—58.
20. Узлы и приставки к ЭМИ.— Радио, 1978, Аз 12, с. 38—41.
21. Ясинский М. еБустер»-приставка для ЭМИ.— Радио, 1981, № 9, с. 58.
Глава VI
АППАРАТУРА РАДИОСПОРТСМЕНА
1. ПРИЕМНИКИ
Простои приемник на 160 м [2] представляет собой восьмитранзисторный супергетеродин (p4ic. VI. 1), предназначенный для работы на любительском диапазоне 160 м.
- Основные параметры
AM# CW, SSB
10
20
3 ПО
15
Вн/v работы.......'...............................
Чувствительность приемника, мкВ: па AM....................................... • • •
на CW....................- ..................
Соотношение сигнал/шум на CW, рв..................
Промежуточная* частота, кГц . . •.................
Напряжение питания, В.............................
Потребляемый ток, мА..............................
165
Приемник состоит из входной цепи, преобразователя частоты (V/) с 11”. р( г‘.р( ;ччИ‘У П’2), л сил в тел я ПЧ (\3, Г-Л. детектора (V5*. ртстчл \ ' !’ \ ulL.P.l е.".г/ 34 (1о, Г7).
; ч иь' о г енол.лое:- ны транзистору КТ315 с козфа нпииио”
у /л» > ЬО. Их можно заменить транзисторами КТЗСЧ, К13Ц. К< , ст.-’’ннь’/рсзнсто1 н типа М.Т-Т 0,25 или М.ТТ 0,125; переменный рсчистсг < Г нелинейный с выключателем питания,— СПЗ-4В; S1 —тумблер ТВ2-1; эле.-* политические конденсаторы— К 50-6, остальные — КЛС, КД, КТ. Голов.. тс усФоны ТОН-2 пли ТА-4. Катушки намотаны на самодельных каркасах с i пользованием ферритовых колец (600НН) типоразмера К8.5 X 3,5 X 2 и сто; ж-новых подстроечников диаметром 2,8 м и длиной 12 мм из феррита той же м?р ... Цилиндрическая бумажная гильза, на которую надеты ферритовые кольни ы стояние между ними 6 мм), склеена на гладком хвостовике сверла диам'трч. 2,8 мм. Подстросчник удерживается полоской бумаги.
Рис. VI. 2
Катушка L1 входного контура и катушка гетеродина L8 содержат по 35 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,25 мм, а соответствующие им катушки L2, L3 и L7 содержат по 10 витков провода ПЭВ-1 — 0,12, остальные катушки намотаны таким же проводом и содержат: Ь5, .Ь6, L9 и L11 — по 275 витков; L4 и L10, намотанные поверх L5 и L9t— по 50 витков; L12, находящаяся поверх катушки £_//,— 70 витков.
Конденсаторы С4.1 и С4.2 — стандартный блок КПЕ (12...495 пФ). Самодельный верньер обеспечивает' замедление в 10 раз.
Приемник прямого преобразования [9] предназначен для приема сигналов любительских радиостанций, работающих на одном из диапазонов (10,20,40, 80 или 160 м). Указанные на схеме приемника (рис. VI.2) номиналы конденсаторов Cl*, С4—С7 и С9 позволяют работать в диапазоне Юм. К гнезду XI подключают антенну для работы в диапазоне 10 и 20 м через коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50...75 Ом/ В диапазонах 40, 80 й 160 м антенной может служить .отрезок, провода длиной до 1,5 му подключаемый к гнезду Х2. Транзисторы у/, V2 -используют как диоды в смесителе приемника. Гетеродин собран на транзисторе V3 по схеме емкостной трехточки, связь с колебательным контуром'— через катушку связи.L6. Гетеродин перестраивают конденсатором С8, точная подстройка производится изменением емкости коллекторного перехода транзистора V4, используемого как варикап. Напряжение, приложенное к варикапу-, регулируют переменным резистором R6, ’ \
Усилитель 34 собран на микросхеме А1, выходной'1 каскад — эмиттерный повторитель на транзисторе V5. Нагрузка — головные телефоны ТОН-2 сопротивлением 50 Ом. Источник питания составлен из восьми элементов 343или 373, включенных последовательно. Приемник можно питать и от стабилизированного выпрямителя пониженным сетевым напряжением.
Резистор R6— СП-1, конденсатор С8 — любой подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком. Транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом.-Вместо транзисторов VI и V2 можно установить диоды КД503А, а вместо V4^— чарнкап Д901 или диод Д223.
366
Таблица VI. 1
Диапазон, м Частота гетеродина, МГц Индуктивность L7, мкГ Число витков cle tls п1 С1, пФ С5, пФ С6, пФ С7, пФ С9, пФ
10 14,0. , .14,85 3,2 20 5,6 6,5 10 100 1,2 47 39
20 7,0. . . 7,175 9,9 40 6,2 8,3 15 240 3,0 47 75
40 3,5. . . 3,55 25 45 6,7 9,7 20 680 8,2 82 150
80 1,75. . .1,825 60 73 7,2 11 36 1800 22 330 100
160 0,92. . .0,975 130 100 7,6 12 68 5100 47 10 000 100
В табл, VI. 1 указаны индуктивность контурной катушки L7 для каждого диапазонами соответствующее ей число витков л7. Для диапазонов 40, 80 и 160 м эту катушку выполняют на унифицированных четырехсекционных каркасах диаметром 5 мм с ферритовым подстроечником и напрессованной резьбовой втулкой.
Для диапазонов 10 и 20 м используют несекционированные каркасы с подстроечником СЦР или катушки фильтров ПЧ телевизионных приемников. Катушки входного контура наматывают на таких же каркасах, что и L5 —L7.
Число витков катушек L1—L3, L5 и L6, а также емкости конденсаторов для каждого диапазона определяют по соотношениям, приведенным в табл. VI. 1.
Число витков этих катушек = 0,8/г6; п3 = 0,45п7; л2 = 2п1. Емкость конденсатора С4 = (20...50) С5. Катушки L2 и £5 должны быть намотаны поверх соответствующих катушек LI, L3 и L6, L7, так как число их витков возможно придется подбирать при налаживании. Экраном катушек может служить корпус от элементов 322. Катушку L4 (280 витков) наматывают на кольце из феррита М2000 НМ1 типоразмером К 17,5 X 8 X 5. Для намотки всех катушек использован провод ПЭВ-1 —0,2.
Налаживание приемника начинают с установки режим-a работы микросхемы AJ. Напряжение +9 В на выводе 9 устанавливают подбором резистора R14*, на выводе 7 (+5,2 В) — подбором резистора R10*. Диапазон частот устанавливают по контрольному приемнику, диапазон перестройки гетеродина должен составлять 30 кГц. Подбором конденсатора С1* и изменением емкости С2 настраивают входной контур на частоту гетеродина.
Приемник прямого преобразования для «лисолова» [1] предназначен для работы в диапазоне 3,5 МГц. Рамочная антенна W2 (рис. VI.3) и конденсатор CI
167
образуют колебательный контур, настроенный на среднюю частоту диапазона — около 3,6 МГц. Для получения характеристики направленности антенны в виде кардиоды к рамочной антенне через резистор R1* подключают (переключателем S1) штыревую антенну W1 (положение Р + Ш). На рисунке переключатель показан в положении, когда прием ведется только на рамочную антенну (Р). Усилитель РЧ (транзисторы VI и V2) выполнен по каскадной схеме. Нагрузкой усилителя служит контур L1C5, также настроенный на- среднюю .частоту диапазона. Диоды V3 и V4 используются в балансном’смесителе. Напряжение звуковой частоты с балансного смесителя поступает на фильтр нижних частот C8L3C9 с частотой среза около 3 кГц. На транзисторах V5—V7 выполнен трехкаскадный усилитель 34. Нагрузка оконечного каскада усилителя — телефоны В/, которые подключены к приемнику через разъем XI, выполняющий одновременно и функции выключателя питания. Гетеродин собран на транзисторе V8 по схеме емкостной трехточки. Перестройка частоты гетеродина — электронная. В качестве варикапа применен стабилитрон V9. Напряжение, подаваемое на него, регулируют резистором R18 (Настройка}, Глубокую регулировку усиления (это важно для ближнего поиска) осуществляют изменением с помощью резистора R9 (Усиление) напряжения питания на транзисторах VI, V2 и V5. Питается приемник от четырех элементов 316.
Катушка рамочной антенны W2 содержит пять витков одножильного монтажного провода, помещенных в алюминиевую трубку внешним диаметром 12 мм. Трубка согнута в незамкнутое кольцо (диаметр 250...300 мм), расстояние между торцами которого 10... 15 мм. Кольцо крепят к корпусу приемника двумя болтами М4. Над рамкой, посередине корпуса, установлен переключатель о/. К его правым контактам, соединенным с корпусом приемника, двумя лепестками припаивают подстроечный конденсатор С1. Над тумблером хомутиком прикреплена штыревая антенна W1, в качестве которой можно использовать антенну от переносного приемника или прут диаметром около 6 мм и длиной около 700 мм. От корпуса приемника штырь изолирован втулкой из органического стекла.
Катушки LI, L2 и L3 намотаны на каркасах от гетеродинных корпусов приемника «Селга». Катушка L1 содержит 75 витков провода ПЭЛ — 0,15. Витки катушки L1 следует равномерно разместить в четырех секциях каркаса. Катушка L2 намотана поверх L1. Намотка бифилярная проводом ПЭЛ — 0,3 (8+8 витков). Так как на каркасе катушки имеется только четыре штырька .для выводов, отвод катушки L2 пропускают в отверстие печатной платы и припаивают уже после пропайки штырьков. Катушка L4 содержит 50 витков провода ПЭЛ — 0,15 с отводом от середины. Витки этой катушки также равномерно распределяют по секциям каркаса. Экраны к катушкам можно изготовить, например, из корпусов элементов 316. В качестве катушки L3 использована первичная обмотка выходного трансформатора от приемника «Селга».
В усилителе РЧ и в гетеродине можно использовать любые высокочастотные транзисторы структуры р-п-р. Транзисторы V6 и V7 могут быть любыми низкочастотными транзисторами структуры р-п-р, а транзистор V5 должен иметь низкий коэффициент шума (МП39Б или, что лучше, П27-— П28). В смесителе можно применить любые высокочастотные диоды, например, диоды Д9 с любым буквенным индексом. В качестве варикапа можно использовать любой низковольтный стабилитрон (Д808, Д809. и т. д.). Печатная плата приемника разработана под следующие детали: резисторы (кроме R9 и R18) — МЛТ-0,125; резистор R9 — СПО-1; резистор R18 — СП; конденсатор С1 — КПК-М; конденсаторы С2, С5, Сб, С7, С17 — керамические или слюдяные (КТ или КСО-1); конденсаторы С10—С12 ъ .С19 — К50-6; остальные конденсаторы — КЛС. Разъем XI — унифицированный низкочастотный разъем СШЗ. Приемник рассчитан на использование высокоомных телефонов ТОН-2.
Приемник собран в корпусе, выполненном из листового алюминия толщиной 1,5 мм. Размеры корпуса — 260 X 55 X 30 мм.
Радиоприемник на 28 МГц [3] обеспечивает прием АМ, СW и SSB-сигналов любительских станций в 10-метровом диапазоне. Он выполнен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты (рис. VI.4). Первая и вторая промежуточные частоты — фиксированные (9,15 и 0,5 МГц).
168
Основные параметры
Диапазон частот, мГц.......................................... 28...30
Чувствительность (при соотношении сигнал/шум 10 'дБ), мкВ, не хуже............................................................ 0,5
Уход частоты гетеродина за 15 мин после 25 мин прогрева, Гц . . . . 200
Входное сопротивление, Ом . .................................. 75
Максимальное выходное напряжение 34 на нагрузке 20 Ом, В...... 3
Изменение выходного напряжения (при изменении входного сигнала на 100 дБ), дБ....................................'........... 6
Напряжение питания, В.................................. 9,5
Максимальный ток, потребляемый приемником, мА . . ............. 90
Избирательность приемника по соседнему каналу определяется электромеханическим фильтром. Ручная регулировка усиления уменьшает чувствительность приемника в 500 раз.
Принципиальная схема высокочастотного блока приемника изображена на рис. VI.4, а. Его можно также использовать как конвертер с любым приемником чувствительностью не хуже 5 мкВ, настроенным на -фиксированную частоту 9,15 МГц. Высокочастотный блок состоит из входного полосового фильтра (L2C1*C2.1C3L3C5C6C2.2), каскодного усилителя РЧ (транзисторы V2 и V3), генератора плавного диапазона (ГПД) (транзисторы V4 и V5) и балансного смесителя (транзисторы V6 и V7). При первой промежуточной частоте 9,15 МГц ГПД должен перекрывать диапазон частот .18,85...20,28 МГц. ГПД, входной полосовой фильтр и усилитель РЧ перестраивают счетверенным блоком конденсаторов С2.1—С2.4.
Принципиальная схема трактов ПЧ и 34 приемника изображена на рис. VI.4, б. На транзисторах VI и V2 выполнен каскодный, усилитель первой ПЧ, на транзисторах V4 и V6 —.балансный смеситель. Гетеродин собран на транзисторе V3. Его частота (8,65 МГц) стабилизирована кварцевым резонатором BL Пройдя через ЭМФ Z/, сигнал поступает на микросхему А1, которая выполняет функции усилителя второй ПЧ, AM детектора и усилителя АРУ. Рабочую точку усилителя ПЧ устанавливают подстроечным резистором R27, а коэффициент усиления — подбором резистора R25*> Контур L12C39C40 настроен на частоту 500 кГц.
В режимах Тлг и SSB сигнал промежуточной частоты с усилителя ПЧ микросхемы А1 через колебательный контур L10C37C38* поступает на детектор смесительного типа. Он собран по кольцевой схеме на диодах V13—V16. Опорный генератор выполнен на транзисторе V5. Частота генератора (500 кГц) стабилизирована кварцевым резонатором В2. Напряжение 34 с выхода AM детектора (вывод 9 микросхемы А1} или со смесительного детектора через переключатель рода работ S1 и регулятор громкости R29 подается на вход усилителя 34.
Предварительный усилитель 34 собран на микросхеме А2, а выходной каскад — на транзисторах V9—V12. Резистором R20* определяют чувствительность и входное сопротивление усилителя, а резистором R26 устанавливают рабочую точку выходного каскада.
При увеличении входного сигнала срабатывает система АРУ, которая воздействует на усилители'промежуточной частоты первой и второй ПЧ, а также на усилитель РЧ высокочастотного блока приемника, уменьшая их усиление. Ручную регулировку (только по первой ПЧ) выполняет переменным резистором R9.
Намоточные данные катушек приведены в табл. VI.2. Катушки L2, L3t L9 высокочастотного блока намотаны на каркасах диаметром 8 и длиной 25 мм, L5 — на каркасе диаметром 10 и длиной 25 мм, L7, L12 — на кольцевых сердечниках из феррита М100НН (типоразмер КЮ X 6 X 5). В катушках L2, L3, L5, L9 применены подстроечники из карбонильного железа диаметром 6 и длиной 10 мм. Для намотки всех катушек использован провод ПЭЛШО — 0,35. При отсутствии колец для катушек L7, L12 можно использовать такие же каркасы с подстроечниками, как и для катушек L2, L3, L5, L9. Число витков в этом случае остается прежним.
Катушки L2, L5, L9, L10 в блоке ПЧ намотаны на каркасах диаметром 6 и длиной 20 мм, ВЗ — на каркасе диаметром 8 и длиной 20 мм, L7 — на кольцевом сердечнике из феррита М200НМ (типоразмер КЮ X 6'Х 4,5), L12 — на трехсекционном каркасе, помещенном в чашку из феррита М600НН диаметром
169
Таблица VI. 2
Обозначение на схеме (рис. VI .4) Число витков Способ намотки Обозначение * на схеме (рис. VI. 4) Число витков Способ намотки
и L2, L3, 17, L9 L4 L5 L8 'L10 ’ L12 L13 Блок РЧ 3 16 10 6 + 15 7 10 8+8 4 Поверх L2 Виток к витку Поверх L3 Виток к витку Поверх 17 Поверх L9 Бифилярная Поверх L12 и L2, L3,L5 L4 L6 L7 L8 L9, 10 L11 L12 Блок ПЧ 4 16 ,5 10 16+16 8 75 30 30x3 Поверх L2 Виток к витку Поверх L3 Поверх L5 Бифилярная Поверх L7 Внавал Поверх L10 Внавал
8,6 мм. В катушках L2, L5, L9, L10 применены подстроечники из карбонильного железа диаметром 4 и длиной 12 мм, в L12 — цилиндрический сердечник из феррита М600НН диаметром 2,8 и длиной 14 мм, в катушке L3 — подстроечник из карбонильного железа диаметром 6 и длиной 10 мм. Катушки L1—L8 намотаны проводом ПЭЛШО — 0,Й, остальные — проводом ПЭВ-2—0,12. Дроссели в высокочастотном блоке: L6 — типа Д-0,1, L11 —Д-0,2.
а
170
+0B C331mk*15B
V13 V15
/30 1k
a 180 uMlH______8156 k
АРУ,
VO, V6 КП303В
0,5..1мА C19 150
V1,V2 К03035 812 220
Z1 ЭНФ9Д-500-ЗВ
10mk*10B
025 0,097mk
!Q
V6
819 330
V5 КТ315Г
K
0720
V3 KT315A
02б"+ 500mk *158
R15 56k
829
15 к
Bl 865 НГц FhQh-
15.. 2mA
V2
Л-.С3 001МК
~ 00180
HF
010 -L-
180
V1
8J5390 t
7000 "Г3300
—
86 „1 Л?к|
390 ~ТЪ1 JOO
J^027 2,2мк*15В
+ 82(Т 510
2,7.,.3,2мА
022*820
018
=f= 0,007мк
05 0,01 mk
80
07k
Рис. VI. 4
017070
220
I, 1200 к
0,5.. 1mA
« +53 S vzl , ,ктШ
3,5...0мА^^
► М /От
620
7Г
0818 82к ^021070 _____
817 070
V8 - п
КС156А 2 к
в
$
13
2
12
□F
7
030
0,033mk
оТз \Ю 0X^0
’Tool0.01 MK T 002 2000
f V^ A1 К2ЖА372
JO? JZ7^ ~Тззоо T510
vm
V16
±£C05
3,3mk*15B
|Л?5*|
~827~ГСОО
33k —
2000
Twil I >
3,3hk*15B'
L12
51
V13...V16
КД102А
829 07k
Усиление 30
'L9
'C31 30mk*15B
+0,78
036 3300
vyvii МП37А
*158
rp
V12 МП025
'839
2k
V10
ИП025
826 150к
821 51
A2 Х2У0371
+9,58
rh^
X1
2. ПЕРЕДАТЧИКИ
Передатчик начинающего коротковолновика [10] содержит три каскада (рис. VI.5). Первый, выполненный на транзисторе'VI,—задающий генератор; второй каскад, выполненный на транзисторе V2,— удвоитель частоты и одновременно буферный каскад; на пентоде V4 собран усилитель мощности. В диапазоне 40 м этот каскад выполняет еще и роль удвоителя частоты.
Колебательный контур задающего генератора образован катушкой индуктивности L1 и конденсаторами СЗ—С6. Контур перестраивают конденсатором переменной емкости С6. Колебательный контур удвоителя L2, СЮ настроен на среднюю частоту диапазона 80 м (3,57 МГц). Колебания в контуре поддерживаются импульсами коллекторного тока.
Напряжение питания подается на удвоитель только при нажатом телеграфном ключе через цепочку R6, С8. При переходе на прием напряжение питания снимается с обоих транзисторных каскадов секцией S1.1 переключателя Приём— Передана.
Катушка L4 выходного контура снабжена несколькими отводами, к одному из которых через переключатели S2 и S1.2 подключается антенна. Отводы необходимы для установки оптимальной связи с антенной. В режиме приема антенна отключается от выходного каскада и подсоединяется через разъем ХЗ к приемнику.
Выходной контур передатчика в диапазоне 80 м настраивают конденсатором С17 на частоты 3,5...3,65 МГц. Контур в этом случае выделяет основную (пер* вую) гармонику анодного тока лампы, а сама лампа V4 работает в режиме усиления мощности. При переходе в диапазон 40 м емкость конденсатора С17 уменьшают и настраивают контур на частоты 7,0...7,1 МГц. Теперь контур выделяет вторую гармонику анодного тока лампы, а лампа одновременно работает как удвоитель частоты и усилитель мощности.
Для питания выходного каскада применен выпрямитель, собранный по мостовой схеме на диодах V6—V9. Он обеспечивает постоянное напряжение +300 В. Низковольтная обмотка III трансформатора Т1 составлена из двух обмоток накала, соединенных последовательно. С одной обмотки напряжение подается на нить накала лампы V4 и на сигнальную лампу Н1 (она освещает шкалу передатчика). Суммарное напряжение с двух обмоток подается на однополупериодный выпрямитель, выполненный на диоде V5. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С12. Напряжение этого выпрямителя используется для питания транзисторных каскадов и цепи смещения выходного каскада в режиме передачи. При переходе на прием секция S1.1 переключателя S1 отключает коллекторные цепи транзисторов и стабилитрон V3 от выпрямителя. Отрицательное напряжение смещения на сетке лампы V4 возрастает до 18 В и надежно закрывает лампу. Отключать анодное и экранное напряжение при этом нет необходимости.
172
Транзисторы — типа КТ312 или КТ315 с любыми 6yi генными индексами или другие кремниевые маломощные транзисторы с гранит ей частотой нс ниже 100 МГн. Стабилитрон Д814Д мейл о заменить г. а ДМ3 Дкк- 15 мои ст служить любой выпрямительный диод с с бггтным г; ' I яжсыч /Ч »и-ж< г О г; и максимально допустимым то»:о’! 100 мА. Дгсды U’—*1 8 .’кСь.с е г; <дельным юном 100 м.А и допустимым напряжением ЗСО.. 4(0 Б (нг"р;.мс , /74'. Д22(Е. Д210). Стрелочный индикатор Р1 выбнгаюг стекам полны' гт;;с Ния стрелки 100... 150 мА.
Катушка L1 выполнена на керамическом каркасе дг< ve \ <?; 12 мм и содержит 35 витков провода ПЭЛ диаметром 0.44 мм. наметал ri-\ виток к витку с большим натяжением. Внутри каркаса размешен ее: де’•i карбонильного железа диаметром 8 и длиной 12 мм. На каркасе таких же j а: м« j ев (чо его можно изготовить из любого изоляционного материала) и тоже с г.с'дж। оечны*.’ сердечником из карбонильного железа размещена-ебмотка п.атупл к 1.2. Она содержит 26 витков провода ПЭЛ — 0,44, также намотанных виток к витку.
Дроссель L3 выполнен на керамическом каркасе днамстрг-м 8 мм, в качестве которого можно использовать,'например, резистор ВС-2 сстр.стивлспием не ниже 100 кОм. Обмотка дросселя состоит из трех секций по 50 витков проводя ПЭЛШО — 0,15. Ширина секций — 2 мм, расстояние между ними 2 мм. Намотка типа «Уииверсаль», но межно намотать и внавал.
Катушка выходного контура L4 выполнена на керамическом каркасе диаметром 18 мм и содержит 27 витков провода ПЭЛ — 0.8, намотанного виток к витку с отводами от 3,5- и 7-го витков (считая ст нижнего, по схеме, вывода катушки).
Конденсатором настройки С6 служит одна секция обычного едьоенного блока конденсаторов переменной емкости. Блок конденсаторов оснащен простейшим верньером с замедлением 6:1. Для настройки выходного контура применен односекционный конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком. Максимальная емкость конденсаторов С6 и С17 может быть в пределах 360.... 510 пФ.
Конденсаторы контура задающего генератора СЗ—С5 — типа * КСО-Г. Можно применить также керамические конденсаторы голубе го или серого цвета. Конденсаторы С/, С2, С7—СИ — типа КСО любой группы с рабочим напряжением не ниже 250 В. Остальные конденсаторы (кроме электролитических) — КСО или СГМ с рабочим напряжением не ниже 500 В. Электролитические кон-, денсаторы С12 и С14 — типа К50-30А.
В передатчике можно применить резисторы любого типа с номинальной мощностью 0,25 Вт (кроме резисторов R9 и R10, которые должны быть рассчитаны на мощность рассеяния не менее 2 Вт).
Переключатель 31 — тумблер на два положения с двумя группамми контактов, например, ТП1-2. Переключатель-32 — галетный, на три положения, например, типа ЗПЗН. Разъемы X/—ХЗ могут быть любые.
Трансформатор Т1 использован готовый от лампового радиовещательнрго приемника II класса. Он должен иметь повышающую обмотку с напряжением около 230 В и две накальные обмотки по 6,3 В. При самостоятельном изготовлении трансформатор выполняют на сердечнике из пластин ШЗО при толщине набора 36 мм. Обмотка I для сети 220 В должна содержать 732 витка провода ПЭЛ— 0,41, обмотка II — 780 витков ПЭЛ •— 0,29, обмотка III — 46 витков провода ПЭЛ — 1,0 с отводом от середины/Часть обмотки III (между отводом и левым по схеме, выводом) можно намотать и более тонким проводом.
AM передатчик на 160 м ’[41 состоит из задающего генератора,' усилителя мощности и модулятора (рис- VI.б).
Основные параметры
Диапазон р’.бочих частот, кГц............................... . 1875у...!950
Выходная мощность, Вт, при напряжении питания, В: 12 . . ................................................... 5
30' ........................................’............ 10
Задающий генератор, работающий на частотах 1875... 1950 кГц, собран на транзисторе VI по схеме емкостной «тре^точки». При раб/ге радиостанции на прием контакты реле KI-I закорачивают колебательный кошур задающего гене-
173
патопя и срывают генерацию. Через цепочку R4C7 сигнал с задающего генегато рн : ju на буачч ».ь и каскад на 7рм-.зисторе 17 Контур L 'Сг ’. включс j rwi
г. ко.\,/ цеп., транзистора, наириеь па среднюю частоту рабочего дю.па-
; . • щ.-тчпкз \г.:«I’\*срьо 1912 и! ц>. Резистор /?-/ служи: дя развяз. 3j да; ине', генератора к буферного каскада.
В< "• с-^.чон каскад собран на транзисторе V4. Чтобы усилитель мощное: г по 1'Т/|.л..;.”ся. в цепь базы транзистора V4 включен резистор R7. Модул ян р с<'бр.! ii . транзисторах V5—V5.,
Угщг.лякп передатчиком переключателями S1 (Настройка) и S2 (Ра-(.’.па. . через которье подается напряжение питания на реле Л7 и }\2, коммутирующие соответствующие цепи аппарата. Для питания следует использовать стабилизированный источник (с коэффициентом стабилизации примерно 100), обеспечивающий ток около 1 А.
Передатчик собран в корпусе размерами 140 X 70 X 40 мм из листовой ’ меди (латуни) толщиной 2 мм. Монтаж навесной.
Катушка L1 — катушка контура ПЧ от радиоприемника «Селга». L3, L4, L6 изготовлены на каркасах из текстолита (можно из фторопласта, эбонита и т. п.) диаметром 12 и длиной 35 мм. L3 и L6 содержат по 64 витка провода ПЭВ — 0,25, a L4 — 50 витков провода ПЭВ — 0,75. Намотка рядовая (длина намотки 40 мм). Кагушку L4 размещают поверх L3.
Дроссель L2 выполнен на каркасе диаметром 4 мм. Он содержит 400 витков провода ПЭЛШО — 0,1, намотка «универсалы».- Дроссель L5 намотан на ферритовом кольце проницаемостью 2000 (типоразмер К14 X 8 X 5) проводом ПЭЛ --0,59 (20 витков).
Реле К/, К2 — типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.302), микрофон — ДЭМ-4 м.
Налаживание передатчика начинают ;с проверки работоспособности задающего генератора. Для этого включают ;/ил. иамперметр в разрыв и ти в точке Л, подают питание и измеряют ток, потребляемый задающим генератсром (он должен быть около 2 мА, а при замкнутых контактах 5/ — примерно'6 мА). Затем, подстраивая сердечником контур L1C1 .(при минимальной емкости конденсатора 67), устанавливают с похмощыо частотомера или контрольного приемника верхнюю границу рабочего диапазона. После этого, подбирая конденсатор С8* (в пред,ел ах 200...300 пФ), настраивают контур L3C8* на частоту 1912 кГц. П-контур настраивают, подбирая конденсатор С12* в пределах 25... 150 пФ.
174
Указанное па схеме значение емкости конденсатора С13 соотггтствх(г'одному сопротивлению антенны 75 0м. Если это сопротивление вьлис, следхе; гриме-нит: конденсатор С13 меньшей емкости.
Напряжение на эмиттере транзистора ГЧ' при подклюин ( м лгюре должно быть равно половине напряжения источника пшания. Эки» дсСи; каются подбором резистора R12*.
Простой ДМ передатчик |5] рассчитан на работу в днгкагене м с подводимой мощностью 10 Вт (рис. VI.7).
Задающий генератор, работающий в интервале 9.56 ..5,76 МГн. силан на транзисторе V2 по схеме емкостной «трехточки". Небел .чиа я емкости ю;и'с,1-тора С8 уменьшает влияние емкостей переходов транзистора на частоту генерируемых колебаний.
При переходе радиостанции с передач и на прием контактами геле А’/ подключается конденсатор С5, входящий *в колебательный контур геч ритора
Рис. VI. 7
(L/, СЗ*~С7), и частота задающего генератора снижается до 8,6...8,8 МГц. Это исключает помехи от задающего генератора при приеме. С задающего генератора ВЧ напряжение поступает на утроитель частоты (на транзисторе V3). Контур L2C14 настроен на 29 МГц.
На транзисторах V4—V6, включенных по схеме с общим эмиттером, собраны предварительные и оконечный каскады. Связь предварительного усилителя с предоконечпым — емкостная, предоконечного с выходным и выходного с антенной — индуктивная. ' ’
Модулятор выполнен на транзисторах V7—V10. Модулирующий сигнал подается в прелоконечный, и выходной каскады. Микрофон —типов ДЭМШ-1/А, МД-64 или ДЭМ-4М.
Работой передатчика «управляют с помощью трех реле К1—КЗ. В режиме Работа срабатывает реле КЗ (оно обеспечивает дистанционное управление аппаратом) и своими контактами восстанавливает цепь питания реле /</ и К2. Реле К2 подает напряжение питания на модулятор. В реж imc Настройка срабатывает только реле К1.
. Питание каскадов на транзисторах У2—V4 стабилизировано.
Транзистор V5 установи' г на радиаторе из медной или латунной пластпы и размерами 30 X чЭ мм и толщиной 2 мм, а транзнсюр V6 — на радиаторе размерами 120 X 100 мм из медной (латунной) пластины толщиной 4....5 глм. Намоточные данные катушек приведены в табл. VI.3.
Каркасы изготовлены из фторопласта. Отвод у катушки L6 сделал от 1-ю витка (считая от вывода, соединенного с общим проводом), а у L2—I.4 — от середины. Дросселя L8\ IJ0 — типа Д-0,1. Дроссель L9 намотан на кольце ти; о-размера К12 X 6 X 4,5 из феррита М600НН и ссдсн жнт 10 витков да 11ЭЛШО — 0,59.
17 5
Таблица vl. 3
Обоз* «.Bini Н ) С \ V (рис. \ :. 7) Л"Ч’’С‘ТП каркас а, w Ч и ело витков Прокод 1 Uar намотки, мм
Марка Диаметр, мм
L1 1G 1,0 1,6
L2, L3 12 10 ПЭЛ 0,75 1,2
L4 16 1,0 1.6
L5 1G 3 У1ГТФ 1,6
L6 25 8 Посеребренный -1,5 2
L7 25 3 МГТФ 1,5 2
Реле Л7, /03 —РЭС-47, К2 — РЭС-10 (паспорт РС4.524.302).
Налаживают передатчик в следующей последовательности. Сорвав генерацию в задающем генераторе (например, закоротив колебательный контур), выставляют токи покоя транзисторов V2 (1 мА), V3 (0,2 мА), V4 (2 мА), V5 (5 мА) к V6 (10 мА) соответственно резисторами R2\R5*> R9*, R12* и R15*. Затем, сняв перемычку, устанавливают диапазон частот, «перекрываемых задающим генератором. Подбором конденсатора СЗ* (С5 отключен, С4 и С7 — в положении минимальной емкости) добиваются частоты колебаний 10 МГц, прослушивая сигнал па связном приемнике. Конденсатором С4 устанавливают верхнюю границу диапазона — 9,76 МГц, а С6 — необходимое перекрытие по частоте.
Подав напряжение питания на утроитель, к базе транзистора V4 через конденсатор емкостью 1,5 пФ подключают ВЧ волномер. Конденсатором С14 настраивают контур L2C14 на третью гармонику сигнала задающего генератора. Аналогично настраивают контур L3C17. Контуры L4C20 и L6C25 настраивают в резонанс, используя индикатор поля. Вначале, не подключая питание к транзисторам V5f V6, а затем — подав напряжение 15 В. В первом случае волномер соединяют непосредственно с антенным гнездом, а во втором — располагают вблизи эквивалента антенны, подключенного к выходу передатчика.
Резистор R20 в модуляторе подбирают так, чтобы напряжение па ' эмиттере транзистора V10 равнялось половине напряжения питания. При этом ток выходного каскада в режиме несущей должен составлять 180...220 мА.
В случае самовозбуждения предвыходного каскада рекомендуется включать в цепь базы транзистора V5 резистор .сойротивлением 10 Ом. Включать передатчик без нагрузки не рекомендуется, однако кратковременное .включение без нагрузки или с плохо согласованной антенной не влечет пробоя выходного транзистора.
3. ТРАНСИВЕРЫ
» Трансивер на 160 м [8]. Принципиальная схема трансивера изображена На рис. VI.8. Трансивер содержит четыре блока, которые собирают на отдельных платах.
Основные параметры
Диапазон рабочих частот, кГц............................... 1850...1950
Вид работы .*.................................................... CW, SSB
Чувствительность приемника, мкВ.............................. 5
Полоса пропускай (на уровне 6 дБ), кГц: . '
телеграф......................................... i . 1
телефон..................................;............... 3
Подводимая к антенне мощность,- Вт........................... 5
Подавление несущей и верхней боковой, дБ . . .•.............. 50
При* передаче в режиме CW через контакты переключателя S5.1 подается питание на генератор частоты 501 кГц, собранный на транзисторе 3VJ. При нажатии на телеграфный ключ сигнал с генератора поступает па ЭМФ Г / ас него на затвор транзистора 2V2, являющегося смесителем в тракте передачи. На ис-176
ток этого транзистора подается напряжение с генератора плавного диапазона (ГПД) (транзистор 2V6 — генератор, 2V5 — эмиттерный повторитель), перекрывающего участок 2351...2451 кГц. Контур в стоковой цепи транзистора 2V2 конденсатором С8 перестраивается в пределах 1850... 1950 кГц и выделяет разностную частоту преобразования.
