Текст
. 50к.
ПРАВОЧНИК
(»§«Ж
I
СПРАВОЧНИК
ПО
СХЕМОТЕХНИКЕ
ДЛЯ
РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
Под редакцией канд. техн, наук В. П. Боровского
Киев
«Техника»
1987
32.849.9я2
С74
УДК 681.51(031)
Справочник по схемотехнике для радиолюбителя/
С74 В. П. Боровский, В. И. Костенко, В. М. Михайлен-
ко, О. Н. Партала; Под ред. В. П. Боровского —
К.: Техшка, 1987. — 432 с., ил. — Библиогр.: с. 422—
423.— (В пер.):
2 р. 50 к. 255 000 экз.
В справочнике в компактном виде приведен обширный справочный
материал по основным вопросам радиолюбительской схемотехники.
Содержатся схемы цифровых и аналоговых фильтров, устройств им-
пульсной и вычислительной техники* автоматики и телемеханики, радио-
любительских конструкций, приставок к радиоприемным устройствам.
Рассмотрены методы настройки и расчета различных электронных схем,
а также измерения их электрических параметров. Рассчитан на широкий
круг радиолюбителей.
Авторы: В. П. Боровский, В. И. Костенко, В. М. Михайленко,
О. Н. Партала
Рецензенты канд. техн, наук А. И. Хорунжий, А. С. Чичко
Редакция литературы по энергетике, электронике, кибернетике
и связи
Зав. редакцией 3, В. Божко
С) Издательство «Техшка», 1987
ПРЕДИСЛОВИЕ
т j аучно-технический прогресс в значительной мере связан с разви-
П тием радиотехники и электроники. В решениях XXVII съезда
КПСС предусмотрено дальнейшее развитие этих областей техники,
внедрение их в народное хозяйство. В таких далеких от радиотехни-
ки областях, как медицина, транспорт, сельское хозяйство, строи-
тельство и другие, невозможно добиться новых достижений и даль-
нейшего повышения производительности труда без широкого внед-
рения радиоэлектроники, средств импульсной, вычислительной
и и'мерительной техники. Этим определяется высокий интерес
к полупроводниковой схемотехнике, особенно прикладной.
В справочнике содержатся основные вопросы прикладной схе-
мотехники. Справочник позволяет читателю получить сведения
о применении схемотехнических решений в народном хозяйстве,
медицине, на автомобильном транспорте и в радиолюбительской
практике. Широко представлены технические решения на элемент-
ной базе, доступной для юных радиолюбителей. Приведены рекомен-
дации по выбору и применению элементной базы радиотехнических
устройств. Освещены вопросы по использованию в радиотехнических
устройствах элементов импульсной и вычислительной техники.
Студенты, техники и инженеры найдут в справочнике сведения по
расчету электронных схем и настройке широко распространенных
радиотехнических устройств, а также справочные данные по основ-
ной элементной базе радиотехнических устройств. Радиолюбители
найдут для себя многочисленные технологические советы.
Приведенные в справочнике схемотехнические решения частично
оригинальные, частично заимствованы из многочисленных отечест-
венных и зарубежных источников, небольшой перечень которых при-
веден в списке литературы.
Авторы выражают благодарность рецензентам канд. техн,
наук А. И. Хорунжему и инж. А. С. Чичко за ценные замечания.
Отзывы и пожелания просим направлять по адресу: 252601,
Киев, 1, Крещатик, 5, издательство «.Тех/йка».
Глава 1
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАДИОТЕХНИКЕ
1.1. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ)
Основные и производные единицы системы СИ. Любое измерение
сводится к сравнению измеряемой величины с другой однород-
ной ей величиной, принятой за эталон. Измеренное значение харак-
теризуется условной единицей физической величины. Системой еди-
ниц называется совокупность определенным образом установлен-
ных единиц физических величин.
С 1 января 1980 г. в СССР введен в действие ГОСТ 8.417—81
(СТ СЭВ 1052—78), который устанавливает обязательное приме-
нение международной системы единиц (сокращенно СИ).
Система СИ основывается на базовых единицах (см. прил.
табл. Ш). Единицы, кратные базовым, называются кратными еди-
ницами системы СИ (за исключением единицы килограмм). Произ-
водные единицы электрических и магнитных величин в системе СИ,
формулы и обозначения приведены в приложении табл. П2.
Акустические величины. Акустические колебания, лежащие
в частотном диапазоне от 16 Гц до 15—20 кГц, которые могут вос-
приниматься человеком, называются звуковыми. Скорость распро-
странения (С) акустических колебаний, длина волны которых за-
висит от упругих свойств среды, связана с частотой колебаний
(v) следующим соотношением: А. = C/v, где частота измеряется в гер-
цах, длина волны — в метрах. Звуковые колебания в среде вызы-
вают звуковое давление, которое измеряется в паскалях: 1 Па=
= Н/м2.
Объемная скорость звука — скорость перемещения плоскойпро-
дольной волны через единичную площадку в единицу времени.
Размерность этой величины — кубический метр в секунду (м3/с).
Звуковая энергия. Звуковые колебания сопровождаются меха-
ническими колебаниями среды, а значит, обладают как кинетичес-
кой энергией колеблющихся частиц, так и потенциальной энергией
упругой деформации. Единица измерения звуковой энергии — джо-
уль (Дж).
Плотность звуковой энергии. Звуковая энергия, отнесенная
к единице объема среды, называется плотностью звуковой энергии.
Единицы измерения — джоуль на кубический метр (Дж/мв).
Поток звуковой энергии. Энергия, переносимая в единицу вре-
мени через единичную площадку, перпендикулярную направлению
распространения,- называется потоком звуковой энергии. Единица
измерения— ватт (Вт).
Сила звука (интенсивность) — плотность потока звуковой
энергии. Единица измерения — ватт на квадратный метр (Вт/м2).
Акустическое сопротивление. Отношение звукового давления
к объемной скорости называется акустическим сопротивлением.
Единица измерения — паскаль-секунда на метр (Па с/м).
Удельное акустическое сопротивление, т. е. акустическое со-
противление единицы поверхности. Равно произведению плотности
среды р на скорость распространения колебаний С: ц = рС.
Уровень интенсивности звукового давления. Для сравнения
относительных уровней интенсивности звукового давления принята
единица относительной разности уровней, равная логарифму отно-
4
шеннй этих интенсивностей: L = 1g (72'Л). Единица разности
уровней — бел (Б). Разность уровней, измеренная в децибелах
(дБ—десятая часть бела), определяется формулой Г(дБ) = 101g
Интенсивность звука и звуковое давление связаны следу*
ющими соотношениями: J — Р2/рС = Р2/т], поэтому 1g (J2/Ji) =
= 21g (Ps/PJ.
Разность уровней звуковых давлений, измеренную в децибе-
лах, можно определить по формуле Lp = 201g (P2/Pi).
1.2. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Переменным называется ток, значение н направление которого
периодически изменяются в одинаковой последовательности через
равные промежутки времени. Время, за которое совершается пол-
Рис. 1.1. График изменения тока по синусоидаль-
ному закону
ный цикл изменений по величине и направлению, называется перио-
дом Т. Величина, обратная периоду, называется частотой f перемен-
ного тока: f = 1/Т 1/с. При векторном изображении переменного
тока (рис. 1.1) вектор А описывает периодически угол 360° или 2л
радиан. Угловую скорость перемещения вектора принято называть
угловой, или круговой, частотой, рад/с, ы = 2nf = 2п/Т.
Максимальным, или амплитудным, значением тока (напряжения)
называется наибольшее мгновение значение тока (напряжения) /тах
(^тах). Мгновенное значение тока (напряжении) выражается через
синусоидальную функцию i = /тах sin (со/ -|- ф); и = Птах sin (ы/-|-ф),
где со/ определяет текущую фазу изменения тока (напряжения); ф —
начальная фаза при t = 0. Если начальные фазы тока (ф]) и напря-
жения (ф2) в одной цепи не совпадают, то они имеют угол сдвига
фаз (<р = ф1 — ф2).
Действующее значение переменного тока равно значению по-
стоянного тока, который, проходя через резистор, выделяет в нем
за одинаковое с переменным током время одинаковое количество
тепла. Для синусоидального тока (напряжения) существуют зави-
симости
'действ = '.rax//2 ~ 0,707/тах; Пдейств = (7тах/Г2.
При этом действующее значение тока не зависит от фазы.
Среднее значение синусоидального тока при ф = 0 определяется
5
за полупериод и равно высоте прямоугольника с основанием, рав-
ным половине периода, и площадью, равной площади синусоиды:
/ср = (Anax^) / = 2/тахМ - 0,6377тах.
Аналогично определяют среднее значение напряжения (7ср и ЭДС Е
В общем случае, когда начальная фаза синусоиды не равна
нулю, получим
9/ 2(7 2Е
. “max ,, max „ max
Л, =-------cos ср; U = —-----cos <p; E =-------cos <p.
CP я ' ср п ср я т
При двухполупериодном выпрямлении среднее значение тока
по модулю за период колебания равно среднему значению тока за
полупериод, а при однополупериодном — половине, т. е. | / | =
= I /л.
'так
Средневыпрямленное значение тока не зависит от начальной
Jasbi как для двухполупериодного, так и для однополупериодного
ыпрямления.
При активном сопротивлении в цепи фазы тока и напряжения
на выходе цепи совпадают. Поэтому расчет таких цепей можно вес-
ти по формулам для цепей постоянного тока. С увеличением частоты
переменного тока сопротивление проводника увеличивается (прояв-
ляется поверхностный эффект). При высокой частоте (больше
10 кГц) сопротивление рассчитывают по формуле
Яв. ч = 0,075/?d
где R — сопротивление постоянному току, Ом; d — диаметр про-
водника, мм; f — частота, Гц.
При реактивной нагрузке модуль емкостного и индуктивного
сопротивлений определяется соответственно по формулам |ХС| =
= 1/2л/С, где С — емкость конденсатора, Ф; f — частота переменного
тока, Гц, и । XL | = w£ = 2nfL =• 2я£/Т, где L — индуктивность ка-
тушки, Гн; f — частота, Гц; Т — период, с.
При последовательном соединении конденсатора и резистора
сопротивление цепи и угол сдвига фаз рассчитывают по формулам
Znoc = = /Cc + (1W; tg ф = Xc/Rn0C =
= -l/(vCRnoc),
где Znoc—модуль полного сопротивления, Ом; /?пос — активнее со-
противление резистора, Ом; Хс—модуль емкостного сопротивления
конденсатора, Ом; <р—угол сдвига фаз, рад.
При параллельном соединении
Znap = /?nap/<V I + (/?парыС)2); tg ф = /?пар<оС.
Аналогичные зависимости получают при последовательном или
параллельном соединении резистора н катушки индуктивности.
В цепях переменного тока ток, проходящий через конде! сатор,
опережает по фазе напряжение на угол <р, а ток индуктивности
запаздывает. Это свойство используется прн построении фазосдви-
гающих цепей.
6
1.3. ЗАКОН ОМА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
Закон Ома выражает зависимость между напряжением (/, то-
ком 1 и сопротивлением R для участка цепи, не содержащего ЭДС:
U = 1R, где U — в вольтах; I — в амперах; R — в омах.
Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома выражает
зависимость между ЭДС источника тока Е, сопротивлением нагрузки
R током I и внутренним сопротивлением г0 источника тока: I =
= £/(/?„+ Го).
Напряжение на зажимах источника тока U определяется по
формуле
U = Е — Ir0 —IRH.
В зависимости от сопротивления нагрузки /?н существуют три
режима работы:
режим короткого замыкания при Дн — О
^к. з = ггах =
режим холостого хода при RH = оо
(/х = (/ =£;
X . X ГПа X ’
режим согласованной нагрузки при /?и = г0
/ = /w/2; ^ = ^х.х/2; р = с/х. Л. 3/4-
В последнем случае источник тока отдает в нагрузку максималь-
но возможную мощность. Если сопротивление нагрузки состоит
из“нескольких резисторов, то справедливы следующие соотношения:
при последовательном соединении резисторов Rx и R2
(ЛА = и/и2 = Ri + r2/r2-, u2 = ur2/(r1 + r2)-
Ui = UR1I(R1 -|- R2),
где U — подведенное напряжение; U2 и U2— падение напряжения
на резисторах Rt и R2;
при параллельном соединении резисторов R, и R2 I-,U2~
~ R%1 Rj,.
Подключение резисторов параллельно или последовательно
измерительному прибору позволяет расширить пределы измерений.
Можно показать, что расширение пределов измерения вольтметра
достигается включением последовательно с ним добавочного рези-
стора Ядоб. Если верхний предел измерения вольтметра UB, а необ-
ходимый предел измерения Ua > UB, то включение /?до6=/?п (UH/UB —
— 1) позволяет отсчитывать максимальное напряжение UH. В приве-
денном выражении ^—сопротивление прибора, равное Rn = UB/1B,
где /в = ток прибора прн подведении к нему напряжения UB,
Расширение предела измерения амперметра достигается парал-
лельным подключением к нему дополнительного резистора (шунта).
Если верхний предел измерения тока амперметра /в, а необходимый
предел измерения /н> /в, то сопротивление шунта
лш=адн/и-ь
7
Сопротивление вольтметра можно определить следующим спо-
собом. Измерить вольтметром напряжение на зажимах источника
напряжения Е и, отметив показание вольтметра, включить после-
довательно с ним такой добавочный резистор, при котором по-
казание вольтметра уменьшится вдвое, т. е. при равенстве сопро-
тивлений вольтметра и добавочного резистора.
На этом же принципе основана н обратная задача определения
величины неизвестного сопротивления с помощью вольтметра.
1.4. СОЕДИНЕНИЯ РЕЗИСТОРОВ,
КОНДЕНСАТОРОВ И ИНДУКТИВНОСТЕЙ
При последовательном соединении резисторов Rlt R2, .... Rn
общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных
резисторов: /?общ = Ri -f- Ri + • • • + Rn- При параллельном соеди-
нении п резисторов проводимость всей цепи равна сумме проводимо-
стей всех резисторов: 1//?оСщ = l/fli + 1/Л?2 • • • + l/Rn- На осно-
вании этого выражения' можно определить сопротивление цепи при
параллельном соединении п резисторов.
При параллельном соединении п конденсаторов общая емкость
цепи равна сумме емкостей отдельных конденсаторов: Со61ц= Ci+
+ С2+ ... +СП. При последовательном соединении п конденсато-
ров общая их емкость
1/СОбщ= */^1 + 1/С2+ •••4- 1/С„.
При последовательном соединении п катушек индуктивности
без взаимоиндукции общая индуктивность цепи равна сумме индук-
тивностей отдельных катушек: Z.o6u(=Li+ Л2+ ... + Ln. При
параллельном соединении п катушек индуктивностей без взаимо-
индукции общая индуктивность всей цепи
1/^0614= 1/^1 + + 1/Ln-
Если магнитное поле одной катушки пересекает витки другой,
т. е. катушки обладают взаимоиндукцией, то прн последовательном
соединении двух катушек общая индуктивность Ьовщ = Ц -|- Ь.2±
± 2AJ, где М— взаимоиндукция, Гн. При параллельном соединении
двух катушек Еобщ = Z-jLj — ЛРДМЬг ± 2Л1), где знак плюс перед
членом 2AJ ставят при согласном включении катушек, а минус — при
встречном; взаимоиндукция М = k угде k — коэффициент связи
(k < 1), который зависит от взаимного расположения катушек индук-
тивностей L] и La, способа намоток катушек индуктивностей и др.
Индуктивность тороидальной катушки, мкГн,
(О2
£. = 4лрЕу IO"3,
где <о — число витков; ft — абсолютная магнитная проницаемость
материала; F — площадь поперечного сечения магннтопровода,
см2; I — средняя длина магнитной линии, см.
Индуктивность однослойной цилиндрической катушки при
I > 0,3D
L = w2D2/(100Z + 45D),
где I — длина катушкн, см; D — диаметр катушки, см.
8
1.5. ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Если в цепи действует гармоническое напряжение
и = ^max cos (w/ + Ф)>
то мгновенное значение стационарного тока
. ^ттах .
I = —cos (ы/ -|- fp — ф),
где Z — комплексное сопротивление, Ом.
Для последовательно соединенных резистора и катушки ин-
дуктивности
Z = VR2 + u>2L2-, ф = arctg vL/R.
Для последовательно соединенных резистора и конденсатора
Z = /Я2 + (1/<о2С2); = —arctg 1/coCR.
Для последовательно соединенных резистора, катушки индук-
тивности и конденсатора (7?АС-контура)
Z = VR2 (<о£ — 1 /<оС)2; ф = arctg----.
Если w£ — l/ыС, то на частоте w0= возникает яв-
ление резонанса, при котором полное сопротивление цепи стано-
вится минимальным н чисто активным, равным R, а амплитуда то-
ка, протекающего в контуре, достигает максимума: /тах рез = Um&K!R.
При резонансе фаза тока совпадает с фазой напряжения, действующего
в цепи. Амплитуда напряжения на катушке индуктивности при резо-
нансе
^max L. Лпах рез®0^ max^O^/R Q^max’
амплитуда напряжения иа конденсаторе
^max С = ^тахрез/®»^ = (^тах O/^oQ = ФЦтмх’
т. е. при резонансе амплитуда напряжения на конденсаторе или на
катушке индуктивности в Q = a>aL/R — 1/(<<оо7?С) раз больше
амплитуды подводимого к контуру напряжения. Поскольку при ре-
зонансе в последовательном RLC- контуре амплитуда напряжений
иа конденсаторе и на катушке индуктивности одинаковы, то в этом
случае говорят о резонансе напряжений.
1.0. ПОМЕХИ, ПАВОДКИ И БОРЬБА С НИМИ
Помехи, попадающие на вход радиоприемных трактов аппара-
туры, бывают активными, пассивными, внутренними. 'Активные
помехи создаются источниками, способными излучать электромаг-
нитные колебания,— это промышленные, атмосферные, космические,
помехи, создаваемые в самих радиостанциях, собственные шумы и др.
Пассивные помехи возникают в результате ионизации воздуха дру-
гими излучениями (например, космическим). Под воздействием
пассивных помех возникают замирание, внезапное поглощение,
9
паразитная модуляция радиоволн и т. п. Источником внутренних
помех являются собственные шумы радиотрактов. Такие шумы
определяют чувствительность радиоаппаратуры к воздействию
входных сигналов.
Помехи могут существенно ухудшить качество звучания радио-
трактов, исказить изображение в телевизионных устройствах, по-
высить погрешность приема телеизмерительной информации и др.
В зависимости от природы помех существуют разные способы
борьбы с ними. Например, индустриальные помехи наиболее
сильны вблизи их источников, вдоль линий электропередач, у поверх-
ности земли, около электропроводки зданий, под крышами зданий.
Такие помехи наиболее сильно воздействуют на вертикальные
провода.
Применяя горизонтальные дипольные антенны, можно значи-
тельно ослабить влияние индустриальных помех на радиоприем.
Малочувствительны к таким помехам рамочные и ферритовые ан-
тенны, находящиеся на значительном удалении от пх источника.
Чувствительность приемника ограничена уровнем помех. С расши-
рением полосы пропускания радиоприемника растет влияние как
внешних, так и внутренних помех. Уровень сигнала на входе
приемника пропорционален длине антенны и напряженности элек-
трического поля сигнала, поэтому при наличии внешних помех
увеличение длины антенны не повышает помехоустойчивости ра-
диоприемника, так как одновременно растет уровень сигнала и
помехи.
Уменьшить влияние помех со стороны соседних по диапазону
радиостанций можно за счет повышения избирательных свойств
радиоприемника нли за счет использования направленных свойств
приемных антенн. Высокая избирательность по соседнему каналу
в радиоприемниках прямого усиления достигается повышением
добротности входных контуров. В супергетеродинных приемниках
высокая избирательность по соседнему каналу обеспечивается при-
менением фильтров промежуточной частоты с высокой крутизной
скатов их частотной характеристики. С этой целью применяют
фильтры сосредоточенной селекции (ФСС). В радиоприемниках
высокого класса такие фильтры бывают многоконтурными на ос-
нове Z-C-контуров. В переносных радиоприемниках широкое приме-
нение находят керамические ФСС.
Уменьшить влияние помех можно, изменив расположение ан-
тенны относительно источника помех или применив дипольные
антенны, в которых токи, наводимые помехами в проводниках ди-
поля, взаимно компенсируются в антенной катушке. Диполь на-
страивают на частоту принимаемой станции, изменяя его геометри-
ческие размеры. Ослабить влияние помех можно, включив на входе
радиоприемника противовес в виде изолированной от шасси прием-
ника металлической сетки. При этом помехи, наводимые в антенне
и сетке противовеса, компенсируют друг друга.
Для согласования антенны и входа приемника часто приме-
няют согласующие трансформаторы на ферритовых сердечниках.
Например, в диапазоне 40 и 20 м согласующий трансформатор из-
готовляют на кольце 50ВЧ сечением 20 мм2. Первичная обмотка
состоит из 15 витков, а вторичная — из 30 витков провода ПЭВ
0 1 мм. Для диапазона УКВ применяется согласующий трансфор-
матор, выполненный на кольце из СВЧ феррита. Обмотка содержит
4—8 витков провода литцендрат, намотанных с постоянным шагом.
Внутренние шумы возникают во всех токопроводящих элемен-
тах: в резисторах, вакуумных и полупроводниковых диодах, фото-
10
электронных умножителях, газоразрядных приборах И т, п. Хао-
тическое тепловое движение электронов в токопроводящих элемен-
тах создает на их зажимах шумовое напряжение.