Сигнал CW через переключатель S4.1 поступает на предварительный усилитель мощности (транзистор 2V1), а затем на оконечный усилитель (транзистор V4), При работе на прием транзистор V4 закрыт, так как в этом случае на его базу не подается положительное* напряжение'смещения,
С оконечного каскада сигнал в антенну поступает через согласующее устройство, состоящее из элементов L1 и С1. В зависимости от положения переключателя S1 это устройство включается по одной из трех схем. Наличие нескольких вариантов включения согласующего устройства и возможность регулировки элементов LI, С1 позволяют хорошо согласовать трансивер с большинством 'типов антенн.
Качество настройки антенно-фидерного тракта контролируют с помощью измерителя КСВ, собранного на элементах 1R1—1R4, IV1, 1С1,~1С2 и РА1.
При передаче в режиме SSB питание с генератора частоты 501 кГц снимается и подастся на усилитель на транзисторе 3V8. Сигнал с микрофона усиливается транзисторами 4V1—4V3 и через контакты переключателя S5.2 и S4.2 (только при передаче в режиме SSB) подается на кольцевой балансный модулятор на диодах З'УЗ—3V6 (при приеме он играет роль смесителя). Опорный генератор собран н4 транзисторе 3V2. Частота этого генератора определяется кварцевым резонатором В1 и равна 500 кГц. Двухполосный сигнал с подавленной несущей усиливается транзистором 3V8, а затем через диод 3V7 подается на ЭМФ, который выделяет верхнюю боковую полосу. На выходе смесителя (транзистор 2V2) при этом образуется сигнал с нижней боковой полосой, который через переключатель S4.1 поступает на предварительный усилитель, а затем на усилитель мощности.
При работе на прием сигнал из антенны через согласующее устройство поступает на затвор транзистора 2V3, выполняющего функции смесителя. Сигнал с ГПД подается на исток этого же транзистора. Преобразованный сигнал, лежащий в полосе частот 500...503 кГц, проходит через ЭМФ Z1 и усиливается транзисторами 3V10, 3V11, включенными по каскодной схеме. С нагрузки каскодного усилителя (контур 3C14L8) сигнал подается йа балансный смеситель, куда поступает и напряжение частотой 500 кГц с опорного генератора.
На транзисторах 4V4—4V7 собран усилитель 34. При передаче в режиме SSB напряжение питания на последние два каскада усилителя не подается.
Включают трансивер переключателем S3, который одновременно с подачей питания переводит аппарат в режим измерения КСВ, а затем — работы в эфире. Переход с приема на передачу производится переключателем S4.
Блок питания обеспечивает постоянные напряжения 30 В — стабилизированное (для выходного каскада) и 15 В (для остальных каскадов).
Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 28 мм проводом ПЭВ-2—0,55 и состоит из десяти секций по 5,5 витка в каждой, общая длина намотки — 32 мм. Катушка 1L1 намотана на каркасе диаметром 9 мм проводом ПЭВ-2 —• 0,35 и содержит 60 витков, длина намотки — 26 мм.
Катушки генераторов L6 и L7 выполнены на пластмассовых каркасах диаметром 16 мм. Для обеспечения требуемой стабильности частот генераторов материал каркасов должен иметь малый температурный коэффициент расширения (например, хорошие результаты были получены при использовании каркасов из АГ-4, можно применить полистирол, оргстекло, но совершенно недопустимо применение фторопласта). Катушка L6 намотана проводом ПЭВ-2 — 0,35 и со- 1 держит 45 витков, длина намотки 18 мм. Катушка L7 намотана проводом ПЭВ-2— 0,23 и содержит 82 витка, длина намотки 20 мм.
Катушки L2 и L3, L4 и L5, L8 и L9 выполнены в сердечниках СБ-12а; °- 1,4 содержат по 25 витков провода ПЭШО — 0,31. Катушки связи намотаны
же проводом, L3 содержит 4 витка, L5 — 3 витка. Катушки L8 и L9 пряженг тЫ проводом ПЭВ-2 — 0,1 и содержат соответственно 150 и 30 витков. 280 В (статри сердечника СБ-12а с катушками помещены в экраны диаметром 20 15 мА;+z°i 25 мм. Транзистор V4, диоды VI и V2 крепят непосредственно к
177
металлическому шасси, а стабилитрон V3 — через изолирующую прокладку из слюды толщиной 0,1 мм.
Трансивер на 28 МГц [6] предназначен для работы телеграфом и SSB (верхняя боковая полоса) в любительском диапазоне 10 м (рис. VI.9).
Основные параметры
ЛАощность, подводимая к выходному каскаду# Вт# не менее 40
Сопротивление нагрузки передающего тракта, Ом....................... 75
Подавление несущей и нерабочей боковой полосы, дБ, не хуже....... 50
Чувствительность приемника (при соотношении сигнал/шум 10 дБ)г мкВ 0,5
Селективность по зеркальному каналу, дБ# не менее.................... 90
Подавление сигнала по промежуточной частоте# дБ, не менее .......... 100
Селективность по соседнему каналу (при расстройке на ±5 кГц),- дБ, не менее........................................»....................... 86
Многосигнальная селективность по соседнему каналу (при подаче сигналов, отличающихся от основного на 4-5 и 4-10 кГц), дБ,- не менее .... 80
Диапазон ручной регулировки усиления по ПЧ, дБ, не менее 1........... 85
Максимальный уровень выходного 34 сигнала (на нагрузке 10 Ом), В 1,5
Трансивер выполнен по схеме с одним преобразованием частоты. В нем применен самодельный шестикристальный кварцевый фильтр на частоту 6,236 МГц, Тракты приема и передачи трансивера раздельные. Общими для них являются лишь ГПД, опорный генератор и кварцевый фильтр. Для проверки параметров антенн и настройки выходного каскада в трансивер встроен рефлектометр.
В режиме приема сигнал через антенный вход XI, П-контур передатчика C3L1C5 и полосовой фильтр приемника 2L1 2L2 2С1 2С2 2СЗ (полоса пропускания 28^.29,7 МГц) поступает на усилитель РЧ (транзистор 2V1), а за~' на балансный смеситель (транзисторы 2V2, 2V3). ГПД, собранный по сх<ся костной трехточки на транзисторе 1V2, перекрывает диапазон частот *жа-23,464 МГц. Чтобы устранить влияние нагрузки на частоту ГПД, испснего буферные каскады на транзисторах 1V3 и 1V4. а ис-
178
Сигнал ПЧ выделяется кварцевым фильтром 2ZL' Усилитель ПЧ’содержит два каскада, выполненных по каскодной схеме (транзисторы 4V1—4V4). Коэффициент усиления тракта ПЧ регулируют, изменяя смещение на затворах тран-зисторов 4V2 и 4V4 переменным резистором R21.
Усиленный сигнал ПЧ поступает на детектор смесительного типа (полевой транзистор 4V5). Опорный генератор собран на транзисторах 4V13, 4V14. Частота его стабилизирована кварцевым резонатором 4В1. С детектора через эмит-терный повторитель на транзисторе 4V6 и фильтр нижних частот 4Z1 с частотой среза 3 кГц сигнал подается на усилитель 34, выполненный на микросхеме 4А1 и транзисторах 4V7, 4V9, 4V10.
В режиме передачи сигнал с микрофона поступает на микрофонный усилитель (микросхема 2А1), затем на балансный модулятор на диодах 2V5—2V8. Сформированный DSB сигнал через согласующий каскад на транзисторе 2V4 подается на кварцевый фильтр 2Z1, выделяющий верхнюю боковую полосу. SSB сигнал через согласующий усилитель (транзистор 3V2) поступает на смеситель передатчика (транзистор 3V1). Предварительный и выходной каскады пере-
дающего ipaKia собраны соответственно на лампах V3 и V4. К выходу П-контура подключен рефлектометр (элементы 77, V/, V2, Rl, R2, Cl, С2 и Р1).
Вид работы (телефон (Тлф) телеграф (Тлг) или настройка (Настр.)) устанавливают переключателем S3. При работе телеграфом частота опорного генератора сдвигается на 1 кГц, а балансный модулятор разбалансируется при подаче на диоды постоянного напряжения. Манипуляция осуществляется в цепи затвора транзистора 3V1.
Блок питания (на схеме не показан) должен обеспечивать постоянные напряжения +600...750 В при токе 120...150 мА, +300...320 В при токе 50 мА; 280 В (стабилизированное) при токе 20 мА; —50 В (стабилизированное) при токе 15 мА; +25 В (для питания реле) при токе 0,3 А; +12 В (стабилизированное,
179
для питания транзисторных каскадов) при токе 0,5 А; —12 В при токе 5... 10 мА (стабилизированное, для питания цепей коммутации) и переменное напряжение 6,3 В (для питания накала ламп) при токе 1 А.
Трансивер выполнен с применением печатного монтажа. В нем использованы резисторы МЛТ, СП-0,4; конденсаторы К50-6, I\M4, КМ5, КТ-1, КТ-2, КПКМ, конденсатор СЗ от радиоприемника «Спидола», конденсатор С5 должен иметь зазор между пластинами не менее 1 мм, С7 должен быть рассчитан на напряжение не менее 1000 В. Реле KI, К2 — РЭС-9 (паспорт РС4.524.200) или РЭС-22 (паспорт РФА.500.131П2). Измерительный прибор Pl М4206 с током полного отклонения 100 мкА. Намоточные данные катушек приведены в табл.,
Первичной, обмоткой трансформатора Т1 является участок коаксиального кабеля (длиной около 20 см), соединяющего П-контур с разъемом XI, с которого удалена защитная внешняя оболочка. Между диэлектриком и экранирующей оплеткой протянут отрезок провода ПЭВ-2 диаметром 0,35...0,41 и длиной около 250 мм, который служит вторичной обмоткой трансформатора и подключается к индикатору КСВ. К середине этого проводника припаивают резистор R] (МЛТ-2). Трансформатор блока питания должен иметь мощность 120...150 Вт.
Радиостанция для связи через радиолюбительские спутники [7]. Эта радиостанция позволяет проводить связь через ИСЗ типа «Радио».
180
Основные параметры
Приемник (рис. VI.10)
Диапазон частот, МГц . •.............................. 29,35...29,45
Чувствительность (при отношении сигнал/шум 10 дБ), мкВ 0,6
Селективность по соседнему каналу, дБ......................... 40
Промежуточная частота, МГц................................. 5,141
Полоса пропускания, кГц........................................ 3
Выходная мощность на динамической головке громкоговорителя сопротивлением 8 Ом, Вт......................., 0,1
Передатчик (рис. VI. 1-1)
Диапазон частот, МГц.......................... 145,84.. .145,88
Максимальная мощность, Вт.................................... 1
Диапазон регулирования мощности, дБ....................... —30
Подавление несущей и второй боковой частот в режиме SSB, дБ..................................................... 40
Таблица VI. 4
Обозначение на схеме (рис. VI.9) Число витков Тип и способ намотки Магнитопровод (каркас, сердечник)
и L3, L4 L6 1L1 2Т1 2L1, 2L2 2L3 2Т2 31 Л, 3L2 3L3, 2L5 4L2, 4L3 4L4 2L6 6 5 8 4 ЗхЮ 10 2—3 ЗхЮ 10 20 30 20 6 Равномерно по длине 25 мм Шаг 2,5 мм Шаг 1 мм Шаг 1 мм В три провода Оправка 0 20 мм Резистор МЛ Т-2-51 Ом Пластмассовый 0 15 мм Керамический 0 20 мм М20ВЧ2 КЮхбхЗ М20ВЧ2 КЮхбхЗ
Рядовая, равномерно по кольцу
В три провода 100НН К10Х6Х5 М20ВЧ2 КЮхбхЗ
Рядовая, равномерно по кольцу
М20ВЧ2 КЮхбхЗ
Рядовая Пластмассовый 0 9 мм
Рядовая, равномерно по кольцу
Примечания: 1. Дроссель L2 от радиостанции РСБ-5.
2. Дроссели L5, JL3, 1L2, 4L1, 2L4t 2L7, 2L8— ДМ-0,1-500.
3. Все катушки, кроме LJt L3, L4 и 1L1, намотаны проводом ПЗВ-1— 0,31. Катушки L1, L3 и L4 выполнены проводом ПЭВ-1 —0,51; 1L1 — медным голым проводом диаметром 1,5 мм; 1L1 — посеребренным проводом диаметром 0,8 мм.
4. Катушки L6, 4L2 — 4L4 имеют сердечник СЦР-1.
5. Катушка 2L3 намотана поверх катушки 2L2, a 2L6 — поверх 2L5,
Приемник радиостанции представляет собой супергетеродин с одним преобразованием' частоты. Сигнал с приемной антенны поступает на двухкаскадный усилитель радиочастоты через фильтр-пробку 1L1, 1СГ, предотвращающую проникание сигнала своего передатчика на вход приемника.
Приемная антенна у носимого варианта радиостанции — телескопический штырь длиной 1,2 м. Стационарный вариант радиостанции имеет высокочастотный коаксиальный разъем для подключения внешней антенны.
Первый каскад усилителя радиочастоты на полевом транзисторе 1V1, включенном по схеме с общим истоком, имеет малый коэффициент шума и высокие динамические характеристики. Второй каскад выполнен на микросхеме 1А1. С выходного контура усилителя 1L4, 1С7 сигнал подается на смеситель. Смеситель
182
Л 202 Юмк*15В
2И1 Зк
П2И2 да [
ЙЙЦ
0 г?А
^zn288^0
1208 20К\\0.01^
2V3
Wt
180
j I 286 \ ik_ 2W +Е 3JL205 @=7=
X OpiMK
। 235УН5
?В1
рСЮ V .15
f 2L1
S1 0W
SS3
2X1
2022 0,01 ы 2№ 100
2К2Ц Юк
_ 2V7
КО315Б
2038
1,01мГГ
' Ключ
Рис. VI. 11
2813 100
J J^OImk КТ3155
2L3
2т Зк
: 2/?nfy2C®L
1к U тзо ,
2023=}= 0,01
2R28 ЮО
2С№ф. 0,01 пк
2V9 КПЗОЗД
9,0022МГц
283 289.
Т 7Т
2V8 ±2827 КПЗОЗД Qi к Ц[^
2L7
2027
4- ..'ДДрЙ да
2В5 9 МГц 286
2С30\\Ю0
18\_____
М \39*
\2L8
1В
2829 Зк 2V13
КТ315Б
1к
и гетеродин собраны на микросхеме 1А 2. Конденсатор 1010 служит для перестройки гетеродина по диапазону.
Истоковый повторитель (транзистор 1V3) обеспечивает согласование смесителя с дифференциально-мостовым фильтром на кварцевых резонаторах 1В1-1В4.
Усилитель ПЧ выполнен на микросхеме 1АЗУ а детектор и усилитель АРУ — на микросхеме 1А4. Управляющее напряжение АРУ подается на усилители РЧ и ПЧ.
Детектор SSB и CW сигналов собран на диодах 1V4—1V7 по кольцевой схеме. Частота второго гетеродина (транзистор 1V8) стабилизирована кварцевым резонатором 1В5. С выхода детектора напряжение звуковой частоты через фильтр нижних частот 1С15, 1R12, 1С16 подается на регулятор усиления 1R16. Усили-тель звуковой частоты приемника состоит из предварительного усилителя на микросхеме 1А5 и оконечного каскада на транзисторах 1V9, IV10. Если радиостанция используется в дуплексном режиме работы, вместо динамической головки 1В6 подключают головные телефоны.
При передаче сигнал с выхода микрофонного, усилителя на микросхеме 2А1 и напряжение с опорного гетеродина на транзисторе 2V3 с кварцевым резонатором 2В1 на частоте 8,999 ?АГц поступают на смеситель, который выполнен на варикапах 2V1 и 2V2.
Истоковый повторитель на транзисторе 2V8 обеспечивает согласование выхода смесителя с кварцевым фильтром на резонаторах 2ВЗ—2В6. Полоса пропускания фильтра — около 3 кГц. Сформированный SSB сигнал усиливается каскадом на транзисторе 2V9, в цепь истока которого включен транзистор2У/<?. Изменяя напряжение на его базе переменным резистором 2R39> можно регули-. ровать усиление каскада на транзисторе 2V9 и, следовательно, выходную мощность передатчика.
Перенос SSB в двухметровый диапазон осуществляется смесителем, выполняемым по балансной схеме на двухзатворных^полевых транзисторах 2V10 и 2V11. На первые затворы подается сигнал SSB, ца вторые — напряжение гетеродина. Сигнал суммарной частоты выделяется контуром 2L92C34 в цепи стоков и через катушку связи 2L10 подается на усилитель мощности. Гетеродин этого преобразователя частоты двухкаскадный. Задающий генератор выполнен на транзисторе 2V5 с кварцевым резонатором 2В2 на частоту 15,2 МГц, который возбуждается на третьей механической гармонике. Изменяя напряжение смещения на варикапе 2V6 с помощью переменного резистора 2R22, частоту гетеродина можно варьировать в пределах zt-20 кГц. Катушка 2L5 расширяет пределы регулирования частоты. Второй каскад гетеродина (транзистор 2V4) — утроитель частоты.
Транзистор 2V12, включенный в цепь истоков транзисторов смесителя, используется для манипуляции в режиме CW. Управляющий~сигнал поступает на него с ключа (транзистор 2V7). В режиме SSB ключ закрыт, транзистор 2V12 открыт и передатчик излучает сигнал. В режиме CW средняя точка катушки 2L1 заземляется и на выходе смесителя появляется напряжение несущей частоты из-за сильного разбаланса балансного смесителя. При этом ключ на транзисторе 2V7 открыт, а транзистор 2V12 закрыт. Сигнал на выходе передатчика будет только в момент нажатия ключа. Транзисторы 2V14 и 2V15 усилителя мощности работают в режиме класса А.
Передающая антенна — телескопический полуволновой диполь 2W1 — связана с выходным контуром передатчика 2L17, 2С51 индуктивно.
Приемной антенной служит телескопический штырь от приемника ВЭФ. Антенна передатчика — диполь из двух антенн (от приемника «Урал-авто-2») общей длиной в развернутом виде 1 м.
В радиостанциях применены конденсаторы КД, КТ, К50-6, КТ4-21, резисторы — типа МЛТ. Вместо подстроечных конденсаторов КТ4-21 можно применить КП К-МП.
Намоточные данные катушек приемника приведены в табл. VI.5, а катушек и дросселей передатчика — в табл. VI.6. Половины обмоток катушек 15 L, 1L8, 1L9, 2L1, 2L6 и 2L8 наматывают одновременно — двумя проводами, сложенными вместе. Соединение начала одного и конца другого провода образует среднюю точку. Обмотки согласующего антенного трансформатора 2L17, 2L18 носимой радиостанции наматывают в три провода одновременно; соединение на-104
Таблица VI. 5
Обозначение на схеме (рис. VI.10) Провод Чи ело витков Типоразмер магнитопровода, материал каркаса, размеры катушки, мм Способ намотки
Марка Диаметр, мм
1U мгс 0,8 4 Бескаркасная,08, / — 15
1L2* 1L3* 1L4* ПЭВ-2 0,31 10+6 8+8 15 Керамический, 0 6 Виток к витку
1L5 1L6 ПЭЛШО ПЭЛШО 0,25 0,25 10+10 40 МЗОВЧ-2 К7Х4Х2 Виток к витку, 1L6 поверх 1L5
1L7 ПЭВ-2 0,31 - 18 Керамический, 7) 6 Виток к витку
1L8 1L9 1LI0 ПЭЛШО* 0,25 22+22 22+22 40 ' МЗОВЧ-2 К7Х4Х2 1L10 поверх IL9
* Латунный сердечник-подстроен ник длиной 6 мм с резьбой М4.
Таблица VI. 6
Обозначение на схеме (рис. VI. И) Провод Число витков Типоразмер магнитопровода# материал каркаса, размеры катушки, мм Способ намотки
Марка Диаметр i мм
2L1 2L2 2L3 2L4 2L5 2L6 2L7 2L8 2L9 2L10 2L11 2L12, 2L16 2L13t 2L14 2L15 2L17 2L18 ПЭЛШО 0,25 15+15 20 5 10 25 15+15 25 15+15 з+з 2 5 12 2 МЗОВЧ-2 К7Х4Х2 2L2 поверх 2L1
мгс 0,8 Бескаркасная, 0 8, /=20 Керамический, 0 6 Z=20 Резистор МЛТ-1,1 МОм Отвод от середины В один ряд, виток к витку
ПЭВ-2 0,31 ‘ 0,42
ПЭЛШО 0,25 МЗОВЧ-2 К7Х4Х2 Виток к витку, 2L8 поверх 2L7
мгс 0,8 Бескаркасная,-0 8, /=25 Бескаркасная, 0 8, /=5 Бескаркасная, 0 8, 1—8 Бескаркасная, 0 8, /==20 Резистор МЛТ-1,1 МОм Бескаркасная, 0 8, 1—20 Между половинами 2L9 Намотка в один ряд до заполнения
ПЭВ-2 0,12
мгс 0,8
ПЭЛШО 0,51 3+3 3 МЗОВЧ-2 К7Х4Х4 —
185
чала одной обмотки с концом второй образует среднюю точку катушки 2L17, а третья обмотка используется в качестве катушки 2L18. Трансформаторы низко-4 частотный согласующий 1Т1 и выходной 1Т2 — от любого карманного приемника. При использовании головных телефонов вместо динамической головки громкоговорителя в качестве выходного трансформатора применяется также согласующий; концы его вторичной обмотки подключают к коллекторам транзисторов 1V9 и IVК), а первичную — к телефонам.
Вместо полевых транзисторов КПЗОЗД, КП350Б можно применять транзисторы тех же типов с любыми буквенными индексами, вместо КТ315Б — любые маломощные высокочастотные транзисторы структуры п-р-п (КТ306, КТ316 и т, п.), вместо варикапов Д901Г—Д901 с другими индексами, вместо диодов КД503А — любые современные высокочастоные диоды.
После проверки всех деталей и правильности монтажа радиостанции налаживают усилитель 34 приемника, подавая на вывод 1 микросхемы 1А5 напряжение около 5 мВ с частотой 1 кГц. Убедившись в правильности работы кварцевого генератора (JV8), подают на вывод 1 микросхемы 1АЗ сигнал частотой 5,14 МГц от ГСС и по максимуму сигнала на выходе настраивают на эту частоту контур 1L9, 1С14. Чтобы исключить влияние АРУ при настройке, сигнал от ГСС следует уменьшать по мере приближения к резонансу так, чтобы он был немного больше уровня шума.
Кварцевый фильтр 1В1—1В4 настраивают с помощью ИЧХ. Неравномерность полосы пропускания устраняют * подбором сопротивлений резисторов ]R6*t 1R8*. Для увеличения крутизны скатов АЧХ может потребоваться подключение конденсаторов емкостью 1...5Д пФ параллельно кварцевым резонаторам 1ВЗ и 1В4. Следует обеспечить полную симметрию половин катушки 1L8.
Контур в цепи затвора транзистора 1V3 настраивают на частоту 5,14 МГц, а контур гетеродина на частоту 24,26 МГц при среднем положении ротора конденсатора 1С10. Для получения необходимой растяжки по диапазону может потребоваться подбор емкостей конденсаторов, включенных параллельно и последовательно конденсатору 1С10. Контуры 1L2, 1С2\ 1L3, 1С5 и 1L4, 1С7'иа-страивают на частоту около 29,4 МГц по максимуму сигнала от ГСС, подключенного к антенному входу, а фильтр-пробку в цепи антенны — на частоту 145,85 МГц по минимуму сигнала на затворе транзистора 1V1.
Настройку передатчика начинают с проверки работы микрофонного усилителя. При произнесении перед микрофоном громкого «а-а-а» напряжение неискаженного сигнала на выходе усилителя 2А1 къпжяъ быть не менее 1 В. Выходное напряжение кварцевого генератора (транзистор 2V3) должно быть около 2 В. Настройку балансного смесителя производят в режиме SSB при замкнутом накоротко микрофоне. Движки подстроечных резисторов 2R5 и 2R9 устанавливают примерно в среднее положение и настраивают в резонанс контур 2L1, 2С10 по максимуму напряжения несущей частоты на выходе. Затем резисторами 2R5 и 2R9 балансируют смеситель по минимуму несущей частоты на выходе. В процессе балансировки следует помнить, что емкости варикапов 2V1 и 2V2, входящие в контур, при перемещении движка резистора 2R5 изменяются. Поэтому необходимо, изменяя емкость конденсатора 2С10, подстраивать контур 2L1, 2С10. Обычно легко удается добиться подавления несущей на 40 дБ, Кварцевый фильтр настраивают аналогично фильтру приемника, контур 2L7, 2С27, 2С28 настраивают на среднюю частоту фильтра. Регулировка задающего генератора гетеродина (транзистор 2V5) заключается в настройке контура, состоящего ид катушки 2L4, конденсаторов 2С18, 2С19 и выходной емкости транзистора 2V5, на частоту около 45,6 МГц и установке необходимого' диапазона перестройки генератора. Контур утроителя выделяет частоту около 136,85 МГц. Балансный смеситель на транзисторах 2V10, 2V11 настраивают, изменяя положение движка переменного резистора 2R36 по минимуму напряжения гетеродина, на выходе передатчика. Контур 2L9, 2С34 настраивают на суммарную частоту — около 145,85 МГц. Изменяя положение движка резистора 2R39, проверяют регулировку выходной мощности. Для плавного изменения мощности может потребоваться подбор сопротивлений резисторов 2R38* и 2R40*, Каскады усилителя мощности настраивают по максимуму выходной мощности на эквиваленте антенны, изменяя последовательно емкости всех его Подстроечных конденсаторов. При этом необходимо следить, чтобы каскады на транзисторах 2V14 и 2V15 работали в ре
186
жиме А (их коллекторные токи не должны изменяться при изменении уровня входного сигнала). При несоблюдении этого условия устанавливают правильную рабочую точку транзисторов подбором резисторов 2R41* и 2R44*.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бахматюк Д. Приемник прямого преобразования для «лисолова».— Радио, 1977, № 1, с. 22, 23.
2. Борисов В. Г. Приемник начинающего радиоспортсмена.— Радио, 1980, № 10, с. 50—52.
3. Горбатый В. Радиоприемник на 28 МГц.— Радио. 1978, № 9, с. 22—24.
4. Грушин В. AM передатчик на 160 м.— Радио, 1980, № 9, с. 20, 21.
5. Грушин В. Простой AM передатчик.— Радио, 1979, № 9, с. 18, 19.
6. Кобзев В., Рощин Г., Севастьянов С. Трансивер на 28 МГц,— Радио, 1978, № И, с. 23—25.
7. Кушниров А. Несложная радиостанция для связи через ИСЗ.— Радио, 1981, №1, с. 30—33.
8. Лаповок Я. Трансивер на 160 метров.—Радио, 1980, № 4, с. 17—21.
9. Медынский А. Приемник прямого преобразования.— Радио, 1981, № 5— 6, с. 49, 50.
10. Поляков В. Передатчик начинающего коротковолновика.— Радио, 1978, № 3, с. 51—53.
Глава VII
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
J. ИЗМЕРИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЙ, ТОКОВ, СОПРОТИВЛЕНИЙ, ИНДУКТИВНОСТИ, ЕМКОСТИ И ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Измеритель емкости электролитических конденсаторов [37]. Электролитические конденсаторы в процессе эксплуатации и хранения изменяют свою емкость, поэтому иногда возникает необходимость .измерения их емкости. Принцип действия измерителя емкости конденсаторов от 3000 пФ — 300 мкФ (рис. VII.I) основан на измерении пульсирующего тока, протекающего через конденсатор. Переменная составляющая этого тока пропорциональна емкости конденсатора.
R710k
R61,1k>
R5100
R410
01 Т1 R3 1
► № 1
> КД202А > +HF2 3A И
~220в I
F1ОДА
32
0,03мк
ГхТЧ 03мк
4-47-] Змк г-х--1 30мк ^Z~~^J00mk
R2 0f1 R1 10
Г/7--------- С11000
Диапазон
Калибровка с2 3300
Ср 11мк
S3 о 03ОДЗЗмк
С'С4Ц27мк§-
- С5 1мк
061г33мк< г||-
Ох
R1*100k
51.1 II"’-г
R2 10K 71 КА501(КД508А)
Р 150мкА
R310 к
812
$7 Юк
А1
0А9(Д18) R810k R9 Юк R1O 1к R111OO
72
КА501
07 82 'R4 ЮОк
R5 22кТ
МАА501
(К153УД1) ^к
Рис. VII. I
Рис. VIL 2
Нижняя граница емкости измеряемых конденсаторов ограничивается чувствительностью измерителя тока; верхняя — постоянной времени цепи разряда исследуемого конденсатора и резистора, включаемого последовательно с ним.
Конденсатор Со — калибровочный. Перед измерением замыкают контакты переключателя S3 и резистором R7 устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую емкости образцового конденсатора.
187
Переменный ток получают однополупериодным выпрямлением пониженного сетевого напряжения. Трансформатор Т1 —сетевой, от любого лампового вещательного приемника. Он должен иметь накальную обмотку на напряжение 6,3 В и ток не менее 1 А. Мощность рассеяния резистора R1 не менее 5 Вт. Необходимы два предохранителя — один в цепи питания, второй защищает стрелочный прибор в случае замыкания клемм, к которым подключают конденсатор Сх, или при пробое проверяемого конденсатора.
Измеритель емкости на ОУ [10]. Принцип действия измерителя емкости конденсаторов от нескольких пикофарад до 5 мкФ основан на измерении переменного тока, протекающего через исследуемый конденсатор (рис. VI 1.2). Переменный ток прямоугольной формы вырабатывает генератор на операционном усилителе А1. Частота повторения импульсов, выдаваемых генератором, зависит от емкости одного из конденсаторов С1—С6 и положения движка переменного резистора R5. В зависимости от поддиапазона измерений она изменяется от J00 Гц до 200 кГц. Подстроечным резистором R1* симметрируют форму прямоугольных колебаний на выходе генератора. Для того чтобы погрешность измерений на
Рис. VII. 3
самом первом поддиапазоне (50 пФ) не превышала 10 %, внутреннее сопротивление прибора должно быть не менее 3 кОм. Трёбуемый диапазон измерений устанавливают переключателем S1. Питается измеритель емкости от стабилизированного двуполярного источника напряжением 8.л— 15 В. Номиналы частотозадающих конденсаторов С1—С6 могут отличаться от указанных на схеме на 20 %, однако должны иметь высокую температурную и временную стабильность. Градуировку прибора проводят по эталонным конденсаторам. Поскольку переменное напряжение на выходе генератора двуполярное, измерять этим прибором емкость, электролитических конденсаторов нельзя.
Измеритель емкости на логических микросхемах [9]. Измеритель емкости (рис. VII.3) состоит из генератора импульсов (D1.1—D1.3), делителя частоты-(D2—D4), электронного ключа (VI) и измерительной цепи (V2, R7 и Р1).
Принцип действия прибора основан на измерении среднего тока разряда измеряемого конденсатора, заряженного от источника прямоугольного напряжения. Генератор вырабатывает импульсы с частотой 100 кГц. В зависимости от выбранного диапазона переключателем S1 меняют коэффициент деления. Конденсатор С2 служит для калибровки прибора.
Питается прибор от стабилизированного источника напряжением 5 В.
Вольтметр с линейной шкалой [31 позволяет измерять постоянные и переменные напряжения и сопротивления. <
Основные параметры
Диапазон измеряемых постоянных и переменных напряжений, мВ 10...10е
Входное сопротивление при измерении напряжений, МОм: постоянных ................................................. 12
переменных.............................................. 1
Диапазоны измеряемых сопротивлений, Ом................‘. . . 1...107
Погрешность измерений напряжения, %: постоянного...............•................................. 1,5
переменного................................................. 2,5
Диапазон частот измеряемых переменных напряжений, Гц ... . 20...20U03
Погрешность измерений сопротивлений, %;..................... 4
188
Напряжение питания (две батареи «Крона»), В . . ±........... 1ft
Потребляемый ток.(на всех видах измерений, кроме"малых сопротивлений), мА................................................ ft
Потребляемый ток при измерении малых сопротивлений, мА . . . 20
Усилитель вольтметра (рис. VI 1.4) трехкаскадный дифференциальный с однотактным выходом. Первый каскад (на полевых транзисторах V2t V3) предназначен для повышения входнрго сопротивления прибора. Второй и третий каскады собраны на транзисторах V6, V7, V9 и V10. Усилитель во втором каскаде балансируют резистором R39. Нагрузкой выходного каскада служит микроамперметр Р/, включенный в коллекторную цепь транзистора V10. После-
л'/*|
828 20°*
R40
3,9к
79
Контроль Un
04100* *68
57
711КД512А
£
1
С550мк» + *15В
да
^'Й
п КМ02£
\R32* 43к
R39 47
/IR37 ' 8,2к
КД1С5Б
72
716 £
Д808
R36
... R38
9,1к \f\9,lK
010.1мк
75 КД512А
IR13
IW
XR12 \8,4Н
\R26 \700
\R29* \550
\R3C* \440
\R18
IR15 \240к
\R16 !84к
R24 7к
\R17 \24к
\R14
XR23 \20к
№ ЮОк
]R25
I2*
\R22 \7Ок
542_
\R20 ]700к
S6 Измерение
\R19 ПИ27
\24К L12W
HR35
R34200K И2О7н
74
КД512А
Рис. VII. 4
МП38
довательно с микроамперметром включены резисторы R29*, R30*., на которых выделяется напряжение отрицательной обратной связи, пропорциональное току через микроамперметр. Схема прибора составлена так,
что усиливается только по-
ложительное напряжение, подаваемое на затвор транзистора V2 (инвертирующий вход дифференциального усилителя) и отрицательное, подаваемое на затвор V3 (неинвертирующий вход). При напряжениях обратной полярности транзистор V10 закрывается и ток обратного отклонения микроамперметра можно получить лишь за счет вспомогательного питания. Поэтому в коллекторную цепь транзистора, V9 включен диод VII, и с него снимают напряжение для компенсации падения напряжения на резисторе R42, создаваемого начальным током транзистора. Этот ток выбирают в пределах 0,04...0,05 мА для повышения линейности начального участка характеристики усилителя. Кнопки S1—S3 служат для выбора вида измерений. Переключателем S4 изменяют пределы измерений. Защита прибора от перегрузок при измерении напряжений осуществляется резистором R28 и диодом V4, при измерении сопротивлений — резистором R35 и диодом V16. Диоды VI и V8 также служат для защиты транзисторов усилителя от перегрузок.