Мощность напряжения шумов на выходе таких элементов обыч-
но пропорциональна полосе воспроизводимых частот. Поэтому для
снижения уровня шумов применяют высокодобротные полосовые
фильтры. В усилительных трактах предварительные усилители
должны проектироваться по возможности малошумящими. Это до-
стигается применением малошумящих транзисторов и резисторов,
уменьшением величины питающего напряжения, использованием
•источников питания с низкоомным выходом, хорошей фильтрацией
постоянного напряжения и т. п. В системах передачи информации,
где допускается изменение формы передаваемых сигналов, наиболее
эффективно шумы можно уменьшить, если применить согласован-
ные фильтры. Для одночастотных радиосигналов таким фильтром
является полосовой с полосой пропускания AF к, klT, где Т дли-
тельность передаваемого сигнала, с; k — 0,4.,.1,2 (в зависимости от
вида фильтра).
Глава 2
ЭЛЕКТРОРАДИОМАТЕРИАЛЫ
2.1. ПРОВОДА И КАБЕЛИ
Монтажные провода и кабели предназначены для электрических
соединений элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Монтажные провода выпускают одножильными и многожиль-
ными. Они бывают медные, серебряные, из нержавеющей стали, с
покрытием сплавами ITOC, серебром или без покрытия. Для увеличе-
ния прочности провода армируют стальной проволокой. Для выпол-
нения жесткого навесного монтажа применяют одножильные мон-
тажные провода в трубчатой изоляции диаметром 0,4; 0,5; 0,6;
0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,2; 1,4; 1,5; 1,8; 2; 3; 4 мм луженые и посеребрен-
ные.
Провода с волокнистой изоляцией обладают высокой гигро-
скопичностью, а с изоляцией из полихлорвинила, специальных сор-
тов резины, пленочных, пластмассовых и других диэлектриков —
влагостойки и работают при влажности до 98 % и температуре до
40 °C. Сечение монтажного провода выбирают в зависимости от тока,
проходящего по нему (табл. 2.1).
Основные параметры монтажных проводов и кабелей приведены
в табл. 2.2.
Промышленность выпускает монтажные провода следующих
марок:
МГВ — миогопроволочный, изолированный полихлорвинилом;
МГВЭ — то же, экранированный;
2.1. Величины допустимого тока медных монтажных проводов
Сечение про- 0,05 0,07 0,1 0,2 0,3 05 0,7 1 1,5 2 4 6 10
вода, мм2 Допустимый ток, А 0,7 1 1,3 2,5 3,5 5 7 10 14 17 25 30 45
11
2.2. Монтажные провода и кабели
Марка Номинальное сечение жилы, мм2 (число проволок в жиле) i Интервал рабочих температур, °C Номинальное напря- жение постоянного тока 50 Гц, В Применение и особые свойства
мгв мгвэ 0,1 (7); 0,2(7); 0,35 (7); 0,5 (7) 0,75 (7 и 15); 1 (19) —40... .„+70 220 Для фи кси рова н ного монтажа слаботочной аппаратуры и электро- приборов. Лаковая пленка изоляции эла- стична, малогорюча и обеспечивает высокую стойкость к воздей- ствию тепла, холода и влаги
мгвсл мгвслэ 0,35 (7); 0,5 (7); 0,75 (7 и 15); 1 (19); 2(37); 3(56)
мшв 0,07(1); 0,2(1); 0,35(1); 0,5(1); 0,74 (1); 1 (1); 1,5(1) —50... .„+70 500* Для фиксированного внутри- н межприбор- ного монтажа электри- ческих устройств
мгшв мгшвэ мгшвэ 0,14 (18); 0,2(12); 0,35 (20) 2x0,35; 2X0,5; 2x0,75; 3X0,35; 3x0,5; 3X0,75 0,5(16); 0,75 (24)
мгшвэв 0,14(18); 0,35 (20)
мгшвл 0,5(16) —60... .„+80 1000 То же, при условиях, требующих повышен- ной механической проч- ности провода
мог 0,3(154); 0,5 (259) —60... .„+60 Для передачи напря- жения с неподвижных частей к подвижным частям блоков аппа- ратуры
пмв пмов 0,2 (1); 0,35(1); 0,5(1) 0,75(1) —60... .„+50 500; 380 Для фиксированного монтажа слаботочной аппаратуры
пмв г 0,2(12); 0,35(11); 0,5(16); 0,75(24)
12
Продолжение табл. 2.2
Марка Номинальное сеченне жилы, ммг (число проволок в жиле) Интервал рабочих температур, °C Номинальное напря- жение постоянного тока 50 Гн, В Применение и особые свойства
пмвэ 0,1 (1); 0,2 (1) —60... „4-70 500; 380 То же
БПВЛ БПВЛЭ 0,35(7); 0,5(7); 0,75 (7) 1(19); 1,5(7); 2,5(19); 4(49) —60... ...4-70 220 Для монтажа электри- ческой бортовой сети низкого напряжения. Выпускается трех цве- тов’ белого, голубого и красного
МГШПЭ 2X0,35; 2X0,5; 2X0,75; 2X1; 3x0,35; 3x0,5; 3X0,75; 3x1 —60... ...4-70 500** Для фиксированного внутри- и межприбор- ного монтажа электри- ческих устройств. Ра- ботоспособны при атмо- сферном давлении 1,33 • 102—2-106 Н/м2
МГШПЭВ 0,12(12); 0,2(17); 0,35 (24)
мгш 0,05 (40); 0,07 (26); 0,1 (20) -60... ...4-105 24 Для фиксированного монтажа слаботочной аппаратуры
мгтл мгтлэ 0,12(7); 0,14(18); 0,2(12) 0,35 (20); 0,5(16); 0,75(19); 1 (19); 1,5 (19) —60... ....4-150 250*** Для фиксированного и нефиксированного внутриприборного мон- тажа электрических устройств
МГТФ 0,07(14); 0,1 (21); 0,14(30) -60... ...4-220 250 Для монтажа схем сла- боточной аппаратуры, работающих при повы- шенной температуре окружающей среды
* Для проводов сечением до 0,14 мм’, для проводов сечением выше
0,14 мм* — 1500 В.
** Для проводов сечением до 0,12 мма.
Частотой 1100 Гц.
J3
2.3. Медине обмоточные провода
2.4. Основные параметры медных обмоточных проводов
Марка Изоляция Диаметр медной жилы, мм Максимальная 1 рабочая темпе- 1 ратура, °C | | Диаметр медной жилы, мм Сечение медной жилы, мм2 Сопротивление 1 м провода при 20 °C, Ом Допустимый ток при плотности 2 А/мм2, А ПЭЛ ПЭВ-1 ПЭЛШО
Диаметр, м I Масса 100 м, г Диаметр, мм Масса 1 100 м, г Диаметр, мм Масса 100 м, г
ПЭВ-1 Один слой высокопрочной эмалн 0,02...2,44 120 0,10 0,0079 2,23 0,0157 0,12 7,3 0,125 7,5 0,18 9,3
ПЭВ-2 0,11 0,0095 1,85 0,0190 0,13 8,8 0,135 9,1 0,19 0,20 11,0
То же, два слоя 0,06...2,44 120 0,12 0,0113 1,55 0,0226 0,14 10,4 о; 145 10,7 12,7
пэвд Один слой высокопрочной эмали с дб- 0,2...0,5 . 0,13 0,0133 1,32 0,0266 0,15 12,2 0,155 12,4 0,21 14.7
полнительным термопластичным по- 0,14 0,0154 1,14 0,0308 0,16 14,1 0,165 14,4 0,22 16,7
крытием 0,15 0,0177 0,99 0,0354 0,17 16,2 0,180 16,6 0,23 18,9
пэвкл Высокопрочная эмаль с покрытием на 0,1...0,15 105 0,16 0,17 0,0201 0,0227 0,873 0,773 0,0402 0,0454 0,18 0,19 18,4 20,8 0,19 0,20 18,8 21.2 0,24 0,25 21,2 23,7
основе капроновой смолы 0,18 0,0255 0,688 0,0510 0,20 23,3 0,21 23,6 о;2б 26,3
пэвло Высокопрочная эмаль и обмотка из 0,06...1,3 105 0,19 0,0284 0,618 0,0568 0,21 25,9 0,22 26,3 0,27 29,0
шелка с лавсаном 0,20 0,0314 0,558 0,0628 0,225 28,7 0,23 29,0 0,29 32,2
ПЭВТЛ-1 Один слой высокопрочной теплостой- 0,06... 1,56 120 0,21 0,23 0,0346 0,0416 0,507 0,423 0,0692 0,0832 0,235 0,255 31,6 37,8 0,24 0,27 32,0 38,3 0,30 0,32 35,2 41,7
кой эмали 0,25 0,0491 0,357 0,0982 0,275 44,6 0,29 45,2 0,34 48,8
ПЭВТЛ-2 То же, два слоя 0,06—1,56 120 0,27 0,0573 0,306 0,115 0,31 52,2 0,31 52,6 0,37 56,9
ПЭВШО Высокопрочная эмаль и обмотка из 0,07...0,51 105 0,29 0,31 0,0661 0,0755 0,266 0,233 0,132 0,151 0,33 0,35 60,1 68,9 0,33 0,35 60,5 68 0,39 0,42 65,1 74,2
искусственного шелка 0,33 0,0855 0,205 0,171 0,37 78 0,37 78 0^44 83,6
ПЭЛ Лакостойкая эмаль 0,03...2,44 105 0,35 0,0962 0,182 0,192 0,39 87,6 0,39 87 0,46 93,5
пэлко Лакостойкая эмаль и обмотка из кап- 0,2...2,1 105 0,38 0,41 0,1134 0,1320 0,155 0,133 0,226 0,264 0,42 0,45 103 120 0,42 0,45 103 120 0,49 0,52 109 127
ПЭЛ О ронового волокна 0,44 0,1521 0,115 0,304 0,49 138 0,48 138 о;55 145
Лакостойкая эмаль и обмотка из шел- 0,05...2,1 105 0,47 0,1735 0,101 0,346 0,52 157 0,51 157 0,58 165
ка с лавсаном 0,49 0,1885 0,093 0,378 0,54 171 0,53 171 0,60 179
ПЭЛР-1 Один слой высокопрочной полиамид- 0,1...2,44 120 0,51 0,53 0,2043 0,2206 0,0859 0,0795 0,408 0,441 0,56 0,58 185 200 0,56 0,58 186 201 0,63 0,65 194 209
ПЭЛР-2 нои эмали 0,1...2,44 0,55 0,2376 0,0737 0,476 0,60 216 0,60 216 0,67 225
То же, два слоя 120 0,57 0,2552 0,0687 0,510 0,62 230 0,62 230
ПЭЛУ Лакостойкая эмаль (утолщенный слой) 0,05...2,44 105 0,59 0,2734 0,0641 0,547 0,64 248 0,64 248 0,71 257
пэлшко Лакостойкая эмаль и обмотка из кап- 0,1—1,56 105 0,62 0,3019 0,0580 0,604 0,67 273 0,67 274 0,75 283
ронового волокна Лакостойкая эмаль и обмотка из на- 0,64 0,3217 0,0545 0,644 0,69 291 0,69 292 0,76 301
пэлшо 0,05... 1,56 105 0,67 0,69 0,3526 0,3739 0,0497 0,0469 0,705 0,748 0,72 0,74 319 338 0,72 0,74 319 338 0,79 0,81 330 349
ПЭМ-1 турального шелка 0,1...2,44 0,72 0,4072 0,0430 0,814 0,78 367 0,77 367 0,85 378
Один слой высокопрочной эмали «ме- 105 0,74 0,4301 0,0407 0,86 0,80 390 0,80 390 0,87 402
ПЭМ-2 талвин» 0,77 0,4657 0,0376 0,93 0,83 421 0,83 422 0,90 434
То же, два слоя 0,1...2,44" 105 0,80 0,5027 0,0348 1,0 0,86 455 0,86 455 0,93 468
пэм-з То же, три слоя Высокопрочная теплостойкая эмаль и обмотка из шелка с лавсаном 0,1...2,44 105 0,83 0,5411 0,0324 1,082 0,89 489 0,89 489 0,96 507
пэпло 0,06—1,3 120 0,86 0,90 0,5809 0,6362 0,0301 0,0275 1,16 1,27 0,92 0,96 525 574 0,92 0,96 525 574 0,99 1,03 538 588
пэтв Высокопрочная теплостойкая эмаль 0,06...2,44 130 0,93 0,96 0,6793 0,7238 0,0258 0,0242 1,36 1,45 0,99 1,02 613 653 0,99 1,02 613 653 1,06 1,09 627 668
пэтк Теплостойкая эмаль 0,05...0,51 — 1,00 0,7854 0,0224 1,57 1,07 710 1,08 712 1,14 727
пэтло Высокопрочная теплостойкая эмаль и 0,06—1,3 130 1,04 0,8495 0,0206 1,7 1,12 764 1,12 770 1,18 783
обмотка из шелка с лавсаном 1,08 0,9161 0,0191 1,83 1,16 827 1,16 829 1,21 844
1,12 0,9852 0,0178 1,97 1,2 886 1,2 892 1,26 906
14
15
Продолжение табл. 2.4
*о X ПЭЛ ПЭВ 1 ПЭЛ иго
в£ 0) »s X fc£ <и м f- S « и 3 о S S S 2 2 2 2
&s 2 S = £ оО СХ сх и & о
2 3 «5 Ч я X 5 а ST g ° с ‘ О о Ч 2 ХС 2 о =< <и 2 га X «1 - о S 1) 2 «1 X я - и 2 0) 2 W X 3 а
чк о £ и -8 Чем ч S2 ч S2 ч
1,16 1,057 0,0166 2,114 1,24 953 1,24 956 1,3 971
1,20 1,131 0,0155 2,26 1,28 1020 1,28 1030 1,34 1040
1,25 1,227 0,0143 2,45 1,33 1110 1,33 1110 1,39 ИЗО
1,30 1,327 0,0132 2,654 1,38 1190 1,38 1200 1,44 1220
1,35 1,431 0,0123 2,86 1,43 1290 1,43 1290 1,49 1210
1,40 1,539 0,0113 3,078 1,48 1390 1,48 1390 1,54 1400
1,45 1,651 0,0106 3,3 1,53 1490 1,53 1490 1,59 1500
1,50 1,767 0,0098 3,534 1,58 1590 1,58 1590 1,66 1620
1,56 1,911 0,0092 3,822 1,64 1720 1,64 1720 1,72 1750
МГВСЛ — многопроволочный, изолированный полихлорвинилом
и оплеткой нз стекловолокна, лакированный;
МГВСЛЭ — то же, экранированный;
МШВ — однопроволочный, изолированный двойной обмоткой
из искусственного пли натурального шелка и поли-
хлорвинилом;
МГШВ — многопроволочный, изолированный двойной обмот-
кой из искусственного нли натурального шелка и по-
лихлорвинилом;
МГШВЭ — то же, экранированный;
МГШВЛ — то же, лакированный;
МОГ — многопроволочный, изолированный обмоткой из хлоп-
чатобумажной пряжи, лентами из лакошелка, обмот-
кой и оплеткой из шелка или капрона;
ПМВ —однопроволочный, изолированный полихлорвинилом;
ПМВЭ — то же, экранированный;
ПМОВ — однопроволочный, изолированный обмоткой из хлоп-
чатобумажной пряжи или стекловолокна и поли-
хлорвинилом;
ПМВГ — многопроволочный, изолированный обмоткой из хлоп-
чатобумажной пряжи пли стекловолокна и полихлор-
винилом;
МГШПЭ — многопроволочный, изолированный обмоткой из шелка
и полиэтиленом, экранированный;
МГШПЭВ — то же, изолированный полихлорвинилом;
МГШ — многопроволочный, изолированный одним слоем оп-
летки нз искусственного шелка;
МГТЛ — многопроволочный, изолированный обмоткой н оплет-
кой из лавсанового волокна, лакированный;
МГТЛЭ — то же, экранированный;
МГТФ — многопроволочный, изолированный оплеткой из фто-
ропласта.
Медные обмоточные провода. Основное назначение — изго-
товление обмоток трансформаторов, дросселей, катушек реле,
электрических машин и др. Обмоточные провода могут иметь эмале-
вую изоляцию, тканевую или комбинированную. Основные парамет-
ры медных обмоточных проводов приведены в табл. 2.3 и 2.4.
16
2.5. Основные параметры высокочастотных обмоточных проводов
(ГОСТ 18186—74)
Диаметр про- волоки, мм Число проволок в пучке Диаметр провода, мм Расчетное сече- ние медиой жилы, мм2 Сопротивление 1 км провода при 20 °C, Ом, не более
лэл . лэло, лэшо лэлд, лэшд лэп ЛЭПКО
10 0,25 0,32 0,38 0,0196 1012
п лс; 16 0,31 0,38 0,44 — 0,0314 634
20 0,34 0,41 0,47 — — 0,0392 507
50 — — 0,71 — — 0,098 209
0,06 3 — — — 0,2 0,0085 2300
5 — — — 0,25 — 0,0142 1380
7 —. 0,34 0,0269 760
8 0,29 0,36 0,42 0,35 0,4 0,0308 624
10 0,33 0,4 0,46 0,39 0,44 0,0385 499
12 — 0,42 0,48 0,42 0,47 0,0462 416
0,07 16 — 0,47 0,54 0,47 0,52 0,0616 312
20 — 0,52 0,59 0,53 0,57 0,077 249
27 — 0,58 0,65 0,104 190
32 —— 0,63 0,7 0,123 161
50 — 0,82 0,89 — — 0,193 85,6
9 0,44 0,51 0,58 0,48 0,53 0,0707 276
12 0,5 0,57 0,64 0,54 0,59 0,0942 207
14 0,54 0,61 0,68 0,68 0,63 0,11 177
0,1 16 0,57 0,64 0,71 0,61 0,66 0,126 155
19 0,6 0,67 0,74 — 0,149 131
21 0,64 0,71 0,78 0,69 0,73 0,165 118
24 0,68 0,75 0,82 0,74 0,78 0,188 103
28 0,74 0,81 0,88 0,8 0,84 0,22 91,3-
2.6. Обмоточные провода высокого сопротивления
Марка* Изоляция Диаметр жнлы, мм
ПШДК ПЭБОК Константановые Два слоя обмотки из шелка Эмаль и один слой обмотки из хлопчатобу- 0,05... 1 0,04...1
ПЭВКМ-1 ПЭВКМ-2 ПЭК пэшок мажной пряжи Один слой высокопрочной эмали То же, два слоя Лакостойкая эмаль Эмаль и один слой обмотки из шелка 0,1...0,8 0,03...0,8 0,03...! 0,05...1
17
Продолжение табл. 2.6
Марка* Изоляция Диаметр жилы, мм
Манганиновые
пшдмм, пшдмт пшдмт Два слоя обмотки из шелка 0,05... 1
ПЭВММ-1 Один слой высокопрочной эмали 0,05...0,8
ПЭВМ М-2 То же, два слоя 0,05...0,8
ПЭВМТ-1 Один слой высокопрочной эмали 0,02...0,8
ПЭВМТ-2 То же, два слоя Лакостойкая эмаль 0,02...0,8
пэмм, 0,05...!
пэмт » » 0,03...1
пэмс Высокопрочная эмаль 0,05...0,8
пэшомм, пэшомт Эмаль и один слой обмотки из шелка 0,05... 1
Нихромовые
ПЭВНХ-1 Один слой высокопрочной эмали 0.02...0.4
ПЭВНХ-2 То же, два слоя Лакостойкая эмаль 0,02...0,4
пэнх 0,03...0,4
* Последняя буква марки провода означает: М — мягкий; Т — тверды я; С
стабилизированный.
2.7. Сопротивление 1 м провода высокого сопротивления, Ом
Диаметр жилы, мм Манганин Константан Нихром
мягкий твердый мягкий твердый Х15Н60 Х2ПН80
0,02 1370 3374
0,025 — 876 — —. 2160
0,03 606 655 655 693 1528 1500
0,04 342 369 369 390 857 844
0,05 220 237 237 250 550 535
0,06 152 164 164 173 386 379
0,07 112 121 121 127 281 278
0,08 85,4 92,5 92,5 97,5 216 213
0,09 67,7 73,1 73,1 77 170 168
0,1 54,8 59,2 59,2 62,4 138 136
0,12 38,1 41,1 41,1 43,6 95,7 94,7
0,15 24,3 26,3 26,3 27,7 61,1 60,5
0,18 16,9 18 18 19 43 42,1
0,2 13,7 14,8 14,8 15,6 35,3 34,1
0,22 11,3 — 12,1 12,9 29,2 28,2
0,25 8,76 9,5 9,5 9,98 22,6 21,8
0,28 — — 7,55 7,96 18 17,4
0,3 6,06 6,6 6,6 6,93 15,3 15,2
0,32 — — — — 13,8 13,3
18
Продолжение табл. 2.7
Диаметр жилы, мм Манганин Константан Нихром
мягкий твердый мягкий твердый Х15Н60 Х20Н80
0,35 4,47 4,83 4,83 5,09 11,3 П,1
0,38 3,81 — 4,1 4,32 —— —
0,4 3,42 3,7 3,7 3,9 8,59 8,52
0,45 2,71 2,92 2,92 3,09 6,98 6,73
0,5 2,2 2,37 2,37 2,5 5,66 5,45
0,55 1,82 1,96 1,96 2,06 —— —
0,6 1,52 1,65 1,65 1,73 4,07 3,82
0,65 1,36 1,4 1,4 1,49 —- —
0,7 1,12 1,21 1,21 1,27 2,91 2,84
0,75 0,975 —— 1,05 1,12 — —
0,8 0,854 0,925 0,925 0,975 •2,23 2,17
0,85 — 0,82 0,864 —> —
0,9. 0,675 0,731 0,731 0,77 1,76 1,72
1,0 0,548 0,592 0,592 0,624 1,42 1,39
Литцендраты —это высокочастотные обмоточные провода, пред-
назначенные для изготовления высокочастотных катушек контуров
с высокой добротностью. Представляют собой пучок медных прово-
дов диаметром 0,05; 0,07; 0,1; 0,2 мм в эмалевой изоляции каждый.
Промышленность выпускает высокочастотные обмоточные провода
следующих марок:
ЛЭП, ЛЭЛ — без дополнительной изоляции;
ЛЭЛД — с шелковой и лавсановой оплетками в два слоя;
ЛЭЛО — то же, в один слой;
ЛЭПКО — с капроновой оплеткой;
ЛЭШД — с шелковой оплеткой в два слоя;
ЛЭШО — то же, в один слой.
Основные параметры высокочастотных обмоточных проводов
приведены в табл. 2.5.
Проводники высокого сопротивления предназначены для изго-
товления резисторов, шунтов, спиралей, нагревательных приборов.
Основные параметры приведены в табл. 2.6 и 2.7.
Высокочастотные кабели. Основное назначение — работа
в электрических цепях с частотой более 1 МГц.
Условное обозначение высокочастотных кабелей: первые две
буквы — марка: РК — коаксиальные, РД — симметричные, PC —
спиральные; затем три числа, написанные через дефис и обозначаю-
щие величину волнового сопротивления, диаметр изоляции, род
изоляции: 1 — полиэтилен и его смеси, 2 — фторопласт, 3 — поли-
стирол (стирофлекс), 4 — полипропилен и его смеси, 5 — резина,
6 — неорганическая изоляция.
Основные параметры радиочастотных коаксиальных кабелей
со сплошной и полувоздушной изоляцией приведены в табл. 2.8
и 2.9.
Все радиочастотные кабели, за исключением спиральных, ра-
ботоспособны при вибрациях с частотой 10—1000 Гц.
Проводники низкого сопротивления. Сопротивление провода
зависит от его материала, сечения и длины: R = р (1/S), где R —
19
2.8. Радиочастотные коаксиальные кабели со сплошной изоляцией из
стабилизированного полиэтилена и фторопласта-4
Марка Число проволок в жиле и диаметр проволоки, мм Дна- метр жилы, мм Номи- наль- ный диа- метр изоля- ции, мм Номи наль- ный на- руж ныи Диа- метр, мм Ем- кость, пФ/м, не бо- лее Затуха- ние при частоте 3000 МГц, дБ/м, ие бо- лее
РК-50-2-13 (РК-19) 1 0,68 2,2 4,0 115 2,0
РК-50-3-13 (РК-55) 1 0,90 3,0 5,0 ПО 1,7 '
РК-50-4-13 (РК-29) 1 1,37 4,6 9,6 ПО 1,4
РК-50-7-15 (РК-47) 7x0,76 2,28 7,3 10,3 115 1,25
РК-50-7-16 (РК-28) 7X0,76 2,28 7,3 11,2 115 1,25
РК-50-11-13 (РК-48) 7X1,13 3,39 11,0 14,0 115 0,85
РК-75-4-12 (Р-149) 7X0,26 0,78 4,6 7,3 76 1,5
РК-75-4-15 (РК-1) 1 0,72 4,6 7,3 76 1,3
РК-75-7-15 1 1,13 7,3 9,5 76 1,1
РК-75-7-16 (РК-20) 7x0,4 1,20 7,3 10,3 76 1,1
РК-ЮО-7-13 (РК-2) 1 0,60 7,3 9,7 57 0,85
РК-50-2-21 (РКТФ-91) 1 0,73 2,2 4,0 105 2,0
РК-50-4-21 (РКТФ-29) 1 1,54 4,6 7,0 106 1,1
РК-50-7-21 (РКТФ-47) 7X0,83 2,49 7,3 9,3 106 1,1
РК-50-11-21 (РКТФ-48) 7X1,19 3,57 11,0 13,0 106 0,9
РК-75-2-21 1 0,41 2,2 4,0 70 1,7
РК-75-4-22 (РКТФ-49) 7X0,3 0,90 4,6 6,4 70 1,25
РК-75-7-22 (РКТФ-20) 7X0,46 1,38 7,3 9,5 70 1,1
РК-100-7-21 (РКТФ-2) 1 0,74 7,3 9,5 50 1,1
PC-400-7-11 (РК-3-401) — 0,35* 7,9 13 1800 1,2
PC-400-7-12 (РК-3-400) — 0,51* 12,5 18 200 1,7
PC-1600-7-11 (РК-3-1601) — 0,1* 7,6 13 1150 1,2
♦ Диаметр внутреннего провода.
Примечание, В скобках указано старое обозначение кабеля.
2.9. Радиочастотные коаксиальные кабели с полувоздушной изоляцией
Марка Число прово- лок в жнле и диаметр проволоки, мм Ем- кость, пФ/м, не бо- лее Волновое сопротив- ление, Ом Затухание, ДБ/м, при частоте
45 МГц 3000 МГц
РК-75-3-11 (РК-67) 7X0,23 60 75±3 0,3* 1,7
РК-75-4-17 (РК-66) 1X1,03 60 75±3 — 1
РК-75-7-17 (РК-77) 1X1,62 60 75±3 — 1
РК-75-17-11 1X4 53 75±3 0,07** —
РК-100-4-11 1X0,64 56 Ю0±5 — 1,3
РК-100-7-14 (РК-64) 1X1 45 100± 5 — 0,8
РК-150-7-11 1X0,37 27 150± 10 0,08 1,2
РК-150-7-12 1X0,37 27 150±10 0,08 1,2
♦ При частоте 200 МГц.
♦♦ При частоте 600 МГц.
20
2.10. Основные параметры материалов дли проводников низкого
сопротивления
Материал Удельное сопротивление при 20°С, Ом-м ткс, % /’С Темпера- тура плавления, °C Плотность, г/см’
Алюминий 0,028 0,49 660 2,7
Бронза фосфористая 0,115 0,4 900 8,8
Золото 0,024 0,37 1060 19,3
Латунь 0,03...0,06 0,2 900 8,5
Медь электротехническая 0,0175 0,4 1030 8,9
Никель 0,07 0,6 1450 8,8
Олово 0,115 0,42 230 7,3
Платина 0,1 0,3 1770 21,4
Свинец 0,21 0,4 330 11,4
Серебро 0,016 0,38 960 10,5
Сталь 0,098 0,62 1520 7,8
Уголь 0,33... 1,85 0,06 — —
Хром 0,027 —— — 6,6
Цинк 0,059 0,35 420 7,0
сопротивление, Ом; р — удельное сопротивление Ом • м; I — длина
провода, м; S — поперечное сечение провода, мм2.
Основные параметры проводников низкого сопротивления при-
ведены в табл. 2.10.
2.2. ПЛАСТМАССЫ
Пластмассы, применяемые для изготовления деталей РЭА, под-
разделяются на термореактивные и термопластичные. Термореак-
тивные пластмассы на основе фенола, фенолоанилина, фенолфор-
мальдегида, мочевиноформальдегидной смолы обладают особенно-
стью отвердевать при нагревании, при этом процесс отвердевания
необратим, т. е. при повторном нагревании они не размягчаются.
Термопластичные пластмассы на основе полиэтилена, полихлорви-
нила, полистирола, полиамидной смолы, полиуретановой смолы,
акрилата, этрола обладают свойством отвердевать только прн ох-
лаждении, т. е. при повторном нагреве эти пластмассы становятся
вновь пластичными.
Прессовочные и литьевые пластмассы выпускают в виде порош-
ков, таблеток и гранул. Их применяют для изготовления деталей
методами компрессионного или литьевого прессования и литья под
давлением. Поделочные пластмассы выпускают в виде листов,
плит, стержней, лент труб. Их применяют для изготовления де-
талей методом механической обработки. Слоистые пластики —
материалы, получаемые из волокнистой основы, пропитанной син-
тетическими смолами, и расположенные послойно. Слоистые пласти-
ки выпускают в виде листов (гетинакс, текстолит) толщиной 0,2;
0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 12;
14; 15; 16; 18; 20; 25; 30; 40; 50 мм.
21
Параметры гетинакса
Плотность, г/см3 , , ......................1,3—1,45
Разрушающее напряжение, кгс/см2, не менее:
при статическом изгибе перпендикулярно сло-
ям (для листов толщиной 10 мм и больше)
в продольном направлении................... 1200
» поперечном » ............. 1000
при растяжении (для листов толщиной 1 мм
и больше)
в продольном направлении .............. 900
» поперечном » ............. 700
Сопротивление изоляции (для листов толщиной
2 мм и больше), Ом, не менее:
в исходном состоянии....................... 10^
после пребывания в течение 24 ч в камере
влажности................................ 107
Удельное объемное электрическое сопротивле-
ние, Ом • м, не менее:
в исходном состоянии . ................... 108
после пребывания в течение 24 ч в камере
влажности................................ 10е
Тангенс угла диэлектрических потерь при час-
тоте 50 Гц, не более:
е исходном состоянии...................... 0,045
после пребывания в течение 24 ч в камере
влажности................................ 0,1
Тангенс угла диэлектрических потерь при ча-
стоте 10е Гц, не более:
В ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ..............., , . . 0,035—0.06
после пребывания в течение 24 ч в камере
влажности................................0,06—0,08
Пробивное напряжение параллельно слоям (для
листов толщиной 8 мм и больше) при пере-
менном напряжении частоты 50 кВ, не менее
^расстояние между электродами 15 мм) .... 20
Текстолит электротехнический листовой (ГОСТ 2910—74) —
слоистый прессованный материал, состоящий из двух или более
слоев хлопчатобумажной ткани или ткани из синтетического волок-
на, пропитанной термореактивной смолой резольного типа для ма-
рок А, Б, Г и ВЧ и эпоксидной смолой марки ЛТ.
Текстолит и асботекстолит конструкционные (ГОСТ 5—78) —
слоистые листовые прессованные материалы, состоящие из несколь-
ких слоев хлопчатобумажной или асбестовой ткани, пропитанной
термореактивными смолами.
Электротехнический листовой текстолит выпускается различ-
ных марок. Текстолит марки А обладает повышенными электричес-
кими свойствами, а также стойкостью против воздействия минераль-
ных масел н предназначен для работы в трансформаторном масле
и на воздухе (относительная влажность 45—75 % при 15—35 °C)
при частоте 50 Гц. Текстолит марки Б отличается высокими меха-
ническими свойствами и предназначен для работы на воздухе (от-
носительная влажность 45—75 % при 15—35 °C) при частоте
50 Гц. Текстолит марки Г отличается от марки\А расширенными
допусками по толщине и короблению. Текстолит марки ВЧ обла-
22
дает повышенной водостойкостью и низкими диэлектрическими по-
терями при высокой частоте и предназначен для работы на воздухе
(относительная влажность 45—75 % при 15—35 °C) при частоте
106Гц и температуре окружающей среды от —60 до +105 °C. Тек-
столит марки ЛТ обладает повышенной водостойкостью, хорошей
штампуемостью и предназначен для работы на воздухе прн повы-
шенной относительной влажности среды (относительная влажность
95 % при 35 °C) при частоте 50 Гц.
Параметры электротехнического листового текстолита приве-
дены в табл. 2.11
2.11. Параметры электротехнического листового текстолита
Параметр Марка
А 1 Б г 1 ВЧ ЛТ
Плотность, г/см3 1,3— 1,3— 1,3— 1.3— 1,25—
Разрушающее напряжение, МПа (кгс/см2), не менее: при статическом изгибе пер- пендикулярно слоям для ли- стов толщиной 10 мм 1,45 1,45 1,45 1,45 1,35
на основе ткани 88,2 (900) 107,8 (1100) 88,2 (900) — 117 (1200)
по утку ткани при растяжении для листов толщиной 1 мм и более 78,5 (800) 88,2 (900) 78,5 (800) 107,8 (1100)
на основе ткаии 49 54 49 88,2 98
(500) (550) (500) (900) (1000)
< по утку ткани 33,4 44 34,3 44 49
Удельное поверхностное элек- трическое сопротивление, Ом-м, не менее: в исходном состоянии для листов толщиной, мм (350) (450) (350) (450) (500)
ДО з 10й 10“ 10“ 10“ 10“
свыше 3 после пребывания в течение 24 ч при температуре 20 °C в среде с относительной влаж- ностью 95 % для листов тол- щиной, мм 10“ 10“ 10“ 104
До 3 108 ю8 108 10»
свыше 3 Пробивное напряжение, кВ, не менее параллельно слоям при расстоянии между электродами 8 мм (для листов толщиной 8 мм и более) при частоте 50 Гц и температуре 90 °C в трансфор- 10s ю8 108 108
маторном масле 10 8 10 10 •—
23
S о я
я
й
о
я
я
я
я
а
)а
S
О 2
№П>Г
Ке я О |
о I 3
Sa — 1
I«
« к
- я
Я
la
Я
X
Sa
я
Я
S
о
тз
о
Я
я
я
я
я
я
я
я
Sa
Я
Я«“
я«
я S
<-i •=«
О
la
Я
О
S'
я.^
« 2
П »
о
Sa
£
Я
я
я
е-р'
о г
* . . *Т<
я
р9
я
я
я
X
5
2
3
I J еп ~ J *
eSeeg
ЕЕ А СЛ W А
• т* Л гп
еоА
ЕС ьо
е
е?
ез
ас
la
Sa
Я
Sa
- . . Я
отт’я
a w е х
'' СП >
я
i 11_- .
Ф ЕС О
я«
QJ
Sa
Sa
я
я
3
S
S
S
Sa
S
я
Я
О
Яв Я
е
я
я
я
я
я
S
Я
я
Sa
я
Sa
Я
я
Я
я« Я
А я
я
X ~
Е °
s S
Sa -о
Я S
X
-
'2 2 Я
О . я *
А СЛХЗ Я 2
О r> “1 л
)а
Sa
3
Я
2 Я
Де Я
о
я
5
с
х
a
я
Sa
Я
2 S
a 2
а
Я
S‘S
Sa
Я
S
§
° s
сх£
2 *
»
Sa
О
Я
я
я
я
я
я
Sa
я
я
S
Я •
Я
S
Я
Я
Е
г
я
я
я
£
я
я
Я Я t-
я о 5
S ё §
я
о
де о
Я
S
5
съ
?s
§
Sa
S
я
g Я
§ я
я гс
Я v
О 2
де Я
Я
S>
?7 гс
Я
S
я
я
я
я
я чз
Е О
Si ~~
2
5
а
gS
Sa Ss
X
5
съ
И
X
й
X
X
й
Я Я
3 я
о Г
я» л
с
й<
•2^2
ЬЭ« © О
о О
» Г)
я
я
QJ
> Я
§ g
-т-J С
Я W
я>
О «
Я >
Г5 «г
? §
3
д
S
ег 2
а Ьз
о £
s
ьэ
<\Э
2.13. Параметры стеклотекстолита
Параметр |сТ; СТ-б| СТ-1 | СТ-11 | СТЭФ |СТЭФ-1| СТК 1 ствк
Плотность, г/см3 1,6- 1,85 1,6- 1,85 1,6- 1,9 1,6- 1,9 1.6- 1,9 1,6- 1,8 1,6- 1,8
Стойкость к кратковременному нагреванию, °C, не менее 150 150 200 200 130 200 250 250
Маслостойкость в трансформаторном масле в течение 4 ч при темпе- ратуре, °C, не менее Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом-м, не менее: 130 130
для листов толщиной до 3,5 мм в исходном состоянии после пребывания в течение 24 ч при температуре 20 °C в среде 10» 1010 10» Ю19 10» 10» 10» 10» Ю13 10» — —
с относительной влажностью 95 % и температурой 150 °C
для листов толщиной более 3,5 мм в исходном состоянии после пребывания в течение 24 ч при температуре 20 °C в среде 5-Ю9 109 5-Ю9 109 — 10» 10» 10» 10» — —
с относительной влажностью 95 % Внутреннее электрическое сопротивление для листов толщиной 8 мм и более, Ом, не менее: 109 109 1019 1019 Ю19 10»
в исходном состоянии после пребывания в течение 24 ч при температуре 20 С в среде 108 Ю8 — 109 ю9 — —
с относительной влажностью 95 % Электрическая прочность, МВ/м, не менее, перпендикулярно слоям
(для листов толщиной до 8 мм) при испытании в трансформаторном масле при температуре 90 °C, переменном напряжении 50 Гц для
толщины образца: 12 16 27 14 14
до 1 мм включительно свыше 1 до 2 мм 9 9 13 20 22 12 12
7 7 12 20 20 8 8
свыше 2 до 3 мм
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 50 Гц, не более: 0,03 0,03 0,07
в исходном состоянии 0,2
g при температуре 180 °C —
Параметры фольгированных материалов
Прочность на отслаивание (на ширину полос-
ки 3 мм), Н, не менее:
в исходном состоянии................... 2,7—4,2
после кондиционирования в течение 20 мин
в гальванических растворах при темпера-
туре 70 °C............................. 1,8—3,3
после воздействия теплового удара в тече-
ние 10 с при температуре 260 °C .... 2,7—4,2
Удельное объемное электрическое сопротив-
ление после кондиционирования (в течение 96 ч
при 40 °C и относительной влажности воз-
духа 93 ±2 %), Ом-м, не менее...........5-10е—5-108
Тангенс угла диэлектрических потерь при
частоте 10е Гц после кондиционирования (96 ч
при 40 °C и относительной влажности воз-
духа 93 xfc 2 %), не более.............. 0,035—0,085
Пропитанные волокнистые материалы
Лакоткань электроизоляционную (ГОСТ 2214—78) изготовля-
ют из хлопчатобумажной, шелковой и капроновой ткани, пропи-
танной масляными илн бнтумно-масляными электроизоляционны-
ми лаками.
Буквы и цифры в обозначении марок означают: Л — лакоткань,
X — хлопчатобумажная, Ш — шелковая, К — капроновая, М (пер-
вое) — на основе масляного лака, М (второе) — маслостойкая,
2.14. Параметры электроизоляционных лакотканей
Марка Номинальная толщина, мм Применение
ЛХМ-105 0,15; 0,17; 0,20; 0,24; 0,30 Для работы на воздухе
ЛХМС-105 0,17; 0,20 С повышенными диэлектрическими свойства- ми для работы на воздухе. Допускается для работы в трансформаторном масле
ЛХММ-105 0,17; 0,20; 0,24 Для работы в горячем трансформаторном масле с температурой до +105 °C
ЛХБ-105 0,17; 0,20; 0,24 Для работы на воздухе
ЛШМ-105 0,08; 0,10; 0,12; 0,15 С малой усадкой и стойкостью к кратко- временному повышению температуры, воз- можному в процессе пайки при монтаже электрических машин, аппаратов и трансфор- маторов, для работы на воздухе
ЛШМС-105 0,04; 0,05; 0,06 То же, с повышенными диэлектрическими свойствами для работы иа воздухе
Л КМ-105 0,10; 0,12; 0,15 С повышенной эластичностью для работы на воздухе
ХКМС-105 0,10; 0,12; 0,15 То же, с повышенными диэлектрическими свойствами для работы на воздухе. Допу- скается работа в трансформаторном масле
26
2,15. Параметры лакоткани
Марка Номи- нальная толщина, мм Пробивное напряжение, кВ, не менее Относи- тельное удлине- ние при растяже- нии, %
при 15—35 °C и от- иосительюй влаж- ности воздуха 45-75 % при 105 °C после выдержки при 20 °C и относи- тельной влажности ьоздуха 95% в со- стоя- нии растя- жения
до пере гиба после перегиба
ЛХМ-105 0,15 6,0 3,6 4,0 2,2 3,5
0,17 6,5 4,2 4,5 2,8 4,0
0,20 7,2 4,3 5,2 3,1 4,8 6
0,24 8,5 5,2 6,0 3,5 5,2
0,30 9,5 5,5 6,5 4,0 5,5
ЛХМС-105 0,17 7,0 4,8 5,0 3,0 4,3 6
0,20 7,4 5,0 5,4 3,5 5,0
ЛХММ-105 0,17 7,5 4,8 5,0 3,2 4,5 6
0,20 8,3 5,0 5,5 3,6 5,2
0,24 9,2 5,4 6,0 4,0 5,6
ЛХБ-105 0,17 7,1 4,8 4,8 2,5 4,2
0,20 8,0 5,4 5,4 2,7 5,0 6
0,24 9,2 6,0 6,0 3.6 5,2
ЛШМ-105 0,08 4,5 3,0 3,0 1,8 2,7
0,10 5,6 4,2 4,2 2,8 3,0 6
0,12 7,0 6,0 5,0 3,5 3,5
0,15 8,5 6,6 5,6 3,8 4,0
ЛШМС-105 0,04 0,4 .