Стабилизатор напряжения питания выполнен на транзисторах V12t V13t диоде V15 и стабилитроне V14.
189
При измерениях на постоянном токе конденсатор С1 защищает от переменной составляющей вход прибора. Если на вход прибора будет подано напряжение в неверной полярности, то стрелка прибора не отклонится.
При измерениях на переменном токе усилитель выполняет роль однополу-периодного выпрямителя и, следовательно, усиливает только положительную полуволну измеряемого напряжения. Переключатель пределов S4 — типа 11ПЗНПМ, 8/—S3, S5, 87—П2К, S6 — кнопка КМ.
В приборе использован микроамперметр М4208 с током полного отклонения 300 мкА. Можно использовать и другие микроамперметры. Если ток полного отклонения стрелки меньше указанного, следует подобрать шунт к миллиамперметру, если больше,— изменить глубину обратной связи. Транзисторы КП102Е можно заменить любыми из серии КП 102 или КП 103. Вместо микросборок
82,1
R3 Юк
R440QK
R1
100 кОм' *~
1М0м"~
100 п
100 Ом
1к0м
10 кОм
R810k
R181M
S2.6r^S0n 82.7
R10J90
R7100K
R8
R010.K
£4
1^200
А1 МУТ531
V3 Д814В
02
10 R13
КС133А Т
R14100 -^У-*+12В
R10 01K
rh*91k
RZ047K
\тР1
74 ДВ14В
-чз—
„ КС133А «
Рис. VII. 5
КТ365СА можно применить К2НТ171—К2НТ173 или транзисторы КТ315. Вместо диода V4 можно использовать один переход транзистора КТ315.
Налаживание прибора сводится к подбору режима работы первого каскада усилителя. При разомкнутой цепи обратной связи (отпаянных резисторах R29* и R30*) и среднем положении движка резистора R39 подбирают резистор R3* так, чтобы падение напряжения на нем составляло 0>7....0,9 В; резисторы R31*, R32* подбирают до получения падения напряжения на них 5,0...5,5 В. Режимы второго и третьего каскадов устанавливаются автоматически.
Дальнейшим подбором резистора R31* или R32* добиваются того, чтобы «нуль» прибора устанавливался при среднем положении переменного резистора R39.
Самовозбуждение устраняют, включая конденсатор 15...50 пФ между базами транзисторов V6, V7, а также-шунтируя вход усилителя резистором сопротивлением 1...2 МОм, который припаивают параллельно диоду V4. На первом пределе измерений (0,3 В) границы устанавливают подбором резистора обратной связи. Сначала, подавая на вход переменное напряжение 0,3 В, подбором резистора R30* добиваются отклонения стрелки на всю шкалу. Затем подбором резистора R29* устанавливают предел измерения 0,3 В на постоянном токе. На остальных пределах точность измерений зависит от точности выбора R1*—RU*.
Омметр с линейной шкалой [12]. Можно построить омметр, используя операционный усилитель (рис. VII.5). Выбор пределов измерений производится 190
переключателями S1 и S2. Контакты переключателя S1 замыкаются т<
на пределе 10 Ом (переключатель S2 в этом случае должен находиться в наложении 100 Ом). При замкнутой кнопке S3 стрелка измерительного прибора Р1 должна находиться на нулевой отметке. При измерениях эта кнопка должна быть нажата. Резистором R20 устанавливают нулевое напряжение на выходе микросхемы А1 при отсутствии напряжения на ее входе. Резисторы R9—P11 служат для компенсации смещения нуля, вызванного разностью входных токов.
Корректирующая цепь R13, С1 и конденсатор С2 устраняют возможные возбуждения на высоких'частотах. Стабилитроны VI и V2 защищают вход микросхемы и измерительный прибор от перегрузок. Стабилитроны V3, V4 служат для стабилизации напряжения питания. В качестве измерительного прибора Р1 использован микроамперметр М24 с током полного отклонения 100 мкА
Рис. VII. G
Налаживание омметра проводят по образцовым резисторам в отдельности на каждом поддиапазоне измерений, подбирая резисторы, отмеченные на схеме звездочкой.
Широкодиаяазонный измеритель RCL [38]. В этом измерителе (рис. VI 1.6) использован мостовой метод, но благодаря специальным мерам достигнута широ-кодиапазонность, чего нет в обычных мостовых схемах измерений.
Основные параметры
Диапазон измерений: рнзисторов, Ом ................ 0,1.. .12’10®
емкости, пФ-..................................... 1,0.. .12-10°
индуктивности, мкГ............................... 10...12 107
Напряжение питания, В....................................... 2x4,5
Частота рабочего напряжения, Гц...................... 1000
Сопротивление телефонов (индикатора баланса), Ом .... 2000
На транзисторе VI собран генератор рабочей частоты, на транзисторе V2 — усилитель сигнала разбаланса. Мост балансируют резистором R10. В качестве образцовых (R1—R8) желательно использовать резисторы с допускаемыми отклонениями сопротивлений от номиналов не более 1....2 %. Резистор R16 должен иметь малое сопротивление между выводом движка и верхним по схеме крайним выводом (в крайнем положении). Возможно, придется напаять на вывод металлическую пластину, чтобы при установке движка в крайнее положение он надежно соединялся с выводом. Конденсаторы С/, СЗ и С4 составлены из нескольких конденсаторов, и их точное значение подбирают при градуировке моста. Эти конденсаторы должны иметь минимальные потери.
191
Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе из пластин Ш8, толщина набора 8 мм. Обмотки I и И содержат соответственно 2000 и 1500 витков провода ПЭЛ —0,15, обмотка 111 имеет 600 витков провода ПЭЛ — 0,2.
Транзисторы любые низкочастотные с коэффициентом передачи тока не менее 30. Градуировку моста производят по образцовым резисторам и конденсаторам. В режиме измерения индуктивностей градуировку можно не делать. Балансируют мост по минимуму звука -в телефонах.
Милливольтметр переменного тока [31]. Прибор (рис. VI 1.7) состоит из входного эмиттерного повторителя (транзисторы VI, V2), усилительного каскада — (транзистор V3) и вольтметра переменного тока (транзисторы V4, V5, диоды V6—V9 и микроамперметр Р1).
Основные параметры
Диапазон измеряемых напряжений. мВ.................... 3...5И03
Диапазон рабочих частот, Гц........................... 30...30»103
Неравномерность АЧХ, дБ..........~.................... ±1
Входное сопротивление, мОм:
на'пределах 10, 20. 50 мВ......................... 0,1
на пределах 100-мВ.. .5 В......................... 1,0
Погрешность измерений, %.............................. 10
Измеряемое переменное напряжение с разъема XI подается на входной эмиттерный повторитель через делитель напряжения (резисторы Rl, R2* и R22), с помощью которого это напряжение может быть уменьшено в 10 или 100 раз. Уменьшение в 10 раз происходит при установке переключателя S1 в положение X 10 мВ (делитель образуется резистором R1 и включенными параллельно ре-
R14300
Xi Вход
У0г~
*1мВ *10мВ
*0,1 В
R2' 11к
И-К МП42 ’
1\* 300ц
, ‘ S1.1 С1Ц1МК
82
С2^ 20мк*10В 72
Я5Ш8 R10 %1кЩ200 9,1к
20
R6 500
R7 300
-48
03 20мк*10В
10
V3
\Я12* \100
43к
\R11 R15
IJ6/r 7,5к Щ010
04 V4 \20мк*10В
R1333K .КалиЗроВка
R16 100
R20 100'
76 -RB КС168А
-4.-58 IG5 75
R21160
20мк* *108
77-710
Д9Б
06 '100мк*10В
Рис. VII. 7
вистором R22 и входным сопротивлением эмиттерного повторителя).. Резистор R22 служит для точной установки входного сопротивления прибора (100 кОм).' При установке переключателя S1 в положение X 0,1 В на вход эмиттерного повторителя поступает 1/100 часть измеряемого напряжения. Нижнее плечо делителя в этом случае состоит из входного сопротивления повторителя и резисторов R22 и R2*.
На выходе эмиттерного повторителя включен еще один делитель напряжения (переключатель S2 и резисторы R6—R8), позволяющий ослабить сигнал, поступающий далее на усилитель.
Следующий каскад милливольтметра — усилитель напряжения 34 на транзисторе V3 (коэффициент усиления примерно 30) — обеспечивает возможность измерения малых напряжений; С выхода этого каскада усиленное напряжение 34 поступает на вход измерителя напряжения переменного тока с линейной шкалой, представляющей собой двухкаскадный усилитель (V4, V5), охваченный отрицательной обратной связью через выпрямительный мост (V7—V10). В диагональ этого моста включен микроамперметр Р1.
192
Нелинейность шкалы описываемого вольтметра в интервале отметок 30... 100 не превышает3 %, а в рабочем участке(50... 100) —2 %. При калибровке чувствительность милливольтметра регулируют резистором R13.
В приборе можно использовать любые низкочастотные маломощные транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока /г21э == 30...60 (при токе эмиттера 1 мА). Транзисторы с большим коэффициентом h2l3 следует установить на место VI и V4. Диоды V7—V10 — любые германиевые из серий Д2 или Д9. Стабилитрон КС 168А“ можно заменить двумя стабилитронами'КС133А, включив их последовательно. В приборе применены конденсаторы МБМ (С7), К50-6 (все остальные), постоянные резисторы МЛТ-0,125, подстроечный резистор СПО-0,5.
Переключатели S1 и S2 (движковые, от транзисторного радиоприемника «Сокол») доработаны так, чтобы каждый из них стал двухполюсным на три по-
Рис. VII. 8
ложения: в каждом ряду удалены крайние неподвижные контакты (по два подвижных контакта), а оставшиеся подвижные контакты переставлены в соответствии со схемой коммутации.
Налаживание прибора сводится к подбору режимов, указанных на схеме резисторами, отмеченными звездочкой, и градуировке шкалы по образцовому Прибору.
Импульсный вольтметр [1] позволяет измерять амплитуду импульсов с большой скважностью.
Основные параметры
Полярность измеряемых импульсов....................
Длительность измеряемых импульсов, мкс.............
Частота следования измеряемых импульсов, Гц........
Максимальная амплитуда измеряемых импульсов, В. . . .
Погрешность измерений, %...........................
любая
0,2.. .10-Ю3
10...105 10 ±5
Вольтметр (рис. VI 1.8) состоит из двух пиковых детекторов — для импульсов положительной и отрицательной полярности и электронного вольтметра на транзисторах VI, V2, V16. Питается прибор от сети. Переменный резистор R8 служит для установки нуля вольтметра балансировкой моста, в диагональ кото-
Х/2 7 4-888
193
рого включен микроамперметр с током полного отклонения 100 мкА. Стабилитрон VII служит для защиты полевого транзистора от перегрузок.
Для контроля работоспособности вольтметра служит блокинг-генератор на транзисторе V15 со стабилизированной амплитудой генерируемых колебаний, которая обеспечивается стабилизацией напряжения питания, а также включением стабилитрона V14 во вторичную обмотку трансформатора Т2. Длительность генерируемых импульсов 0,3....0,6 мкс, частота их следования 100 Гц. Контрольный генератор подключают к вольтметру нажатием кнопки S3.
В приборе использованы резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ, КБО-6, кнопочные переключатели МТ. Трансформатор питания — выходной кадровой развертки ТВК-110. В блокинг-генераторе можно использовать трансформатор МИТ-1. Самодельный трансформатор Т2 имеет кольцевой сердечник из феррита 50ВЧ2 (типоразмер К5 X 3 X 1). Каждая его обмотка содержит по 50 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм.
Налаживание импульсного вольтметра сводится к проверке работы блокинг-генератора и градуировке шкалы прибора с помощью образцового генератора импульсов (например, Г5-15). При подаче на вход прибора импульсов с максимальной амплитудой стрелка прибора должна установиться на последнем делении шкалы. Если этого не происходит, подбирают резистор R5.
Стрелочный частотомер-— измеритель емкости [22] состоит из входного • устройства (рис. VI 1.9), триггера Шмитта, дифференцирующей цепи, ждущего мультивибратора и измерительного прибора. Входное устройство выполнено на транзисторе VI по схеме эмиттерного повторителя для повышения входного сопротивления. Диоды V2, V3 защищают вход от перегрузок. Триггер Шмитта собран на элементах D1.1 и D1.2. Сформированные триггером прямоугольные импульсы дифференцируются цепочкой C3R8, через диод V4 поступают на ждущий мультивибратор (D1.3, D1.4), запускают его и затем поступают на прибор. Чем выше частота, тем больше отклонится стрелка прибора. Поддиапазон выбирают кнопочными переключателями S2—S5.
При указанных на схеме номиналах элементов получают следующие поддиапазоны частот: 20...200 Гц, 200...2000 Гц, 2 кГц...20 кГц, 20 кГц...200 кГц (при входном напряжении не менее 0,5 В).
Если вместо конденсаторов С4—С7 в ждущем мультивибраторе включить конденсатор неизвестной емкости (ко входу Сх) и нажать кнопку S/, а на вход прибора подать известную частоту, показания прибора будут пропорциональны значению этой емкости.
Резонансный волномер [26] предназначен для измерения частот настройки контуров, частот генерируемых электрических колебаний в диапазоне от 800 кГц до 60 МГц. Колебательный контур волномера (рис. VII. 10) состоит из конденса-194
тора переменной емкости С2 и, в зависимости от поддиапазона измеряемых частот, одной из сменных катушек L1—L8, подключаемых с помощью разъема XI, Измеряемые высокочастотные колебания подводят к контуру с помощью индуктивной связи с объектом измерения или подавая сигнал на входное гнездо Гн1.
Исследуемые колебания через конденсатор СЗ с контура или гнезда подают на базу транзистора VI. Дополнительный конденсатор связи С1 включают на низкочастотном участке диапазона измеряемых частот.
Рис. VII. 10
Эмиттерный повторитель (транзисторы VI, V2) уменьшает шунтирование контура. Через конденсатор С6 исследуемый сигнал поступает на детектор (диод V4) и далее после усиления транзистором V3 на стрелочный прибор РЛ
Катушка LI имеет сердечник из феррита М600НН диаметром 8 мм и длиной 20 мм. Все катушки (кроме L8) намотаны на полистироловых каркасах диаметром 18 мм и длиной 30 мм.
Таблица VII. 1
I Обозначение 1 на схеме I (рис. VII.Ю) Диапазон, МГц Длина намотки, мм Число витков Провод
Марка « £ Д 5 s
L1 0,8...1,1 20 113 0,15
L2 1,1...1,8 20 113 ПЭЛШО 0,15
L3 1,8...3 18 71 0,2
L4 3...8 17 45,5 0,35
L5 6...15 15 21,3
L6 10...22 8 10,3 ПЭВ-2 0,50
L7 21...35 6 4,3
L8 35...60 *— 2,5 1,2 ,
П
£/ —
L3 — <
Катушки однослойные.
римечания: двухслойные, L4 — L8 ________
2. Катушки LI — L6 намотаны виток к витку, шаг намотки катушек £7—1,5 мм, L8 — 3 мм.
Катушка L8 (35...60 МГц) бескаркасная, витки катушки скреплены эпоксидной- смолой. Намоточные данные катушек приведены в табл. VII.1.
S1.2
\9\14\ \11\10
R6
V12 £ V3 5 7 К %
V4\7 V1-V3
КА206
D1 74121
(КД503А) (К155АГ1)
Рис. VII. 11
5
++5В
Прибор Р1 — микроамперметр М476/3 на ток 100 мкА (индикатор от магнитофона). Градуйруют волномер по генератору ГЗ-12 или Г4-6.
Простой частотомер [24]. Используя цифровую микросхему (рис. VII. 11), можно собрать аналоговый частотомер для измерения частот от L0 Гц до 100 кГц. Длительность импульсов, генерируемых одновибратором, определяется конденсаторами С1—С4 и резисторами R1—R5, а частота их повторения — частотой входного сигнала. Через диод V5 импульсы поступают на конденсатор С5, напряжение на котором пропорционально частоте входного сигнала. Это напря
х/, 7*
195
жение измеряют стрелочным прибором Р1, Номиналы конденсатора С5 и резис-стора R6 зависят от тока полного отклонения прибора: при токе 100 мкА фни составляют 2 мкФ и 39 кОм, при токе 500 мкА — 15 мкФ и 6,8 кСм.
Настройка прибора производится с помощью подстроечных резисторов и образцового генератора.
Аналоговый частотомер [5] позволяет при измерениях частоты следить за динамикой процесса. Особенно это важно, когда необходимо не только измерить истинное значение частоты, но и проследить за ее изменениями во’времени. Частотомеры с цифровыми отсчетами более точны, но и более сложны по схеме и не дают возможности следить за изменениями частоты за короткие промежутки времени.
D8.1
укОг
D10.1
_ 30
Рис. VII. 12
-----
W? й£1—E?
D8.2
J D1,D5,D9 MJIS55H
D2,D6,D7 К1ИЕ551
I 03,04,1)8,DIO,D11
J MTK552
V3,V4 M112 '
V3 / ПРямая
D9.2
77£ R
\R9 \100'
13\
Обратная
5
++5В
Схема частотомера с цифровой обработкой сигнала*, но с аналоговым индикатором, изображена на рис. VII. 12.
Основные параметры
Диапазон измеряемых частот, Гц................ . . . Ю0...Ю«Юв
Амплитуда входных импульсов, В....................... 0,5...5
Входное сопротивление, Ом ........................... 50
Максимальная погрешность, Гц................................. 100
Потребляемая мощность, Вт...................................... 2
Частота опорного генератора, кГц .................... 5
Сигнал измеряемой частоты поступает на формирователь импульсов, собранный на микросхеме D1. Блок делителей частоты, выполненный на микросхемах D2, D6 и D7, служит для деления либо измеряемой частоты, либо частоты опорного генератора (в зависимости от положения переключателя диапазонов). Это необходимо для того, чтобы на смеситель поступали импульсы с частотой одного порядка.
196
Опорный генератор собран на элементах микросхемы D5, его частота стабилизирована кварцевым резонатором Z1. Роль смесителя выполняет триггер (элемент,D4.1). Для устойчивой работы на его вход должны поступать импульсы со скважностью, равной 2. Формирователем таких импульсов служит триггер на элементе D3.1. Формирователь прямоугольных импульсов калиброванной амплитуды и длительности необходим для нормальной работы измерительного прибора частотомера. Конденсаторами С4 и С5 устанавливают частоту опорного генератора, равную 100 кГц, а конденсаторы СЗ и С7 подавляют гармоники высших частот. Функции формирователя выполняют элементы D4.2 и D5.4.
Схема индикации прямой и обратной шкалы стрелочного индикатора выполнена на элементах D9, D8.1, D8.2, D10.1, D10.2 и DILI. Непосредственная индикация осуществляется светодиодами V3 и V4.
Перед началом измерений проверяют калибровку, нажимая на кнопку S1. В этом положении контактов кнопки триггер D4.1 переходит в режим деления частоты на 2, переменным резистором R5 устанавливают стрелку прибора на последнее деление шкалы/ Отпускают кнопку S/ и на вход прибора подают напряжение измеряемой частоты.
Последовательно нажимая на кнопки X 100, X 10, X 1 и X 0,1, отсчитывают на стрелочном приборе сначала единицы мегагерц, затем сотни килогерц, десятки килогерц, единицы килогерц и сотни герц.
Измеритель нелинейных искажений усилителей 34 [29]. Самостоятельно это устройство (рис. VII. 13) использовать нельзя, для измерений необходим генератор сигналов звуковой частоты и милливольтметр переменного .тока.
Основные параметры
Частоты измерений, кГц................................... 0,33; 1; 8; 12
Пределы перестройки частоты, % ............................. ±20
Выходное напряжение измеряемого усилителя, Вэф .... 2
Нижний предел измерения нелинейных искажений, % . . . 0,15
Погрешность измерений, %...................................... 50
Входное сопротивление, кОм...................... 5
Коэффициент передачи, раз..................v................. .2
На вход измеряемого усилителя 34 подают сигнал от звукового генератора, обеспечивающего небольшие (менее 1 %) нелинейные искажения. С выхода усилителя сигнал, претерпевший искажения в тракте усилителя, подают через
197
разъем XI на вход измерителя коэффициента гармоник. Переменным резистором R1 устанавливают необходимый уровень сигнала на базах транзисторов VI и V5. Сигнал разделен на два канала: верхний по схеме канал поворачивает фазу сигнала на 18Q°, нижний канал фазы не меняет. Фазовращатель собран на транзисторах VI—V4\ каскады на транзисторах VI и V3 создают необходимый сдвиг фазы, эмиттерные повторители на транзисторах V2 и V4 служат для развязки между каскадами устройства.
Частоты, на которых сдвиг фазы равен 180°, определяют емкость конденсаторов С2—С5, С6—С9 и сопротивления резисторов R7, RU, R12.
Режим работы всех транзисторов устанавливают делителем напряжения R3, R4*.
С выхода фазовращателя сигнал через резистор R13 и конденсатор СП поступает на вход нижнего по схеме канала — усилителя (транзистор V5) с коэффициентом усиления около 5/ На вход этого же усилителя через резистор R16 поступает напряжение сигнала со входа устройства — резистора R1.
Основной и вспомогательный сигнал, поданные в противофазе, но с равными амплитудами на базе транзистора V5 взаимно компенсируются по первой гармонике. Остаются только гармоники, которые и усиливаются транзистором V5. Усиленный сигнал с нагрузки V5 (резистор R20) поступает на активный фильтр верхних частот, собранный на транзисторе R6. Частота среза фильтра (200 Гц) зависит от емкости конденсаторов С13—С15 и сопротивлений резисторов R22— R25. Крутизна спада амплитудно-частотной характеристики фильтра около 15 дБ на октаву; это означает, что наводки частотой 100 Гц этот фильтр ослабляет на 15 дБ, а фон переменного тока 50 Гц — на’30 дБ. Этого достаточно для большинства случаев измерений, встречающихся на практике.
С выхода фильтра переменное напряжение гармоник через разъем Х2 по- дается на вход милливольтметра. В измерителе можно применить любые высокочастотные и низкочастотные транзисторы соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока й21Э > 60 (при токе ‘эмиттера 1 мА). В схеме применены конденсаторы МБМ, КМ (С2—С5, С6—С9, С13—С15) и К50-6, резисторы МЛТ 0,125, переменные СП-1, кнопки S1 — КМ1-1, переключатель S2 — движковый от приемника «Сокол», переделанный на двухполосный (четыре положения).
Налаживание прибора -начинают с проверки режимов транзйсторов по постоянному току — они не должны отличаться от указанных более чем на 20 %. Затем настраивают фильтр на транзисторе V6 подбором резистора R26*, проверяют фазу и амплитуду сигналов прямого и повернутого на 180°. После этого можно проводить измерения. Для этого милливольтметр переключают на предел 2В, движки переменных резисторов R16 и R12 устанавливают в среднее положение. Кнопка S1 должна быть в положении, показанном на схеме. На вход измерителя подают от звукового генератора сигнал с амплитудой 3...5 В и частотой, которая соответствует частоте измерений, установленной переключателем S2. Манипулируя переменным резистором и переключателем пределов измерений милливольтметра, добиваются, чтобы стрелка прибора установилась в последней трети шкалы. Резистором R12 добиваются минимума показаний прибора, затем резистором R16 еще больше уменьшают эти показания. После этого снова резистором R12 находят минимум, а затем устанавливают минимум опять резистором R16 и так до тех пор, пока манипуляции резисторами R12 < и R16 уже не будут уменьшать показаний милливольтметра. После этого приступают к калибровке, для чего переключатель пределов- милливольтметра снова устанавливают в положение 2 В и нажимают, кнопку S1. Переменным резистором R1 устанавливают напряжение, возможно близкое к 2 В, затем отпускают кнопку S1 и считывают по шкале милливольтметра напряжение гармоник. Коэффициент гармоник рассчитывают по формуле
Кг - 1/2(/2 • 100 %.
Низкочастотный измерительный комплекс [20] очень удобен в домашней лаборатории радиолюбителя, так как объединяет в себе генератор сигналов прямоугольной и синусоидальной формы, вольтметр переменного тока и частотомер. Питается прибор (рис. VII. 14) от одного общего блока питания.
198
ДиапазонУГ'пз 390
rsj< \+6,65В ГЁН
84.2 3
+16,53
Х1
/
2
№9нк
021 ЗЗмк*15В"
$\С5\\0,01
3
R22 1к
33.1
V
\3900
С7\\1000
014^22
332
460
8\С9\у1мк
83.3
74 ГТ311 И
# 115
хг
М2
R321M
G
015 \10мк* .*15В
84.3\ 3b $35*
1к
78 КТ602В
200
Вход
84.1^ 0,3
С23
Д...15
76 КТ203Г
018 —ИОмк* _лД5В
~]С1з'----
68мк*6В 73 КП103Ж
034 0,1мк р4з 13к
1,1 к [Я +8,23 Ч
47к 1/1
R28f]R26lKl 124 А г 6
CSJ4 R29
Частотар\
W|7] CIR5 510 7] УХЮОк
10\
^lz|
R23
124
9386,2к
ЗЗмк*15В
вольтметр
039 0,033мк
----------1.8к
3
£
713 5
9
3
^Д1м^К ~Тюоо
71,72 КС168А А1Д2 К140УД1А 710,711,715 КД504А
V13 КД906А D1 М55ЛАЗ
JlrzzEn 0,1мк^П7
036* Ji;
0,01 мк ЧП 037^, J|4 1000 * ' ”
С24*А_ то к И юо т
R7*1,3K'
КТ312В
R16 1к
IR14*
i Импульс
85.1 | 028 4...16 8 и— л ‘ ~^R37
R173K
R20^\AR21 2.4к U300
15 R18 47к
Амплитуда
JZ~ 6,2к
030 ±
68мк^6В
V3K820
_\R42B20
R4382K___Д
[~ Выход
R27 124
R241K L
1
/I E-v
R251k
О дБ
~20дБ
-40дБ
Частотомер—\
\д
14
7/4
R46820 ^31.4
±СЗЗКТ312В
R47820
нЕЬ--
R48820
R49820x
10
+4,7В
Рис. VII. 14
Основные параметры
Диапазон генерируемых частот, Гц.......................... 20...3И05
Выходное напряжение (на нагрузке 600 Ом), В............... 2
Неравномерность АЧХ (от 100 Гц до 20дкГц), дБ............. 0,2
Коэффициент гармоник (в полосе 0,05... 50 кГц), %......... о,5
Время установления колебаний (на частота^ 20...30 Гц), с . . . . з
Диапазон измеряемых напряжений, мВ........................ 5...300
Погрешность (в полосе частот 0,02...50 кГц), %............ 2,5
Входной делитель повышает измеряемое напряжение, В........ 300
Входное сопротивление вольтметра, кОм..................... 300
Диапазон измеряемых частот, Гц............................ 20...3-10*
Минимальное входное напряжение, мВ.........................._ 20
Входное сопротивление частотомера, кОм......................" 300
Основа генератора сигналов — операционный усилитель А1 с однополярным питанием. Искусственная средняя точка создана делителем на стабилитронах VI, V2. Коэффициент передачи определяется отношением резисторов R6 и R7* нравен 3. Конденсатор С14 устраняет паразитные колебания на высоких частотах. Частотно-зависимая обратная связь образована резисторами R1—R4 и конденсаторами С1—С12. АРУ для стабилизации амплитуды генерируемого напряжения выполнена на транзисторах V3 и V4.
На транзисторах V5, V6 собран широкополосный усилитель напряжения с коэффициентом передачи около 30. С регулятора уровня (резистор R18) напряжение поступает на составной эмиттерный повторитель (транзисторы V7К<5) и далее, через аттенюатор, на гнездо Выход. Формирователь прямоугольных импульсов представляет собой пороговое устройство на транзисторе V9 и элементе D1.1.
При измерении частоты и переменного напряжения на нижнем пределе делитель на резисторах R32—R35* и конденсаторах С23—С26 отключен. Входной сигнал поступает непосредственно на эмиттерный повторитель (транзистор V12), диоды V10 и VII защищают вход вольтметра от перегрузок. С эмиттера транзистора V12 исследуемый сигнал поступает на усилитель переменного напряжения на ОУ А2. Питание этого ОУ осуществляется также через искусственную среднюю точку, создаваемую резисторами R38, R39. Отрицательная обратная связь подается через диодный мост V13, в диагональ которого включен измерительный прибор Р1.
При измерении частоты в цепь обратной связи А2 включается резистор R43, что превращает усилитель в усилитель-ограничитель с порогом ограничения на уровне 20 мВ. С выхода ОУ А2 импульсы с амплитудой около 1,5 В поступают на пороговое устройство (транзистор V14 и элемент D1.2), где формируются импульсы с крутым фронтом. На элементах D1.3 и D1.4 собран ждущий мультивибратор', на выходе которого формируются короткие отрицательные импульсы с частотой следования, равной частоте входного сигнала. Стрелочный прибор Р/, включенный в выходную цепь элемента D1.4, измеряет среднее значение его выходного тока, пропорциональное частоте входного сигнала. Диапазон измерений выбирают переключением конденсаторов С35—С38.
.В приборе использованы резисторы типа МЛТ, сдвоенный переменный резистор СП-III с функциональной характеристикой типа Б. Резисторы входного делителя и аттенюатора подобраны с точностью не хуже ± 1 %. Подстроечные резисторы R46*—R49* СПО-0,15, электролитические конденсаторы типа К53-4. Конденсатор С16 должен иметь малый ток утечки, поэтому можно использовать К77-1, МБМ. Диодный мост V13 можно заменить любыми импульсными диодами, транзистор V14 может быть любым из указанной серии. Приме-. нять вместо него кремниевые транзисторы КТ315, КТ312 и другие нельзя, так как изменится уровень срабатывания АРУ.
Транзистор КП103Ж можно заменить на КП103И, КП103Е. Операционные усилители К140УД1А заменять нежелательиб, так как при этом сужается диапазон рабочих частот. Стрелочный прибор М2001 с током полного отклонения 300 мкА. Все переключатели П2К с зависимой фиксацией, кроме кнопки Яд<-пульс (S2).
При налаживании вольтметра переменного тока проверяют режимы работы элементов и выставляют их согласно указанным на схеме. Напряжение на эмиттере транзистора V12 устанавливают подбором резистора R37*. Затем, подав * (при нажатой кнопке S5.2) на вход вольтметра синусоидальное напряжение
200
300 мВ частотой 1 кГц, подстроечным резистором R36 устанавливают стрелку прибора на конечную отметку шкалы. Затем входной сигнал уменьшают до 20 мВ, проверяют правильность показаний прибора и при необходимости устраняют погрешность подбором резистора R40*. После этого опять повышают напряжение до 300 мВ *и частоту до 200...300 кГц и подбором конденсаторов С28 и С31 добиваются отклонения стрелки на конечное деление шкалы.
Частотомер налаживают в такой же последовательности. На вход подают сигнал с амплитудой не менее 20 мВ и частотами 300 Гц, 3, 30, 300 кГц и, подстраивая резисторы R46—R49, устанавливают стрелку на конечном делении шкалы. Возможно потребуется подбор конденсаторов С35*—С38*. При невозможности установить стрелку на конечном делении шкалы по всем диапазонам подбирают резистор R50*.
При налаживании генератора сигналов нужно измерить сопротивление сдвоенного резистора R1R2. Резистор с большим сопротивлением нужно включить взамен R1. Затем отсоединяют конденсатор С17 от выхода ОУ, а переключателем S1 и регулятором Частота (Rl, R2) устанавливают частоту приблизительно 1 кГц. Осциллограмма генерируемого напряжения на выходе ОУ не должна иметь заметных искажений. Если генерации нет, проверяют исправность элементов генератора, правильность монтажа или увеличивают сопротивление резистора R7*. Амплитуда генерируемого сигнала не должна превышать 150 мВ. Искажения более 1 % устраняют подбором резистора /?7* и конденсаторов С2*, С4*, С6*, С8*.
^Комбинированный измерительный прибор [14] позволяет измерять частоту, фазу электрического переменного напряжения и емкость конденсаторов (рис. VII. 15, а).
Основные параметры
Йзмеряемая частота, кГц, не более................... 300
Амплитуда входного сигнала, мВ...................... 20...50-10’
Погрешность при измерении частоты, %................ 3
Пределы измерения сдвига фазы двух сигналов, градусов ±50 и ±180
Минимальная амплитуда сигналов при измерении сдвига фаз, В ............................................. 0,5
- Погрешность при измерении сдвига фаз, ...°, на частотах: до 5 кГц................................................ 3
до 10 кГц . . . .......,........................ 4
до 20 кГц............................................... 5
Входное сопротивление, кОм.................................. 47
Значение измеряемой емкости зависит от частоты внешнего генератора, с которым производят измерения. Так, для измерения емкости до 1 мкФ необходимо установить частоту генератора 20 Гц, до 0,1 мкФ — 200 Гц и т. д. При этом погрешность (в процентах) такая же, как и при измерении частоты.
На двух операционных усилителях А1 и А2- выполнены усилители-ограничители, которые из входных сигналов произвольной формы создают последовательность прямоугольных импульсов, совместимых по уровню с логическими микросхемами. Инверторы D1.1 и D1.2—буферные и необходимы для улучшения формы сигнала?
При измерении частоты или емкости переключатель S2 находится в положении fxCx, переключатель S3 — в положении Работа. Сигнал с выхода элемента D1.1 дифференцируется цепочкой СЗ, R14. Образующиеся при этом короткие импульсы положительной полярности запускают ждущий мультивибратор (транзисторы V8 и V9), управляющий зарядом и разрядом одного из конденсаторов С6—С13. Среднее значение тока заряда (разряда) пропорционально частоте исследуемого сигнала. Этот ток и измеряет стрелочный прибор, который можно отградуировать в единицах измерения частоты. Необходимый поддиапазон измерений выбирают переключателем S4. Этим же переключателем переводят прибор в режим измерения емкостей. В нижнем по схеме положении переключателя вместо образцовых конденсаторрв (Сб—С13) включают конденсатор, емкость которого хотят измерить, а на вход прибора подают напряжение известной частоты.
В режиме измерения фазы переключатель S1 должен находиться в положении, которому соответствует ожидаемый сдвиг фаз (180 или 50°). Переключатель S2 ставят в положение для измерения фазы, S3 — Работа, a S4 может находиться в любом положении.
8 4-888
201
R2470 5 «-------\С
_к^
~kR1
Y147K
№300К А1К1УТ401А
VI, V2
ДЗ
10
R12 33
180°
50°
О
2
.01.2 1
ЛУ5С1
м
Л-00
ОДвмк
Работа
52 53
V8-V11 КТ31 5
01,1)2 К1ЛБ553; D3 К1ТК552
ЕМ-
УЗД9
\11 Г 12
[ I | D21 Z
7.
02.2
И Ж
R16 12К
Калибровка
V7 03100 ДО
R22100НО
R17 6.6К
8 здк
02Д
R13 1к
820^
/Я?/ Ч100к
2^4 ДО 810 470
X R7470 -----
А__\\С21мк
ЪгЧ*,
V5,V6 Д9 .
Я8* 300к
5
\R14
\з,зк
014 1мк 5В Д
015 1мк 58 ,
- -~»4“
{i йА? &L йА/ И»? йХ St
--^*1" .........................
0,22нк. Ш
15к
15г
15К
15к
15к
15*
15*
7ЙП
СР 160О
D13
М4
А2 К1УТ401А
Н2
ую
///
отстает Н1
2Ш
00 6800
СЮ 2200
С11 680
012
220
013 68
08 ОШмк
Ыол&)
Опережает
/
; 5Д
л генератору jLl-____________
^0/ 0Д37м,х
>
Рис. VII. 15
С выходов буферных инверторов U1.1 и D1.2 прямоугольные импульсы поступают на микросхему D2 («исключающее ИЛИ»), что позволяет получить на выходе модуль величины фазового рассогласования двух сигналов. Частота повторения импульсов на выходе (вывод 8 элемента D2.4) в 2 раза выше частоты входных сигналов, а их скважность пропорциональна абсолютному значению фазового сдвига.
С выхода элемента D2.4 сигнал поступает на транзистор V8, работающий в ключевом режиме. Средний ток через микроамперметр Р/, включенный в коллекторную цепь этого транзистора, пропорционален скважности импульсов Следовательно, шкалу прибора можно отградуировать в единицах сдвига фаз. Шунтируя измерительный прибор резистором, можно изменять пределы шкалы фазометра.
Для определения знака фазы опорный и исследуемый сигналы поступают соответственно на входы С и D триггера D3.1 , на выходах которого включены усилители тока (транзисторы V10, V7/); нагрузка последних —^лампочки накаливания Н1 и Н2. Триггер «различает» знак фазы и включает соответствующую лампочку.
Интегрирующая цепочка R15C4 служит для подавления высокочастотных составляющих помехи, возникающих при переключении компаратора А2 и способных вызвать сбои в работе триггера.
Конденсаторы желательно выбрать с малыми ТКЕ, резисторы — любые. Микроамперметр Р1 — типа М24 с током полного отклонения 100 мкА, но можно использовать и другие типы, подобрав соответственно шунтирующие резисторы. Лампочки Н1 и Н2 на напряжение 6 В и ток 20...60 мА.
Налаживание прибора начинают с установки переключателя S3 в положение Калибровка. Вращая движок резистора R19t добиваются отклонения стрелки прибора до отметки, соответствующей 180°, затем на входы А и Б подают синусоидальный сигнал частотой 1 кГц и амплитудой 0,5 В. Подбором резисторов R3* и R8* добиваются получения на соответствующих входах элементов D1.1 и D1.2 прямоугольных импульсов со скважностью 2. После этого сигнал генератора увеличивают до 1...2 В и подают на вход цепочки (рис. VII. 15, б). Сюда же подсоединяют входы А и Б прибора. Переключатель S1 устанавливают в положение 180°, S2 — в положение фх, S3 — Работа. Изменяя частоту генератора в некоторых пределах, добиваются показаний фазометра 50°. Затем переключатель S1 переводят'в положение 50° и, подстраивая резистор R11, добиваются и в этом диапазоне показаний 50°. На этом настройка фазометра заканчивается.
Переключатель S2 переводят в положение fx, Сх и подстройкой резисторов R26—R34 калибруют поддиапазоны частотомера и измерителя емкости, подавая с генератора сигналы соответствующих частот.
2. ИСПЫТАТЕЛИ ТРАНЗИСТОРОВ И МИКРОСХЕМ
Простой испытатель транзисторов [32] позволяет проверить работоспособность биполярных транзисторов п-р-п- и р-п-р-структуры (рис. VII. 16). Проверяемый транзистор совместно с одним из установленных в приборе (в зависимости от структуры проверяемого транзистора, определяемой положением переключателя SI) VI или V2 образует мультивибратор, генерирующий колебания низкой частоты. Индикаторами наличия колебаний, а значит и исправности проверяемого транзистора, служат светодиоды V3 и V4, которые вспыхивают с частотой, генерируемой мультивибратором.
Этим прибором можно проверять транзисторы малой, средней и, в ряде случаев, большой мощности. С помощью резистора R1 оценивают (приблизительно) усилительные свойства проверяемого маломощного транзистора — чем больше сопротивление введенной части резистора, при котором еще работает мультивибратор, тем выше коэффициент передачи по току этого транзистора. Источником питания прибора служит одна батарея 3336Л.
Прибор для проверки исправности транзисторов и диодов [11] позволяет проверить полупроводники без их отпайки пр.и ремонте радиоаппаратуры (рис. VII. 17). Выводы транзисторов подключают с помощью щупов к зажимам Vx (Э, Б, К). Транзистор VI совместно с проверяемым образуют симметричный мультивибратор, колебания которого воздействуют на капсуль ДЭМШ (В/), и при исправном транзисторе слышен фон с частотой 400...800 Гц. Переключате-8* 203
лем S1 изменяют полярность питания в соответствии со структурой проверяемого транзистора. '
Для проверки диодов контакты переключателя S3 размыкают и к выводам Цепь подсоединяют выводы исследуемого диода, а к щупам Vx — заведомо исправный транзистор. Если колебания мультивибратора прослушиваются с одинаковой громкостью при изменении полярности подключения испытуемого диода,— он пробит; отсутствие звука означает обрыв в диоде. В случае иеправ-
Х1 Г
220к
Х2
*>-
100мк*6В
R1 1\V1 КД510А V5 КД 51 О А V2 МП41 76МП37.
хз
КЗ !2к fl02430l
R411*
ТрГ-1
р-п-р 45В
\R6 >
М*К 32 I П-р-Л пп
УЗ/4АЛ102А
Рис. VII. 17
Рис. VII. 16
ного диода уровень громкости значительно меняется при изменений полярности подключения диода.
Испытатель маломощных транзисторов [30] рассчитан на измерение статического коэффициента передачи тока при стабилизированном токе эмиттера. Такой способ измерения позволяет оценить усилительные свойства транзистора в режиме, близком к рабочему.
V1 КС147А
612
32.3
611
R1
430
^213
32.4
Гщ ~314
* _ Р1 -----
33.1
34^ Измерение
Х1 < 3 < к <6 < 3 < к
р-п-р п-р-п Ток эмиттера
31.5 GB19B
31.6
R4 [л R5[/I |/| М L1RB ____ 20кИ43кИ И И у\430 R3 441 Т Т?Л#71 Т
2,15к 860 ,
Рис. VII. 18
Основные параметры
Измеряемый обратный ток коллектора, мкА.......................... 100
Диапазон измеряемых статических коэффициентов передачи тока при токе эмиттера, мА;
1 .....................................Г.................... 10...100
5........................................................... 20...200
10 ......................................................... 20...200
Проверяемый транзистор подключают к разъему XI (рис. VII. 18). Эмит-1ерный ток, при котором производят измерения, выбирают переключателем S3t
Н--------33.2
^/Й Й Й IM
204
меняющим сопротивление в эмиттерной цепи испытуемого транзистора. Для сохранения указанных пределов измерения статического коэффициента передачи тока (20...200) при токах 5 и 10 мА в третьем и четвертом положениях переключателя S3 параллельно микроамперметру подключают резисторы R2 и R3, в результате чего ток его полного отклонения увеличивается соответственно до 250 и 500 мкА.
Переключателем S2 испытатель переводят в режим измерения обратного тока коллектора. Переключатель S1 служит для изменения полярности включения батареи питания*, микроамперметра Р1 и стабилитрона VI при проверке транзисторов разной структуры.
Резистор R4, включаемый в цепь коллекторного перехода при измерении обратного тока, ограничивает ток через микроамперметр Р1 в случае, если пе-
реход окажется пробитым. Измерение параметров производится при нажатой кнопке S4. ‘
Налаживание прибора сводится к подбору резисторов R2 и R3. Резистор R2 подбирают таким, чтобы верхний предел тока, при котором проводят измерения, составлял 500 мкА, a R3 — чтобы этот предел был равен 250 мкА. Шкалу для измерения коэффициента передачи тока рассчитывают по формуле й21Э = = 13/7б, где /э — ток, соответствующий выбранному режиму измерений; /б — ток, отсчитанный по шкале стрелочного прибора (токи в миллиамперах). Расчет удобно производить при токе Iэ = 1 мА.
Полученные расчетные величины заносят в таблицу, которой пользуются в дальнейшем. Следует учитывать, что при токах эмиттера 2,5 и 10 мА значения коэффициента передачи по току следует умножить на 2.
Прибор для проверки полевых транзисторов [18]. Прибор (рис. VII. 19) позволяет проверять работоспособность полевых транзисторов с р-п-переходом, с изолированным затвором и встроенным каналом (обедненный, тип), а также одно- и двухзатворных транзисторов с изолированными затворами и индуцированным каналом (обогащенный тип).
Переключателем S3 устанавливают, в зависимости от типа испытуемого транзистора, необходимую полярность напряжения на стоке. Для проверки транзисторов с затвором в виде р-п-перехода. и транзисторов с изолированным затвором и встроенным каналом переключатель S/ устанавливают в положение Обеднение, a S2 — в положение Подложка.
205
Для проверки транзисторов с изолированными затворами и индуцированным каналом переключатель S1 переводят в положение Обогащение, a S2 — в положение Подложка для однозатворных и- Затвор 2 для двухзатворных тран-
зисторов.
После установки переключателей в нужные положения к гнездам разъема XI подключают проверяемый транзистор, включают питание и, регулируя переменными резисторами R1 и R2 напряжения на затворах, наблюдают за измене-
нием тока стока.
Резисторы R3 и R4 ограничивают ток затвора в случае его пробоя или при ошибочной полярности напряжения на затворе (для транзисторов с затвором в виде р-п-перехода). Резисторы R5 и R6 исключают возможность накопления статических зарядов на гнездах разъема XI для подключения затворов. Резистор
R8 ограничивает ток, протекающий через миллиамперметр Р1. Мост (диоды VI—V4) обеспечивает требуемую полярность тока через измерительный прибор при любой полярности питающего напряжения.
Налаживание прибора сводится к подбору резистора R8*, обеспечивающего от-
0,4мк
Р/ 400к
04
R2 470к
+З.М2В
V2 МП37Б
КД103А
30мк*12В 10\
А1
04]_
\200n
V6
из I/] вз 470к К| 0,1мк
R4870K R5 400к
ф
Н1
R2
-3.-12В
R6 [%?7* ...... 47м \Л27к Й*5
ШО
1 29 КТ342В
)Ю К.Т342В
V1 DffE
3
Рис. VII. 2G
Рис. VII. 21
клонение стрелки миллиамперметра на последнюю отметку шкалы при замкнутых гнездах Сток и Исток.
В приборе может быть использован миллиамперметр с током полного от- • клонения 10 мА или микроамперметр с соответствующим сопротивлением шунтирующего резистора R7*. Диоды VI—V4 — любые, маломощные, германиевые. ’ Номинальное сопротивление резисторов R1 и R2 — в пределах 5,1...47 кОм.
Прибор питается от двух батарей «Крона» или от двух аккумуляторов 7Д-0,1.
Данным прибором можно измерять и напряжение отсечки (прибор Р1 ' должен быть на ток 100 мкА). Для этого параллельно гнездам Затвор 1 и Исток устанавливают дополнительные гнезда, к которым подключают вольтметр.
Последовательно с резистором R7* включают кнопку, при нажатии на которую шунтирующий резистор отключается. При нажатой кнопке устанавливают ток стока 10 мкА и по внешнему вольтметру определяют напряжение отсечки.
Испытатель операционных усилителей [23]. Проверить работоспособность операционных усилителей из серии К140 или им подобных можно с помощью несложного устройства (рис. VII.20). Испытуемый операционный усилитель А1 вместе с навесными элементами (кроме транзистора V2 и лампы накаливания ИГ) образуют низкочастотный мультивибратор. Частота следования и длительность импульсов зависят от номиналов элементов Rl, R2, C2t VI. При использовании элементов, номиналы которых указаны на схеме, частота следования импульсов около 1 Гц.
206
На транзисторе VI выполнен усилитель мощности. Если лампа Н1 при подаче питания будет периодически вспыхивать, испытуемый операционный усилитель исправен.
Простой логический пробник [16] состоит из двух независимых пороговых устройств, одно из которых срабатывает при напряжении на входе, соответствующем логической «1», а второе — логическому «О» (рис. VII.21).
Когда напряжение на входе пробника находится между 0 и +0,4 В, транзисторы V7 и V8 закрыты, транзистор V9 закрыт, а V10 открыт, горит зеленый светодиод V6, индицируя «0».
При напряжении на входе от +0,4 до +2,3 В транзисторы V7 и V8 по-пр-еж-нему закрыты, V9, открыт, V10 закрыт. Светодиоды не горят. При напряжении выше +2,3 В открываются транзисторы V8, V9 и загорается красный светодиод V5, индицируя «1». Диоды VI — V4 служат для повышения напряжения, при котором срабатывает пороговое устройство, индицирующее «1».
Коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 400. Налаживание производится подбором и 7?7* по четкому срабатыванию пороговых устройств при напряжении от +0,4 В до +2,4 В.
Логический пробник с большим входным сопротивлением [16]. В некоторых случаях проверки логических устройств необходимо, чтобы измерительный прибор, в данном случае — пробник, не изменял в процессе измерения режима работы проверяемого устройства. Для этого необходим пробник с большим входным сопротивлением (рис. VII.22).
Через резистор R1 сигнал поступает на затвор полевого транзистора V3. Ограничителем входного напряжения служат диоды VI, V2, благодаря которым можно подключать пробник к цепям, находящимся под напряжением 250 В. После истокового повторителя сигнал подается на эмиттерные повторители (транзисторы V4 и V5), которые уменьшают взаимное влияние микросхем и сдвигают уровни входных сигналов-, что необходимо для четкого срабатывания логических элементов D1.1 и D1.2.
При номиналах резисторов R2—R5, указанных на схеме, пороговые напряжения срабатывания «0» и «1» равны соответственно 0,4 и 2,4 В. Если в проверяемом устройстве выбраны другие значения «0» и «1», следует подобрать эти резисторы.
При входном напряжении, превышающем пороговое значение «1», на выходах элементов D1.1 и D1.2 появляется логический «0», и светится сегмент d на индикаторе Н1 (индицируется «1»). Если на входе пробника напряжение ниже порогового напряжения логического «0», на выходе D1.2 появляется логическая «1», на выходе D2.1 — логический «0», и зажигается сегмент f, а, b и g (индицируется знак «0»). Если напряжение на входе находится между 0,4 и 2,4В (промежуточный уровень), логическая «1» будет на выходах D2.1 и D2.2 и «0» — на выходе D2.3. Теперь светятся сегменты a, b, g (индицируется знак П). Импульсы на входе обнаруживаются ждущим мультивибратором (элементы DL4, D2.4, С5 и R13). Когда входной сигнал переходит из «0» в «1» и обратно, на выходе элемента D2.3 формируются отрицательные импульсы. К выходу ждущего мультивибратора подключена точка (сегмент h). При частоте входных импульсов менее 20 Гц заметно мелькание точки, при частотах больше 20 Гц — точка светится непрерывно.
Если входные импульсы близки к меандру, одновременно с точкой светятся знаки «0» и «1», причем их относительная яркость зависит от скважности импульсов.
При большой или малой скважности светится один из этих знаков и точка.
Логический пробник для статических и динамических режимов [16] позволяет проверять логические уровни на выводах цифровых микросхем и определять, выше или ниже 25 Гц частота импульсов, подаваемых на вход пробника (рис. VII.23). При отсутствии сигнала на входе элемента D1.1 низкий логический уровень, на входах D1.2—D1.4 — высокий. Сегменты индикатора не светятся.
Если на вход пробника поступает уровень, соответствующий логической «1», на выходе элемента D1.1 будет логический «0», на выходе D1.2—.логическая «1», элементы D1.3 и D1.4 остаются в первоначальном состоянии. При этом светятся сегменты b и с и индицируется цифра «1». Когда на входе пробника будет логический «0», на выходе элементов D1.2—D1.4 появится высокий логический
207
Рис. VII. 22
'Рис. VII. 23
Рис. VII. 24
уровень и будут светиться сегменты а, с, d, е и /, т. е.'будет индицироваться «О».
При подаче на вход пробника импульсов с частотой до 25 Гц чередование цифр «О» и «1» на индикаторе можно различить, при частотах свыше 25 Гц начинает сказываться влияние конденсатора С1. В результате яркость свечения сегмента d резко уменьшается и индицируется буква 77, что означает присутствие на входе пробника импульсов с относительно высокой частотой.
Логичедсий пробник на двух микросхемах [16] предназначен для проверки уровней напряжения, соответствующих «О» или «1» в схемах цифровых устройств (рис. VII.24). При напряжении импульса, подаваемого на вход пробника, выше 2,4 В на индикаторе пробника высвечивается цифра «1», при напряжении импульсов ниже 0,4 В — цифра «0».
Резистор R1 предохраняет пробник от перегрузки. Эмиттерные повторители VI и V2 служат для уменьшения нагрузки на проверяемый каскад и для сдвига порога переключения логических элементов D1.1 и D1.2. Дополнительный сдвиг
достигается включением диодов V3 и V5. В результате при напряжениях выше 2,4 В элемент D1.1 включается и высвечивается сегмент d индикатора Н1 ~ индицируется знак «1». При напряжениях ниже 2,4 В элемент D1.1 не проводит тока и сегмент d перестает светиться. При снижении входного напряжения ниже 0,4 В выключается элемент D1.2, включается D1.3, светятся четыре сегмента (а, 6, g и /) и на индикаторе горит цифра «0».
При наличии импульсов на входе пробника триггер на элементах D2J и D1.4 переключается в момент достижения напряжения импульсов порогового значения (0,4 и 2,4 В). В момент перехода напряжения на входе элемента D2.2 из состояния «1» в состояние «0» короткий импульс.с выхода этого элемента открывает ждущий мультивибратор (элементы D2,3 и D2.4). Выходной сигнал вызывает свечение точки на индикаторе. Если амплитуда входных импульсов ниже нормальной, триггер не переключается и точка не светится.
Питание пробника осуществляется от источника питания проверяемого устройства.
Транзисторы КТ361 и КТ373 могут быть той_же серии с любыми буквенными индексами. Их можно заменить и другими высокочастотными кремниевыми транзисторами с соответствующей проводимостью. Диоды — любые маломощные кремниевые (V3t V4) и германиевые (V5, V6). Микросхема подходит любая, аналогичная по структуре.
Логический пробник на одной микросхеме [15]. Схема такого пробника изображена на рис. VI 1.25, а. При отсутствии входного сигнала на входе элемента D1.1 — низкий логический уровень, на входе D1.2 — высокий, на входе D1.3 — низкий. Светодиоды Н1 и Н2 не светятся.
Если на вход пробника подана логическая «1», на выходе элемента D1.1 будет логический «0», через светодиод Н1 протекает ток, вызывающий его свечение. Элементы D1.2 и D1.3 остаются в первоначальном состоянии.
Если же на входе будет логический «0», то и на выходе элемента D1.3 также будет «0» и светиться начинает светодиод Н2. На выходе элемента D1.1 при этом будет высокий логический уровень и светодиод Н1 не будет светиться.
209
На рис. VII.25, б изображена принципиальная схема логического пробника, индикатором в котором является семисегментный индикатор. Состояние выходов логических элементов отображается на индикаторе в виде цифр «1» и «О». Принцип работы этого пробника аналогичен предыдущему (см. рис. VI 1.25, а).
Транзистор VI в описанных двух пробниках может быть любым маломощным кремниевым, a V2 — как германиевым, так и кремниевым. Если используется германиевый транзистор, то диод V4 должен быть кремниевым, например КДЮЗА.
3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Генератор звуковой частоты [28] можно собрать на одной микросхеме (рис. VII.26).
Основные параметры
Частота генерации. кГц............................................ 1
Амплитуда выходного напряжения, В.......................... 0,7...2
Сопротивление нагрузки, кОм...................................... 10
Коэффициент гармоник, %........................................ 0,3...1
Самовозбуждение генератора обеспечивается за счет цепи, образованной конденсаторами С2—С4 и резисторами /?/, R2. Подстроечный резистор R4 служит для регулировки глубины обратной связи и, следовательно, амплитуды выходного сигнала и коэффициента гармоник. Если к форме выходного сигнала не предъявляют жестких требований, резисторы R3—R5* можно исключить, присоединив правый по .схеме вывод конденсатора С4 непосредственно к выводу 11 микросхемы. В этом случае амплитуда выходного сигнала будет примерно 2 В, а коэффициент гармоник возрастает до 5... 10 %.
В этом генераторе можно использовать
Рис. VII. 26
микросхемы серий 122, 118 с индексами А, Б, В, Г, Д. Следует только увеличить напряжение питания до 12 В для микросхем, у которых номинальное напряжение питания 12 В. Это позволит увеличить амплитуду • выходного сигнала до 4...5 В.
RC-генератор с емкостной настройкой [25]. Настройка RC-генератора с помощью сдвоенного конденсатора имеет преимущества по сравнению с настройкой посредством сдвоенных переменных резисторов. В таких генераторах (рис. VII.27) выше стабильность генерируемых колебаний, облегчена точная настройка на заданную частоту, повышена температурная стабильность генерируемых колебаний. Однако при использовании сдвоенных КПЕ с максимальной емкостью 500 пФ уси-
литель, работающий в генераторе, должен иметь высокое входное сопротив-
ление.
Такой генератор можно собрать, используя ОУ с входной цепью на полевом транзисторе. Фазовращающая цепь подключена к неинвертирующему входу ОУ. Стабилизация амплитуды генерируемых колебаний осуществляется с помощью транзистора VI. Сигнал с выхода ОУ выпрямляется диодами V2, V3 и поступает на затвор полевого транзистора. При изменении амплитуды колебаний сопротивление сток — исток также изменяется, что приводит к изменению коэффициента передачи ОУ. Таким образом, амплитуда колебаний на выходе генератора остается постоянной. Чтобы коэффициент нелинейных искажений генерируемых колебаний не превышал 0,2 %, эффективное значение напряжения сигнала, устанавливаемое резистором не должно превышать 100 мВ. Резистором R11 балансируют ОУ. При увеличении емкости конденсаторов С8, С9 до 100 мкФ нижнюю рабочую частоту можно понизить до 10 Гц.
Простой LC-генератор [34] можно использовать в измерительной аппаратуре. Преимуществом такого генератора (рис. VI 1.28) является возможность
210
использования контуров практически с любым соотношением L/C. При — = 50 мкГн и С, = 5 мкФ генерируемая частота равна 10 кГц. При работе на LC-контуре имеется малое рабочее напряжение (около 100 мВ). Собственно генератор собран на транзисторах VI и V2, транзистор V3 используется как предварительный усилитель, выходной усилитель собран на транзисторе V8.
Поддиапазон
я
0,9... 3,18 кГц
2,9...10,2 кГц
9... 31,8кГц
29... 102 кГц
КП305
09 4= iMKtfiB М4 210к V2.V3 Д311А ---------------------
Рис. VII. 27
М3 1М
Остальные активные элементы использованы в устройстве АРУ. Этот узел состоит из выпрямителя на диодах V4, V5 по схеме удвоения, усилителя постоянного тока на транзисторе V7 и регулирующего транзистора V6, включенного
в цепь питания задающего генератора. В такой системе АРУ выходное напряжение остается практически постоянным при изменении напряжения питания от 3,5 до 15 В. В генераторе можно применить любые кремниевые транзисторы, важно только, чтобы VI—V3 имели коэффициент передачи по току Л21Э > 150,
Простые генератору на микросхемах [21]. На одном транзисторе и одном элементе логической микросхемы можно собрать импульсный генератор
21!
(рис. VII.29, а). При включении питания на выходе микросхемы D1 появляется логическая «I». Напряжение с выхода микросхемы заряжает один из конденсаторов С1—С7 (в зависимости от положения переключателя диапазонов S1) по цепи: выход микросхемы (вывод 3), резистор R4, конденсатор, открытый переход транзистора VI. Постоянная времени заряда равна С1—7 (/?4 + /?бэ). По окон-
чании заряда отрицательное напряжение на левой по схеме обкладке конденса-
тора закрывает транзистор, и конденсатор начинает перезаряжаться, так как на выходе микросхемы устанавливается низкий уровень напряжения. Сопротивление закрытого транзистора велико и перезаряд происходит по цепи: левая обкладка конденсатора, резистор R2, ре-. зистор R1, источник питания, микросхема D1. На выходе микросхемы, на конденсаторе и, следовательно, на базе транзистора напряжение меняется. Как только на базе появится напряжение +0,5...0,7 В, транзистор открывается, на входе D1 появляется низкий потенциал, на выходе — высокий и весь цикл повторяется.
R3 к
+5В
01
R1 ЮОк
.R2
5,1к
С8 22мк*15В
03
05
06
07
0,01 5мк
1500
150
15
V1 — 01 КТ315 15мк*6В
Рис. VII. 29
Выход
V1 КТ 315
JJ1 /\15МАЗ
7)1.4
DH
М2 М3
R3*10k
лплпиш
$ 11 Выход НЧ
Выход вч
XI*16К RZ 5,2 к
Основные параметры
Диапазон генерируемых колебаний, Гц................ 0,2...5*10*
Скважность импульсов............................... 2...1000
Стабильность частоты при изменении напряжения питания на ±5 % не хуже, %................................. 8...10
На рис. VII.29, б показана схема аналогичного генератора, позволяющего получить импульсы высокочастотных колебаний. Генератор ВЧ колебаний (18 МГц) собран на элементах D1.2—D1.4, его запускают импульсы с частотой 300 Гц, получаемые от генератора, собранного на транзисторе VI и элементе D1.1.
При подключении такого генератора к телевизору появляется шесть горизонтальных пол-ос и слышен фон звуковой частоты.
Простой генератор сигналов 34—РЧ [33] объединяет два генератора для налаживания и проверки радиоаппаратуры (рис. VII.30).
Основные параметры
Диапазон генерируемых колебаний:
34, Гц............................................ 26..-.4-105
РЧ, кГц................................................ 140.., 12-10»
Максимальная амплитуда выходного сигнала, В: 34....................................................... 2
РЧ . . . .'....................................... 0,2
Коэффициент гармоник 34 колебаний, %......................... 1,5
Неравномерность частотной характеристики
34 колебаний, дБ.................................. 3
Напряжение питания, В................................. 12
Глубина модуляции РЧ колебаний, %....................... Q...7Q
212
Генератор 34 собран на транзисторах V/, V3 и микросхеме Al. С резистора R16 сигнал 34 поступает на выходной аттенюатор (R18—R22) и на измерительный прибор Р1. Транзистор V2 служит для стабилизации амплитуды выходного напряжения. Выходной сигнал с эмиттера транзистора V3 выпрямляется диодами V4, V5 и постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде выходного сигнала, подается на затвор транзистора V2, выполняющего функцию переменного сопротивления. Если, например, увеличилась амплитуда выходного напряжения, возрастает и положительное напряжение на затворе V2. Динамическое сопротивление канала транзистора также увеличивается, что приведет к росту коэффициента ООС в микросхеме А1; при этом коэффициент усиления последней
Рис. VII. 30
уменьшится, а амплитуда выходного сигнала останется прежней. Подстроечным резистором R12 устанавливают оптимальный коэффициент передачи.
Генератор Р4 выполнен на транзисторах VII—V12. Диапазон генерируемых частот изменяют, переключая катушки индуктивности L1—L4 — ступенчато и плавно внутри каждого поддиапазона — конденсатором С14.
С резистора R35 напряжение В4 поступает на выпрямитель (V13, V14) и через резистор R37 — на измерительный прибор Р1. Модулятор собран на транзисторе V10.
Катушки генератора Р4 намотаны на каркасах от контуров П4 телевизора «Старт-3» с карбонильными подстроечниками. Диаметр каркасов 8 мм, длина намотки (провод ПЭВ-1) 20 мм (L/, L2), 10 мм (L5), катушку L4 наматывают виток к витку. Намоточные данные катушек приведены в табл. VII.2.
Генератор на диоде 113]. Свойство германиевых диодов иметь отрицательный участок на обратной ветви вольт-амперной характеристики использовано В генераторе-релаксаторе (рис. VI 1.31). Этот генератор можно использовать как пробник, источник звуковых колебаний при озвучивании игрушек и т. д. Ам
213
плитуда напряжения на выходе генератора около 14 В. Его недостатком является то, что на диоде выделяется большая мощность, превышающая максимально допустимую. Диод желательно установить на радиатор и эксплуатировать генератор непродолжительное время. Уменьшать емкость конденсатора С1 до величины, меньшей 0,15 мкФ, нельзя.
Формирователь импульсов большой длительности [27]. Формирователь (рис. VI 1.32) содержит RC-триггер, собранный на логических элементах 2И-НЕ, интегрирующую цепь Rl, R2, С1 и инвертор на транзисторе VI. При
„„„ п ТС' Таблица VI 1.2
+260В < г [ 2 Рис. VII. 31 ] Обозначение \R2 на схеме (рис. VI 1.30) г* /\/\ Число витков Диаметр провода, мм
УС20,1МК L1 ™Д2б L2 L3 L4 200+390 74+146 28+54 Ю+21 0,12 0,15 0,23 0,35
высоком логическом уровне на входе формирователя на выходе 1 появится высокий логический уровень, а на выходе 2 — низкий. При поступлении на вход отрицательного запускающего импульса триггер переключается в другое состояние: на выходе элемента D1.2 появляется высокий логический уровень, а на выходе элемента D1.1 — низкий. Через резисторы R1 и R2 начинает заряжаться конденсатор С1. Как только напряжение йа нем достигнет напряжения открывания транзистора VI, напряжение на коллекторе этого транзистора уменьшается, триггер возвращается в исходное состояние, и конденсатор С/ разряжается.
J Диод V2 ускоряет разряд конденсатора С1, а резистор R1 ограничивает ток разряда.
Рис. VII. 33
Ориентировочно длительность импульсов (в секундах) равна произведению емкости конденсатора С1 (в микрофарадах) и сопротивления резистора R2 (в мегаомах). При использовании элементов с номиналами, указанными на принципиальной схеме, длительность импульсов составляет около 5 с.
Генератор тактовых импульсов [19] в системах телеизмерений формирует импульсы прямоугольной формы длительностью 10 мкс, частотой следования 1,6 кГц (рис. VII.33).
Параметры последовательности импульсов могут быть изменены подбором взаимосвязующей цепи R1*C1*. Так, уменьшение сопротивления резистора от 3 кОм до 15 Ом изменяет скаважность от 2 до 80. Подбором конденсатора 01 можно регулировать длительность импульсов в широких пределах. Частоту следования импульсов выбирают в интервале 1...15 кГц.
Для уменьшения потребляемого тока использованы элементы 2И—НЕ с открытым коллекторным выходом.
214
Генератор секундных импульсов [7] при своей простоте обладает относительно высокой стабильностью. Нестабильность частоты при температуре 20 ~ 5 °C не превышает (1...1,5) • 10-4, что обеспечивает средний суточный уход электронных часов не более 9... 14 с. В большинстве случаев такой точности достаточно, если учесть, что обычные часы II класса в аналогичных условиях обеспечивают средний суточный уход — 30 с.
Генератор (рис. VII.34, а) выполнен на операционном усилителе. Принцип работы основан на перезаряде времязадающего конденсатора С1 между двумя уровнями напряжения, определяемыми делителем R5, R6, R7, включенным в цепь положительной обратной связи. Если напряжение на выходе генератора, определяемое стабилитроном V3, достигло своего максимального значения, конденсатор С1 начинает заряжаться через резисторы R2* и R3 до напряжения на неинвертирующем входе ОУ. После этого напряжение на его выходе практически мгновенно уменьшается до своего минимального значения. Стабилитрон V3 переключается, и на нем устанавливается отрицательное напряжение. Кон-
Рис. VII. 34
денсатор С1 начинает перезаряжаться до момента равенства напряжений на входах ОУ. Затем процесс заряда конденсатора повторяется.
Стабильные по амплитуде и длительности импульсы с выхода ОУ через конденсатор С2 подаются на вход эмиттерного* повторителя (транзистор V4). Для термокомпенсации положительного ТКЕ времязадающего конденсатора С1 используется резистор R3 (ВС-0,25) с отрицательным ТКС.
При использовании указанных номиналов элементов длительность импульсов на уровне 0,5 — около 0,5 мс,. длительность фронта — не более 0,2 мкс, амплитуда импульсов — не менее 10 В.
В случае отсутствия необходимого времязадающего конденсатора можно воспользоваться другой схемой генератора (рис. VI 1.34, б). Здесь за счет применения полевых транзисторов стало возможным увеличить сопротивление время-задающих резисторов R12 и R13, снизив при этом ем'кость времязадающего конденсатора С1.
На схемах указаны сопротивления времязадающих резисторов, близкие к максимально допустимым. При использовании во времязадающей цепи конденсаторов с большой емкостью следует соответственно уменьшить сопротивление резисторов. Но при этом соотношение между сопротивлениями резисторов R2*, R3 (рис. VII.34, а) и R12*, R13 (рис. VII.34, б) должно оставаться неизменным.
Частоту следования импульсов устанавливают подстроечным резистором R6 (рис. VII.34, а) и R7 (рис. VI 1.34, б). Подстроечным резистором R3 (рис. VI 1.34, б) балансируют ОУ. Напряжение на его выходе должно иметь форму меандра. Если нет осциллографа, то эту операцию можно выполнить и при наличии вольтметра постоянного тока, включенного между общей точкой стабилитронов V/, V2 и точкой соединения резисторов R5t R8, R13. При этом на
215
время симметрирования нужно уменьшить примерно в 100 раз емкость конденсатора С1 или суммарное сопротивление резисторов R12*, R13. Нулевое показание вольтметра будет соответствовать симметричности выходного напряжения.