0,05 1,2 — —- - —
0,06 3,0 — 1,0
0,10 6,5 5,1 4,8 2,8 3,0 6
0,12 9,0 6,6 5,4 3,7 3,6
0,15 9,3 7,5 7,2 4,2 4,5
ЛКМ-105 0,10 5,0 4,2 4,2 2,4 3,0
0,12 6,0 5,4 4,8 2,8 4,0 10
0,15 7,8 6,6 5,4 3,4 4,6
ЛКМС-105 0,10 6,0 5,0 4,4 2,4 3,7
0,12 9,0 6,6 5,0 3,6 4,5 10
0,15 9,3 7,5 6,6 4,2 5,0
В отдельных точках пробивное напряжение лакоткани
1 иже среднего значения.
Примечание.
Может быть на 30—40 %
27
Б — на основе битумно-масляного лака, С — специальная, 105 —
температура, характеризующая нагревостойкость лакоткани по
ГОСТ 8865—70 (СТ СЭВ 782—77). Лакоткани марок ЛХММ-105,
ЛХМС-105, ЛШМС-105 и ЛКМС-105 (толщиной 0,12 мм) масло-
стойкие. Лакоткань марки ЛШМС-105 толщиной 0,12 мм бензино-
стойкая.
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом • м, не
менее: при 15—35 °C— 1011, при 105 °C — 10’, после выдержки
в течение 24 ч в среде с относительной влажностью воздуха 95 %
при 20 °C — 108.
Удельное объемное электрическое сопротивление лакоткани
марки ЛШМС-105 толщиной 0,04 и 0,05 мм не нормируется.
Электроизоляционную лакоткань поставляют восьми марок
(табл. 2.14). Электроизоляционные параметры лакоткани приве-
дены в (табл. 2.15).
Стеклолакоткань электроизоляционную (ГОСТ 10156—78) из-
готовляют из стеклянных тканей марки Э-2 толщиной от 0,043 до
0,125 мм и марки Э-27 толщиной до 0,04 мм, пропитанных электро-
изоляционными лаками. По сравнению с лакотканями стеклоткани
обладают повышенной нагревостойкостью. Стеклолакоткани, про*
2.16. Марки, толщина, относительное
удлинение и применение электроизоляционных стеклолакотканей
Марка Номинальная толщина, мм Относительное удлинение при растяжении, % Применение
ЛСМ-105/120 0,15; 0,17; 0,20; 0,24 6 Для работы на воздухе
ЛСММ-105/120 0,17; 0,20; 0,24 6 Для работы в горячем трансфор- маторном масле (с температурой
ЛСЛ-105/120 0,15; 0,17; 0,20 10 Для работы на воздухе
ЛСЭ-105/130 0,12; 0,15; 0,17; 0,20; 0,24 10 » » » »
ЛСБ-120/130 0,12; 0,15; 0,17; 0,20; 0,24 6 Для работы на воздухе при повы- шенной влажности (относительная влажность 95 % при 20 °C)
ЛСП-130/155 0,08; 0,10; 0,12; 0;15; 0,17 6 Для работы на воздухе при повы- шенной влажности. Допускается работа в горячем трансформатор- ном масле
ЛСК-155/180 0,05; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12; 0,15; 0,17; 0,20 6 Для работы на воздухе при повы- шенной влажности (включая тро- пические условия)
0,12; 0,15; 0,17; 0,20 10 Для работы на воздухе при повы- шенной температуре
28
питанные раствором кремнийорганического каучука, обладают
повышенной короностойкостыо.
Стеклолакоткани поставляют девяти марок. Марки, толщина,
относительное удлинение и характеристики стеклолакотканей
приведены в табл. 2.16.
Фторопласт-4 — продукт полимеризации теграфторэтилена.
Применяется для изготовления изделий и пленок, стойких к дей-
ствию сильных агрессивных сред, а также с высокими электричес-
кими свойствами при температуре до 260 °C (ГОСТ 10007--80).
Легкоеесные (газонаполненные) пластмассы применяют в каче-
стве заполнителя конструкций и для изготовления деталей сложной
конфигурации при пенообразовании в специальных формах.
Композиция полиэтилена — продукт полимеризации полиэти-
лена — применяется как изоляционный материал.
Параметры полиэтилена
Плотность, кг/м3 .....................(0,92—0,95) 103
Предел текучести при растяжении, Па,
• не менее.............................. 95 • 106
Разрушающее напряжение при растяже-
нии, Па, не менее .................... ПО • 106
Относительное удлинение при разрыве,
%, не менее........................... 300—500
Тангенс угла диэлектрических потерь
при частоте 10е Гц.................... (3—7) Ю"4
Относительная диэлектрическая прони-
цаемость прн частоте 10е Гц........... 2,3—2,6
Электрическая прочность при толщине
образца 1 мм, МВ/м.................... 3—240
Параметры фторопласта-4
Плотность, кг/м3, не более........... 2,2 • 103
Разрушающее напряжение при растяже-
нии незакаленного образца, Па, не ме-
нее . . . ............................. 150—260 105
Относительное удлинение при разрыве
незакаленного образца, %, не менее . . 250—350
Термостабнльность, ч, не менее .... 100
Удельное объемное электрическое сопро-
тивление, Ом • м, не менее........... 101’
Тангенс угла диэлектрических потерь
при частоте 10е Гц, не более......... 0,00025
Относительная диэлектрическая прони-
цаемость при частоте, 10° Гц................ 2
> Электрическая прочность, МВ/м, не ме-
* нее.......................................... 50
| 2.3. МАГНИТОМЯГКИЕ ФЕРРИТЫ
1 Ферриты — это ма1нитные материалы, представляющие собой
4 смесь окнслов металлов и обладающие свойствами ферромагнетиз-
1 ма. У магнитомягких ферритов коэрцитивная сила индукции ие
1 более 4 кА/м.
Критическая частота / выше коюрой резко возрастают по- '
тери н снижается магнитная проницаемость, определяет область
29
применения каждой марки ферритов. Следует избегать воздей-
ствия на ферриты постоянных магнитных полей, превышающих
рабочие, механических напряжений и резких изменений темпера-
туры, так как это может вызвать изменение начальной магнитной
проницаемости.
Ферриты общего применения подразделяются на следующие
группы. Группа I включает марки ферритов 1000НМ, 1500НМ,
2000НМ. 3000НМ на основе марганцово-цннковых ферритов
н марки 100НН, 400НН, 400НН1, 600НН, 1000НН, 2000НН на основе
никель-цинковых ферритов. Ферриты группы I выпускают в виде
Ш-, Е-, П-образиых сердечников, пластин, стержней, трубок. При-
меняются в диапазоне частот до 30 МГц для трансформаторов, дрос-
Рис. 2.1. Зависимость относительного тангенса угла магнит-
ных потерь от частоты (Н с 0,5 А/м)
селей, магнитных антенн и там, где иет особых требований к тем-
пературной и временной стабильности. Основные и вспомогательные
параметры ферритов группы I приведены в табл. 2.17 и 2.18. Зави-
симость относительного тангенса угла магнитных потерь от частоты
для различных типов ферритов показана на рис. 2.1.
В таблицах приняты следующие обозначения: рн— начальная
магнитная проницаемость; ртах— максимальная магнитная прони-
цаемость; tg6)1/pH— относительный тангенс угла магнитных потерь,
равный отношению тангенса угла магнитных потерь к начальной
магнитной проницаемости; Н —напряженность постоянного магнит-
ного поля, вызванного постоянным током; ЯА— амплитудное зна-
чение напряженности переменного магнитного поля, А/м; В — маг-
нитная индукция — векторная величина, характеризующая маг-
нитное поле, Тл; Нс— коэрцитивная сила индукции — величина,
равная напряженности магнитного поля, необходимого для изме-
нения магнитной индукции от остаточного значения до нуля, А/м;
Р — удельное электрическое сопротивление, Ом • см; О — точка
Кюри — критическая температура, выше которой ферромагнетик
становится парамагнетиком, °C; р.и— импульсная магнитная про-
30
2.17. Основные электромагнитные параметры ферритов группы I
Марка (1?6ц/цн) 10е, ие более, при
Л/д, А/м f, МГц
номи- нал ьное значение предельное отклонение
0,8 8
100НН 100 +20 125 ——м 7
400НН 400 + 100...—50 18 50
400HHI 400 ±80 12 25
600НН 600 +200...—100 22 75
юоонн 1000 ±200 50 150
1000НМ 1000 +200 0,1
1500НМ 1500 +300 15 45
2000НН 2000 +400...—200 85 270
2000НМ 2000 +500...—300 15 45
3000 НМ 3000 ±500 35 60
2.18. Вспомогательные
параметры ферритов группы I
Марка /кр, МГЦ, при tg 6 Параметры петли гистерезиса в ста- тическом режиме S S о в, °C, не менее Сердечники
н я £ А/, А/м при ^тах В, Тл «с А/м
0,1 0,02
при Н = = 800 А/м
100НН 30
400НН 3,5
400НН1 6
600НН 1,5
1000НН 0,4
2000НН
1000НМ
1500НМ
2000НМ
0,1
0,6
0,6
0,5
3000НМ 0,1
15
1,5
3,9
0,7
0,2
0,1
0,05
850
1100
1400
1600
3000
7000
1800
2500
3500
120
64
100
56
32
0,44
0,25
0,28
0,31
0,27
0,25
0,35
0,35
0,38
56
64
48
32
20
8
20
24
24
12
108
104
103
10*
104
10
0,5
0,5
0,5
0,5
300
120
300
ПО
ПО
70
200
200
200
140
Кольцевые,
стержневые
То же
Стержневые
Кольцевые,
стержневые,
Ш-образные,
раструбы
П-образные,
кольцевые сер-
дечники для маг-
нитных головок
Кольцевые
»
»
Кольцевые, бро-
невые, Ш-образ-
ные, пластинча-
тые
Кольцевые
31
ницаемость, равная отношению приращения индукции к прираще-
нию напряженности магнитного поля в материале при намагничи-
вании импульсом тока, деленное на магнитную постоянную р0=
= 4л - 10~’Гн/м (ГОСТ 19693—74); 7/и опт—оптимальная напря-
женность импульсного намагничивающего поля для определения
импульсной магнитной проницаемости при заданной длительности
импульса на заданной частоте следования импульсов (ГОСТ 19693—
74); Л|ли/|ли— относительное изменение импульсной магнитной про-
ницаемости, характеризующее отношение приращения импульсной
магнитной проницаемости, вызванного изменением температуры,
к начальному значению импульсной магнитной проницаемости.
Термостабильные ферриты группы II выпускают следующих
марок: 700НЛ1, I000HM3, 1500НМ1, 1500НМЗ, 2000НМ1, 2000НМЗ.
Их изготовляют на основе марганец-цинковых ферритов. Высоко-
частотные марки 7ВН, 20ВН, ЗОВН, 50ВН, 100ВН, 150ВН, изго-
товляемые на основе никель-цинковых ферритов, характеризуются
высокой начальной магнитной проницаемостью и высокой доброт-
ностью в заданной полосе частот, малыми значениями относитель-
ного температурного коэффициента магнитной проницаемости в ра-
бочем интервале температур и достаточно высокой временной ста-
бильностью начальной магнитной проницаемости. Высокочастотные
2.19. Основные электромагнитные параметры ферритов группы 1
Марка Ин • 10е. 1/°С, в интервале температур, °C (tg бц/цп) 10е, не более f, МГц
Номинальное значение Предельное значение //д, А/м
—60...4 20 —10...+20 20...70
0.S 8
7ВН 7 ±1 — 14... +70 —2...+20 — — 680 — 70
20ВН 20 ±4 — 300 — 30
ЗОВН 30 ±5 — — — 170 —- 30
50В Н 50 ±10 —3...+10 — — 180 — 20
100ВН 100 ±20 — 0...8 +8 135 — 18
150ВН 150 ±20 — —4...+4 —4...+4 135 — 12
700НМ 700 ±200 —0,2... + 1,2 — —0,2... + 1,2 80 — 3
1000НМЗ 1000 ±200 -0,2... + 1,2 — — 5 15 0,1
1500НМЗ 1500 ±300 — -0,1... +0,8 — 15 45 0,1
1500НМЗ 1500 ±300 —0,2... + 1,5 — •— 5 15 0,1
2000НМ1 2000 +500 —300 —0,1... + 1 -0,1... +1 15 45 0,1
2000НМЗ 2000 +500 —300 0...+1.5 0...1 0...1 12 35 0,1
Примечание.
Dp <3-10® для феррита 2000НМЗ, для остальиыд-
марок не нормируется.
32
ферриты нельзя применять в сильных магнитных полях во избежа-
ние потери добротности. Значение порогового поля для ферритов
100ВН и 150ВН— 300 А/м; для 50ВН— 500 А/м; для 20ВН
и ЗОВН — 1500 А/м; для 7ВН — 3000 А/м. Основные и вспомога-
тельные параметры термостабнльных ферритов группы II приведены
в табл. 2.19 и 2.20.
2.20. Вспомогательные параметры ферритов группы II
Марка /кр. «Гц при tg 6 Параметры петли гистере* зиса в статическом режиме S & 0, °C,- ив менее Сердечники
Umax н, А/м, при Umax В. Тл "с- А/ы
0,1 0,02
при « 80 н =. А/м
7ВН 220 150 15 4400 0,07* 2240 10е 450 Кольцевые, стержневые
-20ВН 120 65 45 2000 0,20* 1000 10е 450 Кольцевые, бро- невые, стержне- вые
ЗОВН 200 ПО 90 1600 0,26* 520 106 450 Кольцевые, бро- невые, стержне- вые, 2-отверст- ные, антенные Кольцевые, бро- невые
50ВН 70 40 170 800 ,0,30* 360 10« 450
1000ВН 35 25 280 480 0,36* 280 10ь 400 Антенные
150ВН 25 15 330 520 0,35* 240 10* 400 »
700НМ 5 2 1900 128 0,38 240 20 240 Кольцевые, бро- невые, антенные
1000НМЗ 1,8 0,6 2000 80 0,33 28 10 200 Кольцевые, бро- невые, П-образ- ные
1500НМ1 0,6 0,1 3000 32 0,35 16 5 200 Кольцевые, П-образные
1500НМЗ 1,5 о,з, 3000 48 0,38 16 20 200 Кольцевые, бро- невые, стержне- вые
2000НМ1 0,5 0,05 3500 32 0,38 16 5 200 Кольцевые, бро- невые, стержне- вые, Ш-образиые
2000НМЗ 0,5 0,05 3500 48 0,36 25 0,5 200 Кольцевые, бро- невые
* Для этих значений Н — 4000 А/м.
Высокопроницаемые ферриты группы III имеют высокую на-
чальную магнитную проницаемость на низких частотах, использу-
ются в трансформаторах, делителях напряжения, статических пре-
образователях и в других приборах как заменители дорогостоящего
тонкокатаного пермаллоя. Основные и вспомогательные параметры
ферритов группы III приведены в табл, 2.21 и 2.22,
2
7-34
33
2.21. Основные электромагнитные параметры ферритов группы IH
Марка Ии • 10е, 1/°С, в интер- вале температур, °C (tg бц/ЦИ) 10е. не более
Номи- нальное значе- ние Предель- ное отклонение —60... 4-20 20... 70 нк, А/м МГц
ОД 8
4000НМ 4000 +800 —500 — — 35 60 0,1
6000НМ 6000 +2000 — 1200 — — 45 75 0,03
6000НМ1 6000 +2000 — 1200 0.,.1,5 0...1.5 10 30 0,03
10000НМ 10000 +5000 —2000 0...2.0 0...1.5 35 90 0,02
20000НМ 20000 *5000 0...1.5 —0,5...+0,75 10 30 0,01
2.22. Вспомогательные параметры ферритов группы Ill
Марка +р- МГц. при tg б Параметры петли гистерезиса в стати- ческом режиме 2 S О й> X <и S <и X о ф Сердечники
Мтпах Н, А/м, при цтах irj. ‘а Нс, А/м
0,1 0,02
при =800 н = А/м
4000НМ 0,1 0,005 7000 16 0,35 8 0,5 125 Кольцевые, Ш-образные
6000НМ 0,005 — 10 000 12 0,35 8 0,1 НО Кольцевые, броневые
6000НМ1 0,1 0,03 10 000 20 0,35 8 1 >425 Кольцевые, броневые, пластинчатые
10000НМ 0,05 0,02 17 000 8 0,35 4 0,01 >110 Кольцевые, Ш-образные
20000НМ 0,005 — 35 000 4 0,35 2 <0,01 >110 Кольцевые, П-образные
Примечание. Для всех марок ферритов E>F < 2 • 10е.
Ферриты группы IV марок 2500НМС1 и 3000НМС на основе
марганец-цинковых ферритов обладают малыми значениями маг-
нитных потерь и высокой магнитной индукцией при высоких темпе-
ратурах. Применяются в выходных и строчных трансформаторах
телевизоров, системах сведения лучей цветных телевизоров и транс-
форматорах коррекции.
34
2.25. Ссновкые электромагнитные параметры ферритов группы IV
Марка Р*. мкВг/(см3 «Гц), не более, на частоте 0,01...0,02 МГц при температуре, °C В. Тл В, Тл, не меиее, прн Н s= 240 А/м и темпе- ратуре» °C
25 100 120 100 120
2500НМС1 10,5 8,7 . 0,2 0,29
3000HMC 2,5 — 2,5 0,1 — 0,25
* Удельные объемные магнитные потери характеризуют мощность, погло-
щаемую в единице объема магнитного материала, которая рассеивается в виде
тепла при воздействии на материал меняющегося во времени магнитного поля.
, 2.24. Вспомогательные параметры ферритов группы IV
Марка fKp, МГц, при tg б Параметры петли гистерезиса в статическом режиме S £ О 0, °C, не менее Сердечники
М’тах Н, А/м, при ^тах В, Тл "с- А{м
0,1 0,02
н = в 00 А/м
2500НМС1 0,40 0,16 4800 40 0,45 '16,0 1,0 200 П-образные Ш-образные
3000НМС 0,36 0,10 4800 32 0,45 12,0 1,0 200
2.25. Основные электромагнитные параметры ферритов группы V
Марка Ни при opt’ А/м АНи/Р-И’ %» в интервале температур, °C
ти = 1 И f = 0,5. ..3 мкс и ..5 кГц
номи- наль- ное значе- ние пре- дель- ное откло- нение —60...+20 —40... +20 20...85
300ННИ* 300 ±50 80... 240 —30...+30 . —30...+зо
300ННИ1 300 80 64 —4...+8 __ -8...+4
350ННИ* 350 ±75 80 — 0...45 —30...+30
450ННИ 450 ±50 240 0...-25 0...I0
1000ННИ 1000 +300 —250 64 0...—30 — 0...-30
1Ю0ННИ 1100 ±250 80 0...-50 0...-50
ноонми 1100 ±150 80 -25...+25 — —
♦ Импульсная магнитная проницаемость ци определяется прн длитель-
ности импульса ги=0,5...3 мкс.
2* 35
Основные и вспомогательные параметры ферритов группы IV
приведены в табл. 2.23 и 2.24.
Ферриты группы|У предназначены для импульсных трансфор-
маторов, выпускаются в виде кольцевых и П-образных сердечников
следующих марок: 300ННИ, 300ННИ1, 350ННИ, 450ННИ,
1000ННИ, 1100ННИ, 1100НМИ. Основные и вспомогательные па-
раметры ферритов группы V приведены в табл. 2.25 и 2.26.
2.26. Вспомогательные параметры ферритов группы V
Марка ;кр. МГц, при tg<5 = O,l Параметры петли гистерезиса в стати- ческом режиме 1 р, Ом • м 0, °C, не менее Сердечники
М-тах Н, А/м. при Ртах В, Тл Нс- А/м
при = so Н = ) А/м
зоонни 2 300 240 0,3 169 10 240 Кольцевые, ные П-образ-
300ННИ1 2 400 160 0.22 96 101 160 Кольцевые
350ННИ 2,5 1000 80 0,26 48 10’ 180 Кольцевые, ные 0-образ-
450ННИ 1 2100 56 0,37 40 IO’ 230 Кольцевые, ные П-образ-
юоонни 0,5 3000 32 0,3 16 103 120 Кольцевые
иоонни 0,4 3000 32 0,27 20 10 110
ноонми 0,3 3000 32 0,4 24 0,1 180
Ферриты группы VI применяют в перестраиваемых контурах
мощных радиотехнических устройств. Изготовляют их из никель-
цинковых ферритов марок 10ВНП, 35ВНП, 55ВНП, 60ВНП,
65ВНП, 90ВНП, 150ВНП, 200ВНП, 300ВНП. Такие ферриты имеют
2.27, Основные электромагнитные пар 1Метры ферритов группы VIII
Марка Мн Марка цн
Номиналь- ное значение Предель' ное отклонение Номии ал ь- ьое значение Предель- ное отклонение
500НТ 500 ±100 500МТ 500 +300
500НТ1 500 +200 -100
—100 юоомт 1000 ±200
1000НТ 1000 +400 2000МТ 2000 + 1000
0 -500
1000НТ1 1000 +400 5000МТ 5000 +2000
—200 -500
2000НТ 2000 ±400
36
2.28. Вспомогатетьные параметры ферритов группы VIII
Марка 1кр,. мгч. при tg 6 — 0,1 Параметры петли гисте- резиса в статическом режиме р, Ом * м 9, °C, не менее
В, Тл Нс, А/м
при Н == 800 А/м
500НТ 0,5 0,35 32 10» 150
500НТ1 2 0,35 48 [О’ 150
1000НТ 0,2 0,32 16 10» 140
1000НТ1 0,8 0,32 32 10’ 140
2000НТ 0,1 0,27 8 10 90
2000МТ 0,2 0,35 5 1 110
500МТ 0,48 20 о,1 240
1000МТ __ 0,50 20 1 240
5000МТ — 0,35 5 0,1 ПО
обычную S-образную петлю гистерезиса и имеют большой коэффи-
циент перестройки по частоте, малый тангенс угла магнитных по-
терь в диапазоне частот до 250 МГц.