В предложенных генераторах во времязадающих цепях использованы конденсатор К77-1, резисторы С2-14 группы А (Б), СПЗ-9А.
Перестраиваемый генератор прямоугольных импульсов [4] состоит из мультивибратора на транзисторах V2, V6 и V3, V4 с перестраиваемой частотой следования и изменяемой скважностью импульсов и двух ключевых каскадов на транзисторах VI и V5 (рис. VII.35). Порог срабатывания ключевых каскадов определяется диодом V7. Изменение скважности импульсов осуществляется переменным резистором R4, а перестройка частоты — резистором R5.
При указанных на схеме номиналах элементов генератор прямоугольных импульсов перестраивается линейно по частоте в интервале от 5 до 500 Гц и по.
ИЗ, И4
КТ3155
^4223
Рис. VII. 35
скважности от 2 до 5. При сопротивлении нагрузки 620 Ом амплитуда импульсов практически постоянна и равна 5 В. Ток, потребляемый генератором, составляет 3 мА.
Транзисторы МП116 можно заменить на МП114, МП115, а МП113 — на МП111, МПН2.
Генератор сигналов высокой частоты [35] предназначен для проверки и наглаживания высокочастотных электронных устройств.
Основные параметры
Диапазон генерируемых частот, МГц.................... 0,12...15
Максимальная амплитуда выхддногб сигнала (на нагруз-
ке 100 Ом), В, в поддиапазонах: 0,12...0,42 МГц..................................... 0,95
0,4...1,67 МГц................................... 0,8
1,6...6,67МГц.................................... 0,65
5...15 МГц................................... . 0,3
Неравномерность амплитуды выходного сигнала в Пределах поддиапазона, дБ........................................ 2
Выходное сопротивление. Ом.................................... 100
Глубина модуляции звуковой частоты сигналом, % . , . . 30
Диапазон модулирующих частот, Гц....................... 30...3404
Погрешность установки частоты, %............................. ±10
Генератор (рис. VII.36) состоит из собственно генератора РЧ (транзистор V3), эмиттерного повторителя (транзистор V4), выходного усилителя (транзистор V6) и амплитудного модулятора (транзистор V5).
Требуемый поддиапазон генерируемых частот выбирают переключателем S1, перестраивают генератор сдвоенным'блоком конденсаторов переменной емкости С6 (обе секции включены параллельно). Диод VI в цепи затвора транзис
216
тора V3 выполняет функции ограничителя, повышающего стабильность амплитуды выходного сигнала при перестройке генератора (в пределах поддиапазона). Резисторы Rl*—R4* ослабляют положительную обратную связь, улучшая форму колебаний. Напряжение питания этого каскада стабилизировано стабилитроном V 2.
С истока транзистора V3 напряжение высокочастотных колебаний поступает на эмиттерный повторитель, обеспечивающий развязку между генератором и нагрузкой. Напряжение, развиваемое генератором (транзистор V3), существенно больше требуемого для нормальной работы последующих каскадов. Поэтому на выходной усилитель сигнал подается с делителя, образованного резисторами R9 и R10 в эмиттерной цепи транзистора V4.
Выходной' широкополосный усилитель (транзистор V6) выполнен на схеме с общим эмиттером. Его нагрузкой служит переменный резистор R15, с движка которого сигнал поступает на выходной коаксиальный разъем Х2. Для того
Модуляция |
V4
31.1
Частота ______
груда
V4-V6 КТ31 5А Модул.
ШПЗОЗЕ 09 _
05J80 0,022Мк^^
пп Г
0t022MK~Y 0,1м^ 2ОМ^°8
81.2
У1 КД503А
R6 200
09 100
^\К01Ш
\R10 \5f1
51
/ВД V5 Юк
0,022мк
Амплитуда^
012
016
G31
W-</ V
CtfOjMK вво CW
J-/2 г IrfSHK
М975 Ялу нзеннс \i-ioo
мм
КЗ*
J
Рис. VII. 36
чтобы обеспечить достаточно широкую полосу выходного усилителя, сопротивление этого резистора должно быть не более 150 Ом. Тогда при емкостной нагрузке около 50'ПФ (емкость коаксиального кабеля длиной около 0,7 м) полоса пропускания усилителя 20...30 МГц. При этом через транзисторы необходимо пропустить относительно большой ток (около 10 мА): падение напряжения на резисторе R15 должно быть примерно в 2 раза больше амплитуды выходного сигнала. *
Амплитудная модуляция осуществляется в выходном каскаде. Транзистор V5 модулятора включен по постоянному току последовательно с транзистором Гб, а модулирующее напряжение с разъема XI поступает одновременно на базы обоих транзисторов (на V6 — через резистор R13*). В результате получается смешанная (коллекторно-базовая) модуляция выходного сигнала. Используя такую модуляцию, простым увеличением напряжения 34 можно получить почти 100 %-ную модуляцию высокочастотного сигнала при малых нелинейных искажениях. Включают модуляцию выключателем S2.
В генераторе использован малогабаритный сдвоенный блок (его секции при монтаже соединяют параллельно) конденсаторов переменной емкости с твердым диэлектриком КПТМ-4 (от транзисторных радиоприемников «Нейва», «Этюд», «Сигнал», «Орбита»). Ось блока удлинена отрезком латунного прутка диаметром 4 и длиной 18 мм. С одного конца в нем просверлено осевое отверстие глубиной 8 мм, в котором затем нарезана резьба М2. Для соединения использована стальная шпилька М2 X 8, которую ввинчивают на клее БФ-2 в резьбовое отверстие в оси блока КПЕ, а на выступающий конец на том же клее до отказа навинчивают пруток-удлинитель.
217
Для регулировки выходного напряжения применен переменный проволочный резистор ППБ-1В, однако можно использовать и другой резистор, сопротивление которого не превышало бы 150 Ом.
В генераторе применены конденсаторы КТ-la (Cl—С4), К50-6 (C/J), КМ -\С15) и КЛС (остальные). Все постоянные резисторы, кроме R10 — ВС-0,125, (МЛТ-0,125, МЛТ-0,25 и т. п.). Резистор R10— МОН-0,5, при необходимости его можно изготовить самостоятельно, намотав, например, отрезок провода ПЭВ-2 диаметром 0,06 мм на корпус резистора МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 Ом. Отрезок провода длиной 790 мм складывают вдвое и закрепляют петлю на резисторе каплей расплавленной канифоли. После намотки концы припаивают к выводам резисторов.
В приборе можно использовать любой полевой транзистор серии КПЗОЗ и любые маломощные кремниевые высокочастотные транзисторы.
Статический коэффициент передачи тока транзисторов V4 и V6 должен быть не менее 60, транзистора V5 — не менее 30. Диод VI — любой кремниевый высокочастотный.
Рис. VII. 37
Катушки генератора L1 и L2 намотаны на ферритовых кольцах М1000НМ-А-КЮ X 6 Х 4,5 (внешний диаметр 10, внутренний — 6, высота 4,5 мм, феррит марки 1000НМ). Первая из них содержит 25 + 50 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм, вторая — 7+14 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм. Катушки L3 и L4 намотаны соответственно на Ферритовых стержнях М600НН-2-ССЗ, 5 X 20 (диаметр 3,5, длина 20 мм) и М600НН-3-СС2,8 X 12 (диаметр 2,8, длина 12 мм). Катушка L3 состоит из 10+20 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,25 мм, L4 — 4 + 8 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм.
Генератор качающейся частоты [6] предназначен для проверки и настройки трактов ПЧ.
Основные параметры
Частота основной настройки, кГц................................ 4€5
Амплитуда выходного напряжения, В ............................ 2,5
Выходное сопротивление, кОм................................ 2
Потребляемый ток, мА...............................^ ... . 3
Прибор (рис. VII.37) состоит из высокочастотного генератора (инвертор D1.4), эмиттерного повторителя (транзистор V6), низкочастотного генератора (транзистор VI и элементы Dl.l, D1.2) и формирователя синхронизирующих импульсов (инвертор D1.3).
Средняя частота определяется параметрами контура LI, С6, С8 и варикапами V3—V5. Необходимую девиацию устанавливают резистором R6.
Для синхронизации изображения на экране осциллографа используют импульсы положительной полярности, снимаемые с выхода D1.3.
В качестве катушки L1 можно использовать катушку фильтра ПЧ на 465 кГц от лампового радиоприемника.
218
Генератор на микросхемах [8]. Используя ОУ, можно собрать достаточно стабильный генератор импульсов треугольной и прямоугольной формы (рис. VII.38). Генератор состоит из интегратора, инвертора и компаратора. Интегратор представляет собой усилитель на ОУ А1, в цепь обратной связи которого включены времязадающие элементы R1, СЗ. Большой коэффициент усиления ОУ позволяет при подаче на его вход прямоугольных импульсов получить на выходе напряжение треугольной формы высокой линейности. С выхода интегратора напряжение поступает на вход инвертора, выполненного на ОУ А2. В цепь обратной связи этого ОУ включен делитель R2, R3. Коэффициент передачи инвертора равен отношению сопротивлений резисторов R3 и R2, взятому со знаком минус. Если сопротивления резисторов равны, коэффициент передачи равен единице, а напряжение на выходе обратно по знаку входному.
Когда напряжение на выходе инвертора уменьшится до определенного значения, уровень выходного напряжения на выходе компаратора (ОУ АЗ) станет положительным и, попадая на вход А1, будет вызывать уменьшение напряжения на его выходе. На выходе инвертора будет наблюдаться обратная картина. Когда напряжение достигнет второго уровня щается процесс
01 4Jmk*108
+Г"
I
9
R5 27 +6,3 В
СЗ 0,01мк
5
6 к Выход2 ВыходЗ
AZ
А1
10
И* R2
А1-АЗ
R6
27
А1-АЗ ф КМУД1А \С2\47мк*10В
04 1800
IR4' I300
R8I ЯМ
-6,3В
сравнения, компаратор возвра-в исходное состояние и весь повторяется.
01
R1 2,7к
юк V
' Рис. VII. 38
Рис. VII. 39
Таким образом, на выходе 1 получают треугольное напряжение, на выходе 2 — также треугольное, но обратного знака, на выходе 3 — напряжение прямоугольной формы.
Частота колебаний приблизительно определяется соотношением f « Q,75/R1C3 (при равенстве сопротивлений резисторов R2, R3 и R7, R8). Максимальная рабочая частота ограничена инерционными свойствами ОУ и равна 500 кГц. Минимальная рабочая частота определяется емкостью конденсатора СЗ и сопротивлением резистора Rlt которое не должно превышать 100 кОм. Сопротивление нагрузки не должно быть менее 5 кОм, а емкость не более 100 пФ.
При использовании элементов и деталей, номиналы которых указаны на схеме, частота выходных импульсов — 7500 Гц.
Генератор прямоугольных импульсов [17] можно использовать для проверки различной аппаратуры. Схема генератора (рис. VII.39) очень проста. При отсутствии кварцевого резонатора вместо него можно использовать конденсатор емкостью от.240 пФ до 1 мкФ. В этом’случае генератор будет выдавать импульсы с частотой следования от 600 до 2000 Гц. При уменьшении индуктивности катушки L1 увеличивается нижняя предельная частота устойчивой работы генератора.
При использовании кварцевых резонаторов на другие частоты изменится соответственно и частота следования импульсов. Генератор можно собрать только на двух элементах микросхемы D1, не используя D1.3. Этот инвертор желательно установить для того, чтобы уменьшить влияние нагрузки на генератор. Питать такой генератор можно от любого источника напряжением 5... 10 В. Микросхемы К133ЛАЗ можно заменить любой, имеющей элементы И—НЕ.
Функциональный генератор на микросхеме [36]. Логическая микросхема на МОП-транзисторах с дополнительной симметрией позволяет построить генератор, дающий прямоугольные, треугольные и синусоидальные колебания (рис. VII.40). В зависимости от емкости конденсатора СЗ частоту генерируемых колебаний можно изменить в пределах от 35 до 3500 Гц. Основу генератора составляет компаратор на элементах D1.1 и D1.2. С выхода компаратора
219
сигнал поступает на интегратор (СЗ, R6, D1.5). Элемент D1.4 используют как нелинейный усилитель. Регулируя уровень входного напряжения резистором R7 на входе элемента D1.4, добиваются получения на его выходе синусоидальных колебаний. Потенциометр R1 служит для получения симметричных колебаний, частоту импульсов меняют резистором R6.
Функциональный генератор на логической микросхеме [2] предназначен для настройки и проверки низкочастотной аппаратуры, позволяя получать ряд фиксированных частот (всего 32). В первом поддиапазоне получают частоты 20; 27; 36; 47; 63; 84; 112 и 150 Гц. Во втором, третьем и четвертом соответственна
в десять, сто и тысячу раз выше. На выходе генератора (рис. VI 1.41) — разъемы ХЗ—Х6 — получают все необходимые напряжения для проверки всех ступеней усилителя 34 — выходного каскада, со входа звукоснимателя, микрофонного входа. Для генерирования прямоугольных и треугольных импульсов в генераторе используют замкнутую релаксационную систему из интегратора и компаратора, а напряжение синусоидальной формы получают, преобразуя треугольные импульсы.
R2 7t5*
D1.2
m.1
R3 5,6*
R45,1*
&
&
i| R9 6,8* S1 1 RfO R7\ “ 510\ 71 £+
R19 3*
R63,9k
20
27 '
36
47
63 1*
84100
112 10
32 С1 \\470 02^700.
R16* 240к
R18\
390 |
V3 КТ3155
+5В
R24 Й лг is* И №
V4
$*
V5
100м*х108
+в 300 —о ZJ
30
Х4
FW-
R19
2,4*
г
ЬХ1 ъ X
IX К1ЛБ558
V1,V4tV5 КД522А
\R17
Х2
N Л®*
R25\/t
R26 [820V ' R27 \91 ]R2 470
Х5
1
хе
X
7
4
Рис. VII. 41
Компаратор выполнен на двух элементах микросхемы DI (D1.1 и D1.2). На транзисторе V3, элементе D1.3 и конденсаторах С1—С4 построен интегратор. Элемент D1.4 и диоды V4 и V5 служат для преобразования напряжения треугольной формы в синусоидальную.
В генераторе использованы резисторы МЛТ, МТ, конденсаторы МБГП-3, МБМ, К50-3, К50-6, К40П-2, КСО. Сопротивления резисторов R6, R9-—R15 и емкость конденсаторов С1—С4 должны быть подобраны с точностью — 5 %. Подстроечные резисторы СПЗ-1Б.
Генератор налаживают с помощью осциллографа. Переключатель S1 устанавливают в нижнее положение, соответствующее самой высокой частоте, а пе
220
реключатель S2 — в среднее положение. Осциллограф подключают к гнезду XI и проверяют наличие прямоугольных колебаний. Верхний уровень должен соответствовать 3,5...3,7 В, а нижний — 0,2 В. Если этого не наблюдается, проверяют напряжение в гнезде Х2. Если уровень низкий — 0,2 В, уменьшают сопротивление резистора R1 и наоборот. Симметричности пилообразных колебаний добиваются подбором- резистора R8*t а синусоидальных — резистором
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аблязов Вту Назаренко М., Руденко Б. Импульсный вольтметр.— Радио, 1976, № 3, с. 44, 45.
2. Ануфриев Л. Простой функциональный генератор.— Радио, 1980, № 11, с. 42—44.
3. Буцыкин О., Павлов В. Вольтметр с линейной шкалой.— Радио, 1979, №11, с. 45—47.
4. Гаврилов А., Мурзин Ю., Соколовский М. Перестраиваемый генератор прямоугольных импульсов.— Радио, 1977, № 8, с. 48.
5. Гавриленко В., Шаров К., Щербаков Б. Аналоговый частотомер.— Радио, 1979, № 8, с. 56, 57.
6. Генератор качающейся частоты.— Радио, 1980, № 8, с. 58.
7. Гижа И. Громов В. Генератор секундных импульсов.— Радио, 1977, № 8, с. 46.
8. Гижа И. Генератор на микросхемах.— Радио, 1976, №. 11, с. 59.
9. Измеритель емкости.— Радио, 1978, № 6, с. 61.
10. Измеритель емкости на ОУ.— Радио, 1980, № 6, с. 58.
11. Кирсанов В. Прибор для проверки танзисторов.— Радио, 1980,№ 1, с. 45.
12. Конягин В. Омметр с линейной шкалой, — Радио, 1976, № 8, с. 46.
13. Копанев В. Генератор на диоде.— Радио, 1976, № 5, с. 59.
14. Лексин В., Лексин В. Комбинированный измерительный прибор.— Радио, 1980, № 1, с. 55, 56.
15. Логические пробники.— Радио, 1977, № 5, с. 28—30.
16. Логические пробники.— Радио, 1980, № 3, с. 30—32.
17. Мазыра Л. Генератор импульсов.— Радио, 1977, №11, с. 43.
18. Межлумян А. Прибор для проверки полевых транзисторов.— Радио, 1977, № 12; с. 39.
19. Мешалкин Ю. Генератор прямоугольных импульсов.— Радио, 1977, №5, с. 47.
20. Овечкин М. Низкочастотный измерительный комплекс.— Радио, 1980, № 4, с. 46—48.
21. Овечкин М. Простые генераторы на микросхемах.— Радио, 1979, № 7, с. 31.
22. Петров В., Соболев С.,. Терлецкйй В. Стрелочный частотомер-измеритель емкости.— Радио, 1976, № 10, с. 47.
23. Покатаев В. Испытатель операционных усилителей.— Радио, 1978, №3, с. 29.
24. Простой частотомер.— Радио, 1980, № 5, с. 61.
25. RC-генератор с емкостной настройкой.— Радио, 1979, № 4, с. 58.
26. Смирнов Л. Резонансный волномер.— Радио, 1976, № 8, с. 47.
27. Соловьянов Н. Формирователь импульсов большой длительности,— Радио, 1976, № 9, с. 39.
28. Степанов Б. Генератор 34 на одной микросхеме.— Радио, 1979, № 3, с. 55.
29. Степанов Б., Фролов В. Измерительный комплекс. Измеритель нелинейных искажений.— Радио, 1979, № 6, с. 49—62.
30. Степанов Б./ Фролов В. Измерительный комплекс. Испытатель маломощных транзисторов.— Радио, 1976, №11, с. 52—54.
31. Степанов Б., Фролов В. Измерительный комплекс. Милливольтметр переменного тока.— Радио, 1977, № 2, с. 53—55.
32. Ткачев В. Простой испытатель транзисторов.— Радио, 1978, № 3, с, 59.
221
33. Угоров В. Простой генератор НЧ и ВЧ.— Радио, 1978, № И, с. 28—30.
34. Универсальный LC-генератор.— Радио, 1979, № 5, с. 58.
35. Фролов В. Измерительный комплекс. Генератор сигналов высокой частоты.— Радио, 1977, № 12, с. 49—52.
36. Функциональный генератор на микросхемах.— Радио, 1978, № 8, с. 60.
37. Черников В. Измеритель емкости электролитических конденсаторов.— Радио, 1980, № 12, с. 54.
38. Широкодиапазонный измеритель RLC.— Радио, 1980, №9, с. 61.
Глава VIII ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
1. БЛОКИ ПИТАНИЯ ТРАНЗИСТОРНОЙ АППАРАТУРЫ
Маломощный блок питания [20] предназначен для питания от сети портативных транзисторных приемников, измерительных приборов и других маломощных устройств. Трансформатор Т1 (рис. VIII. 1) имеет коэффициент трансформации равный 1 и служит только как разделительный для создания безопасности пользования блоком питания. Ограничителем сетевого напряжения служит цепочка R1C1. В табл. VIII. 1 приведены данные для двух вариантов исполнения блока питания. В первом из них на выходе блока при напряжении 9 В можно питать нагрузку, потребляющую 50 мА; во втором варианте при том же напряжении на выходе можно получить ток до 20 мА. В первом варианте блока сердечник трансформатора стержневой, его набирают из Г-образных пластин. Обмотки размещают на противоположных стержнях. Если при приеме мощных станций будет прослушиваться фон переменного тока, следует перевернуть вилку XI в сетевой розетке либо заземлить общий плюсовой провод блока.
Рис. VIII. 1
Рис. VIII. 2
Малогабаритный выпрямитель [14] ного приемника второго класса.
предназначен для питания транзистор-
Основные параметры
Ток нагрузки, мА...................... .......... 70
Напряжение на выходе. В....-........................... 9
Коэффициент стабилизации........................ ; . 100
Напряжение пульсаций, мВ............................... 5
Стабилизатор выпрямителя (рис. VIII.2) защищен от перегрузок вовремя короткого замыкания на выходе или в нагрузке. Для уменьшения габаритов трансформатор Т1 выполнен на сердечнике из пластин Ш6 при толщине набора 40 мм. Обмотка / содержит 3200 витков провода ПЭВ-1 — 0,1 с прокладками из конденсаторной бумаги через каждые 500 витков, обмотка II имеет 150 витков ПЭВ-1 — 0,2. Между обмотками 1 и II намотан один слой провода ПЭВ-1 — 0,1, служащий экраном. Максимальный ток нагрузки (до 1-20 мА) можно увеличить, если вместо транзистора МП 16 (V5) установить П213, резисторы Rl, R2 и R3 заменить соответственно на резисторы сопротивлением 220 Ом, 2,2 кОм
222
Таблица VIILI
Обозначение по схеме (рис.VIII.1) Вариант 1 Вариант 2
Т1 Сердечник 6,5 X10, окно 25x11 мм. Обмотки содержат по 850 витков провода ПЭЛ диаметром 0,22 мм Сердечник Ш6х8, окно 6x15 мм. Обмотки содержат по 1100 витков провода ПЭЛ диаметром 0,12 мм
С1 2,0x300 В 0,5x300 В
VI Д815Г Д814Г
V2 Д815Г Д814Г
С2 400,0X15 В 80,0X15 В
R2 51 Ом 0,5 Вт 150 Ом 0,25 Вт
а 820 Ом, а трансформатор Т/ заменить на более мощный с напряжением в обмотке II 12... 14 В (ТВК от телевизора).
Выпрямитель для питания логических микросхем [2L Многие логические
микросхемы питаются напряжением 5 В. Выпрямитель со стабилизатором па ОУ (рис. VIII.3) состоит из понижающего
трансформатора TI, выпрямителя на диодной сборке VI со стабилизатором на транзисторе V2 и ОУ AL Трансформатор Т1 — готовый, от магнитофона «Электрони-ка-301». Вместо него можно применить любой другой с напряжением на обмотке II 8...10 В.
Источник питания для измерительного прибора на микросхемах [1]. Питание несложных измерительных приборов (аво-метров, генераторов и пр.) можно осуществить от несложного источника питания
А1 К1УТ401А V2 КГ9И5 // КД906А
Рис. VIII. 3
(рис. VIII.4). Особенность этого блока
питания состоит в том, что сетевой трансформатор вместе с балластными цепями R3C1 и R1C2 работает в режиме генератора тока, т. е. обладает большим внутренним сопротивлением. Это позволило непосредственно после выпрямителя (V2—V5) включить стабилитрон VI и таким образом осуществить первую ступень стабилизации напряжения. Дальнейшая стабилизация происходит в электронном стабилизаторе на транзисторах V6—V9. В качестве опорного источника использован эмиттерный переход транзистора V8. Регулирующий каскад собран на транзисторах V6, V7, V9, включенных по схеме составного эмиттерного повторителя. Керамический конденсатор С6 предназначен для снижения выходного сопротивления стабилизатора на высоких частотах.
Трансформатор Т1 имеет магнитопровод Ш10 X 15. Обмогка I содержит 2600 витков, а обмотка II — 1300 витков провода ПЭЛ-2— 0,08.
Источники питания варикапа [21]. Для питания варикапов требуется стабилизированное напряжение, которое можно менять от 0 до 40 В. Если варикапы
223
используют в аппаратуре с низковольтным питанием, необходим специальный преобразователь напряжения (рис. VIII.5). На микросхеме D1 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования 90 кГц. Транзистор VI ра-
Рис. VIII. 4
К варикапу ^О...д9В
L1
К источнику питания С 1 ^0,01 мк
V1
М.д „ П307Г
М.1 М.2
R2 3,9k Ядввк
D1К1/1Б553
V3-V5 Д813
Рис. VIII. 5
2 ' R11к
10мк *100в _
С310мк*50В
& а
ботает в ключевом режиме на индуктивную нагрузку. В момент переключения транзистора на катушке L1 возникают импульсы, выпрямляемые диодом V2. Постоянное напряжение стабилизировано параметрическим стабилизатором R2, V3—V5, с которого и подается на варикапы.
Катушка L1 намотана на двух сложенных вместе кольцах КЮ X 6 X 3 из феррита 600 НН. Обмотка состоит из 200 витков провода ПЭВ-2 — 0,1. Преобразователь следует экранировать, так как он является источником радиопомех. Микросхема D1 питается непосредственно от источника 12 В через ограничительный резистор сопротивлением 270 Ом (на схеме не показан). Для пре-
к 22
дохранения транзистора от перегрузок в цепь базы следует включить токоограничивающий резистор сопротивлением I кОм и мощностью рассеяния 0,25 Вт.
Сетевой блок питания для транзисторной аппаратуры [6], схема которого изображена на рис. VII 1.6, имеет малые габаритные размеры и массу, высокий
КПД. Сетевое напряжение понижается конденсатором Clt выпрямляется диодным мостом (VI—V4) и затем преобразуется двухтактным трансформаторным преобразователем (транзисторы V6t V7). Со вторичных обмоток трансформатора ТI (на схеме показана только одна) снимают необходимое переменное напряже
224
ние. Конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения. Рабочая частота преобразователя около 3 кГц. Трансформатор Т1 разъединяет нагрузку и сеть, а так как частота преобразования достаточно высокая, габаритные размеры трансформатора невелики.
Напряжение со вторичной обмотки выпрямляется мостовым выпрямителем (V8—VII), Пульсации сглаживаются конденсаторами СЗ, С4. На выходе получают два разнополярных напряжения по 6,8 В, стабилизированных стабилитронами V12, V13. Ток нагрузки до 350 мА.
Магнитопровод трансформатора Т1 ленточный, тороидальный, из пермаллоя 79 НМ. Размеры магнитопровода 40 X 30 X 10 мм, толщина ленты 0,1 мм.
Обмотки 1—2 и 6—7 содержат по 20 витков провода ПЭВ-2 — 0,1, обмотка 3—5 имеет 2 X 100 витков провода ПЭВ-2 — 0,2 и 8—10 — 2 X 30 витков провода ПЭВ-2 — 0,31. В трансформаторе можно использовать стандартные сердечники ОД 25/40-6,5, ОЛ 28/40-10. Транзисторы V6, V7 следует установить
на радиаторы площадью около 20 см2, конденсатор С1 должен иметь рабочее напряжение не менее 400 В.
Стабилизированный источник питания [17]. Для налаживания и испытания различных устройств, собранных на микросхемах и транзисторах, требуется источник питания с широким диапазоном регулирования выходного напряжения при значительно изменяющихся токах нагрузки.
Основные параметры
Сетевое напряжение, В.......................................
Коэффициент стабилизации..................*.................
Пределы регулирования выходного напряжения,.................
Ток нагрузки, А..............•..............................
Двойная амплитуда напряжений пульсаций, мВ..................
Выходное сопротивление, Ом . . * . .........................
Максимальный ток нагрузки, А................................
220+'0 %
100
0...27
0,5
1,0
0,05
0,6
Такой источник питания (рис. VIII.7) снабжен защитой от перегрузки. Выходное напряжение стабилизировано. В качестве трансформатора Т1 использован переделанный трансформатор кадровой развертки от телевизора «Старт-3». Вторичная обмотка удалена, а вместо нее намотана другая. Секции Па и II г содержат по 215 витков провода ПЭВ-2 — 0,38, а II б и II в — по 200 витков того же провода. Обмотка III состоит из 28 витков провода ПЭВ-2 — 0,31. Трансформатор Т1 можно изготовить самостоятельно. Магнитопровод Ш-образный с сечением среднего стержня 4 см2 (Ш 20 X 20). Первичная обмотка состоит из 2600 витков провода ПЭВ-2 — 0,16. Данные остальных обмоток можно оставить без изменения.
Переменный резистор R10 должен иметь мощность рассеяния не менее 1 Вт (СПО-1). Герконовое реле К1 выполнено на герконе КМ-2, катушка его намотана
225
проводом ПЭВ-2 — 0,51 в один слой на бумажной гильзе диаметром 4 и длиной 21 мм. Лампа HI — типа МН 14 (2,5 В; 0,16 А) служит индикатором перегрузки. Герконовое реле, лампу Н1 и обмотку III трансформатора TI можно не использовать, если вместо стабилитрона V8 включить светодиод АЛ307 с любым буквенным индексом. Сопротивление резистора /?2вэтом случае должно быть равно 2,2 Ом. Свечение светодиода будет свидетельствовать о перегрузке стабилизатора. <
Транзисторы VI0 и VII должны иметь статический коэффициент передачи тока Я21Э > 50. Транзисторр V9 следует установить на радиаторе площадью не менее 300 см2.
Налаживание стабилизатора начинают с того, что вместо резистора R11* включают переменный резистор сопротивлением 1 кОм и устанавливают его движок на максимальное сопротивление. Движок резистора R10 должен находиться в нижнем (по схеме) положении. Включают стабилизатор и, вращая движок переменного резистора, установленного вместо резистора R11*, устанавливают
Рис. VIII. 8
выходное напряжение 27 В. После этого измеряют сопротивление действующей части переменного резистора и вместо него включают резистор R11* с постоянным сопротивлением, равным измеренному.
Далее подбирают сопротивление резистора R2, подключая к выходу вместо нагрузки амперметр постоянного тока со шкалой на 1 А. Отматывая витки провода резистора R2, устанавливают по амперметру ток 0,6 А. Резистор R6* подбирают так, чтобы в верхнем по схеме положении движка резистора R10 выходное напряжение было равно нулю. Подбирая число витков обмотки герконового реле KI и перемещая геркон внутри катушки, устанавливают требуемый ток срабатывания этого реле. Выходное сопротивление оценивают, измеряя разность напряжений холостого хода и напряжения при максимальной нагрузке.
Выпрямитель для питания усилителя 34 [16] отличается от обычных выпрямителей тем, что в нем применены два последовательно включенные .стабилизатора (рис. VIII.8). Один стабилизированный выпрямитель на 40 В работает непосредственно на нагрузку, другой, напряжением 5 В, включен последовательно с ним, что дает стабилизированное напряжение в 45 В.
Трансформатор питания выполнен на магнитопроводе Ш Гб X 32. Обмотка 1—2 содержит 1240 витков провода ПЭВ-2 — 0,28, обмотка 3—4 — 245 витков провода ПЭВ-2 — 0,8 и обмотка 5—6, 7—8 по 36 витков провода ПЭВ-2 — 0,27.
2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ
Простое зарядное устройство [15] предназначено для зарядки аккумуляторов емкостью до 1980 Кл (55 А г ч) и автоматического поддержания зарядного тока на заданном уровне. Принцип работы устройства (рис. VIII.9) основан на перераспределении напряжения питающей сети между последовательно включенными конденсатором и первичной обмоткой трансформатора. В процессе заря-
226
да напряжение на зажимах аккумуляторной батареи увеличивается, а зарядный ток уменьшается. При этом приведенное сопротивление первичной обмотки возрастает, падение напряжения на первичной обмотке увеличивается, что, в свою очередь, приводит к росту напряжения на вторичной обмотке и соответственно тока заряда. Вследствие этого зарядный ток поддерживается на установленном уровне.
Для того чтобы устройство могло обеспечить зарядный ток до 5,5 А, мощность трансформатора не должна быть менее 160... 170 Вт. Можно использовать подходящий трансформатор от телевизоров. Площадь сечения магнитопровода трансформатора должна быть 18 см2 или более (если магнитопровод ленточный, то минимальная площадь сечения 10 см2). С катушки надо снять все вторичные обмотки и намотать новую проводом ПЭВ-2 — 1,4. Напряжение на каждой из половин этой обмотки на холостом ходу должно быть примерно 27 В. Число витков каждой вторичной полуобмотки можно подсчитать, если число витков первичной обмотки на 220 В умножить на коэффициент 0,12 (27/220).
Вторичную обмотку можно наматывать и без вывода от середины. В этом случае общее число витков ее должно быть равно числу витков полуобмотки,
Рис. VIII. 9
Рис. VIII. 10
но диаметр провода следует выбрать не менее 2 мм. Выпрямитель собирают по мостовой схеме из четырех диодов.
Кроме указанных на схеме, можно использовать диоды Д234, Д244.
Диоды необходимо устанавливать на радиаторы с площадью поверхности не менее 100 см2 (на каждый диод). Конденсаторы С1 и С2 — МБГП на рабочее напряжение 600 В. Каждый из них представляет собой набор из конденсаторов меньшей емкости. Амперметр Р1 может быть любой, рассчитанный на постоянный ток до 6 А.
Переключатель S1 (тумблер ТВ2-1) служит для выбора зарядного тока. В положении 1 зарядный ток равен 5,5 А (для батареи 6СТ-55), а в положении 2 — примерно в два раза меньше. Соответствующим выбором емкостей конденсаторов можно получить любое значение зарядного тока.
Налаживание зарядного устройства сводится к подбору конденсаторов С1 и С2. Переключатель устанавливают в положение 1. Разряженную батарею аккумуляторов 6СТ-55 подключают к устройству и измеряют ток заряда. Если ток меньше номинального — 5,5 А (0,1 от номинальной емкости батареи, выраженной в ампер-часах), увеличивают емкость конденсаторов С1 и С2, добавляя параллельно каждому из них добавочные конденсаторы емкостью 0,25...0,5 мкФ. Включать зарядное устройство без нагрузки не следует во избежание пробел конденсаторов.
Зарядное устройство [10]. Частичное восстановление сильно сульфатированных пластин автомобильных аккумуляторов и их зарядку можно произвести с помощью зарядного устройства (рис. VIII. 10). Такое восстановление производят асимметричным током с соотношением зарядного и разрядного токов 10/1 в отношением длительности импульсов этих токов 1/2.
Основные параметры
Импульсный ток, А:
зарядный......................'.............;.............. 5
разрядный............................................. 0,5
Напряжение, В:
на вторичной обмотке трансформатора Т1................... 21
на выходе (при номинальном токе) . ...................... 13. ..15
227
Разрядный ток устанавливают подбором резистора R4*, зарядный — переменным резистором R1. Амперметр Р1 будет показывать примерно 1/3 от амплитуды зарядного тока.
. В устройстве использован трансформатор ТС-200 от телевизоров. Вторичные обмотки снимают и проводом ПЭВ-2 — 1,5 наматывают новую с числом витков 37 + 37. Транзистор V5 устанавливают на радиатор площадью 200 см2.
Зарядное устройство на тринисторе [4]. Зарядку аккумуляторов током, не превышающим 2,25 А, можно,производить с помощью устройства на тринисторе (рис. VIII. 11). При достижении некоторого значения напряжения, задаваемого цепью R2, VI, V2, зарядное устройство автоматически отключается от аккумулятора. Образцовое напряжение на аккумуляторе сравнивается в начале каждого положительного полупериода, когда тринистор V4 еще закрыт. При подключении к зарядному устройству разряженной батареи аккумуляторов, тринистор V4 открывается в моменты времени, близкие к началу каждого положительного по-полупериода тринистор закрыт. По мере заряда аккумуляторов напряжение на них увеличивается, и тринистор открывается позже, ближе к середине полупериода. Закрывается тринистор в конце положительного полупёриода, когда напряжение на вторичцой обмотке трансформатора Т1 становится Меньше напряжения на аккумуляторной батарее. Сравнение напряжений происходит в цепи управляющего электрода тринистора V4.
Напряжение на выходе устройства зависит от параметров тринистора, и, если оно окажется меньше необходимого, подбирают тринистор.
исходя из 'значения зарядного тока и на-
пряжения 20 В на вторичной обмотке.
лупериода. В течение отрицательного
Т1 47
§
г V4 'КУ202Е
^Д815Г Щ#
V2 5?
Д226Г
13,5В
5 заряжаемой 5атарее>
Рис. VIII. 11
Трансформатор Т1 рассчитывают,
3. ВЫПРЯМИТЕЛИ НА НЕСКОЛЬКО НАПРЯЖЕНИЙ
Простой двуполярный блок питания [23]. Питать бестрансформаторные усилители 34, устройства на ОУ можно от двуполярного стабилизированного источника (рис. VIII. 12).
Рис. VIII. 12
228
Основные параметры
Выходное напряжение, В......... ..................... 14...20
. Максимальный ток нагрузки, А.............,........... 0,15...2,5
Коэффициент стабилизации при токе нагрузки 0.8 А, раз 300
Выходное сопротивление, Ом........................... 0,06
Пульсации переменного напряжения, мВ..........* . . * 15
Ток короткого замыкания, А:
верхнее плечо ...... .......♦ 0,15
нижнее плечо ...................................... 0»2
Резисторы /?5 и RH служат для установки тока срабатывания защиты. Транзисторы V5, V9 должны быть установлены на радиаторы площадью 200 см2. Лампа4/// сигнализирует о включении стабилизатора, лампа Н2 служит индика»
R2 6.dK
?//?/-« -
R3 68к
Рис. VIII. 13
Т1
у1 УЗКП1ОЗЛ Д226Б R11OO 01,02 \^к*15В
м___
•СЕ Д818Г
V5 M~z -_______
Д226Б 110 Д811
CZ^F 1&Д811
г ULa 2"
/Г
Я
03,04 V7-V10 4000мк*15В Д305
________^04
V12 R7 R8 П210Б^51 3,3к\ "wi A S тозА^у V/ ya
R9*
3£К
9
R8 300
R12 \2,2к
07
500мк*
*10В
Ю
А1К1УТ401Б I IW
Общий
тором перегрузок одного или обоих плечей стабилизатора.
Транзисторы V5, V9 имеют коэффициент передачи тока не менее 30, V6 и V8 — не менее 90, a V7, V10 — не менее 50.
Трансформатор питания Т1 собран на сердечнике Ш20 X 40 (окно 17 X X 26 мм). Первичная .обмот-
ка / содержит 1500 витков провода ПЭВ-2 — 0,27 с отводом от 840-го. витка, вторичная обмотка II имеет 2 X 180 витков провода ПЭВ-2 — 0,72 с отводом от 45-го витка для питания сигнальных ламп. Реле К1 и К2 типа РЭС-9 (пас-
А2 К1УТ4О1Б
9
W КТ803А
06 "4700 1713 КТ602А
08 500мк*
*10В
<ss
порт PC4.524.200). Лампы Hl и H2 ~ CM37.
Двуполярный блок питания [22] предназначен для обеспечения работы разнообразных устройств, собранных на транзисторах и микросхемах. •
к
Основные параметры
Выходное напряжение каждого плеча, В...................... 0,7...5,5
Максимальный ток нагрузки, А . ........................... 2,5‘
Коэффициент стабилизации.................................. 1200
Выходное сопротивление, Ом: при токе нагрузки 0,5 А ................................... 0,01
при токе нагрузки 2,5 А........0,016
Двойная амплитуда пульсаций выходного напряжения (при токе нагрузки 2,5 А), В........................................ 2
Блок питания (рис. VIII. 13) состоит из одного общего выпрямителя (V7— V10) и двух взаимно зависимых компенсационных стабилизаторов, выполненных по последовательной схеме (Vll, VI2f Al и V13t V14t А2). Одним стабилизато
229
ром управляет сигнал с узла сравнения (V3) выходного и образцового напряжений. Для управления другим стабилизатором используется сумма выходных напряжений стабилизаторов.
Источником образцового напряжения для верхнего (по схеме) стабилизатора служит параметрический стабилизатор на стабилитроне V4 с последовательно включенным токостабилизирующим элементом (полевой транзистор V3). Источником образцового напряжения для нижнего плеча является выходное напряжение верхнего плеча на резисторном делителе R12, R13, R14 и в виде разности абсолютных значений поступает на инвертирующий вход ОУ А2. Усиленный разностный сигнал поступает на регулирующий элемент (V13, V14) и изменяет его сопротивление.
Указанные параметры блока питания можно получить, если использовать ОУ с коэффициентом усиления 10 000 (при разомкнутой цепи обратной связи) и транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока Я21Э > 50.
+28
R7*24O V14-V17 fflOS
Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш 28 X 42. Обмотка I содержит 900 витков провода ПЭВ-1 — 0,15, обмотки И б и II в — по 50 витков ПЭВ-1 — 1,0.
Дроссель L1 выполнен на магнитопроводе Ш16 X 40 без зазора. На каркас наматывают 150 витков в два провода ПЭВ-1 — 1,0 без изоляционных прокладок и включают получившиеся обмотки согласно схеме.
Выпрямитель на три напряжения [25]. Иногда возникает необходимость от одного источника питания получить напряжения порядка 6; 9 и 120 В. В схеме одного из таких источников напряжения (рис. VIII. 14) три стабилизированные выпрямителя, собранные по известным схемам. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛ16 X 25. Сетевая обмотка V содержит 1710 витков провода ПЭВ-1 -г 0,23, обмотка I (на 20 В) — 165 витков ПЭВ-1 — 0,3, обмотка II (на 150 В) — 1250 витков ПЭВ-1 — 0,2, обмотка III (на 15 В) — 125 витков ПЭВ-1 — 0,41 и обмотка IV (на 4 В) намотана проводом ПЭВ-1 — 0,41 и имеет 33 витка.
Блок питания усилителя 34 на микросхемах и транзисторах [26]. Блок питания (рис. VIII. 15) двуполярный, с защитой от перегрузок по уровню выходного тока в 1 или 3 А. Порог защиты изменяют переключателем S2. Напряжение — 18 В используют для питания выходных каскадов усилителя; .напряжение — 12 В служит для питания ОУ типа К140УД1Б. Однополярный маломощный выпрямиюль с простейшим стабилизатором используют для питания вспомогательных устройств усилителя (разделительные активные фильтры и др.). Трансформатор питания выполнен на тороидальном магнитопроводе внешним диамет-
230
Рис. VIII. 16
3£06LX 9Л
Рис. VIII. 15
ром 115 мм, внутреннем — 60 и высотой 40 мм. Его первичная обмотка содержит 880 витков провода ПЭЛ — 0,6 с отводом от 550-го витка, вторичная обмотка имеет 2 X 70 витков провода ПЭЛ — 1,5. Дроссель L1 намотан на Ш-образном магнитопроводе площадью сечения 1 см2 проводом ПЭЛ — 0,1 и имеет 1000 витков. Дроссель можно намотать на другом сердечнике и другим проводом, но при этом сопротивление его обмотки постоянному току не должно превышать 100... 120 Ом, а индуктивность должна быть возможно большей.
' Транзисторы VI5 и V22 следует установить на радиаторе площадью 200 .... 300 см2. Корпус транзистора следует изолировать от радиатора слоем бумаги, пропитанной эпоксидной смолой.
Блок питания для аналоговых и цифровых микросхем [8] состоит из трех стабилизированных выпрямителей, два из которых образуют двуполярный источник напряжения 12,6 В с раздельным регулированием (рис. VIII. 16). Регулировка производится подстроечными резисторами R6 и R9. Нижний (подсхеме) стабилизатор обеспечивает напряжение 5 В, которое также можно регулировать резистором R10.
Унифицированный трансформатор питания ТАН 59-127/220-50 можно заменить самодельным с магнитопроводом Щ. 12 X 20. Сетевая обмотка / на 220 В должна иметь 3000 витков провода ПЭВ-2 — 0,12, обмотка II— 180 витков ПЭВ-2 — 0,13, обмотка III — 220 битков ПЭВ-2 — 0,38 и обмотка IV — 70 витков провода ПЭВ-2 —0,41. Разное число витков в обмотках II и III при одинаковом напряжении на выходе плечей стабилизаторов в данной конструкции источника питания объясняется тем, что с верхнего (по схеме) плеча потребляется ток 60 мА, а с нижнего — 350 мА. Если по условиям эксплуатации эти токи должны быть равны, следует наматывать и равное число витков провода одинакового диаметра.
Источник питания для измерительных приборов [18]. Современные измерительные приборы могут быть собраны на транзисторах, операционных усилителях и цифровых микросхемах. Для питания таких приборов’ необходимо иметь источник напряжения, обеспечивающий минимум три напряжения: 5; 12 и 20 В. Один из вариантов такого источника питания (рис. VIII. 17) обеспечивает близкие к упомянутым значениям напряжения. Стабилизаторы на транзисторах V5 и VII снабжены защитой от короткого замыкания посредством стабилитронов V2 и V7. При коротком замыкании стабилитроны открываются и ограничивают коллекторный ток транзисторов. После устранения короткого замыкания устройство автоматически возвращается в рабочий режим.
В схеме использован готовый трансформатор ТВК-ПОЛМ-К (выходной трансформатор кадровой развертки от телевизоров). Диодные матрицы и V6 можно заменить диодами Д226, Д237 и др.
Налаживают блок питания подбором резисторов R1 и R4 до получения номинального люка в нагрузке.
Выпрямитель для питания лампово-полупроводникового трансивера [12] обеспечивает наряду с низковольтным напряжением для питания микросхем и относительно высокое напряжение для электронных ламп, устанавливаемых в усилителе мощности передатчика.
Схема выпрямителя (рис. VIII. 18) особенностей не имеет. Трансформатор питания собран на магнитопроводе ШЛ 25 Х32. Обмотка I содержит 950 витков провода ПЭВ-2 — 0,64, обмотка II — 1250 витков ПЭВ-1 — 0,33, обмотка III — 175 витков ПЭВ-1 — 0,25, обмотки IV и V — имеют по 75 витков провода ПЭВ-1 — 0,64 и обмотка VI состоит из 2 X 31 витков провода ПЭВ-2 — 1,12.
Транзисторы П213Б стабилизатора низковольтного источника ztz 12 В необходимо разместить на радиаторах площадью не менее 100 см2.
Регулятор к двуполярному источнику питания [24]. К стабилизированному источнику питания на 12 В можно добавить несложную приставку (рис. VIII. 19) и получить регулируемый источник питания на два разнополярных напряжения (±: 6 В). Максимальный ток источника стабилизированного напряжения должен быть не менее 2 А. Резистор R2 служит для изменения соотношений абсолютных значений выходных напряжений в пределах от 0,6 до 1,6. При равенстве выходных напряжений (отношение их равно 1) максимальный ток нагрузки каждого плеча может достигать 2 А. При разных значениях выходных напряжений выходной ток следует снизить. Так, при крайних значениях максимальный ток
232
V5
/11,8В
710 Д814В
Кб 1,1
61
Сеть
№
4,3к □
76 КД906А
+211 В #4*6
КД906А ч №51
С1^ 200мк*25В
-220В
С3 +I 200мк*25В\
R2 10
74 КС147А
V3 ,-—й =р Д814АВЗ 16к
ГТ402А
М14А
в
±Lc2 |
68mk*68'
^77Д814Г
^711
ГТ402А
Рис. VIII. 17
Н-£4
61
Т1
_
R2 100к\-\
«
/4,7В
-X---->
25мА
6 /16,5 в ----X----->
-№в
/\Д814в
]/g ~t_L-r .
1^814 В^ООмк*
1*158 I
С4
40мА
+11,53 -И—> Ji 05 I 1°мА' ^.00мк*15В
>/750В
КД202Р П
100 К \
>-6ДВ
>-6ДВ
ф С1100мкх450В
R4 2,5 к
R3 1,3К
-I X х|—
>/55 В
V22 + _
Г М17А Ж C3~Y
С2 100мк* *450/4958
л ЮОмк* *450В
------>/250 В
25 1712,1713 КС630А
>-45В
С4.С5
-L ЮОмкИООмкк -L-
Л“ *250/2908 +
R111,5к
220В
V 14-1717 КД202Р
С 8 0,01 мк
<
=£=^г
\Ю \120
R8 1,5к
Ж m П1<?7
W \\\J90
_L09 Ft
"Т" 0,01мк ЗА
tL^ ф
1000мк*25В
>/12В
R5
4,7к
200к ТН-0,2
S? г 7 718-1721 \,Д814Г
V5-V8 КД202Р V9 П21 ЗБ
V10 МП375
>-12В
Рис. VIII. 18
9 4<388
нагрузки каждого плеча не должен превышать 1 А. Операционный усилитель А1 сравнивает напряжение на выходе резисторного делителя напряжения RIR2R3 с напряжением на выводе Общий усилителя мощности (транзисторы V5t V6). Разница между этими напряжениями сводится к минимуму соответствующим изменением смещения на базе транзистора V3. Цепочка V1V2R4 служит для начальной установки этого смещения.
Операционный усилитель А1 должен иметь коэффициент передачи по напряжению при разомкнутой цепи обратной связи, равный 4,5 • 103, транзисторы V3, V5, V6 выбирают со статическим коэффициентом передачи по току более 40, a V4 — 100... 150.
Рис. VIII. 19
Если необходимо увеличить напряжения плечей приставки с 6‘ до 12 В, следует увеличить и напряжение питания до 24 В, а операционный усилитель А/ ваменить на-К1УТ401Б. При этом необходимо увеличить сопротивления резисторов R4 и R5 приблизительно в два раза.
4. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Экономичный стабилизатор переменного напряжения [28) предназначен для питания от сети электронной бытовой аппаратуры, потребляемая мощность которой не превышает 500 Вт при сетевом напряжении 220 В и 270 Вт при 127 В. Стабилизатор не только автоматически поддерживает выходное напряжение в пределах установленных допусков (+5...—10 %) от номинального при изменении напряжения сети от 175 до 255 В; но и автоматически включается при включении и выключается при выключении нагрузки. Стабилизатор не искажает формы кривой выходного напряжения, почти не создает помех и шума и не нагревается при работе на номинальную нагрузку. КПД стабилизатора 96 %, т. е. почти такой же, как у обычного трансформатора.
Основой стабилизатора (рис. VIII.20) является трансформатор вольт-добавки ТЗ, одна из обмоток которого постоянно включена последовательно с нагрузкой, а две другие автоматически переключаются в зависимости от напряжения сети.
Автомат включения и выключения собран на трансформаторе Tin герконовом реле К1- Реле питается от вторичной обмотки трансформатора через выпрямитель на диодах VI и V2. При включении нагрузки мощностью более 50 Вт появляется ток через трансформатор Т1, реле К1 включается и своими контактами К1.1 подключает к сети трансформатор Т2, который питает через выпрямители V3—V6 и V7—V10 два реле-регулятора, собранных на электромагнитных реле К2, К4 и КЗ, Кб. Подстроечные резисторы R2—R5 необходимы для настройки реле-регуляторов на срабатывание в определенных допусках изменяющегося напряжения сети. Контакты К2.1 и К4.2 переключают обмотки трансформатора вольт-добавки ТЗ, контакты реле КЗ и Кб служат для переключения питания на реле К2 и К4,
Стабилизатор помещен в металлический кожух с отверстиями для доступа к шлицам подстроечных* резисторов. Отверстий для вентиляции не требуется. На кожухе устанавливают розетку для включения нагрузки, колодки предохранителей и переключатель напряжения сети.
234
Данные трансформаторов приведены в табл. VIII.2. Трансформатор Т1 — выходной от приемника «Спидола»; первичная обмотка с отводом использована как вторичная. Межобмоточная изоляция — четыре слоя лакоткани. У трансформатора ТЗ обмотку I наматывают последней. Реле КЗ, Кб — типа РЭС-49
Рис. VIII. 20
(паспорт РС4.569.423), К2, К4 — РЭН-32 (паспорт РФ4.519.024), К1 — РЭС-55А (паспорт РС4.559.610).
Перед включением стабилизатора в сеть следует проверить его следующим
образом: при разомкнутых выводах
нагрузки сопротивление со стороны включения в сеть должно быть 2 МОм. При коротком замыкании на выходе стабилизатора сопротивление между штырьками сетевой вилки стабилизатора должно быть 1...2 Ом.
Налаживание стабилизатора сводится к установке построечных резисторов R2— R5 на требуемый диапазон ‘ стабилнза-
Таблица VIII.2
Обозначение на схеме (рис. VIII.20) Магнитопровод Обмотка Число витков Диаметр провода ПЭВ-2, мм
Т1 Ш8Х8 I II 20 2x350 1,2 0,18
Т2 Ш16Х18 1а 16 . II III 2050 2100 820 410 0,07 0,07 0,25 0,15
ТЗ Ш32Х40 I II III 116 220 800 1,2 0,31 0,31
Рис. VIII. 21
ции. Настройку следует производить при включенной нагрузке не менее 300 Вт.
Стабилизатор напряжения на микросхеме К142ЕН2 [3]. Микросхемы серии К142ЕН представляют собой стабилизаторы напряжения с регулируемым выход» ным напряжением и защитой от перегрузок. Такие микросхемы хорошо зарекомендовали себя в маломощных стабилизаторах при токах до 50... 150 мА.
9*
235
Однако, если необходимо питать нагрузку с током потребления, превышающим предельно допустимым для микросхем, стабилизатор приходится дополнять внешними регулирующими транзисторами.
В стабилизаторе, рассчитанном на ток нагрузки 0,5 А (рис. VIII.21) устройство защиты срабатывает при токе 1,1 А. В этот момент выходное напряжение стабилизатора уменьшается до 3 В. Возврат устройства в рабочий режим проис-
ходит при токе нагрузки, немногим меньше 1,1 А, однако эксплуатировать стабилизатор в этом режиме нельзя.
Ток короткого замыкания не превышает 70 мА. Коэффициент стабилизации при номинальном токе нагрузки равен 100. Если отключить нагрузку, выходное напряжение возрастает не более чем на 0,1 %.
Простой стабилизатор напряжения [7]. Питание современной аппаратуры на транзисторах и особенно на микросхемах требует стабилизированного источника. В одном из вариантов стабилизатора (рис. VI 11.22) выходное напряжение
5/
V1-V4
Д226Б
VI 44-44
V3
43-
Д817В
/?/П
F1 2А
V4 44
регулируют резистором R2 в пределах от 1 до 14 В рри токе до 1 А. Выходное сопротивление стабилизатора около 0,3 Ом, коэффициент стабилизации равен примерно 40, а напряжения пульсаций (при двухполупериодном выпрямлении первичного напряжения) не превышают 0,028 В. Стабилизатор защищен от перегрузки, автоматически возвращаясь в рабочий режим при снятии последней. Порог ограничения устанавливают резистором R3.
Статический коэффициент передачи по току регулирующего транзистора должен быть не менее 70, и этот транзистор необходимо установить на радиатор с эффективной площадью поверхности не менее 150 см2.
Стабилизатор переменного напряжения [13] предназначен в основном для питания телевизоров с потребляемой мощностью 150.,. 180 Вт (рис, VIII.23).
236
При нажатий на кнопку S1 на выходе появился переменное напряжение, зарядится конденсатор С1, и сработает реле Л/, контакты которого блокируют кнопку S7. При -положительной полуволне сетевого напряжения ток потечет через диод VI, стабилитрон V5, резистор R1 и диод V4. Параллельно с этим ток пойдет по верхней (по схеме) секции первичной обмотки трансформатора Т1, диод V6, регулирующий составной транзистор V10, У7/,-диод V9, нижней секции первичной обмотки трансформатора Т1.
Напряжение на верхней секции обмотки не может-быть больше значения, определяемого напряжением стабилизации стабилитрона V5, так как он подключен параллельно переходу эмиттер — база регулирующего транзистора и этой секции обмотки. Таким образом, повышение сетевого напряжения вызовет
только увеличение падения напряжения на регулирующем транзисторе, напряжение же на секциях первичной обмотки трансформатора не изме-
нится.
Таблица VIII.3
Выводы обмоток (рис. VIII.23) Число витков Диаметр провода ‘ ПЭВ-1, мм
1—2 375 0,69
2—3 58 0,69
5—9 214 0,51
7—8 157 0,41
9—10 23 0,45
11—12, 23 0,64
При смене полярности сетевого напряжения изменится направление токов в обмотках и будут включены другие диоды. Сумма же напряжений от двух секций останется постоянной, во вторичной обмотке напряжение не изменится, и на выходе устройства останется стабильным. При изменении сетевого напряжения от 185 до 235 В на нагрузке останется напряжение 220 В. Выходная мощность стабилизатора в основном определяется возможностями трансформатора Т1. При увеличении напряжения сети до недопус-’ тимых значений, напряжение на конденсаторе С1 тоже увеличивается, стабилитрон V17 входит в режим насыщения и открывается тринистор V18, реле шунтируется и отпускает якорь, отключая стабилизатор от сети.
В схеме использован стандартный трансформатор ТС-180-2, стабилитрон V5 — на напряжение ТЗО В (может быть собран из нескольких диодов, включенных после-
довательно). Сердечник трансформатора стержневой ленточный, магнитопровод СП 21 X 45. Намоточные данные приведены в табл. VIII.3. Обмотки, обозначенные штрихами, аналогичны основным (без штрихов).
Тринистор V18 можно заменить на КУ201*с любым буквенным индексом. Транзисторы следует установить на общий радиатор площадью 200 см2.
Налаживание сводится к установке напряжения срабатывания згщчтного устройства подбором резистора R3*.
Защита стабилизаторов [9]. Перегрузка стабилизированного выпрямителя при коротком замыкании в нагрузке или по другой причине обычно приводит к выходу из строя регулирующего транзистора. Защитить стабилизатор от перегрузки можно с помощью защитного устройства (рис. VIII.24).
Защитное устройство, входящее в стабилизатор блока питания, схема которого показана на рис. VIII.24, а, обладает высоким быстродействием и хорошей «релейностью», т. е. малым влиянием на характеристики блока в рабочем режиме и надежным закрыванием регулирующего транзистора V2 в режиме перегрузки. Защитное устройство состоит из тринистора V3, диодов V6, V7 и резисторов R2 и R3. В рабочем режиме тринистор V3 закрыт и напряжение на базе транзистора VI равно напряжению стабилизации цепочки стабилитронов V4, V5. При перегрузке ток через резистор R2 и падение напряжения на нем достигают значений, достаточных для открывания тринистора V3 по цепи управляющего электрода. Открывшийся тринистор замыкает цепочку стабилитронов V4, V5, что приводит к закрыванию транзисторов VI и V2.
Для лого чтобы восстановить рабочий режим после устранения причины перегрузки, нужно нажать и отпустить кнопку S1. При этом тринистор закроется, а транзисторы VI и V2 снова откроются. Резистор R3 и диоды V6, V7 защищают управляющий переход тринистора V3 от перегрузок по току и напряжению соот-
ветственно.
Стабилизатор обеспечивает коэффициент стабилизации около 30, защита срабатывает при токе, превышающем 2 А.
237
Транзистор V2 можно заменить на КТ802А, КТ805Б, а VI — П307, П309, КТ601, КТ602 с любым буквенным индексом. Тринистор V3 может быть любым из серии КУ201, кроме КУ201А и КУ201Б.
Стабилизатор блока питания, схема которого изображена на рис. VIII.24,б может быть защищен от перегрузок и коротких замыканий нагрузки добавлением всего двух элементов — тринистора V3 и резистора R5. Защитное устрой
МОДпров.) Q
Рис. VIII. 24
ство срабатывает, когда ток нагрузки превысит пороговое значение, определяемое сопротивлением резистора R5. В этот момент падение напряжения на резисторе R5 достигает напряжения открывания тринистора V3 (около 1 В), он открывается, и напряжение на базе транзистора V2 уменьшается почти до нуля. Поэтому транзистор V2, а затем и V4 закрывают, отключая цепь нагрузки.
Для возвращения стабилизатора в исходный режим нужно кратковременно нажать на кнопку S1. Резистор R3 служит для ограничения тока базы транзистора V4. Резистор R5 наматывают медным проводом. Выходное сопротивление стабилизатора можно уменьшить, если R5 включить так, как показано на схеме
238
штриховой линией. Если при включении стабилизатора будут наблюдаться ложные срабатывания, конденсатор С2 следует исключить из устройства. Максимальный ток нагрузки — 2 А.
Вместо транзистора П701А можно использовать КТ801А, КТ801Б. Транзистор V2 можно заменить на КТ803А, КТ805А, КТ805Б, П702, П702А.
Защитное устройство, изображенное на рис. VI 11.24, в, собрано на транзисторах VI и V2 (в его состав входят также резисторы R1—R4, стабилитрон V3, переключатель S1 и лампа накаливания Н1). Требуемое значение тока срабатывания устанавливают переключателем S1. В рабочем режиме за счет базового тока, протекающего через резистор R1 (R2 или R3), транзистор VI открыт и падение напряжения на нем невелико. Поэтому ток в базовой цепи транзистора V2 очень мал, стабилитрон V3, включенный в прямом направлении, и транзистор V2 закрыты.
С увеличением тока нагрузки стабилизатора падение напряжения на транзисторе VI увеличивается. ЕГ некоторый момент стабилитрон V3 открывается, вслед за ним открывается транзистор V2, что приводит к’закрыванию транзистора VI. Теперь на этом транзисторе падает почти все входное напряжение, и ток через нагрузку резко уменьшается до нескольких десятков миллиампер. Лампа Н1 загорается, указывая на срабатывание предохранителя. В исходный режим его возвращают, кратковременно отключая от сети. Коэффициент стабилизации — около 20.
Транзисторы VI и V7 установлены на теплоотводах с эффективной площадью теплового рассеяния около 250 см2 каждый. Стабилитроны V4 и V5 укреплены на медной теплоотводящей пластине размерами 150 X 40 X 4 мм. Налаживание электронного предохранителя сводится к подбору резисторов R1—R3 по требуемому току срабатывания. Лампа Н1 типа КМ60-75.
Электронно-механическое устройство защиты, схема которого изображена на рис. VIII.24, а, срабатывает в два этапа — сначала выключает питание электронного устройства, затем полностью блокирует нагрузку контактами R1.1 электромеханического реле KJ. Оно состоит из транзистора V3, нагруженного двухобмоточным электромагнитным реле К/, стабилитрона V2, диодов V/, V4 и резисторов R1 и R2.
Каскад на транзисторе V3 сравнивает напряжение на резисторе R2, пропорциональное току нагрузки стабилизатора, с напряжением на стабилитроне V2, включенном в прямом направлении. При перегрузке стабилизатора напряжение на резисторе R2 становится больше напряжения на стабилитроне, и транзистор V3 открывается. Благодаря действию положительной обратной связи между цепями коллектора и базы этого транзистора в системе транзистор V3 — реле К1 развивается блокинг-процесс.
Длительность импульса — около 30 мс (в случае применения реле РМУ, паспорт РС4.533.360СП). Во время импульса напряжение на коллекторе транзистора V3 резко уменьшается. Это напряжение через диод V4 передается на базу регулирующего транзистора V5 (напряжение на базе транзистора становится положительным относительно эмиттера), транзистор закрывается, и ток через цепь нагрузки резко уменьшается.
Одновременно с открыванием транзистора V3 начинает увеличиваться ток через коллекторную-обмотку реле К1, и через 10 мс оно срабатывает, самобло-кируется и отключает цепь нагрузки контактами К1.1. Для восстановления рабочего режима на короткое время отключают напряжение сети. Защита срабатывает при токе 0,4 А, коэффициент стабилизации равен 50.
В защитном устройстве, схема которого изображена на рис. VIII.24, д, используют динисторный оптрон V6, что повышает быстродействие защиты. При токе- нагрузки, меньшем порогового, электронный ключ на транзисторах VI—V3 открыт, индикаторная лампа Н1 горит, а оптрон выключен (светодиод не горит, фототиристор закрыт). Как только ток нагрузки достигнет порогового значения, падение напряжения на резисторах R5, R6 возрастает настолько, что включится оптрон, через фототиристор которого на базу транзистора VI поступит положительное напряжение, и электронный ключ закроется. В рабочее состояние устройство возвращают кратковременным нажатием на кнопку St. Напряжение на нагрузке возрастает медленно, со скоростью зарядки конденсатора С1. Это устраняет броски тока, вызывающие либо ложное срабатывание защиты, либо выход из строя деталей нагрузки при включении питания.
239
Порог срабатывания устанавливают резистором R5. Для транзисторов V2t V3 требуется теплоотвод площадью 100...200 см2. Максимальный ток нагрузки 5 А, минимальный ток срабатывания 0,4 А. Этот стабилизатор можно использовать для питания усилителей звуковой частоты.
5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
Преобразователь напряжения с 4,5(9) на ± 15 В [5] предназначен для получения от однополярного источника 4,5...5 В двуполярного напряжения ± 15 В. Такие напряжения необходимы для питания некоторых типов микросхем. Выходное сопротивление преобразователя (рис. VIII. 25, а) 150 Ом, коэффициент стабилизации около 15, выходная мощность достигает 0,2 Вт. Выходное напряжение можно изменять резистором R3 в пределах от ± 3 В до ± 15 В. В нижнем (по схеме) положении движка резистора R3 выходное напряжение равно напряжению на стабилитроне V7; в верхнем положении движка выходное напряжение определяется параметрами трансформатора Т1 и напряжением питания.
Можно повысить коэффициент стабилизации до 100 и уменьшить выходное сопротивление преобразователя до 5...20 Ом, если вместо стабилитрона VI установить транзистор и добавить один транзистор для усиления выходного тока (рис. \III.25, б).
Поскольку напряжение стабилизации большинства кремниевых транзисторов, работающих в режиме стабилитрона, находится в пределах 6,5...7,5 В, напряжение питания следует увеличить с 4,5 В до 9... 12 В.
Трансформаторы в обоих вариантах преобразователей выполнены на кольцевых магнитопроводах К22 X 12 X 6 из феррита М2000НМ. При напряжении питания 9... 12 В обмотка / имеет 10 + 10 витков, обмотка II — 60 + 60. При напряжении питания 4,5 В обмотка / содержит 20 + 20 витков. В первом варианте преобразователя обмотка III содержит 265 + 265 витков, во втором — 116 + + 116. Все обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 — 0,2.
Выходную мощность можно увеличить, если использовать более мощные транзисторы V5 и V6, увеличив соответственно и диаметр провода обмоток II и III трансформатора Т1. Транзисторы V4 и V5 в первом варианте преобразователя и V5, V6 во втором должны быть близки по параметрам. Во избежание помех, источником которых является любой преобразователь, его следует экранировать вместе с источником питания.
Тиристорный преобразователь тока [27] предназначен для преобразования постоянного тока в переменный. Например, для питания от бортовой сети автомобиля устройств, рассчитанных на эксплуатацию от 127—220 В. На рис. VIII.26 изображена схема такого преобразователя релаксационного типа. При подключении питания тринисторы V2, V3 попеременно открываются, создавая пульсирующий, ток в первичной обмотке трансформатора Т1. На вторичной обмотке появляется напряжение, от которого питается нагрузка.
240
Емкость конденсатора Cl выбирают в зависимости от тока через тринисторы. Так, например, при токе 0,5 А достаточно емкости 2 мкФ, а при токе 2 А — емкость 20 .мкФ. Конденсатор должен допускать работу при изменении полярности напряжения с амплитудой, в два раза превышающей напряжение питания.
Работоспособность устройства сохраняется при изменении напряжения питания от 12 до 24 В. В данном устройстве использован трансформатор Т1, собранный на магнитопроводе Щ20 X 30. Обмотка 1 содержит 2 X 160 витков провода ПЭВ-2 — 0,35, обмотка II, рассчитанная на напряжение 60 В,— 780 витков провода ПЭВ-2 — 0,25. Если необходимо получить со вторичной обмотки напряжение 220 В, число витков ее следует увеличить до 2860. Дроссель L1 содержит 350 витков провода ПЭВ-2 — 0,25, намотанных на таком же магни го-проводе, что и трансформатор.
Рабочая частота преобразователя с номиналами, указанными на схеме, 50 Гц, а выходная мощность около 10 Вт. Мощность преобразователя можно
увеличить, заменив тринистор КУ201 на КУ202 и использовав для обмотки трансформатора более толстый провод.
Регулируемый высоковольтный преобразователь [11]. Напряжение 8... 16 кВ бывает необходимо для проведения экспериментов, питания электронн'о-луче-
Кнагрузке
R3120
la J 16
Ci. 2мк
-У— W /УУУА
R8120
R1 R2 200 6,2к
Д815Г _
100мк*15к
^V2 V3
L V2,V3
КУ201Б
R4 R5 300 300
R7
R66.2K 200
|±LZ?J Д815Г ! ""^100153
Рис. VIII. 27
Рис. VIII. 26
и
вых трубок и др. Преобразователь (рис. VI 11.27) низковольтного (20.... 50 В) напряжения в высоковольтное (8... 16 кВ) состоит из задающего генератора с самовозбуждением, усилителя мощности и выпрямителя. Задающий генератор собран на транзисторе V8 по схеме блокинг-генератора. С выходной обмотки / трансформатора Т2 сигнал подается на усилитель мощности (транзистор VI), нагрузкой которого служит трансформатор Т1. С обмотки / этого трансформатора снимают высокое напряжение и подают его- на выпрямитель с удвоением напряжения (V2 V3 V4 V5). При включении выпрямителя на емкостную нагрузку резисторы R1 и R2 ограничивают импульс высокого напряжения.