2.29. Основные электромагнитные
параметры ферритов группы IX
в, °C
* 1) о л о 4» X л 4) О X л о 4» х X
Марка Номинал] значение J3 ® к 3 я rtg а* к S ; Номинал) ! значение ч £ (У X о ” ClX С 5
800НН 800 ±300 195 +д°
1200НН 1200 ±300 70 ±5
1200НН1 1200 ±300 90 ±5
1200НН2 1200 ±300 60 ±5
1200ННЗ 1200 ±300 75 ±5
Рис. 2.2. Зависимость на-
чальной магнитной про-
ницаемости от темпера-
туры для ферритов груп-
пы IX
Ферриты группы VII применяют
в качестве сердечников мощных широ-
кополосных согласующих трансформа-
торов. Они имеют перетянутую форму
петли гистерезиса, повышенную доб-
ротность и малые значения тангенса угла магнитных потерь в ши-
роком диапазоне частот. Эти ферриты выпускают следующих ма-
рок: 300ВНС, 200ВНС, 90ВНС, 50ВНС. Как и высокочастотные,
Термостабильные они имеют необратимые изменения свойств после
Приложения сверхпороговых магнитных полей.
gg 2.30. Состав, %, и характеристики легкоплавких прнюев
Припой ОЛОЕО Висмут С викец Кадмнй Прочие Температура плавления, °C Твердость по Бринел- лю, кгс/мм2
Сплав: Гутри 21,1 50 20,5 8,4 45
Вуда* * 12,5 50 25 12,5 — 68 10,5
Липовитца* 12,9 49,4 27,7 10 — 70 9
Д’Арсе* 9,6 45,3 45,1 — — 7У —
Розе* 25 50 25 — — 93,7 —
ПОСВ-32-15-53* 32 53 15 —— — 96 —
Сплав** 50 — — Индий, 50 117 5
ПОСВ-33*** 33,4 33,3 33,3 — 130 —
ПОСК-50 49,8 32 18,2 — 145 1 Ь,3
«Авиа-1»*4 34 — 63 — Цинк, 3 170...256 —
ПОС-60*5’ *6 59...61 Остальное — Сурьма, 0...0.8 182...185 —
ПОС-50*6 49...50 —» » — Сурьма, 0...0,8 183...209 —
ПОС-90*’ 88...90 » — Медь, 0...0,8 183...222 —
ПОС-40*6’ *8 39...40 Никель, 0...0,8 Сурьма, 1,5...2 183...235 —
ПОС-ЗО*9 29...30 —» — Сурьма, 1,5...2 183...256- —“
ПОС-18*16 17...18 . — Сурьма, 2...2,5 183...277 —-
Сплав 50 — 47 — Сурьма, 3 185...204 16
«Авиа-1»*4’ *п’ *12 55 — 20 Цинк, 25 200 —
50 —— Индий, 50 215 2,6
Сплав 34 •— 63 — Цинк, 3 170...256
ПСр-213*’4*’ ,4*45 30 — 63 5 Серебро, 2 Индий, 90 225...235 231 2,7
94 . Серебро, 10 Сурьма, 4...6 232... 240 13
ПК600-400*4 40 ——. 60 235
ПКЦ-40-60*16 — — —- 40 Цинк, 60 240 —
ПО.1-70Ц30*4 70 — - Цинк, 30 243 —
«Авиа-2»*4 40 — .—. 20 Алюминий, 15 250
ПСр-1,5*1» 15 — 83,5 — Серебро, 1,5 265... 270 —
ПОССр-1,5*” 15 0,75 83 - Серебро, 1,25 276 —
ПСр-2,5*13 5,5 •—. 92 — Серебро, 2,5 235... 305 —
ПК60Ц-40*1’ •—. —— 60 Цинк, 40 310 —
Б*4 — — — Алюминий, 12, 400 —
медь, 8, цинк, 80
* Для пайки металлов с температурой плавления 200 °C и выше
•* Для припайки к стеклу.
* * * Пайка плавких сигнальных предохранителей.
** Для пайки алюминия и его сплавов.
*6 Для пайки монтажных проводов с ПВХ изоляцией, обмоточных проводов, герметичных швов, изделий из закаленной стали.
*® Для пайки токоведущнх деталей из латуни, серебра, луженого никеля.
*7 Для пайки деталей и узлов под гальванические покрытия, серебряные, золоченые (припой с высокой коррозионной устой-
чивостью) .
*8 Для лужения и пайки кабельных изделий.
*в Для лужения и пайки токоведущих деталей из меди, цинка и их сплавов, для < пайки деталей приборов и радиоаппаратуры,
для лужения перед пайкой более легкоплавкими припоями.
*lu Дешевый припой для различных работ.
#11 Припои с повышенной устойчивостью к ползучести.
*18 Припой с высокой стойкостью к щелочной коррозии.
*18 Для пайки молибдена и вольфрама.
*14 Для пайки серебра, стекла и керамики.
*А® Для пайки пищевой посуды, тары для медикаментов н воды (для этих целей пригоден припой ПОС-90).
♦1в Для пайки магния и его сплавов.
Для пайки деталей нз оцинкованной стали, цинка, медных сплавов, для пайки наружных деталей приборов.
Ферриты группы VIII применяют при изготовлении головок
для магнитной записи. Обладают низкой поверхностной пористо-
стью. Марки феррита 500НТ, 500HTI, 1000НТ, 2000НТ выпускают
на основе никель-цинковых ферритов, а марки 500 МТ, 1000МТ,
2000МТ, 5000МТ — на основе марганец-цинковых ферритов. Такие
ферриты изготовляют способом горячего прессования.
Основные и вспомогательные параметры ферритов группы
VIII приведены в табл. 2.27 и 2.28.
"Ферриты группы IX обладают высокой термочувствительностью
магнитной проницаемости в области точки Кюри, что позволяет
использовать их в качестве термореле. В датчиках температуры при-
меняют ферриты следующих марок 1200НН, 1200НН1, 1200НН2,
1200ННЗ и 800НН. Основные параметры этих ферритов приведены
в табл. 2.29, а зависимость начальной магнитной проницаемости от
температуры окружающей среды показана на рис. 2.2.
Ферриты для магнитного экранирования группы X обладают
высоким значением магнитных потерь в широкой полосе частот.
Ферриты марок 800ВНРП и 200ВНРП имеют соответственно на-
чальную магнитную проницаемость 800 и 200 с предельным откло-
нением 160 и —40, с относительным тангенсом угла магнитных
потерь 210 (f = 1 МГц) и 420 (/ = 4 МГц). Для указанных марок
ферритов критические частоты, на которых tgб = 0,1, соответст-
венно равны 5 и 0,7 МГц.
2.4. ЛЕГКОПЛАВКИЕ ПРИПОИ И ФЛЮСЫ ДЛЯ ПАИКИ
Припой — это сплав металлов, предназначенный для соедине-
ния деталей и узлов методом пайки. Он должен обладать хорошей
текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверх-
ности соединяемых материалов и иметь требуемые характеристики
2.31. Характеристики припоев для пайки алюминия
Припой Компоненты, % Темпера тура, °C Применение
впт-з Медь, 25; кремний, 6; алюминий, 69 530 Для пайки алю-
миния и сплавов
34-А Медь, 28; кремний, 6; алюминий, 66 530 То же
ПА-2 Медь, 20; кремний, 8; алюминий, 72 530 »
— Медь, 29,5; кремний, 5,5; алюми- 525
ний, 65
А Медь, 2; цинк, 58; олово, 40 425 »
ВПТ-4 Алюминий, 55; кремний, 5; цинк, 40 400 »
ЦО-12 Цинк, 12; олово, 88 400 Для пайки меди
с алюминием
— Цинк, 24; олово, 60; кадмий, 16 Мягкий Для пайки алю-
припой миния и сплавов
— Цинк, 40; олово, 35; кадмий, 25 275 То же
— Цинг, 25; олово, 55; кадмий, 20 Мягкий »
припой
— Цинк, 40; олово, 40; кадмий, 20 То же »
—— Цинк, 36; олово, 63; кадмий, 1
— Цинк, 50; олово, 45; алюминий, 5 »
— Цинк, 25; олово, 73; кадмий, 2 » >
40
в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость'к воздей-
ствию внешней среды, усадочные найрйжения, коэффициент тепло-
вого расширения н т. д.). Состав н основные характеристики
наиболее распространенных и доступных припоев приведены
в табл. 2.30.
Для приготовления легкоплавких припоев его компоненты
сплавляют в тигле над газовой горелкой, Перемешав припой стерж-
нем из древесины или стали и сняв с поверхности пленки шлак,
припой разливают в формы — желоба из жести или гипса. Плавку
необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении, иадев
защитные очки, перчатки н фартук из грубой ткани.
Основные характеристики припоев для пайки алюминия приве-
дены в табл. 2.31.
Твердые припои (/пл> 350 °C) дают прочные соединения.
Пайку следует выполнять паяльной лампой, газовой горелкой
и специальными паяльниками. Основные характеристики твердых
припоев приведены в табл. 2.32.
2.32. Характеристики твердых припоев
Припой Компоненты, % Темпе- ратура плавле- ния, °C Применение
ПМЦ-65 Медь, 65; цинк, 35 980] Пайка железа и стали
ПМЦ-54 Медь, 54; цинк, 46 970 Плохая затекаемость н
ПМЦ-36 Медь, 36; цинк, 64 950) невосприимчивость к
ПМЦ-47 Медь, 47; цинк, 53 Медь, 42; цинк, 58 850) ударным нагрузкам Латунь с содержанием
ПМЦ-42 840/ меди 60—68 %
ПСр-10 Медь, 53; цинк, 37; 8301 Латунь с содержанием
ПСр-12 ПСр-25 серебро, 10 Медь, 36; цинк, 52; серебро, 12 Медь, 40; цинк, 35; 8251 800) меди 58 % Стали хромистые, иержа-
ПСр-45 ПСр-70 серебро, 25 Медь, 30; цинк, 25; серебро, 45 Медь, 26; цинк, 4; 7,80) 755 веющие; пайка прочная Контакты, токопроводы
— серебро, 70 Медь, 45; цинк, 30; 780 Медь, сталь, никель
— серебро, 20; кадмий, 5 Медь, 28; серебро, 72 780 0 » »
11Ср-б5 Медь, 20; цинк, 15; 740 Провода, контакты
— серебро, 65 Медь, 80; серебро, 15; 640 Медь
— фосфор, 5 Медь, 15,5; серебро, 50; 630 Легкоплавкая медь,
вэи цинк, 16,5; кадмий, 18 Серебро, 1,5; олово, 55; 500 сталь, никель Латунь, луженое железо
Фосфори- стая медь- МФ-2 цинк, 43,5 7001 Медь, сталь
МФ-3 — 700/
41
Флюсы предназначены для очистки поверхности спаиваемых
деталей от окнслов н предохранения их от дальнейшего окисления.
Выбор флюса зависит от соединяемых пайкой металлов и сплавов,
в также от припоя. Флюсы делятся на активные, бескислотные,
активированные, антикоррозионные. Состав и характеристики
флюсов приведены в табл. 2.33.
2.33. Состав и характеристики флюсов
Флюс Состав, % Чго паяется и какими припоями Примечание
Канифоль светлая — Соединения из меди, латуни и бронзы Остатки флюса смыть спир- том
Флюс КЭ Канифоль, 15; этиловый спирт, 85 Канифоль, 6; глицерин, 16; спирт (денатурат), 78 То же То же
Глице- рино- канифоль- ный флюс »
флюс Ортофосфорная кислота Грубая пайка чер- Промыть
ФИМ (уд. вес 1,7), 16; спирт 3,7; вода дистиллирован- ная, 80,3 Канифоль, 24; хлористый ных металлов и медных сплавов теплой водой
Флюс Черные, цветные Промыть
КЭЦ цинк, 1; спирт, 75 металлы и золото спиртом
Флюс— Канифоль, 16; хлористый Черные и цветные Промыть
Наста цинк, 4; вазелин, 80 металлы повышен- ной прочности спиртом
Канифоль, 28; спирт, 71,5; химически чистый глице- рин, 0,5 Медь и сплавы, сталь, блестящая пайка припоем ПОС-61 Остатки флюса удалить
Флюс— Оливковое масло, 50; ка- Алюминий, мягкие Промыть
та нифоль, 34; хлористый цинк, 16 Фтористый калий (нат- припои горячей водой
Флюс Алюминий и спла- Остатки
34-А рий), 10; хлористый цинк, 8; хлористый литий, 32; хлористый калий, 50 вы, припой 34-А флюса смыть водой немедленно
Паяльный Канифоль, 51; жир жи- вотный, 26; нашатырь, 11; хлористый цинк, 6; вода, Свинцовые кабель- Промыть
лир ные муфты и дру- гие детали теплой водой
Салициловая кислота, 8; этиленгликоль, 68; эти- ловый спирт, 24 Качественная пайка медных, латунных и бронзовых дета- лей сложного про- филя Остатки флюса смыть водой
Методы пайки. Пайка обычными (мягкими) припоями выпол-
няется следующим образом: на зачищенную деталь наносят флюс,
а затем нагретым и залуженным паяльником — припой. Качество
аайки зависит от свойств припоя, флюса и степени нагрева детали.
«2
После пайки остатки флюса удаляют спиртом. Пайку твердыми при-
поями выполняют в пламени специальной горелки. Спаиваемые
Детали зачищают, место спая сжимают и нагревают, затем на место
пайки наносят флюс и припой . После нанесения твердого припоя
деталь охлаждают до 100—120 °C и затем опускают в воду.
Пайка алюминия производится при помощи специальных флю-
сов и припоев. Упрощенная пайка алюминия и его сплавов прово-
дится при механическом разрушении окисной пленки на поверхно-
сти алюминия. Алюминиевый провод несколько раз протягивают
по наждачной бумаге, при этом паяльник от провода не отнимают,
а на залуживаемый конец все время добавляют канифоль. Далее
пайку выполняют обычным способом. Пайка листового алюминия
возможна при нанесении на шов канифоли с мелкими железными
опилками, при этом паяльником протирают место шва, все время
добавляя припой.
2.5. КЛЕИ
Клеи широко используют в радиолюбительской практике. При-
менение соответствующего клея в сочетании с правильно выдер-
жанной технологией позволяет просто и надежно соединять различ-
ные материалы. Рассмотрим наиболее распространенные клеи и их
приготовление.
«Синдетикон» — универсальный клей для многих материалов.
При добавлении в него мелкопросеянной золы, сухого мела или
талька получается хорошая шпатлевка. Состав клея: столярный
клей 200 г/л, сахар 200 г/л, известь гашеная 70 г/л. Растворяют
в воде сахар, затем известь и нагревают на медленном огне до полу-
чения прозрачной жидкости. Полученный раствор отфильтровывают
и опускают в него сухой столярный клей. В течение 24 ч столярный
клей набухает, а затем его распускают в клееварке. Более просто
можно приготовить клей типа «Синдетикон», добавив к горячему
столярному клею 10 % уксусной эссенции. В закрытой стеклянной
посуде клей можно хранить длительное время, и он не теряет скле-
ивающей способности. •
Клей для стекла. Распускают желатин в равном количестве
(по массе) 5 %-ного раствора двухромовокислого калия (раствор го-
товят в затемненном помещении). Полученный клей не растворяется
в горячей воде. Детали промазывают, затягивают струбциной (или
крепко обматывают нитками) и ставят на 5—8 ч на свет. Можно
приготовить клей для стекла и другим способом. К теплому столяр-
ному клею необходимо добавить 1—2 %-ного хромпика. Процесс
склейки аналогичен вышеприведенному.
Клеи для стекла и керамики: 1) казеин, растворенный в жид-
ком стекле (силикатный клей) до консистенции сметаны; 2) гипс,
замешанный на яичном белке до консистенции сметаны; 3) сухой
мелкоразмолотый мел (зубной порошок), разведенный в жидком
стекле в соотношении 1 : 4.
Клеи для приклеивания стекла к металлу: 1) нагреть 50 мл
17 %-ного едкого натра и растворить в нем 25 г канифоли. Когда
раствор остынет, замешать в нем 65 г окиси цинка (сухой); 2) стекло
к металлу можно приклеить клеями «88» и «88Н».
Клеи резиновые (состав дан в массовых частях): 1) каучук
натуральный 1, растворенный в бензине-растворителе (бензин «Га-
лоша») или в авиационном бензине Б-70 10—15; 2)высококачествен-
ный клей для резины. Состав — сероуглерод 10, гуттаперча 1,3,
каучук натуральный 2,5, альбумин (разведенный) 70. Берется го-
43
товый раствор альбумина. Если его нет, сухой альбумин разводится
В теплой воде до консистенции жидкой сметаны.
Клеи для целлулоида: 1) целлулоид (15'г), растворенный в аце-
тоне (100 г); 2) чистый ацетон (смазывать склеиваемые детали не-
сколько раз); 3) в 100 мл ацетона растворить 30 г целлулоида и 2 г
лимонной или щавелевой (кислоты.
Клеи для эбонита: 1) бакелитовым лаком смазывают обезжирен-
ные края деталей, затем эти детали стягивают, нагревают до 100 °C
и выдерживают при этой температуре 2—3 ч; 2) клей БФ-2 (БФ-4);
3) равные части натуральной резины и асфальта распустить на огне.
Клеить горячим клеем.
Клеи для плексигласа (органического стекла): 1) раствор ор-
ганического стекла 0,5—1,5 %-ный в дихлорэтане; 2) раствор
органического стекла 0,5 %-ный в смеси ацетона (60 %) и уксусной
эссенции 40 %.
Полиэтилен можно склеивать клеем БФ-2 (БФ-4), если пред-
варительно обработать склеиваемые поверхности 25 %-ным рас-
твором хромового ангидрида. Пленки из полиэтилена свариваются
при прокатке их нагретым (250 °C) металлическим роликом.
Клеи для магнитофонной ленты (состав дан в массовых частях):
1) уксусная эссенция 100; 2) ацетон 49, метилацетат 50, целлулоид
1; 2) метиловый спирт 25, ледяная уксусная кислота 25, метилглю-
кольацетат 25, метилацетат 25.
Склейка пенопласта. Пенопласт хорошо склеивается клеем
ПВА. Этим же клеем пенопласт приклеивают к дереву и органичес-
кому стеклу. К металлам пенопласт приклеивают, используя клеи
БФ-2 и БФ-4.
Клей для полистирола — блочный полистирол (10 %-ный),
растворенный в бензоле, толуоле или дихлорэтане. Детали перед
склейкой обезжиривают и делают шероховатыми, после чего нама-
зывают клеем и просушивают 3—5 мин. Затем детали соединяют,
стягивают струбциной (помещают в тиски или стягивают нитками)
и выдерживают в течение 6 ч.
Клей для фторопласта (в массовых частях): компаунд МБК 1,
канифоль 3, касторовое масло 4. Температура клея при склеивании
должна быть 100—120 °C.
Клей для арматуры к бетону (в весовых частях): портландцемент
15, поливниилацетатная эмульсия (клей ПВА) 10, вода 2. Деталь
и бетон намазывают клеем, прикладывают друг к другу и закрепля-
ют. Время схватывания клея 30 мин, время полного затвердевания
2 сут.
Для укрепления железной арматуры в камне, а также для
склеивания керамики и стекла применяют так называемую андези-
товую замазку (в массовых частях): кремнефтористый натрий
(93 %-ный) 30, андезитовая мука 1000, жидкое стекло 500.
Эпоксидные клеи применяют для склеивания металлов и как
компаунды (заполнители, обволакивающие массы), если в, них до-
бавить соответствующий наполнитель. Такой клей без наполнителя
применяют для склеивания стекла, фарфора, керамики, а также
д:я приклеивания их к металлам. Для уменьшения жесткости клея
применяют пластификатор. Эпоксидный клей с введенным в него
отвердителем затвердевает прн комнатной температуре. Состав не-
которых эпоксидных клеев приведен в табл. 2.34.
Для приготовления клея эпоксидную смолу желательно на-
греть до температуры 60 °C и добавить в нее пластификатор. При
необходимости в смолу добавляют наполнитель, который в несколь-
ко раз увеличивает прочность склеивания. Полученный состав .пе-
44
2.34. Состав эпоксидного клея’
Компонент Номер клея
1 2 3 4 5
Эпоксидная смола ЭД-6, 100 100 100 100 100
(ЭД-5, ЭД-37) Дпбутилфталат (пластифи- 15-20 15—20 15—20 15-20 10-15
катор) Полиэтиленполиамин или 7-9 7-9 7-9 7-9 7—9
гексаметилдиамин (отвер- дитель) Наполнитель: маршалит 30 --
железные опилки — 100—150 — — —-
алюминиевая пудра — —— 5—10 — —
портландцемент * — — — 30—40
* В массовых частях.
ремешивают, после чего в него вводят отвердитель и снова перемеши-
вают. Приготовленный клей необходимо использовать сразу, так
как он после затвердевания не пригоден к дальнейшему употребле-
нию. В качестве наполнителя можно также применять тальк, алю-
миниевую или бронзовую пудру, молотое стекло или фарфор, гра-
фитовую или эбонитовую пыль и др.
2.6. МАГНИТНЫЕ ЛЕНТЫ И ГОЛОВКИ
ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ ЗВУКОЗАПИСИ
Согласно ГОСТ 21402.0—75 типы лент обозначают комбина-
цией из пяти элементов: первый элемент — буква, обозначающая
назначение ленты: А — звукозапись, Т — видеозапись, В — вы-
числительная теника, И — точная запись; второй элемент—цифры
от нуля до девяти, обозначающие материал основы: 2 — диацетат-
целлюлоза, 3 — триацетатцеллюлоза, 4 — полиэтилентерефталат
ПЭГФ (лавсан); третий элемент — цифры от нуля до девяти, обозна-
чающие толщину ленты, мкм: 2—18, 3—27, 4—37, 6—55, 9— свыше
100; четвертый элемент — цифры от 01 до 99, обозначающие номер
технологической разработки; пятый элемент — цифры, обозначаю-
щие ширину ленты в миллиметрах. После пятого элемента имеются
дополнительные буквы: П — с перфорацией на краю (перфори-
рованную магнитную ленту применяют для синхронной с изобра-
жением записи звука в кино); Р — ленты для радиовещания; Б —
ленты к бытовым магнитофонам. Например, лента типа А4403-6Б
обозначает для звукозаписи (А) на лавсане (4) с общей толщиной
37 мкм (4), шириной 6,25 мм (6), применяемую в бытовых магнито-
фонах (Б). Порядковый номер разработки 03.
Ширина магнитных лент стандартизирована. В звукозаписи
наиболее часто применяют ленту шириной 6,25 мм, в кассетных маг-
нитофонах — ленту шириной 3,81 мм, в видеомагнитофонах — лен-
45
ты шириной 50,8; 25,4 н 12,7 мм, а две последние — в аппаратуре
точной записи.
В любительской звукозаписи применяют магнитные ленты раз-
личных типов.
Магнитная лента «тип 10» толщиной 37 мкм на лавсановой ос-
нове (впоследствии А4402-6) может работать при температуре от
—20 до 4-50 °C. Влажность воздуха не влияет на физико-механи-
ческие свойства ленты. Лента на основе ПЭТФ имеет толщину не
выше 27,18 мкм.
Магнитная лента А4407-6Б имеет более высокие электроаку-
стические параметры.
Для катушечных магнитофонов выпускаются магнитные ленты
А4409-6Б и А4309-6Б, А4311-6Б, обладающие высокими электроаку-
стическими параметрами.
Для бытовых кассетных магнитофонов первого класса —ленты
А4205-ЗБ и А4212-ЗБ (последняя с использованием в качестве маг-
нитного материала двуокиси хрома). Эта магнитная лента позволяет
расширить рабочий диапазон частот кассетных магнитофонов до
16 000 Гц и уменьшить коэффициент нелинейных искажений при
более высоком уровне остаточной намагниченности.
Применение нового магнитного материала (двуокиси хрома)
и некоторые изменения в технологии позволяют снизить уровень
шума намагниченной ленты и уровень шума в паузах. Магнитные
ленты с рабочим слоем из двуокиси хрома следует использовать
в магнитофонах, имеющих головки из специальных материалов,
которые рассчитаны на эксплуатацию с этой лентой.
Основные параметры современных магнитных лент для бытовых
катушечных и кассетных магнитофонов приведены в табл. 2.35 и 2.36.
Магнитные головки выпускают преимущественно кольцевой
системы с тороидальными замкнутыми ферромагнитными сердеч-
никами, набранными из отдельных изолированных друг от друга
пермаллоевых (или других сплавов с высокой магнитной проницае-
мостью) пластин. Сердечники стирающих головок — ферритовые.
Низкоомные головки применяют в транзисторах и профессио-
нальных магнитофонах, а высокоомные — в ламповых. Для защи-
ты от внешних полей головки экранируют пермаллоевыми экранами.
Ширина рабочего зазора для записывающих, воспроизводящих,
универсальных головок — 2... 10 мкм, для стирающих — 100...
...200 мкм. Задний зазор — вспомогательный (для предотвращения
отстаточного намагничивания прн перегрузках) имеет ширину
50...300 мкм. Во избежание засорения рабочих поверхностей голов-
ки заполняют диамагнитными прокладками (медь, латунь, фосфо-
ристая нли бериллиевая бронза). ,
Головки бывают однодорожечные и многодорожечные (по ко-
личеству одновременно записываемых, воспроизводимых или сти-
раемых дорожек).
Условное обозначение магнитных головок состоит из следую-
щих элементов: первый элемент — цифра, обозначающая ширину
магнитной ленты, для которой предназначена головка: 3 — для
ленты шириной 3,81 мм, 6 — для ленты шириной 6,25 мм; второй
элемент — буква, указывающая назначение головки: А — голов-
ка записи, В — воспроизведения, С — стирания, Д — универсаль-
ная; третий элемент — максимальное число одновременно воспро-
изводимых, записываемых нли стираемых дорожек фонограммы:
четвертый элемент — максимальное число дорожек фонограммы на
ленте; пятый элемент — буква, обозначающая полное сопротивле-
ние головки; Н — низкое, П — высокое; шестой элемент (после точ-
46
2.35, Основные параметры магнитных лент для бытовых катушечных
магнитофонов
Параметр А4402-6 А440?-6Б А4409-6Б А4307-6Б А4309-6Б
Относительная величина 2 0±1 0±1 0±1 0±1
тока высокочастотного подмагничивания, дБ Относительная средняя 1,5 2 3 2 3
чувствительность, дБ, не менее Неравномерность чувстви- тельности в пределах ру- лона, дБ, не более, на частотах: 400 Гц ±1,5 ±1 ±0,5 ±1 ±0,5
10 000 Гц ±3 ±3 ±1,5 ±3 ±1,5
Относительная частотная +2 +4 +6 +4 +6
характеристика, дБ, не более Нелинейные искажения, %, не более, при намаг- ниченности: 256 нВб/м 3 2 2
320 нВб/м — — 2 — 2
Относительный уровень -36 -42 -42 -42 —42
шума намагниченной лен- ты, дБ, не более Относительный уровень -50 -54 -56 -54 -57
шума паузы, дБ, не более Относительный уровень -48 -48 -54 -50 -55
копирэффекта, дБ, не бо- лее Относительный уровень -70 —70 —77 -70 -77
стирания, дБ, не более Нелинейность амплитуд- —9 —9 —7 —9 -5
ной характеристики на высоких частотах, дБ, не более Нагрузка, соответствую- 12 17 17 13 13
щая пределу текучести, Н, не менее Остаточное относительное 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1
удлинение после снятия нагрузки, % Относительное удлинение 1,5 1,4 1,4 1,8 1,8
под нагрузкой ЮН, %, не более Абразивность, мкм/м, не 0,5 0,5 0,05 0,2 0,05
более Толщина ленты, мкм 37 37 37 27 27
Ширина, мм 6,25 6,25 6,25 6,25 6,25
Примечание. Электроакустические испытания проводились на ско-
рости 9,5з см/с, в качестве типовой использовалась лента А4300-6. Физнко-меха-
инческие испытания проводились в соответствии с ГОСТ 21002,0—75,
47
2.36. Основные параметры магнитных лент для кассетных
магнитофонов
Параметр А4203-3» А4203 3 А4205-3 A4212-3
Относительная величина тока вы- Oil Oil Oil 4
сокочастотного подмагничивания, дБ Относительная средняя чувстви- — 1,5 —1 0 -3
тельность, дБ, не менее Неравномерность чувствительности в пределах рулона, дБ, не более, на частотах: 400 Гц il il i0,5 i0,4
10 000 Гц i4 i4 il,5 =F1,3
Относительная частотная характе- —2 0 +1 +5
ристика, дБ Нелинейные искажения, %, не более, при намагниченности: 160 нВ/м 4,5 2,5 1,2
256 нВ/м — 5 3 2,0
Относительный уровень шума на- —36 —38 —40 —42
магниченной ленты, дБ, не более Относительный уровень шума паузы, —42 —46 —48 —52
дБ, не более Относительный уровень копирэф- —50 —50 —52 —48
фгкта, дБ, не более Нелинейность амплитудной харак- — —11 —8 —6
теристики на высоких частотах, дБ, не более Нагрузка, соответствующая пре- —5 6 6
делу текучести, Н, не менее Относительное удлинение под на- 1,5 1,3 0,7 0,6
грузкой 2Н, %, не более Остаточное относительное удлнне- 0,15 0,15 0,05 0,05
нне после снятия нагрузки, %, не более Абразивность, мкм/м, не бо- 0,15 0,1 0,05 —
лее Толщина ленты, мкм 16 16 16 16
Ширина, мм 3,81 3,81 3,81 3,81
* Выпуска до 1977 г.
Примечание. Электроакустические испытания проводились ка ско-
рости 4,76 см/с, в качестве типовой использовалась лента РЕ-66 (ФРГ).
48
ки) — номер модификации; седьмой элемент — буква, указываю-
щая категорию: О — обычная, У — улучшенная. Пример обозна-
чения головки ЗД24Н.ЗУ.
Глава 3
РЕЗИСТОРЫ
3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ
Постоянные резисторы подразделяют на общего л специально-
го назначения. Резисторы общего назначения имеют диапазон
номинальных значений сопротивлений от 1 Ом до 10 МОм с номи-
нальной мощностью рассеяния от 0,125 до 100 Вт. Допустимое от-
клонение сопротивления от номинального значения у таких рези-
сторов составляет ±2, ±5, ±10 и ±20 %. Эти резисторы использу-
ют в качестве нагрузочных, делителей напряжения, шунтов и т. п.
Резисторы специального назначения разделяют на прецизионные,
высокочастотные, высокомегаомные и высоковольтные.
Переменные резисторы подразделяют на подстроечные и регу-
лировочные.
В зависимости от материала резистивного элемента резисторы
разделяют на проволочные, непроволочные н металлофольговые.
Резисторы, выпускавшиеся до 1980 г., имеют следующую си-
стему обозначений: КВМ — композиционные вакуумные мега-
омные, МЛТ—металлопленочные лакированные теплостойкие,
ПКВ — проволочные керамические влагостойкие, ППБ — прово-
лочные переменные бескаркасные, СПО — сопротивления перемен-
ные объемные, УЛИ — углеродистые лакированные измеритель-
ные, ЮС — юстированные и др.
С 1980 г. введена новая система обозначений резисторов: пер-
вый элемент — буквы Р, РП, HP — соответственно обозначает
постоянные, переменные и наборы резисторов; второй элемент —
цифра 1 или 2 — характеризует непроволочные или проволочные
резисторы; третий элемент — цифры — обозначает регистрацион-
ный номер резистора. Между вторым и третьим элементами ставится
дефис.
Полное условное обозначение резисторов состоит из сокращен-
ного обозначения, после которого для постоянных резисторов ука-
зывают номинальную мощность рассеяния, номинальное сопротив-
ление, допустимое отклонение сопротивления в процентах, группу
по уровню шумов (для непроволочных резисторов), группу по тем-
пературному коэффициенту сопротивления. Для переменных ре-
зисторов указывают номинальную мощность рассеяния, номиналь-
ное сопротивление, допустимое отклонение сопротивления в про-
центах, функциональную характеристику (для непроволочных),
обозначение конца вала и длина выступающей части вала, напри-
мер: ВС-1 характеризует сплошной гладкий вал, ВС-2 — сплош-
ной со шлицем, ВС-3 — сплошной с лыской, ВС-4 — сплошной
с двумя лысками, ВП-1 — полый гладкий, ВП-2 — полый с лыской
3.2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЗИСТОРОВ
Номинальная мощность Рноы — максимально допустимо ч
мощность рассеяния при непрерывной электрической нагрузке
без изменения паспортных параметров. По ГОСТ 9663—75_устаноа-
49
лены следующие величины номинальных мощностей рассеяния,
Вт: 0,01; 0,025; 0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 8; 10; 16; 25; 50;
75; 100; 160; 250; 500.
Максимальное напряжение на резисторе Umia рассчитывают
по формуле t/max = оьЛом' где Рном — номинальная мощность
рассеяния, Вт; /?иом — номинальное сопротивление, Ом,
Электрическую прочность резисторов проверяют путем прило-
жения в течение 1 мин заданного испытательного напряжения.
Номинальная величина сопротивления согласно ГОСТ 2825—67
имеет шесть рядов: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Цифра после
буквы «Е» указывает число номинальных величин в данном ряду.
Фактические величины сопротивлений отличаются от номинальных
в пределах допусков, которые указываются в процентах в соответ-
ствии с рядом =5=0,01; =±=0,02; =±=0,05; ±0,1; —0,2; =±=0,5; ±1; ±2;
±5; =±=10; =±=20; =±=30. Номинальные величины сопротивлений с до-
пуском ±5, =±= 10 и ±20 % должны соответствовать значениям,
приведенным в табл. 3.1 и полученным путем умножения этих чисел
на Ю", где п — целое положительное или отрицательное число.
3.1. Ряды номинальных величин сопротивлений резисторов
и емкостей конденсаторов общего применения
Индекс ряда Номинальные значения (единицы, десятки, сотни ом, килоом, мегаом, гигаом, пикофарад, микрофарад, фарад) Допусти- мое отклонение ОТ HON и- иальных значений, %
Е6 1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 ±20
Е12 1.0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 ±10
1,2 1,8 2,7 3,9 5,6 8,2 ±10
Е24 1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 ±5
1,1 1,6 2,4 3,6 5,1 7,5 ±5
1,2 1,8 2,7 3,9 5,6 8,2 ±5
1,3 2,0 3,0 4,3 6,2 9,1 ±5
Примечание. Ряды Е представляют соЗой геометрическую прогрес-
сию со знаменателем qn> равным: для ряда Е6 ^==^10 = 1,47; для Е12 qXi =
= Ху/7Ь = 1,21; для Е24 q2i = 2|Л10 = 1,1; для Е48 qi% — = 1,05; для Е93
<7„ = 9|/То = 1,025; для EI92 qiaI = 19|/Тб = 1,012.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) резистора
характеризует относительное изменение величины сопротивления
при изменении внешней температуры на 1 °C. Значения ТКС для
наиболее широко используемых резисторов приведены в табл. 3.2.
Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и то-
ковых, уровень которых измеряется электродвижущей силой.
Значения ЭДС шумов для непроволочных резисторов приведены
в табл. 3.3.
Уровень собственных шумов резисторов растет с увеличением
температуры и приложенного напряжения. По уровню шумов для
приложенного напряжения 1 В непроволочные резисторы делятся
50
3.2. Температурный коэффициент сопротивления резисторов
Резисторы
ТКС, 1/°С
Углеродистые общего применения (ВС)
Б'фоуглеродистые прецизионные (БЛП)
Металлоди электрические:
общего применения (МЛТ, МТ, С2-6)
прецизионные (С2-13, С2-14, С2-15)
Композиционные:
объемные (ТВО, С4-2, СПО)
лакопленочные (КИМ, КВМ, КЛМ, СЗ-5,
СЗ-6, СП)
Проволочные:
общего применения (постоянные и переменные)
точные и прецизионные
(—5...—20) 10-4
(—1,2...—2,5) 10~4
(±7. ..±16) 10~4
(±0,25... ±6) 10"«
(—20...+6) 10~4
(±10.. .±25) 10-4
(—5...4-20) 10“4
(±0,15...±1,5) 10~4
3.3. ЭДС шумов резисторов
Резисторы
ЭДС шумов, мкВ/В
Углеродистые общего применения (ВС)
Бороуглеродистые прецизионные (БЛП)
Металлодиэлектрические:
общего применения (МЛТ, МТ, С2-6)
прецизионные (С2-13, С2-14, С2-15)
Композиционные:
объемные (ТВО, С4-2, СПО)
лакопленочные (КИМ, СП)
1,5
0,5
1,5
1
3, 5, 10, 25 , 45.
3, 5, 8, 10, 15, 20, 30, 40
на две группы: группа А — резисторы, уровень шумов которых
менее 1 мкВ/B, и группа Б — резисторы, уровень шумов которых
менее 5 мкВ/B в полосе частот 60 Гц...6 кГц.
Коэффициент напряжения характеризует степень отклонения
величины сопротивления в зависимости от приложенною напряже-
ния. Он определяется относительным изменением сопротивления
резистора, измеренным при испытательных напряжениях, соответ-
ствующих 10 и 100 % его номинальной мощности рассеяния. Зна-
чение коэффициента напряжения колеблется у разных типов рези-
сторов от единиц до десятков процентов. Так, для композиционных
высокомегаомных резисторов типа КЛМ, КВМ коэффициент напря-
жения составляет от +5 до —15 %, а для резисторов КЭВ, СЗ-5—
от +10 до —20 %.
Переменные резисторы кроме основных параметров, присущих
постоянным и переменным резисторам, имеют специальные отра-
жающие их функциональные и конструктивные особенности.
Кривая регулирования (функциональная зависимость) показы-
вает зависимость величины сопротивления между подвижным кон-
тактом н одним из неподвижных контактов проводящего элемента
от угла поворота подвижной системы резистора. Функциональная
зависимость бывает линейной н нелинейной. Наиболее распростра-
51
нениые нелинейные зависимости — логарифмическая и обратно
логарифмическая. Отклонения от заданной кривой регулнрогания
определяются допусками: для СП, СПО, СПЗ, СП4, СПб и других
от 5 до 20 %, а для прецизионных ПТП, ПЛП, ПМП — в пределах
0,05—1 %.
Разрешающая способность показывает, какое наименьшее из-
менение угла поворота подвижной системы резистора может быть
различимо. Разрешающая способность переменных резисторов обще-
го применения составляет 0,1—3 %, однооборотных потенциомет-
ров — 0,02—0,4 %, а многооборотных — 0,001—0,2 %.
8.3. ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ ПОСТОЯННЫХ РЕЗИСТОРОВ
Резисторы постоянные непроволочные общего применения бы-
вают следующих типов: МЛТ, ОМЛТ, МТ, С2-6, С2-8, С2-11, С2-22,
С2-23, С2-24, С2-26, С2-33, С2-ЗЗИ, С2-50. Предназначены для ра-
боты в цепях постоянного, переменного н импульсного токов. По
конструкции резисторы разделяют на неизолированные (МЛТ,
ОМЛТ, МТ, С2-6, С2-11, С2-22, С2-23, С2-26, С2-33) н изолированные
(С2-8, С2-24, С2-ЗЗИ, С2-50) для навесного монтажа. Основньк
параметры резисторов общего применения приведены в табл. 3 4
Резисторы с углеродистым проводящим слоем ВС, ВСа, ИВС
УЛИ, УЛД, Cl-4, С1 -8 по конструкции разделяют на неизолирован
ные (ВС, ВСа, С1-4, ИВС, УЛИ, УЛД) и изолированные (С1-ТЗ) д.и
навесного монтажа. Основные параметры резисторов с углероди
стым проводящим слоем приведены в табл. 3.5.
Резисторы композиционные, изолированные с объемным прово
дящим слоем ТВО, С4-1, С4-2 предназначены для навесного монта
жа. По конструктивному исполнению резистора Cl-1, С4-2, ТВО
0,125 — ТВО-20 выпускают с осевыми проволочными выводами
ТВО-60 — с пластинчатыми выводами. Основные параметры рези-
сторов с объемным проводящим слоем приведены в табл. 3.6.
Прецизионные резисторы ОМЛТ, МГП, С2-1, С2-13, С2-14,
С2-29В, С2-31 с металлодиэлектрическим слоем (С2-1 с металлоокис-
ным проводящим слоем). По конструкции резисторы разделяют на
неизолированные (ОМЛТ, С2-1, С2-14) и изолированные (МГП,
С2-13, С2-29В, С2-31) для навесного монтажа. Основные параметры
прецизионных резисторов с металлодиэлектрическим слоем приве-
дены в табл. 3.7.
Резисторы с бороуглеродистым проводящим слоем БЛП, БЛПа
предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и им-
пульсного токов. Неизолированные резисторы для навесного мон-
тажа в зависимости от номинальной мощности рассеяния выпуска-
ются четырех видов. Резисторы имеют два конструктивных варианта:
с осевыми проволочными выводами и с радиальными ленточными вы-
водами. Основные параметры резисторов типа БЛП приведены
в табл. 3.8.
Высокочастотные резисторы С2-10, С2-34 с металлодиэлектри-
ческнм проводящим слоем используют для работы в электрических
цепях высокочастотной импульсной аппаратуры и аппаратуры по-
стоянного тока. Резисторы неизолированные. Они предназначены
для навесного монтажа. Основные параметры высокочастотных ре-
зисторов приведены в табл. 3.9.