Выходное напряжение регулируют, изменяя напряжение питания/
» Высоковольтный трансформатор Т1 изготовлен из выходного строчного трансформатора ТВС-НОЛА. Можно использовать и любой другой от современных или старых телевизоров, удалив с него анодную обмотку, не разбирая сердечника. Вместо этой обмотки наматывают новую, состоящую из 18 витков провода ПЭВ-2—0,44 с отводом от 14-го витка. Высоковольтную обмотку оставляют неизменной.
Трансформатор Т2 намотан на кольцевом магнитопроводе К20 X 12 X 6 из феррита М2000НМ1. Коллекторную обмотку III и обмотку // обратной связи наматывают первыми. Они содержат по 25, а выходная обмотка I — 15 витков провода ПЭВ-2 — 0,44.
Для предотвращения возможности появления коронных разрядов элементы должны быть при монтаже припаяны очень аккуратно, без острых углов, и залиты эпоксидной смолой слоем 2...3 мм. В крайнем случае вместо эпоксидной смолы можно использовать парафин.
241
Резисторы R1 и R2 — типа КЭВ, конденсатор С1 — ПОВ или КВИ, К15-4. Зазор между платой, на которой собран преобразователь, и стенками футляра должен быть не менее 20 мм.
Налаживание преобразователя сводится к подбору резистора R6* для получения устойчивой работы задающего генератора. Конденсатор С1 подбирают при максимальном напряжении на выходе по минимуму тока транзистора VI.
Мощный стабилизированный преобразователь напряжения [19] предназначен для питания различных устройств, рассчитанных на сетевое напряжение, от аккумуляторных батарей. Данная конструкция разработана специально для питания от батарей видеомагнитофона «Электроника Л1-08».
Схема преобразователя (рис. VIII.28) содержит задающий генератор, вырабатывающий прямоугольные импульсы, и усилитель мощности на базе ферроре-зонансного стабилизатора.
Основные параметры
Напряжение питания постоянным током, В................... ♦ 24
Выходное синусоидальное напряжение, В.............. 220
Частота выходного напряжения, Гц. . ....................... 50
Максимальная выходная мощность, Вт........................... 90
КПД, %, не менее...................> . . .................. 70
Нагрузочная нестабильность частоты, Гц/Вт.................. 0,003
Магнитопровод трансформатора Т2 разделен магнитным шунтом МШ. Первичная обмотка расположёна на ненасыщаемой части магнитопровода, вторичная — на той части, которая входит в насыщение. За счет этого и наличия высокодобротного колебательного контура, образованного частью обмотки И и конденсатором С4, при прямоугольных импульсах со вторичной обмотки снимают синусоидальное напряжение. Транзисторы V5, V6 установлены на радиаторах, рассчитанных на мощность рассеяния не менее 5 Вт.
Согласующий трансформатор Т1 — накальный TH 36 127/220-50. Вместо него можно использовать сетевой трансформатор от радиолы «Рига-101» или «Рига-102». В этом случае роль первичной обмотки выполняют две его обмотки на 127 В, соединенные последовательно. Этот трансформатор можно изготовить самостоятельно, намотав на магнитопроводе Ш16 X 24 первичную обмотку из 2 X 700 витков провода ПЭВ-1 — 0,2 и вторичную из 2 X 95 витков провода ПЭВ-1 — 0,59.
Трансформатор Т2 с магнитным шунтом — готовый от’стабилизатора
напряжения С-0,09. Сетевую обмотку стабилизатора удаляют и на ее место наматывают обмотку I — 2 X 75 витков проводи ПЭВ-2 диаметром 2,44 мм. Компенсационную обмотку не используют, нужно только тщательно изолировать ее выводы. Конденсатор С4 подключают к выводам выходной обмотки (на схеме показаны не все выводы).
Устройство можно питать и напряжением 12 В, однако при этом мощность нагрузки не должна превышать 40 Вт. В этом случае сопротивление резистора R7 равно 51 Ом. Трансфоратор Т1 — выходной трансформатор от приемника «ВЭФ-12», «Спидола», «ВЭФ-202» или от магнитофона «Комета-206». Вторичную обмотку, выполненную в два провода, разделяют и* включают последовательно.
Обмотка I трансформатора Т2 должна содержать 2 X 34 витка провода ПЭВ-2 — 2,44.
242
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ануфриев Л. Простой функциональный генератор.— Радио, 1980, № 11. с. 42—44.
2. Бибиков М., Колпаков Ю. Телеигра «Морской бой».— Радио,1978, №9, с. 17—20.
3. Бызеев В., Крылов В. Стабилизатор напряжения на К142ЕН2.— Радио, 1978, №2, с. 31—33.
4. Васильев В. Зарядное устройство-автомат.— Радио, 1976, № 3, с. 4$.
5. Горбов А. Преобразователь напряжения.— Радио, 1980, №2, с. 44.
6. Зайцев В., Рыженков В. Малогабаритный сетевой блок питания.— Радио, 1976, №8, с. 42,43.
7. Захаров В. Простой стабилизатор напряжения.— Радио, 1979, № 3, с. 27.
8. Захаров В. Электронно-акустическая мишень.— Радио, 1979, № 5, с. 13—15 и №.6, с. 22—25.
9. Защитные устройства блоков питания.— Радио, 1977, № 2, с. 46—48.
10. Зудов А. Зарядное устройство.— Радио, 1978, № 3, с. 44.
И. Калюжный В., Лахно А. Регулируемый высоковольтный преобразователь.— Радио, 1978, Ж.8; с. 59.
12. Кобзев В., Рощин Г., Севастьянов С. Трансивер КРС-78.— Радио, 1979, № 4, с. 19—22; № 5, с. 22—25; № 6, с. 17—21.
13. Корнеев В. Электронный стабилизатор переменного напряжения.— Радио, 1976, № 4, с. 47, 48.
14. Кузнецов В. Малогабаритный сетевой блок питания.— Радио, 1976, №11, с. 47.
15. Кутергин А. Простое зарядное устройство.— Радио, 1978, №5, с. 27.
16. Матюшенко В. Стереофонический усилитель. — Радио, 1978, № 12, с. 34, 35.
17. Новорусов Л. Стабилизированный источник питания.— Радио, 1979, №7, с. 40, 41.
18. Овечкин М. Низкочастотный измерительный комплекс.— Р адио, 1980, № 4, с. 46—48.
19. Павлов Б. Мощный стабилизированный преобразователь напряжения.— Радио, 1980, №9; с. 51, 52. ,.j
20. Пожаринский Л. Маломощный блок питания.— Радио, 1978, № 5, с. 56.
21. Ротарь С. Преобразователь напряжения для питания варикапа.— Радио, 1977, №8, с. 45.
22. Сероклин Ю. Двуполярный блок питания.— Радио, 1978, № 12, с. 56.
23. Слабейко Г. Двуполярный блок питания.— Радио, 1976, № 2, с. 48.
24. Талалов А. Регулируемый двуполярный источник питания.— Радио, 1979, № 10, с. 41.
25. Уткин И. Переносный милливольтметр.— Радио, 1978, № 12, с. 42,43.
26. Чантурия А. Трехполосный усилитель.— Радио, 1981, №5—6, с. 39—41.
27. Яковлев Е. Тринисторный преобразователь тока.— Радио, 1978, № 5, с. 56, 57.
28. Ященко О. Стабилизатор переменного напряжения.— Радио, 1981, №1, с. 10—12.
Глава IX
СУВЕНИРЫ И РАДИОИГРУШКИ
1. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ЕЛОЧНЫХ ГИРЛЯНД
Переключатель гирлянд с плавным включением [11]. Принцип работы устройства (рис. IX. 1) основан на взаимодействии двух близких по частоте напряжений — электроосветительной сети J50 Гц) и получаемых от мультивибратора импульсов для управления транзисторными ключами в цепях питания t гирлянд.
243
Световой поток и яркость свечения ламп изменяются с частотой, равной разности частот этих электрических сигналов. Моменты плавного загорания и погасания ламп в гирляндах сдвинуты во времени по отношению друг к другу, интервал между очередными загораниями и погасаниями ламп можно плавно регулировать в широких пределах — до 10 с и более. Управляющие импульсы формирует трехфазный мультивибратор (транзисторы VI—V6), питающийся напряжением от двухполупериодного выпрямителя (диоды VI2—V/5). Выпрямленное напряжение стабилизируется стабилитроном V7. Импульсы от мультивибратора подаются на силовые транзисторные ключи V8, V9, V10, в коллекторные цепи которых включены гирлянды ламп Н1—Н2. Поочередно на 1/3 периода следования управляющих импульсов группы транзисторов VI, V2 и V8, V3, V4 и V9, V5, V6 и V10 переключаются из открытого состояния в' закрытое. Переменным
Рис. IX. 1
резистором R10 устанавливают желаемую частоту повторения управляющих импульсов. Для надежного запуска мультивибратора введена кнопка S1 Пуск.
Ла^пы накаливания в гирляндах соединяют параллельно или последовательно, в зависимости от их номинальных напряжений и тока накала. Силовые цепи, состоящие из транзисторных ключей V8—V10 и их нагрузок-гирлянд питаются пульсирующим напряжением от выпрямителя на диоде VII. Ток через лампы гирлянд протекает только при совпадении напряжений питания силовых цепей и управляющих импульсов тока в базовых цепях транзисторов V8, V9, V10. Ввиду разницы их частот происходит смещение во времени моментов загорания и тогасання ламп и плавное изменение яркости их свечения.
Желаемую периодичность загорания и погасания гирлянд устанавливают переменным резистором R10 управляющего устройства. Если частота пульсаций светового потока окажется больше, чем требуется, подбирают резисторы R5*, R7* и
В блоке питания использован трансформатор ТА 163-127/220-50 (мощностью 86 Вт), выполненный на магнитопроводе ШЛ20 X 40. Согласно паспортным данным в режиме номинальной нагрузки напряжения обмоток 11—12 и 13—14 при токе 0,68 А и обмоток 15—16 и 17—18 при токе 0,71 А равны 28 В, а обмоток 19—20 и 21—22 при токе 0,71 А — G В. Каждая из гирлянд составлена из 10 ламп МНЗО-0,1 (па напряжение 30 В и ток 0,1 А). Транзисторы П210Б и диоды Д232 работают без теплоотводящих радиаторов.
244
Транзисторы П210Б можно заменить близкими им по максимальному току коллектора, напряжению между коллектором и базой, обратному току коллектора и статическому коэффициенту передачи тока базы. Допустимое напряжение между эмиттером и базой транзисторов V2, V4 и V6 управляющего устройства должно быть не менее 10 В.
Используя в силовой цепи кремниевые транзисторы, резистор R17 можно исключить, при этом сопротивления резисторов R15, R16, R18 мътут: быть больше в два раза.
Переключатель гирлянд на сдноперсходном транзисторе [14] состоит из тринисторного регулятора мощности, работающего в ключевом режиме, и управляющего устройства на аналоге однопереходного транзистора (рис. IX.2, а).
Работа устройства основана на изменении сдвига фаз между началом полупериодов сетевого напряжения и импульсами, поступающими на управляющий электрод тринистора от релаксационного генератора, собранного на аналоге однопереходного транзистора (транзисторы V6, V7). Частоту следования импульсов можно устанавливать грубо.подстроечным резистором R5 и плавно-переменным резистором R3.
71-74 Д226Б
Х1 /
~R2 Выход Z?Y_.-Y
75
ЯУ201К\
32*У6КТ32М\
дау к
V8
to
НФ Д220
МА
с 2б0мк
‘ *153
ЮЯ5Д [Mft
' "С1
Рис. IX. 2
Для настройки устройства на желаемый световой эффект движок подстроечного резистора R5 устанавливают в верхнее (по схеме) положение, а переменного резистора R3 — в среднее. К устройству подключают гирлянду и включают его в сеть. Перемещая движок подстроечного резистора R5, устанавливают его-примерно в середине участка, соответствующего режимам плавного загорания и плавного погасания гирлянды. После этого резистором R3 можно подобрать желаемый режим работы устройства.
При наличии однопереходного транзистора подобное переключающее устройство можно собрать по схеме, изображенной на рис. IX.2, б. Налаживание его сводится к подбору резистора R4. Для этого движок резистора R2 устанавливают в среднее положение, а резистор R4* заменяют двумя последовательно соединенными — постоянным на 5...Ю кОм и переменным на 33...47 кОм. Вращая движок переменного резистора, находят середину участка между режимами плавного загорания и плавного погасания ламп, после чего измеряют полученное общее сопротивление цепочки и устанавливают в устройство постоянный резистор с таким сопротивлением.
Переключатель для трех гирлянд [15] можно собрать по несложной схеме (рис. IX.3). Через некоторое время после включения устройства в сеть сработает одна из ячеек, например, на тринисторе V6. Загорится гирлянда НЗ, разрядится конденсатор СЗ (через резистор R6 и тринистор V5). Конденсатор С2 будет продолжать заряжаться, и через некоторое время откроется тринистор V3. Гирлянда Н2 загорится, а НЗ погаснет, т. е. гирлянды будут загораться поочередно. Если лампы гирлянд расположить в ряд так, чтобы они чередовались (лампа первой гирлянды, лампа второй гирлянды, лампа третьей гирлянды, снова лампа первой гирлянды и т. д.), можно получить эффект «бегущие огни». Ток каждой гирлянды до 0,4 А. Если гирлянды рассчитаны на больший ток, следует установить диод V7 типа Д342, а тринисторы заменить на КУ202Л (М, Н).
Переключатель гирлянд на одном тринисторе [19] для одной гирлянды можно собрать по следующей схеме (рис. IX.4, а). Резисторы, электролитический конденсатор и тринистор составляют замкнутую ячейку, работающую «на себя».
245
Элементы R1C1 образуют времязадающую цепь. В первоначальный момент после включения устройства в сеть тринистор закрыт и гирлянда Н1 не горит. Конденсатор С1 заряжается через резистор R1, и при определенном напряжении на нем тринистор открывается. Гирлянда загорается, одновременно конденсатор разряжается через резистор и открытый тринистор. Тринистор закрывается, гирлянда вновь гаснет. Процесс повторяется.
Гирлянду составляют из последовательно соединенных ламп с током потребления не более 0,4 А. При большем токе следует установить диод V2 более мощный, например Д242Б, а также применить тринисторы КУ202Л (М, Н).
Рис. IX. 4
Рис. IX. 5
а
При незначительном усовершенствовании схемы можно использовать переключатель для двух гирлянд с регулировкой длительности свечения (см. рис. IX.4, б). Полного погасания каждой гирлянды во время паузы можно достичь, если гирлянду Н1 выбрать со значительно большим током потребления.
Переключатель гирлянд на реле [18] предназначен для получения эффекта «бегущие огни» на новогодней елке. Устройство (рис. IX.5, а) состоит из релейного мультивибратора и релейного триггера со счетным входом.
Релейный мультивибратор выполнен на реле К7. При включении питания конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R1 и диод VI. При определенном напряжении на конденсаторе срабатывает реле К7, контакты К1.1 которого замыкают часть цепи заряда. Теперь конденсатор С1 начинает разряжаться через обмотку реле (диод VI препятствует разряду конденсатора через другие
246
цепи). Когда ток разряда конденсатора достигает тока отпускания реле, контакты К1.1 разомкнутся и цикл повторится.
Продолжительность заряда конденсатора зависит от его емкости и сопротивления резистора R1, а продолжительность разряда — от емкости конденсатора и сопротивления обмотки реле К1. Одинаковую продолжительность заряда и разряда конденсатора, т. е. одинаковую длительность импульсов и пауз мультивибратора можно установить подбором резистора R1.
Вторая группа контактов реле KI (К1.2) используется для управления триггером, собранным на реле К2 и КЗ. При первоначальном заряде конденсатора обмотки этих реле обесточены. После срабатывания реле К1 его контакты KL2 подключают через замкнутые контакты К3.1 обмотку реле К2 к источнику питания. Реле К2 срабатывает и самоблокируется контактами К2.1 через замкнутые контакты К3.1.
После отпускания реле К1 его контакты К1.2 возвращаются в исходное положение (показанное на схеме) и включают через диод V3 и замкнутые контакты К2.1 реле КЗ, которое самоблокируется через контакты К3.1. При этом реле К2 остается под током, так как оно подключено теперь к источнику питания через диод V2.
При последующем срабатывании реле /(/ контакты К1.2 отключают диоды V2 и V3 от источника питания. Реле К2 обесточивается, а реле КЗ остается под током —оно подключено к источнику питания через замкнувшиеся контакты КК2 й замкнутые К3.1.
Когда реле К1 вновь отпустит, его контакты К1.2 отключают реле КЗ от источника питания и устройство возвратится в исходное положение.
В переключателе использованы реле РЭС-22 (паспорт РФ4.500.129), резистор — МЛТ-2, конденсатор — К53-6. Диоды могут быть Д7Ж, Д220 или Д226 с любым индексом. Источником питания может служить батарея общим напряжением 9... 10 В или выпрямитель, рассчитанный на такое же напряжение при токе нагрузки до 0,5 А.
С помощью этого переключателя нетрудно получить эффект «бегущие огни», если соединить лампы гирлянд последовательно и расположить их, как показано на рис. IX.5, б. Количество ламп в каждой гирлянде определяется их параметрами и напряжением сети.
2. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ
Мелодичный звонок [17] устанавливают вместо обычного квартирного электрического звонка. Звонок (рис. IX.6) звучит трелями, которые можно менять путем несложной его переделки.
Рис. IX. 6
В мелодичном звонке использованы две логические микросхемы и три транзистора. Частота колебаний генератора (транзисторы V6 и V7) определяется емкостью конденсатора С2 и общим сопротивлением цепи, состоящей из резисторов R2—R6 и R10. Блок управления (элементы D2.1 и D2.2) представляет собой последовательный счетчик с коэффициентом деления 4, собранный на двойном D-триггере. При работе звонка (кнопка S1 нажата) на катодах диодов VI—V5 поочередно появляются уровни логических нулей, что приводит к открыванию диодов и подключению соответствующих резисторов к общему проводу питания
247
(минус батареи GB1). Поочередное подключение обеспечивается подачей на блок управления импульсов с тактового генератора, выполненного на логических элементах 2И—НЕ (Dl.l, D1.2) по схеме мультивибратора. Элемент D1.3 выполняет роль буферного (согласующего) каскада между тактовым генератором и блоком управления.
С резистора R11 колебания генератора тока подаются через согласующий каскад, выполненный на элементе D1.4 и резистор R12 на базу транзистора V8 усилителя 34. Нагрузкой усилителя" является динамическая головка В1, включенная в цепь коллектора транзистора через выходной трансформатор Т1.
Транзисторы К315Г можно заменить на любые транзисторы серин KT3I2, КТ315, КТ301, а МП40 — на МП25, МП26, МП42Б. Вместо диодов Д9К можно использовать любые германиевые диоды.
Трансформатор Т1 — ТВ-12 (от малогабаритных транзисторных приемников), в котором используется половина первичной обмотки. Динамическая головка В1 — мощность до 2 Вт, сопротивление звуковой катушки постоянному току 4... 10 Ом. Конденсаторы С/, СЗ — К50-6, С2 — МБМ. Источник питания — батарея 3336Л.
Рис. IX. 7
При исправных деталях и безошибочном монтаже звонок начинает работать сразу после нажатия кнопки. Нужную мелодию нетрудно установить подбором резисторов /?2*—/?6*..На время налаживания их удобнее заменить переменными резисторами сопротивлением по 22 кОм, подобрать мелодию, а затем измерить полученные сопротивления и впаять в устройство постоянные резисторы с таким сопротивлением.
.При необходимости тональность мелодии изменяют подбором конденсатора С2 и резистора R10. Устойчивой работы генератора то На добиваются подбором резистора /?7* (сопротивлением от 6,8 до 22 кОм).
Скорость исполнения мелодии зависит от частоты тактового генератора, и ее можно изменять грубо подбором конденсатора С/, а плавно — подбором резистора R1* в пределах 300...470 Ом.
Двухтональный звонок на микросхемах [13] собран на двух микросхемах и одном транзисторе (рис. IX.7). Логические элементы D1.1—D1.3, резистор R1 и конденсатор С1 образуют переключающий генератор.
При включении питания конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R1. По мере заряда конденсатора повышается напряжение на его обкладке, соединенной с выводами /, 2 логического элемента D1.2. Когда оно достигнет 1,2...1,5 В, на выходе 6 элемента D1.3 появится сигнал логической «1» (~ 4 В), а на выходе 11 элемента D1.1 — сигнал логического «0» (« 0,4 В). После этого конденсатор С1 начинает разряжаться через резистор R1 и элемент D1.1. В итоге на выходе 6 элемента D1.3 будут формироваться прямоугольные импульсы напряжения. Такие же импульсы, но сдвинутые по фазе на 180°, будут на выводе 11 элемента D1.1, выполняющего роль инвертора.
Продолжительность заряда и разряда конденсатора С7, а значит, частота переключающего генератора, зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R1, При указанных на схеме номиналах этих элементов частота переключающего генератора составляет 0,7...0,8 Гц.
248
Импульсы переключающего генератора подаются на генераторы тона. Один из них выполнен на элементах D1.4, D2.2, D2.3, другой — на элементах D2.1, D2.4, D2.3. Частота первого генератора — 600 Гц (ее можно изменять подбором элементов С2, R2), частота второго — 1000 Гц (эту частоту можно изменять подбором элементов СЗ, R3). При работающем переключающем генераторе на выходе генераторов тона (вывод 6 элемента D2.3) будет периодически появляться то сигнал одного генератора, то сигнал другого. Затем эти сигналы поступают на усилитель мощности (транзистор VI) и преобразуются головкой В1 в звук. Резистор R4 необходим для ограничения тока базы транзистора. Подстроечным резистором R5 можно подобрать нужную громкость_звучания.
Постоянные резисторы — МЛТ-0,125, подстроечный—СПЗ-1Б, конденсаторы С1—СЗ — К50-6. Логические микросхемы К155ЛАЗ можно заменить на К133ЛАЗ, К158ЛАЗ, транзистор КТ603В — на .КТ608 с любым буквенным индексом. Источником 'питания служат четыре последовательно соединенных аккумулятора Д-0,1, батарея '3336Л или стабилизированный выпрямитель на 5 В. •
Рис. IX. 8
Электрический звонок — «канарейка» [8]. Электрический квартирный звонок может звучать канарейкой, если смонтировать несложное устройство по следующей схеме (рис. IX.8). Звонок состоит из генератора «канарейка» (транзисторы VI, V2) и автомата задержки времени (транзисторы V3 и V4). Последнее необходимо для того, чтобы время звучания трели канарейки не зависело от времени нажатия на кнопку дверного звонка S1.
Мультивибратор собран на транзисторах VI и V2, кроме того транзистор V2 входит в состав блокинг-генератора, частота которого плавно изменяется за время рабочего цикла, а длительность работы зависит от частоты настройки мультивибратора. В результате в головке В1 йериодически (с паузами в 10...15 с) раздаются трели, имитирующие пение канарейки.
В качестве трансформатора Т1 применен выходной трансформатор (ТВ) от малогабаритных карманных приемников с двухтактным усилителем 34. Катушка L1 — первичная обмотка согласующего трансформатора (ТС) от таких же приемников. Головка В1— 0,25 ГД-10; резисторы — ЛАЛТ-0,125 (R7 — проволочный, выполненный из провода с высоким удельным сопротивлением); конденсаторы С1, С2, С4, С6 — К50-6; СЗ, С5 — КЛС; источник питания — батарея «Крона».
Частоту повторения трелей можно изменить подбором резистора R5. Резистор R7, включенный последовательно с головкой, влияет не только на громкость звучания, но и на частоту блокинг-генератора. Этот резистор можно подобрать экспериментально, временно заменив его переменным (проволочным) сопротивлением 2...3 Ома.
Автомат задержки времени питается от источника GB1 напряжением 9 В. Времязадающей цепочкой являются конденсатор С6 и резистор R9. В исходном состоянии (когда кнопка звонка не нажата) конденсатор С6 подсоединен через контакты реле К7, К1.1 и резистор R8 к источнику питания и заряжен до его напряжения, а транзисторы V3 и V4 закрыты. При нажатии кнопки S1 замы-
249
каются ее контакты и подключают заряженный конденсатор к резисторам R9 и R10. На базе транзистора V3 появляется отрицательное напряжение смещения, и он (а также транзистор V4) открывается. Срабатывает реле К1 и контактами К1.1 блокирует контакты кнопки.
Конденсатор С6 разряжается через резистор R9 и через некоторое время (зависящее от емкости конденсатора и сопротивления резистора) напряжение на нем падает настолько, что реле отпускает. Контакты К1.1 возвращаются в исходное (показанное на схеме) положение и размыкают цепь питания генератора.
Двухтональный звонок [31 состоит из двух генераторов (рис. IX 9): генератора тона (транзисторы V3 и V4) и симметричного мультивибратора (транзисторы VI и V2).
Как известно, при работе мультивибратора его транзисторы поочередно открываются- и закрываются. Это свойство использовано для управления частотой генератора тона. Выход мультивибратора соединен с генератором тона через резистор R5, поэтому он периодически подключается к общему проводу (к полюсу источника питания), т. е. параллельно резистору R7. При этом частота генератора изменяется скачком: при закрытом транзисторе из головки В1 будет слышен звук одного тона, при открытом — другого.
Конденсаторы С2 и СЗ защищают мультивибратор от импульсов, проникающих от генератора тона. При отеутетнил конденсаторов частота мультивибратора будет изменяться, что приведет к появлению неприятных тонов в звучании звонка.
Вместо указанных на схеме, можно применить любые другие маломощные низкочастотные гер-
\ДЯ2 36к
Mr E ||+j ПЗ |+||W Cr ЧОмк^/^Ойк*1'
Пу 5мк*6В \МП39
Л77^Т
V2
С5
1мк*6В
V3
<5/
4 66 100мк
±\~*6В
4,5В
маниевые транзисторы соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока /г21Э > 15. Конденсаторы С/, С4 — К50-3, С2, СЗ, С5 — К53-1, С6 —- К50-6. Динамическая головка В1 — любая, мощностью 1...2 Вт и сопротивлением звуковой катушки постоянному току 4... 10 Ом. Такой звонок можно установить в квартире вместо обычного электрического.
3. ЭЛЕКТРОННЫЕ ИГРУШКИ
' Электронная канарейка [16]. С помощью относительно простого устройства (рис. IX. 10) можно имитировать пение канарейки. Здесь использован генератор сложных колебаний. Период повторения трелей регулируют переменным резистором R2, а частоту звучания — резистором R4.
Трансформатор Т1 выходной от любого транзисторного переносного приемника; динамическая головка — также от малогабаритного приемника. Потребляемый ток 5 мА, поэтому можно использовать для питания батарею «Крона».
Имитатор звука выстрела [9]. Иногда необходимо получить имитацию звука выстрела (в электронном тире, различных игрушках и т. п.). Относительно несложное электронное устройство (рис. IX. 11) позволяет имитировать звук выстрела из огнестрельного оружия.
На диоде VI собран генератор шумового сигнала. Усиленный транзистором V2, этот сигнал поступает на управляемый усилитель (транзисторы V4 и V6), На транзисторе V5 собрано ключевое устройство.
В исходном состоянии транзистор V5 закрыт, и сигнал на выходе управляемого усилителя отсутствует. Как только на вход поступит импульс прямоуголь* ной формы (полярность отрицательная), транзистор V5 откроется и на определенный промежуток времени откроет управляемый усилитель. На входе транзистора V5 включена дифференцирующая цепь R5C2 V3R6 R7, которая определяет форму огибающей шумового сигнала на выходе управляемого усилителя.
Сформированный таким образом сигнал через усилитель напряжения (транзистор V7) и фильтр 34 (С6С7 R16C8) поступает на выходной каскад усилите-250
ля мощности (составной транзистор V8, V9). Фильтр подавляет частоты выше 5 кГц.
Никаких особых требований к элементам имитатора не предъявляется, желательно лишь конденсатор С2 выбрать с возможно меньшим током утечки (К53-1).
Налаживание имитатора начинают с установки режима транзисторов (указан на-схеме) по постоянному току, для-чего необходимо предварительно замкнуть эмиттер и коллектор транзистора- V5. вают максимальный уровень шума в громкоговорителе В1. Затем снимают перемычку с транзистора V5 и припаивают ее к выводам конденсатора С2, а вход имитатора соединяют с минусовым выводом батареи питания. Резистор R6 подбирают таким, чтобы напряжение на коллекторе транзистора V5 было в пределах 0,08...0,1 В, так как этот транзистор должен быть'в насыщении. После этого снимают все перемычки и на вход подают импульс — выстрел.
Музыкальный тренажер [12] предназначен для тех, кто учится петь. Напевая через микрофон тренажера (рис. IX. 12), можно контролировать по зажигающимся лампочкам, какую ноту вы взяли.
' Сигнал с микрофона В1 подается на двухкаскадный усилитель (транзисторы VI
и V2). Коэффициент усиления можно установить переменным резистором R2. С нагрузки второго каскада (резистор R5) сигал подается на ограничитель (транзистор V4), необходимый для получения постоянной амплитуды сигнала при изменении раестояния между певцом и микрофоном. С резистора нагрузки (R10) эмиттерного повторителя (транзистор V5) сигнал поступает через конденсатор С6 и развязывающие резисторы R11—R18 на частотно-избирательные - фильтры.
Подбором резистора R1 устанавли.
R2 ЮОк
R3 ЮОк
R4\
04 0,05мк
100к\
IOOmA'ik I
31^
+38
J 03 ЮОмк
Рис. IX. Ю
81
8 Ом
.. / R7 BC238(KT315£>№*J ft5к
Каждый фильтр состоит из резонасного контура (катушка индуктивности L1 и конденсатор С7), усилителя 34 (транзистор V6), детектора (диод V7) и трехкаскадного усилителя постоянного тока (транзисторы V6, V8, V9), нагруженного на индикаторную лампочку ///.
Колебательный контур каждого фильтра настроен на свою частоту. Так, контур первого фильтра, изображенного на схеме, настроен на частоту 261 Гц (нота До первой октавы), второго — 293, 5 Гц (Ре), далее 329,5 Гц (Ми), 349 Гц (Фа), 392 Гц (Соль), 440 Гц (Ля), 494 Гц (Си), 523 Гц (До второй октавы).
Электролитические конденсаторы — К50-6, остальные — МБМ; постоянные резисторы—МЛТ-0,25, переменный—СП-1. Диоды могут быть любые серии Д9.
251
Катушка намотана на двух сложенных вместе альсиферовых кольцах типоразмера К55 X 32 X 11,7; индук!ивность ее для первого фильтра — около 2,3 Гн. Точнее индуктивность катушек подбирают при налаживании тренажера. Лампа Н1— МН2,5 X 0,15; источник питания GB3— батарея 3336Л, GB1 и GB2 — элементы 373; микрофон — МД64А; выключатель питания — трехсекционный.
СИООмк*
JkBB
3330
03\_____
20мк*10В
1к
ЮОк V1
R11 ЮОк
Б.В1
R2
IR8 \2,2к
V5
R12 ЮОк
R13 ЮОк
R14100K
20мк*10В
20мк *ЮВ
Д9А С5
06
R15100K §.
-I \ j—>
МбЮОк §
R18*
ЗЗОк
IR21
11к
V8\6'В2
V6
Н1
МД-64 А
R7I 72к1
ЮОмкх
*10В
\R10
R171OOK
R18 ЮОк
' \L1 \[),1мк
В20П ЮкП
шщмк 1R22 100
\7^7
УСД0А
V9
Г
т
Рис. IX. 12
Налаживание прибора начинают с установки режимов работы транзисторов-Подбором резисторов Rl*, R4*, R6* добиваются, чтобы напряжение на коллекторе соответствующего транзистора было примерно 1,5 В. Затем подают на вход тренажера (микрофон отключают) сигнал с генератора 34. Устанавливая на генераторе нужные резонансные частоты фильтров, подбирают число витков соответствующих катушек. Индикатором настройки фильтра служит лампа Н1. Выходное напряжение генератора должно быть немногим больше минимального
Рис. IX. 13
напряжения, при котором зажигается сигнальная лампочка. Одинаковый уровень срабатывания частотно-избирательных фильтров устанавливают подбором резисторов R19*.
Электронный соловей [2]. Этот музыкальный автомат издает звуки, напоминающие трели соловья. Его основу (рис. IX. 13) составляют четыре взаимосвязанных мультивибратора. Мультивибратор на транзисторах V3.1 и V3.2 транзисторной сборки V3 генерирует колебания, соответствующие звуку высокого тона. Усиленные транзистором V3.3 той же сборки и трехкаскадным усилителем 34, эти колебания преобразуются динамической головкой В1 в звуковой сигнал, определяющий тембровую окраску «трели». Работой первого мультивибратора управляет второй мультивибратор на транзисторах V2.3 и V2.4, генерирующий колебания частотой 5 Гц. Когда транзистор. V2.4 закрыт, первый мультивибра
252
тор работает. В те моменты времени, когда транзистор V2.4 открывается и база Транзистора V3.2 через резистор R15 и малое сопротивление открытого транзистора V2.4 оказывается соединенной с общим проводом, первый мультивибратор не работает. В результате динамическая головка воспроизводит сигнал, напоминающий частое «щелкание», присущее трели соловья. Работой второго мультивибратора управляет третий мультивибратор, собранный на транзисторах VI.4 и V2.1, прерывающий его генерацию с частотой 1 Гц. Когда транзистор V2.1 закрыт, ток базы транзистора V2.2 незначительный и он тоже закрыт. Третий мультивибратор управляется четвертым мультивибратором на транзисторах VI.1 и VI.2, генерирующим импульсы с периодом следования 6. ..8 с. Транзисторы V1.3 и V2.2 усиливают импульсы тока управляющих мультивибраторов. Таким образом, формируется полная трель соловья.
Устройство питается от батареи «Крона», аккумуляторной батареи 7Д-0,1, или двух батарей 3336Л. Напряжение питания стабилизировано транзистором V5 и стабилитроном V4.
Оконечный усилитель собран на транзисторах V8 и V9. Налаживание усилителя сводится к подбору резистора R28* до тех пор, пока напряжение на эмиттерах транзисторов V8, V9 не будет равно половине напряжения питания.
Налаживание основы «соловья» заключается в проверке работы мультивибраторов и корректировании «трелей» изменением частот генерируемых ими импульсов путем подбора конденсаторов, а в мультивибраторе на транзисторах VI.1 и VI.2 — подбором резисторов в базовых цепях. Наиболее подходит для этого прибор Ц4315. По отклонению стрелки вольтметра от нулевой отметки ориентировочно судят о периоде и длительности генерируемых' мультивибраторами импульсов.