Высокомегаомные резисторы КВМ, КИМ, КЛМ, СЗ-14 (0,01 —
0,25 Вт) с композиционным проводящим слоем предназначены для
работы в цепях постоянного и переменного токов; СЗ-10 — в цепях
постоянного, переменного и импульсного токов; C3-13 — в качестве
52
3.4 Резисторы общего применения
Пределы номиналов сопротивлений ^тах, В
ДОПуС" каемые ПОСТО- ЯННОГО и пере- менного токов Лпах, ° С Размеры* LXD, мм
Тип Р ном, Вт Ом МОм откло- нения, % им- пульс- ное
МЛТ, ОМЛТ 0,125 0,25 0,5 1 2 8,2 8,2 1 1 1 3 5,1 5,1 10 10 1+ Н 1+ — СЛ № О-’ -• 200 250 350 500 700 350 450 750 1000 1200 -60... +125 6X2,2 7X3 10,8X4,2 13x6,6 18,5x8,6
мт 0,125 0,25 0,5 1 2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 1,1 2 5,1 10 10 1+ 14 !+ — СЛ ю о-- ’ • 200 200 350 500 700 400 400 750 1000 1200 —60... +155 7X2 8x2,7 10,8X4,2 18X6,6 28X8,6
С2-6 0,125 0,25 100 1 2 ±5; ±10 200 400 -60... +135 6x2,2 7X3
С2-8 0,125 0,25 0,5 1 10,2 1 5,11 5,11 10 ±1; ±2; ±5 200 250 350 500 500 700 1000 -60... +155 9,7 х 4,2 13,2x6,3 17,7x6,3 30X11
С2-11 0,125 0,25 1 110-4 ±2, ±5; ±10 —60... + 155 6X2 3X3
С2-22 0,125 0,25 24 2,2 5,1 ±1; ±2; ±5; ±10 200 250 350 450 -40... +125 7X3 10,8X4,2
С2-23 0,062 0,125 0,25 0,5 1 2 10 24 24 24 24 24 0,1 2 3 5,1 10 10 Н- |i 1+ сл to — 100 200 250 350 500 750 150 350 450 750 1000 1200 -60... +155 4,6X1.6 6X2 7X3 10,8X4,2 13x6,6 18,5x8,6
С2-24 0,25 0,5 1 2 2,7 4,7 12 зз 1,5 2,7 10 10 -м C4LO — fl Н II +1 20 — —40... +85 7X2,5 8,5 X 3,5 14X6,7 20x9
С2-26 0,5 1 2 1 0,01 Ю . - . - сГ— 04 +1 +1 +1 75 100 150 — -60... +155 10,8x4,2 13x6,6 18,5x8,6
53
Продолжение табл. 3.4
Пределы но- миналов со* противлений ^max , в —
Допус- каемые
Тип ^НОМ» Вт Ом МОм откло- нения, % янного и пере- менно- го то- ков пульс- ное Лпах» °C Размеры* LxD, мм
£2-33 0,125 0,25 0,5 1 2 1 3 5,1 5,1 10 10 R 1+ Н — От ND 200 250 350 500 750 400 450 750 1000 1200 -60... + 120 6X2,2 7X3 10,2X4,2 13x6,6 28 X ,6
С2-ЗЗИ 0,25 (7,33 0,7 10 2 3 5,1 1+ Н 1+ •— СЛ ND 200 250 350 — -55... + 155 6X2,2 7X33 10,8x4,2
С2-50 0,25 0,33 0,7 10 1 2 5,1 1+ 1+ 1+ СЛ ND — 200 250 350 — —55... +155 6x2,4 7X3,3 10,8X4,2
•Длина и диаметр соответственно.
Примечание. Резистор j (кроме С2 26, С2-ЗЗИ, С2-50), обозначенные 'ук-
вой А, имеют ур< веиь шумов не более I мкВ/В, а при отсутствии буква А -не
более 5 мкВ/B. Резисторы С2-26 имеют уровень шумов, не превыша ощий 0 5 мкВ'В
рези, торы С2-.:ЗИ и С2-50 без буквы А — 1,5 мкВ/B, а с буквой А — I мкВ/В.
3.S. Резисторы ВС, ВСа, ИВО, УЛИ, УЛД, Cl-4, С1-8
Тип р Вт Пределы но- миналов со- противлений До- пуска- емые откло- нения, % ^гпах’ В Уро- вень шумов, мкВ/В Т 1 max, °C Размеры L xD, *мм
пос то- я ного и г е- рсмен- ного токов ИМ пульс- ное
Ом МОм
0,125 10 1 200 400 -60... 7X2 5
0,25 27 2,2 350 750 + 125 16,5x5,7
ВС 0,5 27 10 ±5; 500 1000 р» 26,5x3.7
±10, 5* ♦ ♦
±20
1 47 10 700 1500 30,9X7,6
2 47 10 1000 2000 48,4x9,7
5 47 10 1500 5000 -60.. 76X25,3
10 75 10 3000 10000 + 1000 120,5X1,03
0,125 10 1 ±5; 200 400 7,3X2,4
ВСа 0,25 27 2,2 ±10; 350 750 -60... 16x5,5
0,5 27 10 ±20 400 1000 + 125 26X5,5
54
!
Продолжение табл. 3.5
Пределы но- миналов со* противлений , в —
Тип ^ИОМ’ До- пуска- емые откло- посто- янного и пере- менно- го то- ков им- пульс- ное Уро- вень шумов, мкВ/В ^тах» Размеры LXD*t мм
Вт Ом МОм нения, 0 р °C
CI-4 0,125 0,25 0,5 10 2 10 10 НИН — СЛ N3 о-- *• 250 350 500 400 750 1000 1 * * 5 -60... + 125 7,3x2,4 10,5x3,9 16x5,5
иве 2 5 100 220 X Х10> 2 2 ±10 — 12000 15000 — -60... +80 48,4x9,7 76x22
УЛИ 0,125 0,25 0,5 1 1 1 0,75 1 0,499 1 1 1 — С-1 о 200 350 500 700 400 500 750 1000 — —60... +125 16x5,4 15,5x7,2 17x9,5 25,5X11,5
УЛД 1 2 56 100 0,1 0,51 11+1+1} 1+ СП N3 — » ’ ‘ ' СЛ 120 240 — 1 0... +45 57X10 57X17
С1-8 0,125 0,25 0,5 1 10 0,01 +1 в н 35 50 75 100 350 500 700 1000 1 —60... + 155 9,7 X 4,2 13,2X6,3 17,7x6,3 30,3X11
•Длина и диаметр соответственно.
♦♦Для группы Л.
♦♦♦Для Группы Б.
З’гд ^е3глТоРЫ композиЦионные с объемным проводящим слоем ТВО,
V4-I, С4"2
Тип р г НОМ’ ' Вт Пределы но- миналов со- противлений Допуска е- мые от- клонения, % ^тах’ В Уро- вень шумов, мкВ/В Лпах> °C
посто- янного и пере- менно- го то- ков им- пульс- ное
Ом МОм
тво 0,125 1 0,1 ±5; 70 250 10
0,25 1 0,51 ±10 220 220
0,5 1 1 ±20 280 280 5* -60...+155
1 1 1 350 350 10**
2 1 1 400 400
5 27 1
10 27 1
55
Продолжение табл, 3.6
Тип р 'ном, Вт Пределы но- миналов со- противлений Допуска- емые от- клонения, % ^шах> в Уро- вень шумов, мкВ/В Лпах> °C
ПОСТО- ЯННОГО и пере- менно- го то- ков им- пульс- ное
Ом МОм
20 24 0,1
60 24 0,1
С4-1 0,25 10 0,51 ±5; *10; 220 280
0,5 10 0,51 *20 280 350
1 10 1 350 400 10 —60... 4-350
2 10 1 400 500
С4-2 0,25 10-10» 5 ±5; *ю; 220 280 3*
0,5 ЮТО3 10 *20 280 280 —60...4-155
1 1010» 10 360 350 5* *
2 10-Ю3 10 400 400
•Для резисторов сопротивлением до ТОО кОм.
••Для резисторов сопротивлением свыше 100 кОм.
3.7. Прецизионные резисторы с металлодиэлектрическим слоем
Тип ^ИОМ, Вт Пределы но- миналов со- противлений До- пуска- емые откло- нения , % В Уро- вень и умов, мкВ/В О 3 Разме- ры LXD*, мм
ПОСТО- ЯННО- ГО и пере- мен- ного токов им- пуль- сное
Ом МОм
омлт 0,125 100 2,2 ±0,5; 200 350 । * * -60... 6X2,2
мгп 0,5 10 • 104 5,1 ±1; *2 ±0,5; 400 5 4-125 —40... 30X14
С2-1 0,25 0,5 1 2 0,25 1 0,51 0,51 1 5,1 О 1+1+1+1+1+1+114^1+ 350 500 750 1000 250 500 1 4-55 (П гр) 60.. 4-155 (I гр) 60... 4-200 13,2x7 18x7 28X9 35хЮ,5 15,5X9
56
Продолжение табл. 3.7
Тип ^НОМ, Вт Пределы но- миналов соп- ротивлений До- пуска- емые откло- иени я, % ^max, в Уро- вень шу- мов, мкВ/В Т * max, °C Разме- ры LXD*, мм
посто- янно- го и пере- м ея- ного токов им- пуль- сное
Ом МОм
С2-13 0,5 1 1 ±0,5; 350 700 —60... 21X11
±1; 4-125
1 0,25 ±2 500 1000 1 30x11
±0,1; ±0,2 250 500 13x6,6
С2-14 0,5 1 1 =*=0,5; -+-1. 350 700 18,5X8,6
1 0,125 ±2 500 1000 1 —60... 27,5x8,6
1 ±0,05 ±0,1; 200 400 1 *4 4-125 8X3,5
0,25
2,21 ±0,25 350 750 5*5 -60... 11X4,5
С2-29В 0,5 1 3,01 ±0,5; ±1 500 1000 4-125 14X7,5
1 5,11 700 1200 20X9,8
С2-31 2 10 750 1200 28X9,8
0,125 2,2 • 103 1 ±0,1; 200 350 1 —60... 6X2,3
±0,2; 4-125
±0,5;
* Длина и диаметр соответственно.
••Для группы А.
•••Для остальных.
••Для резисторов сопротивлением до 1 МОм.
•5Для резисторов сопротивлением свыше 1 МОм.
3 8 Резисторы с бороуглеродистым проводящим слоем
Тип р 'ном» Вт Пределы номиналов сопротив- лений До- пуска- емые от- кло- нения, % В Уро- вень шумов, мкВ/В Т’тах» °C Размеры LXD*», мм
Ом МОм
БЛПа БЛП •И •»д 0.1 0,25 0,5 1 0,1 0,25 0,5 1 мпульсн лнна и 1 1 ое. циамеэ о,1 0,1 р COOT ±0,5; ±1 ±0,5; ±1 ветствен 300 600 1000 1500 300 600 1000 1500 но. 0,5 0,5 —60...4-Ю0 —60...4-100 16x5,3 26x5,3 30x7,3 47,7X9,4 16x5,7 26x5,7 29,6x7,6 47,7x9,7
57
g 3.9. Рыспкомястотные резисторы ч - -'Чу'
Тип ^ном. Вт Пределы номина- лов сопротивлений * Допускаемые отклонения, % ^tnax" В Уровень шумов, мкВ/В ^шах1 °с Размеры LxD* мм
постоян- ного и перемен- ного тока импульс- ное
Ом МОм
С2-10 0,125 10 0,00988 *0,5; £1; £2; *5 200 400 6,0 X 2,0
0,25 200 400 7,0Х 3,0
0,5 300 750 *6 —60...+125 10,8X4,2
1,0 320 1000 13,0X6,6
2,0 350 1200 18,5x8,6
С2-34 0,062 10 0,01 *0,1; £0,25; *0,5; *1 100 200 6,0 X 2,2 7,0 х 3,0
0,125 0,505 0,01 200 300 *0,75...*6 —60...+155
0,25 0,505 0,01 250 500 10,8X4,2
• Длина и диаметр соответственно.
ЗЛО. Высокомегаомные резисторы
Тнп ^НОМ* Вт Пределы номина- лов сопротивлений Допускаемые отклонения, % ^тах» В» постоян- ного и перемен- ного токов Уровень шумов, мкВ/В тксхю‘, 1/°С ^тах’ °C Размеры LXD*. мм
МОм ГОм
квм — 15 1000 *2; *5; *10; *20 100 • — + 10...—20 —60...+85 41x5
КИМ 0,05 10 Ом 5,6 МОм *5; *10; £20; 100 15...25 +10...—20 —60...+ 125 3,8X1,8
0,125 27 Ом 1 200 2...15 8X2,5
клм 0,01 10 1000 *5; *10; *20 350 — + 15...—25 —60...+100 29x7
СЗ-10 1 1 *5; *10; £20 200 5...15 £2,5...—10 —60...+Ю0 8X2,5
C3-13 — 1 33 МОм £10; £20 30 — — —25...+60 3,8Х 1,8
0,01 10 100 £10, £20 350 29x6,2
0,05 100 кОм 47 МОм *5; £10; £20 100 3,2 X 1,6
СЗ-14 0,125 1 1 ±5; £10; £20 200 — + 10...—25 - 60...+ 125 6,5X1,6
0,25 1 5,6 £10; £20 1000 15X4,3
Длийа и диаметр соответственно.
3.11. Нагрузочные резисторы
Тин ^ном> Вт Пределы номиналов сопротивлений ТКСХ104, 1/°С Размеры LX.D*, мм Масса, г
Ом кОм
3 3 510 Ом 26X14 16
7.5 1 3,3 35X14 23
10 1,8 10 41X14 27
15 3,9 15 it 5 45X17 36
С5-35В 25 10 24 50X21 52
50 18 51 90X29 120
75 47 56 140X29 200
100 47 56 170x29 230
3 3 510 Ом 26X14 16
7,5 1 3,3 35x14 23
10 1,8 10 41X14 27
15 3,9 15
20 4,7 20
ПЭВ 25 10 24-
30 10 30
40 18 51
50 18 51
75 47 50
100 47 56
10 3 220 Ом 41X14 34
15 5,1 220 Ом 45X17 42
С5-36В 25 10 510 Ом ffi5 50x21 60
50 22 1,5 90x29 130
100 47 2,7 170x29 240
10 3 220 Ом 41X14 34
15 5,1 220 Ом 45X17 42
20 10 430 Ом 50x17 52
ПЭВР 25 10 510 Ом йх5 50X21 67
30 15 1 71x21 90
50 22 1,5 90x29 144
100 47 2,7 170x29 298
7,5 3 5,1 40X12 14
15 3 5,1 50X14 16
20 2,4 5,1 50X18 30
ПЭ 25 4,7 5,6 50X23 40
50 1 16 ±5 90x23 75
75 1 30 160x23 110
150 1 51 215x30 300
«к---------
*Длииа и диаметр соответственно.
Примечание. Ттах от —60 до +155 °C для всех типов.
встроенных элементов внутреннего монтажа аппаратуры в цепях по-
стоянного и переменного токов. По конструкции резисторы разде-
ляют на неизолированные: КВМ, КЛМ, C3-13, СЗ-14 (0,01 Вт),
03-14 (0,25 Вт) н изолированные: КИМ, СЗ-10, СЗ-14 (0,05 Вт),
СЗ-14 (0,125 Вт). Основные параметры высокомегаомных резисторов
приведены в табл. 3.10.
Нагрузочные резисторы ПЭВ, ПЭВР, ПЭ, С5-35В, С5-36В
используют для работы в цепях постоянного и переменного токов.
Резисторы ПЭВ, ПЭВР, ПЭ неизолированные, предназначены для
эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом, рези-
сторы С5-35В и С5-36В изолированные, исполнение — всеклнмати-
ческое. Конструкция резисторов С5-36В и ПЭВР обеспечивает воз-
можность регулирования сопротивления путем перемещения хому-
тика. Основные параметры нагрузочных резисторов приведены
в табл. 3.11.
Резисторы С5-37, С5-37В предназначены для работы в цепях
постоянного и переменного токов прн рабочем напряжении (ампли-
тудное значение до 500 В). Резисторы С5-37 неизолированные, а
С5-37В изолированные для навесного монтажа. Основные пара-
метры резисторов приведены в табл. 3.12.
3.12. Резисторы С5-37, С5-37В
Тип
Р
'ном*
Вт
Предел ы
номиналов
сопротивлений
Допускаемые
отклонения, %
ТКСх
XI04, Т'гпях, °C Размер
1/°С L, мм
Ом кОм
С5-37
5
8
10
16
1,8
2,7
3,3
3,9
5,1
6,8
10
15
С5-37В
5
8
10
1,3
2,7
3,3
5,1
6,8
10
-60...+200
-60...+155
7
9
11
18
7
9
11
3.4. ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕННЫХ РЕЗИСТОРОВ
Металлоокисные переменные резисторы СП2-2, СП2-5, СП2-6
предназначены для работы в цепях постоянною и переменного то-
ков. В зависимости от назначения, конструкции и способа монтажа
резисторы подразделяются на следующие типы: СП2-2, СП2-5 —
регулировочные; СП2-2а — подстроечные; СП2-За — подстроечные
Для навесного и печатного (СП2-36) монтажа; СП2-6а —регулиро-
вочные одинарные со сплошным валом; СП2-66 — одинарные
с полым валом; СП2-6в — сдвоенные с концентрическими валами.
Под номинальной мощностью переменных резисторов понимает-
ся наибольшая допустимая мощность рассеяния на резисторе между
его крайними контактами (при максимальном сопротивлении).
looo° П0В0Р0Т0В движка резисторов без выключателя— не менее
000, с выключателем — не менее 5000. Функциональная зависи-
61
мость величины сопротивления от угла поворота оси: А — линей-
ная, Б—логарифмическая, В—обратная логарифмическая. Основ-
ные параметры металлоокисных резисторов приведены в табл.3.13.
3.13. Металлоокисные резисторы переменного сопротивления
Тип ^НОМ’ Вт Функциональная зависимость Пределы номина- лов со- против- лений До- пус- кае- мые от- кло- нения, % ^тах» В Уровень шумов, мкВ/В ТКСх xio-«, °C ^тах, °C Разме- ры, DxH, мм
пос- тоян- ного и пе- ре- мен- иого токов импульсное
Ом МОм
СП2-2-0.5 СП2-2-1 0,5 1 А 47 0,1 ±20 250 330 400 600 10 ±1000 ...2000 -60 ...4-125 16X15 21X17
СП2а-0,5 СП-2а-1 СП2-3 0,5 1 0,25 68 330 ±30 250 330 250 400 600 ±2500 —40 16X15 21X18,1 16X12,5
СП2-5-0.5 СП2-5-1 0,5 1 А 10 0,1 — 150 250 200 350 10 ±500 ...4-70 -60 12X16 16x15,9
СП2-5-2 СП2-6а-0,25 2 0,25 А, 100 0,1 ±10; 350 125 450 150 ...±2000 ±500 ...4-155 —60 21x20 16X15
СП2-6а-0,5 0,5 Б, В 2,2 ±20 250 300 ...±2000 ...4-125
Примечание. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
Резисторы регулировочные лакопленочные композиционные
ВК, ВКУ, ТК и ТКД предназначены для работы в цепях постоян-
ного и переменного токов. В зависимости от конструкции резисторы
(бозначают: ВК-а, ВК-б — одинарные без дополнительных отводов;
ВКУ-1, ВКУ-1а, ВКУ-16 — одинарные с одним дополнительным от-
водом; ВКУ-2а, ВКУ-26 — одинарные с двумя дополнительными от-
водами; ТК, ТКД-а, ТКД-б — без дополнительных отводов с двух-
полюсным выключателем на одном валу. Основные параметры регу-
лировочных резисторов приведены в табл. 3.14.
Резисторы СП предназначены для работы в цепях постоянного,
переменного и импульсного токов. В зависимости от назначения
и конструкции резисторы изготовляют: СП-1 — одинарные регу-
лировочные без стопорения вала; СП-П — одинарные подстроечные
или регулировочные со стопорением вала; СП-Ш — сдвоенные
регулировочные без стопорения вала; СП-IV — сдвоенные подстро-
ечные или регулировочные со стопорением вала; СП-V — встроен-
ные регулировочные без стопорения вала. Основные параметры ре-
зисторов СП приведены в табл. 3.15. Регулировочные резисторы СП-
0,4; СП-0,5у предназначены для работы в цепях постоянного и пе-
ременного токов. Основные параметры резисторов СП-0,4; СП-0,5у
приведены в табл. 3.16.
Подстроечные резисторы СПЗ-1, СПЗ-22 предназначены для ра-
боты в цепях постоянного, переменного и импульсного токов;
СПЗ-27, СПЗ-38 — в цепях постоянного и переменного токов. Ре-
62
3.14. Регулировочные лакопленочные композиционные резисторы
Тип ^ИОМ» Вт Фуик- цио- наль- вая завися- ясгсть Пределы но- миналов со- противлений ^тах* в> постоян- ного и перемен- ного то- ков ТКСХ10-6, 1/°С •
кОм МОм
ВК-а 0,5 А 2,2 6,8 *350 2000
ВК-б 0,25 Б, А 15 2,2 200
ВКУ-1, ВКУ-la, 0,25 В 2,2 1 200 2000
ВКУ-16 ВКУ-2а, ВКУ-26 0,25 В 470 200 2000
0,5 А 2,2 6,8 350 2000
ТК 0,25 Б, В 15 2,2 200
ТКД-а 0,5 А 2,2 6,8 350 200
ТКД-б 0,25 Б, В 15 2,2 200
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду ЕО.
2. Уровень собственных шумов 50 мкВ/В.
3. Допускаемые отклонения ±30 %.
4. гтах от —40 Д° +70 °с-
3.15. Резисторы СП
Тип ^ном, Вт Функ- цио- наль- иая зависи- мость Пределы номиналов сопротивлений Допускаемые отклонения. % ^гпах» В
посто- янно- го и пере- менно- го токов импульсное
СП-1 СП-П 1 А 470 Ом—4,7 ГОм II Н II to со — © О © II II СО ьэ © © 500 750
сп-ш 0,5 Б, В 47 кОм—2,2 ГОм *20; *30 400 600
СП-IV cn-v 1 0,5 А Б 10—22 кОм II о о — СО II II 100 —
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Еб.