Перед включением питания на монтажной плате тремя временными проволочными перемычками соединяют базу и эмиттер транзистора V2.4, эмиттеры транзисторов V1.4 и V2.1, эмиттеры транзисторов VI.1 и VI.2. Если мультивибратор на транзисторах V3.1 и V3.2 работает нормально, то динамическая головка В1 должна воспроизводить звуковой сигнал высокого тона — с частотой 4...5 кГц.
После этого удаляют первую проволочную перемычку и проверяют мультивибратор на транзисторах V2.3 и V2\4. Если он работает, звук основного тона
приобретает прерывистый характер с частотой около 5 Гц. При этом стрелка вольтметра, подключенного к коллектору транзистора V2.4, пять раз в секунду должна отклониться от нулевой отметки шкалы.
Затем, удалив вторую проволочную перемычку, проверяют мультивибратор на транзисторах VI.4 и V2.1. Вольтметр подключат к коллектору транзистора VI.4 и подбором конденсаторов СЗ, С4 добиваются периода следования положительных импульсов около 1 с и длительности импульса 0,3 с. При этом динамическая головка-в течение каждой секунды должна ’ издавать звук, похожий на кудахтанье: «куд-куд-куда-а», «куд-куд-куда-а» и т. д.
Далее проверяют мультивибратор на транзисторах VI. 1 и V1.2, для чего вольтметр подключают к коллектору транзистора V1.1. Подбором резисторов R2*t R3* и конденсаторов С/, С2 добиваются перирда следования положитель-
253
ных импульсов 6...8 с при длительности импульса 2,5...3 с. После этого удаляют третью временную перемычку и, если необходимо, окончательно корректируют основной тон «трели», подбором конденсаторов С7, С8. Сопротивление резистора R2* должно быть в пределах 120... 130 кОм, а резистора R3* —? 91... 100 кОм.
Резистор R20*, являющийся частью нагрузки транзистораV3.3, подбирают в зависимости от типа примененной динамической головки. Его сопротивление должно быть таким, чтобы усилитель при полностью введенном регуляторе громкости (R19) не перегружался, а выходные транзисторы V8 и V9 не грелись.
Звуковой выключатель [4]. Достаточно хлопнуть в ладоши и в комнате зажигается свет, еще хлопок — и свет гаснет. Это срабатывает выключатель (рис. IX. 14), состоящий из триггера (тринисторы V2, V3) и ключевого устройства (тринистор V4, диоды V5—V8). Вход триггера соединен с микрофоном В1Г который, в свою очередь, является плечом делителя напряжения R8t В1.
Рис. IX. 14
Ключевое устройство управляет осветительной лампой Н1. Для питания триггера применен однополупериодный выпрямитель (дард V9). Резисторы R9, R10 гасят излишек напряжения, а конденсатор С7 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Чтобы чувствительность звукового выключателя не зависела от колебаний сетевого напряжения, поставлен простой параметрический стабилизатор (стабилитрон VI).
Одно из устойчивых состояний триггера, когда при включении звукового автомата в сеть, один из тринисторов триггера окажется включенным, а другой — выключенным. Предположим, что включен тринистор V2. Тогда на резисторе R7 не будет достаточного падения напряжения и тринистор V4 окажется закрытым, следовательно, лампа Н1 — выключенной. Как только раздастся хлопок в ладоши, сопротивление угольного микрофона резко изменится, а вместе с ним изменится и напряжение, снимаемое с точки соединения микрофона с резистором R8, т. е. появится импульс, который переведет триггер в другое устойчивое состояние. Теперь откроется тринистор V3, a V2 закроется. Протекающий через резистор R7 ток создает падение напряжения, которое откроет тринистор V4. Тот, в свою очередь, замкнет диагональ моста V5—V8? и через лампу Н1 начнет протекать ток. При следующем хлопке триггер перейдет в прежнее устойчивое состояние и лампа вновь выключится.
Резисторы R2*f R3 и R4*, R5 создают небольшой начальный ток в цепях управляющих электродов тринисторов, что повышает чувствительность звукового выключателя.
Угольный микрофон может быть типа МК-10 или любой подобный. Постоянные резисторы — МЛТ; конденсатор С/ — К50-6, С2, С5 — КЛС, СЗ, С4 — К50-12, С6 — МБМ, С7 — К50-7. Вместо тринисторов КУ101Ачможно устано-254
вить любые другие тринисторы серии КУ 101, а вместо тринисторов КУ202К КУ202Л — КУ202Н; диоды КД105Б можно заменить на Д226Б. Если мощность лампы Н1 (или другой нагрузки) превышает 100 Вт, следует установить более мощные диоды V5—V8 (например, Д246—Д248). При мощности нагрузки от 300 до 1000 Вт эти диоды, а также тринистор V4 нужно установить на радиатор.
Налаживание сводится к подбору резисторов R2* и R4*, обеспечивающих четкое срабатывание автомата.
Металлоискатель [5] состоит из генератора высокой частоты и приемника, который регистрирует изменения частоты генератора при приближении к нему металлических предметов (рис. IX. 15).
Приемник металлоискателя гетеродинного типа выполнен на одном транзисторе (V2) Каскад на этом транзисторе совмещает функции гетеродина и детектора.
Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки. Достоинством такой схемы является использование катушки индуктивности без отводов, что очень удобно для начинающих радиолюбителей. Колебательный контур содержит катушку индуктивности L2, конденсатор С4. Частоту гетеродина можно изменять под-
строечным сердечником катушки L2.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе VI также по схеме емкостной трехточки. Частота генератора зависит от индуктивности катушки £/, выполненной в виде рамки. Если вблизи катушки окажется металлический предмет, индуктивность ее изменится. Это приведет к изменению частоты генератора, что будет сразу зарегистрировано приемником металлоискателя. Если,
Рис. IX. 15
например, генератор настроен сначала на частоту 465 кГц, а гетеродин приемника на частоту 465,5 кГц, то в телефонах будет прослушиваться сигнал частотой 500 Гц. При приближении катушки L1 к «мине» тональность сигнала в телефонах изменится. Это и послужит сигналом обнаружения «мины».
Кроме указанных на схеме, можно применить транзисторы П401, П402. Телефоны — ТОН-1 или ТОН-2; оба капсюля нужно включить не последовательно, а параллельно (плюс к плюсу, минус к минусу), чтобы общее сопротивление телефонов составило 800... 1200 Ом. Батарея питания — 3336Л или три элемента 316, 343, соединенные последовательно.
Катушка L1 — прямоугольная рамка размерами 175 X 230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 — 0,35 (можно ПЭЛШО — 0,37). В двух бумажных цилиндрических каркасах размещены отрезки стержня диаметром 7 мм из феррита 400НН или 600НН, один длиной 20...22 мм, закрепленный постоянно, а другой — 35... 40 мм (подвижный — для подстройки катушки). Каркасы обернуты бумажной лентой, поверх которой намотана катушка L2 — 55 витков провода ПЭЛШО —0,2 (можно ПЭВ-1 или ПЭВ-2). Выводы катушки закреплены резиновыми колечками.
Все резисторы — МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, конденсаторы — КЛС-1 или БМ-2, выключатель питания — однополюсный тумблер.
Для налаживания металлоискателя включают питание, проверяют указанные на схеме режимы, а затем, медленно перемещая подстроечный сердечник катушки L2, добиваются появления в телефонах громкого чистого тона низкой частоты. После этого приближают катушку к металлическому предмету и добиваются наибольшей громкости подстройкой частоты гетеродина.
Электронный ИК-тир [10]. В этом тире стреляют импульсами инфракрасного излучения. В пистолете (рис. IX. 16, а) находится источник питания и преобразователь постоянного напряжения в прямоугольные импульсы, длительность и амплитуда которых определяется емкостью конденсаторов С2—С5. Пакет импульсов поступает на излучатель инфракрасного излучения.
Электронная система рассчитана так, что при точном прицеливании на счетчик пройдет максимальное число импульсов — десять, и табло зареги-
255.
стрирует попадание в центр мишени. Если же оптические оси излучателя и приемника не совпадают, число импульсов, прошедших на счетчик, будет тем меньше, чем больше это. несовпадение. Как показали испытания, зависимость между отклонением оптической оси «оружия» и соответствующим отклонением «точки попадания» от центра мишени почти линейна.
Генератор прямоугольных импульсов собран на микросхеме А1, Конденсатор С1 определяет частоту повторения импульсов. На транзисторах VI и V2 выполнен усилитель импульсов, поступающих от генератора. При отсутствии генерации оба транзистора закрыты, поэтому усилитель постоянно подключен к батарее аккумуляторов GB1, а переключатель S1, связанный
~I
Л/
'I —..Uh/ z
+ 100мк!+ \100мкк-\- 100мк*+ 100мк*
*6В /6В *6В кбВ
а
со спусковым крючком, подключает батарею конденсаторов С2—С5 только к ге-
нератору.
Резистор R4 ограничивает ток эмиттера транзистора V2 и соответственно светодиода УЗдо уровня примерно80мА. Усилитель работает в ключевом режиме, что обеспечивает постоянство амплитуды ИК-импульсов в течение всего времени
генерации, несмотря на уменьшение напряжения на выходе генератора по мере разрядки батареи конденсаторов С2—С5. Таким образом, при нажатии на спусковой крючок светодиод V3 излучает пачку ИК-импульсов длительностью примерно 200 мс с частотой заполнения около 10 кГц при выходной мощности более 5 мВт.
В блоке индикации (рис. IX. 16, б) приемником ИК-излучения служит фотодиод VL Напряжение сигнала выделяется на резисторе R1 и через двузвенный фильтр верхних частот C1R2C2R3 поступает на вход малошумящего усилителя (полевой транзистор V2), Фильтр пропускает сигналы с частотами выше 8 кГц, что значительно повышает помехоустойчивость приемной части блока индикации.
Сигнал, усиленный первым каскадом примерно в 10 раз, поступает к основному усилителю (транзисторы V3, V4), собранному по схеме с непосредственной связью. Общее усиление всех трех каскадов достигает 4000. Далее напряжение выпрямляется диодом V5 и подается на конденсатор С8. Так как постоянная времени цепи заряда этого конденсатора почти в 20 раз меньше постоянной времени цепи разряда, а длительность пачки импульсов больше постоянной времени цепи заряда, напряжение на нем успевает достигнуть амплитудного значения выходного напряжения усилителя. Таким образом, установившееся напряжение на конденсаторе С8 будет пропорционально входному сигналу, снимаемому с резистора R1. Усилитель постоянного тока с высоким входным сопротивлением (транзисторы V6—V8) работает в режиме линейного усиления напряжения на конденсаторе С8, На выходе усилителя включена цепь. V9t V10, R16, которая вместе с элементом DJ.2 образует устройство, обладающее пороговыми свойствами по отношению к аналоговому сигналу. От тактового генератора на второй вход элемента D1.2 поступают импульсы с частотой следования 40 Гц. При увеличении на выходе усилителя постоянного тока амплитуды сигнала до некоторого порогового значения элемент D1.2 открывается и пропускает тактовые импульсы на вход двоично-десятичного счетчика D2.
Генератор представляет собой несимметричный мультивибратор (транзисторы VJ2, V13). В цепь эмиттера транзистора V13 включен светодиод V14, по которому можно контролировать работу генератора.
С выходов счетчика D2 сигнал поступает на дешифратор D3. Сигнал на выходе дешифратора может быть использован, например, для управления цифровым индикатором, однако нагляднее мишень, у которой высвечиваются кольцевые зоны попадания. Лампы Н1—НЮ подключены к дешифратору через электронные ключи (транзисторы V17— V26). На схеме для простоты показаны одиночные лампы, на самом же деле на каждом кольце мишени установлено по две
256
О'
-6t28{
72 КП103К С1Д2 240
d^C3 100mk*6B i*i ол*
'Л-? 051000
R6
-18
04
R8* 68 к
3,6к
.. 06 фмк
0,22мк J"1
R1 510i№0k\510k
510 W
Г
0//77
R23
220
Й^
W9k
микросхемам
С12 50мк*10В
\/\R22 ~l/28
6T321A
11к
R9
18k
V4
ГТ308Б
-38
C7 0,01mk
= V6
КП103К
76 ГД402А
Шк
390kV\
Rtt*\
/?«|7]
3k И 2W
V7 МПМА -68
а
-;j R20160
\б,8к
KC147A
\R19
КС147А
-0,8В
01.2
79,V1O Д219А
\R16
^Di.1
78 МП42А
~V0,47hk
'—II
09 0,1мк\„
V12
П КТ3165
&R13 620К
АЛ307А
6
010
Ip 200mk *$8
Cf1± 500mk *10 8+
715Д311А
D1.4~
1
Н4-
727
Д219А
5
01 К1ЛБ341
02 К134ЦЕ5
03 К134ПР1 Н1
717-726 МП42А
ОС
/77
2 Т1 4
81 А
1ГД-18ЬД
+ХС15 TN
12к
6вГ\
9В !
R2Sffi R26lz 1,1кП
500mk*108 R30I 12 I
R27 \0R28 12k Ml, 1k
730,731 МП41
]729 МП41А
013[ ^0,47мк
0,47мк
6
WTO
9
13
R0
2
8^
ъ. fl 12
2
4
8
О 1
2 3
4
6^-
D3
9
V18
732 МП41А
733 П213Б
Рис. IX. 16
лампы, включенные параллельно. Лампа Я/, индицирующая исходное состояние пересчетного устройства, установлена в верхней части футляра рядом с транспарантом Готовность, а Н2—НЮ — на кольцах мишени со 2-го по 10-е (1-е кодьцо не светится).
При прохождении тактовых импульсов на вход счет?чика D2 начинается последовательное переключение ламп Н1—НЮ. Оно продолжается до тех пор, пока открыт элемент D1.2, что, в свою очередь, зависит от амплитуды сигнала на выходе усилителя постоянного тока. Таким образом, порядковый номер последней зажженной лампы может характеризовать интенсивность падающего на фотодиод VI ИК-луча, т. е. точность прицеливания.
Входы R0 (выводы 1 и 2) счетчика D2 предназначены для его переключения в исходное состояние. Одновременно с открыванием элемента D1.2 на выходе элемента DT.1 появляется уровень логического «О». На выходе инвертора D1.3 появляется уровень логической «1», конденсатор СИ быстро заряжается, и на выходе инвертора D1.4 появляется уровень логического «О». Таким-образом, на обоих входах R0 счетчика D2 присутствует низкий уровень, не препятствующий работе счетчика.
Как только напряжение на выходе усилителя постоянного тока (V7, V8), уменьшаясь, достигает уровня, при котором закроется элемент D1.2, счетчик останавливается. При этом на выходе инвертора D1.1 появляется уровень логической «1», необходимый для сброса счетчика D2 в исходное положение. Примерно через 3 с конденсатор СИ разрядится настолько, что на выходе элемента D1.4 появится уровень логической «1», пересчетное устройство возвратится в исходное состояние и включится транспарант Готовность.
С выхода элемента D1.4 сигнал через диод V27 поступает на усилитель тока (транзистор V28), нагрузкой которого служит лампа Н1 транспаранта Попадание, и на электронный ключ (транзистор V29). Ключ, открываясь, запускает симметричный мультивибратор (транзисторы V30, V31). Частота генерации — около 100 Гц. Импульсы с генератора усиливаются по току составным транзистором V32, V33 и звук воспроизводится динамической головкой В1. Лампа НИ и головка В1 являются средствами дополнительной сигнализации попадания и поэтому могут быть изъяты из устройства. Блок питается от двух батарей 3336Л (GB1). На микросхемы подается напряжение около 5 В от стабилизатора R20V16Ct0. Общее потребление тока блоком индикации в исходном состоянии не превышает 36 мА.
Для повышения надежности работы дешифратора D3 в цель базы ключевых транзисторов необходимо включить токоограничительные резисторы сопротивлением 1 р:Ом и мощностью рассеяния 0,125 Вт.
Фотоэлектронный тир [6]. В этом «тире» световым лучом стреляет мишень, а приемник света находится в пистолете. Результаты стрельбы отображаются на двух стрелочных приборах, дающих координаты попадания, т. е. точности при-целивания^ В мишени находится источник, свет от которого проходит через диафрагму и фокусируется линзой в тонкий пучок.
Приемник света — фоторезисторы R1—R4 и контакты переключателя S1 размещены в корпусе пистолета. Все остальные элементы, образующие блок индикации в отдельном футляре (рис. IX. 17). Блок индикации соединяют с пистолетом гибким экранированным кабелем с разъемами XI и Х2. Цепочка стабилитронов V5—V8 служит для стабилизации напряжения питания усилителей постоянного тока. Увеличению стабильности питающего напряжения способствует питание цепочки стабилитронов через стабилизатор тока (транзистор V9 и стабилитрон V10). Источником питания тира служит батарея GB1 из восьми последовательно соединенных элементов 332 (возможно использование внешнего источника питания). Кнопка S2 служит для контроля напряжения источника питания. Конденсаторы С1 и С4 уменьшают склонность усилителя к самовозбуждению, повышая устойчивость его работы.
Напряжение питания на фото резисторы поступает со стабилитронов V5,V7, включенных в прямом направлении. Каждый усилитель постоянного тока выполнен на полевом (VI, V3) и биполярном (V2, V4) транзисторах. Транзисторы VI и V3 включены по схеме истокового повторителя, а на транзисторах V2 и V4 собраны стабилизаторы тока, питающие полевые транзисторы. Дрейф нуля усилителей практически не проявляется, поскольку полезные сигналы на их входах относительно сильны — среднее значение 0,3 В. Кроме этого, преду-258
смотрена возможность механической компенсации дрейфа нуля юстировкой положения прицельной планки пистолета.
В коллекторную цепь биполярных транзисторов усилителей постоянного тока включены микроамперметры Р1 и Р2, имеющие шкалу с нулем посередине, на ток полного отклонения стрелки 100 мкА. Портативность блока индикации и автономность питания позволяют использовать тир как в помещении, так
и вне его.
В устройстве применены фоторезисторы ФПФ7-1, размещенные в стволе пистолета в фокальной плоскости объектива. Эти фоторезисторы миниатюрны и обеспечивают хорошую линейность характеристики.
При изготовлении тира необходимо помнить, что входное сопротивление усилителей постоянного тока должно быть очень большим, поэтому сопротивление изоляции входных цепей также должно быть как можно большим. По этой причине для изготовления платы блока индикации фольгированный, гетинакс не годится, нужно использовать стеклотекстолит. Соединительный кабель
(между колодками разъемов XI и Х2) должен также иметь высококачественную, лучше всего фторопластовую, изоляцию. Конденсаторы С2 и СЗ, «запоминающие» потенциалы измерительных мостов, должны быть выбраны с минимальной утечкой,. Наиболее подходящими в данном случае следует считать конденсаторы К75-10 на рабочее напряжение 250 В. Несоблюдение указанных условий может привести к тому, что показания стрелочных индикаторов после «выстрела» будут изменяться («плыть»),
В блоке индикации использованы микроамперметры М4204, которые можно заменить другими, например М24-154. Подстроечные резисторы—СП5-3, их можно заменить любыми другими, но желательно из серии СП5. В устройстве применены миниатюрные разъемы РС4. Полевые транзисторы можно использовать любые из серии КП305, но необходимо иметь в виду, что из них наименьшим током утечки обладают транзйсторы с индексом Е. Биполярные транзисторы могут быть любые, подходящие по структуре и мощности.
Дистанционное управление с помощью света [7]. С помощью несложного электронного устройства и обычного карманного фонаря можно создать устройство дистанционного управления на расстоянии до 5 м. Система дистанционного управления состоит из генератора световых импульсов и приемника прерывистых световых колебаний.
Генератор световых импульсов (рис. IX. 18, а) — несимметричный мультивибратор (транзисторы Vlt V2). Транзистор V3 — усилитель тока, нагрузкой которого является лампа фонаря Н1. Применение несимметричного мультивибратора объясняется тем, что нить лампы нагревается быстрее, чем остывает, поэтому для получения симметричных световых ймпульсов, длительность которых равна длительности паузы, продолжительность включения лампы должна быть несколько меньше продолжительности ее выключения. При указанных на схеме данных элементов частота колебаний мультивибратора около 10 Гц.
259
Транзисторы VI, V2 — МП39—МП42 со статическим коэффициентом передачи тока Я21э 30, транзистор V3 — серии ГТ403 с любым буквенным индексом и ,с коэффициентом передачи тока Я21Э :>*30. Резисторы — МЛТ-0,125, конденсаторы К53-1 или К52-1. Лампа Н1 — МН2,5-0,4 (2,5 В X 0,4 А). Генератор прерывистого светого сигнала размещается непосредственно в корпусе цилиндрического фонаря, у которого с целью высвобождения места для деталей генератора один элемент 373 заменяют на 332.
Приемник световых колебаний и исполнительное устройство состоит из фотодатчика, усилителя импульсов, порогового устройства, усилителя постоянного тока и триггера (рис. IX. 18, б). Когда импульсы света попадают на чувствительный слой фоторезистора /?/, в его цепи протекает импульсный ток, создающий
Г2,73,Ю,Г7,Ю МП39-МП42
Ч^-Г1
\С2 4,7мк х
(-7,
R2
ЯШ fzl 4, 7мк х 25В Х25В
VI И
--------------------
\R6 7,5km27
' R7 100 k 7'5*'
-rsn— -12B
./5 KC133A .
Й И
R10AT.V6'
=« T 68mk* X25B
\Д22О M )
< СЗ f—< 68мк* _r *25 В =т=
К2.1
22mk* x25B
R157.5K
R14 7.5К
Рис. IX. 18
на резисторе R2 импульсы напряжения. Эти импульсы подаются через конденсатор С1 на двухкаскадный усилитель (транзисторы V2 и V3). С нагрузки усилителя ' (резистор R6) импульсы поступают на пороговое устройство — диод V4, резистор R8, конденсаторы СЗ, С4 и стабилитрон V5. Если на датчик поступает серия световых импульсов, конденсаторы заряжаются до напряжения стабилизации стабилитрона. При одном-двух импульсах напряжение на конденсаторах будет небольшое и стабилитрон останется по-прежнему закрытым, при постоянном освещении датчика конденсаторы вообще не будут заряжаться.
Как только через стабилитрон потечет ток, транзистор V6 откроется и реле К1 сработает, замкнув контактами К1.1 пусковую цепь триггера. Поскольку конденсатор С5 был до этого заряжен (через резистор R14 и контакты К2.1), а транзистор V8 закрыт, то теперь этот транзистор откроется. Сработает реле К2 и контактами R2.1 подключит резистор R16 к источнику питания (этим будет обеспечен режим самоблокировки реле), а контактами К2.2 подаст питание на двухгнездовую розетку XI. Загорится сигнальная лампа Н1.
Как только световые импульсы перестанут поступать на фоторезистор, реле К1 отпустит, его контакты К 1.1 возвратятся в исходное положение. Конденсатор С5 разрядится через резисторы R13 и R14, а конденсаторы СЗ и С4 — через резистор R7 и переход эмиттер — коллектор открытого транзистора V3.
При следующей серии световых импульсов, направленных на фоторезистор R1, вновь сработает реле К1 и подключит контактами К1.1 разряженный конден
260
сатор С5 к базе транзистора V8. Напряжение на базе упадет до нуля, и реле К2 отпустит. Контакты К2.1 и К2.2 возвратятся в первоначальное положение, и напряжение питания будет снято с розетки XL
Коммутатор питается от сети без понижающего трансформатора. Роль ограничителя напряжения, поступающего на двухполупериодный выпрямитель (диоды V10—V13], выполняет конденсатор С7. Этот конденсатор разряжается через резистор R18, когда коммутатор отключен от сети. Резистор R19 ограничивает ток через диоды выпрямителя в момент включения коммутатора в сеть.
Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С6. Усилитель постоянного тока и триггер питаются стабильным напряжением, снимаемым со стабилитрона V9. Напряжение, поступающее на фоторезистор и импульсный усилитель, дополнительно стабилизируется с помощью стабилитрона VI.
Транзисторы V2, V3, V6—КЯмогут быть указанных на схеме серий (с любым буквенным индексом) с коэффициентом /121Э > 40.
Диод Д220 можно заменить н-а ДЮ4—Д106, стабилитрон Д814А — на Д808.
Реле XI — типа РЭС-10 (паспорт ФРС4.524.303), Х2 — РЭС-22 (паспорт РФ4.500.129). Контакты Х2.2 рассчитаны на ток не более 0,2 А.Если же ток, потребляемый нагрузкой, превышает это значение, следует включить в розетку XI реле переменного тока МКУ-48 (например, паспорт РА4.506.243П), а через его контакты питать нагрузку.
Резисторы могут быть типа МЛТ, МТ, ВС, конденсатор С7 — бумажный, любого типа, на рабочее напряжение не менее 400 В. Электролитические конденсаторы — К52-1.
Стабилитрон V9 следует установить на теплоотводящий радиатор, позволяющий рассеивать мощность 3 Вт.
Налаживание коммутатора сводится к проверке режимов, указанных на схеме. При необходимости напряжение на коллекторе транзистора V2 устанавливают точнее — подбором резистора R3*, а на коллекторе транзистора V3 — подбором резистора R5*.
Кибернетический вездеход 11]. Электронная часть системы управления вездеходом (рис. IX. 19) устанавливается на модель вездехода на гусеничном ходу (каждая гусеница должна питаться от своего двигателя). Управляя работой двигателя, можно заставить модель поворачиваться, двигаться вперед или назад, объезжать препятствия. Кибернетическое устройство состоит из четырех реле времени, два из которых управляют двигателем одной гусеницы, два других — двигателем другой.
Реле времени (транзисторы IVL 1V2 и соответственно 2V1, 2V2 для другого электродвигателя) выдает команду «задний ход», реле на транзисторах 1V3 и IV4 (2V3t 2V4) — команду «стоп». Работой реле времени управляет два контактных выключателя, установленных на подвижной планке в передней части модели. При наезде на препятствие слева замыкается контакт S1, справа — S2. Если замкнуты контакты SLf замыкается накоротко конденсатор С1 и база транзистора IV1 соединяется с общим проводом. В результате этого отрицательное напряжение на коллекторе этого транзистора увеличивается, и ток в цепи базы транзистора 1V2 возрастает. Срабатывает реле 1X1, включенное в коллекторную цепь транзистора. Контактами 1XL1 и 1X1.2 оно изменяет полярность напряжения, подаваемого от источника GB1 на электродвигатели, а контактами 1X1.3 замыкает выводы конденсатора 1С2, разряжая его.‘После срабатывания реле 1X1 модель начинает двигаться назад. Сразу же размыкается контакт выключателя и начинает заряжаться конденсатор 1С1. Как только конденсатор зарядится до определенного напряжения (продолжительность заряда можно изменять подстроечным резистором 1R1), реле 1X1 отпустит. На двигатели снова будет подано напряжение питания в первоначальной полярности, соответствующей движению модели вперед. Но так как контакты 1X1.3 подключили конденсатор 1С2 к общему проводу и он начал заряжаться, отрицательное напряжение на коллекторе транзистора 1V3 (а значит, и на базе транзистора 1V4) возрастает и срабатывает реле 1X2. Контактами 1X2.1 оно отключит двигатель Ml правой гусеницы, будет работать только двигатель М2 левой гусеницы, и модель начнет поворачиваться вправо. Через некоторое время (оно зависит от емкости конденсатора 1С2 и установленного сопротивления резистора 1R7)
261
реле 1К2 отпустит, напряжение питания будет подано на двигатель Ml, и модель начнет двигаться в прямом направлении.
Аналогично будет работать кибернетическое устройство и при появлении препятствия справа, но срабатывает реле 2К1, и после отъезда от препятствия реле 2К2 отключает двигатель М2 левой гусеницы от источника питания.
Все транзисторы в устройстве могут быть серии МП39—МП42 со статическим коэффициентом передачи тока Я21Э > 30. Постоянные резисторы — любого типа, мощностью не менее 0,125 Вт, подстроечные — СПЗ-la; электролитические конденсаторы — К50-6.
Электромагнитные реле /Л7 и 2К1 — типа РЭС-22 (паспорт РФ4.500.129), 1К2 и 2К2 — РЭС-15 (паспорт РС4.591.002). Можно применять другие малогаба
1V1-W4, 2V1-2V4 МП41
1V4
1R10*
1R6 Юк
юг Юк
1R7
68к
\2K2.1 Ш
202 I
200мк*158 ГП 2R9
И<5л
[(Г
Рис. IX. 19
=sz1Ci
20к
1R4
1,5к
GB1 6В
102 1V3
200мк *15В
2ик
2R2 Юк
52 Л-201 \A2R4
J + 500мк*\Ц1,5к ____*15В
М2
0В2_ 9В~
ритные реле с соответствующим количеством групп контактов и током срабатывания не более 30 мА при напряжении до 7 В. Источник питания GB1 составлен из четырех соединенных последовательно элементов 373, a GB2 — из двух батарей 3336Л, также соединенных последовательно.
Налаживание устройства начинают с подбора резисторов 1R5* и 1R10* (2R5* и 2R10*). Включив питание и подождав несколько секунд, проверяют направление движения гусениц модели. Если одна из гусениц продолжает двигаться назад, значит, включено реле 1К1 (2R1). Подбором резистора 1R5* (2R5*) добиваются отпускания реле. Но резистор подбирают таким, чтобы реле срабатывало при замыкании контактов выключателя SI '(S2). Если одна из гусениц неподвижна,— срабатывает реле 1R2 (2R2). В этом случае следует подобрать резистор 1R10* (2R10*) так, чтобы реле отпустило, не срабатывало при замыкании вывода базы транзистора 1V3 (2V3) на общий провод.
Далее подстроечными резисторами устанавливают нужные выдержки реле времени. Пускают вездеход и, нажав на контактную планку слева по ходу движения, замечают продолжительность заднего хода модели и угол ее поворота. Резистором 1R7 добиваются поворота модели на угол 90°, а движок резистора 1R1 устанавливают в такое положение, чтобы модель отъезжала от препятствия на 20...25 см. Аналогично поступают и при регулировке реле, управляющих другой гусеницей. Резистором 2R1 устанавливают продолжительность работы
262
реле 2К1, равную сумме выдержек реле 1К1 и 1К2. Это необходимо для того, чтобы при наезде на препятствие точно по курсу при одновременном замыкании выключателей S1 и S2 модель отъезжала от препятствия и разворачивалась на 180°.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алекшковский С. Кибернетический вездеход. — Радио, 1977, № 7, с. 49, 50.
2. Ануфриев А. Электронный «соловей»'— Радио, 1980, № 10, с. 53—55,
3. Аристов А. Двухтональный звонок.— Радио, 1977, № 2, с. 56.
4. Аристов А. Звуковой выключатель.— Радио, 1979, № 9, с. 54.
5. Васильев В. Миноискатель.— Радио, 1978, № 7, с. 53, 54.
6. Верютин В. Электронный тир.— Радио, 1977, № 11, с. 17—19, 24,
7. Дробница Н. Луч-выключатель.— Радио, 1977, № 3, с. 49, с. 50.
8. Закатов М. Квартирный звонок из сувенира.— Радио, 1977, № 6, с. 49, 50.
9. Иванов Б. Имитатор звука выстрела.— Радио, 1980, № 4, с. 24.
10. Иванов Б. Фотоэлектронный «тир» на ИК-лучах.— Радио, 1978, №8, с. 17—20.
11. Любимцев Б. Источники пульсирующего напряжения для елочных гирлянд.— Радио, 1980, №11, с. 50, 51.'
12. Музыкальный тренажер.— Радио, 1978, № 10, с. 51.
13. Негрий Ю. Двухтональный звонок на микросхемах.— Радио, 1979, №9, с. 53.
14. Переключатели гирлянд.— Радио, 1978, №11, с. 50—52.
15. Переключатели гирлянд.— Радио, 1979, №11, с. 50—52.
16. Простая электронная канарейка.— Радио, 1980, № 3, с. 61.
17. Ралько А. Мелодичный электронный звонок.— Радио, 1979, № 7, с. 55.
18. Тринисторный переключатель — Радио, 1979, № 11, с. 53—55.
19. Тринисторный переключатель,— Радио, 1979, № 11, с. 53; 1981, № 11, с. 35.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие к третьему изданию.......................................3
Глава I. Приборы для народного хозяйства.............................4
1. Электронные устройства для автомобиля *.............. 4
2. Электронные охранные устройства......................12
3. Приборы для сельского хозяйства и промышленности 17
4. Реле времени и электронные часы......................27
Список литературы.......................................34
Глава П. Усилители 34 и их узлы.....................................35
1. Усилители мощности 34................................35
2, Узлы усилителей 34. Приставки к усилителям .... 58
Список литературы.......................................72
Глава III. Радиовещательные приемники и их узлы. Приставки к приемни-
кам ....................................................73
1. Приемники прямого усиления..........................73
2. Супергетеродинные приемники ДВ, СВ и КВ диапазонов 85
3. УКВ 4М радиоприемники.................................. 94 '
4. Узлы радиоприемников. Приставки ....................96
Список литературы......................... 110
Глава IV. Аппаратура для магнитной записи и воспроизведения звука.
Узлы электропроигрывающих устройств....................Ill
1. Магнитофоны и их узлы. Шумопонижающие устройства 111
2. Узлы электропроигрывающих устройств.................132
Список литературы......................................138
Глава V. Электронные музыкальные инструменты и цв.етомузыкальные устройства.........................................................139
1. Электрогитары и приставки к ним....................139
2. Электронные музыкальные инструменты и их узлы . . . 146
3. Цветомузыкальные устройства........................169
Список литературы......................................164
Глава VI. Аппаратура радиоспортсмена..............................165
1. Приемники .........................................165
2. Передатчики .......................................172
3. Трансиверы ........................................176
Список литературы . ...................'...............18?
Глава VII. Измерительные приборы..................................187
1. Измерители напряжений, токов, сопротивлений, индуктивности, емкости и частоты электрических колебаний .... 187
2. Испытатели транзисторов и микросхем..................203
3. Измерительные генераторы........................... 210
Список литературы ...................................... 221
Глава VIII. Источники питания..................................... 222
1. Блоки питания транзисторной аппаратуры............. 222
2. Устройства для зарядки аккумуляторов................226
3. Выпрямители на несколько напряжений.................228
4. Стабилизаторы напряжения............................234
5. Преобразователи напряжения . . . . -................240
Список литературы.............................. . . . 24’3
Глава IX. Сувениры и радиоигрушки ................................243
1. Переключатели елочных гирлянд......................243
2. Электронные звонки ................................ . 247
3. Электронные игрушки.................................250
Список литературы............................................. - • 263
wrfz