2. Уровень собственных шумов резисторов, ие более: сопротивлением до
220 кОм—Ю мкВ/В, сопротивлением свыше 220 кОм—40 мкВ/В.
3. Температурный коэффициент сопротивления ± (1000 ... 2000) 10-6 1/°С.
зисторы используют для печатного монтажа. В зависимости от спо-
соба установки на плату резисторы подразделяются на следующие
типы: СПЗ-1а — устанавливаемые параллельно и СПЗ-16 — пер-
пендикулярно плате; СПЗ-22а и СПЗ-22в без среднего вывода —
63
3.16. Регулировочные резисторы СП-0,4 и СП-0,5у
Тип рном> Вт Функцио- нальная зависи- мость Пределы номина- лов сопротивлений, Ом ^тах* В Допуска- емые от- клонения, %
СП-0,4 0,4 470...4,7 10»
А 250 ±20;
СП-0,5у 0,5 68...4,7 - 10е ±30
Пр имечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Уровень собственных шумов 15 мкВ/В.
3, Температурный коэффициент сопротивления менее ±2900 • 10-8 1/°С.
4. Угол поворота оси 240°.
устанавливаемые перпендикулярно и СПЗ-226 — параллельно пла-
те; СПЗ-27а — устанавливаемые перпендикулярно и СПЗ-276 —
параллельно плате; СПЗ-27в—устанавливаемые перпендикулярно
и СПЗ-27г — параллельно плате: СПЗ-38а, СПЗ-38в — устанавли-
ваемые перпендикулярно н СПЗ-386, СПЗ-38г — параллельно пла-
те. Основные параметры подстроечных резисторов приведены
в табл 3.17.
3.17. Подстроечные резисторы СПЗ
Тип Номинальная мощность рассеяния, Вт Пределы номиналов сопротивлений Предельное рабочее напряжение, В
Ом МОм
СПЗ-1 0,25 470 1 250
СПЗ-22 0,125 100 1 150
0,125 150
СПЗ-27а 0,25 470 1 250
0,5 350
СПЗ-276 1 470 0,01 100
СПЗ-27в, СПЗ-27Г 0,5 68 1 350
СПЗ-38а, СПЗ-386 0,125 68 1 150
СПЗ-38в 0,125 150 1 150
СПЗ-38Г 0,25 68 1 250
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Еб*
2. Температурный коэффициент сопротивления ± (1000...2000) 10~в 1/°С.
3. Допускаемые отклонения ±20; ±30 %.
4. Температурный диапазон: для СПЗ-1, СПЗ-22, СПЗ-27, СПЗ-38 ±45,,.70 °С1
для СПЗ-1 (всеклиматнческое исполнение) ±45...85 °C.
5. Уровень собственных шумов 10^=40 мкВ/В,
64
Регулировочные резисторы СПЗ-З предназначены для^работы
в цепях постоянного и переменного тока, В зависимости от конст-
рукции и способа монтажа резисторы обозначают: СПЗ-ЗаМ — с вы-
ключателем для навесного монтажа: СПЗ-ЗбМ — с выключателем
для печатного монтажа, устанавливаемые параллельно плате;
СПЗ-ЗвМ, СПЗ-ЗгМ — с выключателем для печатного монтажа,
устанавливаемые перпендикулярно плате; СПЗ-Зд — без выключа-
теля, для печатного монтажа, устанавливаемые параллельно плате.
Масса резистора не более 2,8 г. Основные параметры регулировоч-
ных резисторов СПЗ-З приведены в табл. 3.18. Регулировочные ре-
зисторы СПЗ-4М н СПЗ-4е предназначены для работы в цепях по-
стоянного и переменного токов. В зависимости от конструкции
и способа монтажа резисторы обозначают: СПЗ-4аМ — одинарные
для навесного монтажа, СПЗ-46М — одинарные для печатного
монтажа; СПЗ-4вМ—одинарные с выключателем для навесного мон-
тажа; СПЗ-4гМ — одинарные с выключателем для печатного мон-
тажа; СПЗ-4еМ — сдвоенные для навесного монтажа с расположенны-
ми параллельно плате выводами. Основные параметры регулировоч-
ных резисторов СПЗ-4 приведены в табл. 3.19.
3.18. Регулировочные резисторы СПЗ-З
Тип Функцио- нальная зависи- мость ^НОМ> Вт Пределы номиналов сопротивлений, Ом Предель- ное рабо- чее на- пряжение, ' В
СПЗ-ЗаМ СПЗ-ЗбМ А 0,05 1 . 10’ — 1 . 10е 50
СПЗ-ЗвМ СПЗ-ЗгМ В 0,025 4,7 • 10’ — 1 . 10« 30
СПЗ-Зд А 0,05 10 • 10’ —47 • 10’ 50
Б 0,025 30
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Уровень собственных шумов резисторов: сопротивлением до] 220 кОм-
12 мкВ/В, сопротивлением свыше 220 кОм—50 мкВ/В.
3. Допускаемое отклонение сопротивления от номинального ±20, ±30 %.
4. Температурный коэффициент сопротивления ± (1000 ... 2000) 10-е 1/’С.
5. Угол поворота оси 235°.
Регулировочные резисторы СПЗ-6, СПЗ-16 предназначены для
работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов.
В зависимости от назначения, конструкции н способа монтажа
резисторы изготовляют: СПЗ-6 — для печатного монтажа, устанав-
ливаемые перпендикулярно, и СПЗ-ба — параллельно плате;
СПЗ-66 — подстроечные со стопорением вала для навесного монта-
жа, устанавливаемые перпендикулярно плате; СПЗ-16а — для
печатного монтажа, устанавливаемые параллельно и СПЗ-166 —
перпендикулярно плате; СПЗ-16в—подстроечные со стопорением
вала для печатного монтажа и СПЗ-16г — для навесного монтажа,
устанавливаемые перпендикулярно плате; СПЗ-16д — регулиро-
вочные для навесного монтажа, устанавливаемые перпендикулярно
плате. Основные параметры регулировочных резисторов СПЗ-6
и СПЗ-16 приведены в табл, 8,20,
8
7-34
65
3.19. Регулировочные резисторы СПЗ-4
Тип Функцио- нальная зависи- мость ^ном, Вт Пределы номиналов сопротивлений Предель- ное рабо- чее напря- жение, В
Ом кОм
СПЗ-4аМ А 0,25 220 470 150
СПЗ-46М Б, В 0,125 4,7 • 10’ 470 100
СПЗ-4вМ А 0,125 220 470 150
СПЗ-4гМ Б, В 0,05 4,7 • 103 470 100
А 0,125 220 470 150
А 0,25
СПЗ-4дМ Б, В 0,05 4,7 • 10’ 470 100
Б, В 0,125
Б, В 0,05 4,7 • 10’ 470 100
А 0,25 220 470 150
А 0,125 220 470 150
Б, В 0,125 4,7 • 10’ 470 100
СПЗ-4е В 0,05 10 • 10’ 20
0,125 35
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Уровень собственных шумов резисторов, не более: сопротивлением до
10 кОм—5 мкВ/В, сопротивлением свыше Ю кОм—20 мкВ/В.
3. Допускаемое отклонение от номинального ±20, ±30 %.
4. Температурный коэффициент сопротивления не более ±2000 ♦ 10~^ 1/°С.
5. Масса резисторов 3,3 ... 7,2 г (в зависимости от вала управления).
3.20 Регулировочные резисторы СПЗ-6 и СПЗ-16
Тип Функ- ЦИО- наль- иая за- виси- мость '’ном, Вт Преде- лы но- мина- лов со- против- лений, Ом Допуска- емые отклоне- иия, % Предель- ное рабо- чее напря- жение, В Уро- вень шумов, мкВ/В т ©с 1 max» ъ
СПЗ-6 о о — CN +1 fl 160 15 —60...-J-100
12=30
А 0,125 100...
СПЗ-16 „1-10’ *20; 150 20 —60...+125
*30
Примечание. Угол поворота оси 230°.
Резисторы СПЗ-9, СПЗ-9к, СПЗ-14 предназначены для работы
в цепях постоянного, переменного и импульсного токов. Резисторы
изготовляют: СПЗ-9а и СПЗ-9г — регулировочные и СПЗ-96,
СПЗ-9д подстроечные со стопорением вала для навесного монтажа;
СПЗ-9Ка — регулировочные н СПЗ-9К6 — подстроечные со стопа-
66
рением вала для навесного монтажа; СПЗ-14 — регулировочные
с дополнительными отводами. Основные параметры резисторов при-
ведены в табл. 3.21.
3.21. Резисторы СПЗ-9 и СПЗ-14
Тип Функцио- нальная зависи- мость ^НОМ’ Вт Пределы номиналов сопро- тивлений Umax- в
Ом кОм
СПЗ-9а СПЗ-96 А 0,5 103 4,7 250
СПЗ-9г А 0,5 680 150 250 150
СПЗ-9д Б, В 0,25 6,8- 103 150 250 150
СПЗ-9Ка-0,5 А 0,5 680 4,7-103 250
СПЗ-ЭКб-0,5 Б, В 0,25 10-103 1 -103 150
СПЗ-9Ка-1 А 1 470 4,7-103 350
СПЗ-9К6-1 Б, В 0,5 4,7-103 2,2-103 250
СПЗ-9Ка-2 А 2 470 4,7-103 500
СПЗ-9К6-2 Б, В 1 4,7-103 2,2-103 400
СПЗ-14 А —- 1,5- 10е 3,3-103 300
Примечания: I. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Уровень собственных шумов резисторов: СПЗ 9а, СПЗ-96 с сопротивле-
нием до 100 кОм — 5 мкВ/В, СПЗ 9а, СПЗ 96 с сопротивлением свыше 100 кОм,
СПЗ-9г, СПЗ 9д, СПЗ-9К — до 20 мкВ/В, СПЗ-14 — до 40 МкВ/В.
3. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального для резисто-
ров СПЗ-9, СПЗ-9К составляют ±10; ±20; ±30 %, а для резисторов СПЗ-14 —
± 30 %.
^^.Температурный коэффициент сопротивления резисторов ± (1ООО...2ООО)Х
Регулировочные резисторы СПЗ-10М предназначены для ра-
боты в цепях постоянного и переменного токов. В зависимости от
конструкции резисторы изготовляют: СПЗ-ЮаМ — сдвоенные с кон-
центрическими валами; СПЗ-106М — одинарные с двухполюсным
выключателем; СПЗ-ЮвМ — сдвоенные с концентрическими вала-
ми с двухполюсным выключателем. Основные параметры резисторов
СПЗ-10 приведены в табл. 3.22.
Подстроечные, многооборотные резисторы СПЗ-24, СПЗ-36,
СПЗ-40 предназначены для работы в цепях постоянного н перемен-
3*
67
8.22. Резисторы СПЗ-10
Тип Функцио- нальная зависи- мость ^иом» Вт Пределы номиналов сопротивлений Предельное рабочее напряжение, В
(. м МОм постоян- ного и пе- ременного токов импульс- ное
СПЗ-ЮаМ А А 1 2 470 4.7 500 750
Б, В Б, В (\5 1 4,7-10» 4,7- 10» 2,2 2,2 400 400 600
Б, В А 0,5 2 4,7-10» 470 2,2 4,7 400 500 500 750
А Б, В 1 1 470 4,7-10» 4,7 2,2 500 400 750 600
СПЗ-106М А Б, В 1 0,5 470 4,7.10» 2,2-10» 2,2 500 400 750 600
СПЗ-ЮвМ А А 0,5 2 470 470 2,2 4,7 500 500 750
Б, В Б, В 0,25 1 4,7-10» 4,7-10» 2,2 2,2 400 400 600
Б, В А 0,25 2 4,7-10» 470 2,2 4,7 400 500 600 750
А Б, В 0,5 1 470 4,7-10» 2,2 2,2 500 400 750 600
Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Уровень собственных шумов резисторов, не более: е сопротивлением
до 220 кОм — 10 мкВ/В, с сопротивлением свыше 220 кОм — 40 мкВ/В.
3. Допускаемое отклонение сопротивления от номинального для резисто-
ров сопротивлением до 330 кОм— ±10; ±20 для резисторов сопротивлением
свыше 330 кОм ±20; ±30%.
4. Температурный коэффициент сопротивления резисторов ± (1000.,,2000) X
X Ю® 1/°С.
5. Масса резисторов Зб-=71 г (в зависимости от типа вала).
68
ного токов. В зависимости от характера изменения сопротивления
от угла поворота подвижной системы резисторы изготовляют:
СПЗ-24—с линейной и нелинейной функциональными зависимостями;
СПЗ-36, СПЗ-40 — с нелинейной функциональной характеристикой.
Основные параметры резисторов СПЗ-24, СПЗ-36, СПЗ-40 при-
ведены в табл. 3.23.
8.23. Резисторы СПЗ-24, СПЗ-36, СПЗ-40
Тип Функ- цией иаль мая за- виси- мость ^иом, Вт Пределы номи- налов сопро- тивлений Допус- каемые откло- нения, % Предель- ное рабо- чее напря- жение по- стоянного или пере- менного тока, В тксх ХЮ», 1/°С Уро- вень собст- венных шумов, мкВ/В
Ом кОм
А 0,25 680 10’ ±20;
СПЗ-24 Б 0,125 4,7- 10’ 1-10’ ±30 по ±2000 40
В 0,125 4,7- 10’ 1-10’ ±30
СПЗ-36 В — 100-10’ 220 ±20 50 ±2000 20
В 0,125
СПЗ-40 д 0,25 33-10’ 220 ±10 150 ±1500 20
Примечание. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
Объемные композиционные резисторы СПО предназначены для
работы в' цепях постоянного, переменного и импульсного токов.
Основные параметры резисторов СПО приведены в табл. 3.24.
3.24. Резисторы СПО
Тип Пределы номина- лов сопротивлений Предельное рабочее напряжение, В Диаметр корпуса, D, мм Масса, р
Ом МОм посте ян- ного или перемен- ного тока импульсное
СПО-0,15 100 1 100 200 9,8 3,5
СПО-0,5 100 4,7 250 400 16,5 7,5-8,5
СП0-1 СПО-2 47 4,7 600 1000 28,5 16—21 29—34
Примечания* 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду; 1;
1.2; 1,5, 1,8; 2.2; 2,7; 3,3; 3.9, 4.7; 5,1; 5,6; 6,8; 8,2.
2. Уровень собственных шумов резисторов, не более; сопротивлением до
820 кОм — 10 мкВ/В, сопротивлением свыше 820 кОм — 25 мкВ/В.
3 Допускаемое отклонение сопротивления от номинального ±20; ±30 %.
4. Температурный коэффициент сопротивления от 1500-10—8 до 2000*10"'в1/°С.
Проволочные подстроечные резисторы СП5-1В, СП5-1В1,
СП5-4В, СП5-4В1 предназначены для работы в цепях постоянного
и переменного токов частотой до 10 000 Гц. Резисторы, многообо-
ротные. Сопротивление можно регулировать микрометрическим
винтом, перемещая гайку с подвижной контактной системой. Изме-
нение сопротивления от минимального до максимального значения
осуществляется за 50 полных поворотов микрометрического винта.
69
Резисторы типов СП5-4В иСП5-1В имеют две раздельно регулиру-
емые подвижные контактные системы при одном резистивном эле-
менте. В зависимости от исполнения вала резисторы выпускают
в двух вариантах: А и Б.
Основные параметры переменных резисторов СП5-1В,
СП5-4В
Температура окружающей среды . . —60...4-125 °C
Номинальные сопротивления .... 100—10 000 Ом
Ряд номиналов..................... Е6
Допускаемые отклонения сопротивле-
ния резисторов.....................±5; ±10 %
Функциональная характеристика . . . Тип А
Температурный коэффициент сопротив-
ления резисторов:
СП5-1В, СП5-4В.................. ±150-10-’1/°С
СП5-1В1, СП5-4В................ ±(60...1000) 10"?
1/°С
Электрическая разрешающая способ-
ность
СП5-1В, СП5-4В номиналом
100—1500 Ом.................... 1
номиналом 2200—10 000 Ом. . . . 0,5
СП5-1В1, СП5-4В1 номиналом
100—470 Ом..................... 1,5
номиналом 680—10 000 Ом. . . . 0,75
Подстроечные резисторы СП5-2, СП5-2В, СП5-2ВА, СП5-2ВБ,
СП5-3, СП5-ЗВ, СП5-ЗВА предназначены для работы в цепях посто-
янного и переменного токов частотой до 10 000 Гц. Конструкция
резисторов плоская квадратная, для навесного и печатного монта-
жа. Поворот подвижного контакта в пределах рабочего угла осуще-
ствляется аа 40 полных поворотов червячного винта. Основные ха-
рактеристики резисторов СП5 приведены в табл. 3.25.
3.25. Проволочные подстроечные резисторы СП5
Тип ^НОМ' Вт Пределы номинальных сопротивлений Предель- ное рабо- чее напря- жение, В Масса» г
Ом кОм
СП5-2 СП5-3 1 100 47 300 3,5
СП5-2В СП5-ЗВ I 3,3 47 216 3,0 2,8
СП5-2ВА СП5-2ВБ СПб-ЗВА 0,5 3,3 22 100 1,6 1,8 1,6
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Функциональная характеристика резисторов — А.
3. Электрическая разрешающая способность резисторов 0,3—1,5 %.
4. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального ±5; ±10 %.
70
Подстроечные резисторы СП5-14, СП5-15, СП5-22, СПб-24,
СП5-22А, СП5-24А, СП5-51 предназначены для работы в цепях по-
стоянного и переменного токов частотой до 14)00 Гц. Резисторы
одинарные многооборотные с прямолинейным перемещением под-
вижной системы для печатного (СПб-14, СП5-22, СП5-22А) и навес-
ного (СП5-15, СП5-24, СП5-24А) монтажа. В зависимости от номи-
нальной мощности рассеяния резисторы СП5-22, СП5-24 выпускают
трех видов. Изменение сопротивления от минимального полного
осуществляется: для резисторов СПб-14, СП5-15, СП5-22, СПб-24,
СП5-22А, СП5-24А — за 60 поворотов вала, для резисторов СПб-22,
СПб-24 номинальной мощностью рассеяния 0,5 Вт — за 56 поворо-
тов вала. Основные характеристики резисторов СП5-14—СП5-51 при-
ведены в табл. 3.26.
3.26. Подстроечные резисторы СП5-14 — СП5-51
Тип ВНОМ' Вт Пределы номи- нальных сопротив- лений. Ом Рабочее напряже- ние, В Электрическая разрешающая способность, %
СПб-14 СПб-15 СПб-22 СПб-24 1 10—47 000 216 0,75—1,5
СПб-22 СП5-24 0,5 0,25 10—33 000 10—22 000 130 75 0,3—1,2
СП5-22А СП5-24А 2 4,7—22 000 210 0,75—2
СПб-51 0,25 10—10 000 50 —
Примечания: 1. Номинальные сопротивления соответствуют ряду Е6.
2. Температура окружающей среды для резисторов: СП5-14, СПЗ. 15.
СП5-22 (1 Вт), СП5-22А, СП5-24А. СП5-24 (1 Вт), СП5-51 от —60 до+125 °C;
СП5-22 (0,25 и 0,5 Вт), СП5-24 (0,25 и 0,5 Вт) от —60 до +155 °C.
3.5. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ РЕЗИСТОРЫ
Терморезисторы. В качестве элементов регулирования наряду
с переменными резисторами применяют полупроводниковые прибо-
ры, сопротивление перехода которых меняется под воздействием
управляющего напряжения или тока. К ним относят терморезисторы
косвенного подогрева, резистивные оптроны, магниторезисторы,
полевые транзисторы, отдельные типы биполярных транзисторов. '
Такие приборы обладают высокой разрешающей способностью,
высокой износоустойчивостью, низким уровнем шумов регулиро-
вания.
Терморезистор косвенного подогрева (ТКП) состоит из терморе-
зистивного элемента подогревателя, помещенных в газонаполнен-
ный баллон (инертный газ или вакуум). Регулируя мощность, вы-
деляющуюся в подогревателе, можно менять температуру резистив-
71
него элемента и, следовательно, его сопротивление. Наибольшее
распространение получили термррезисторы, резистивный элемент
которых выполнен на основе окисных полупроводниковых мате-
риалов с отрицательным ТКС. Терморезисторы косвенного подо-
грева обладают инерционностью. Для терморезисторов косвенного
подогрева обычно указывают две постоянные времени: Tj характери-
зует скорость установления теплового равновесия между терморе-
зистивиым элементом и окружающей терморезистор средой, т2—
между терморезистивным элементом и подогревателем. Их отноше-
ние М = tjjTz называют динамическим коэффициентом.
Выпускают терморезисторы следующих типов: ТК-50, ТКП-20,
ТКП-20Б, ТКП-300А (цифра указывает номинал сопротивления).
Терморезисторы ТКП-20, ТКП-20Б, ТКП-50 являются терморезис-
торами с внутренним подогревом; ТКП-300А — с внешним подо-
гревом. Терморезисторы ТКПМ по техническим н эксплуатацион-
ным параметрам не отличаются от терморезисторов ТКП, но имеют
значительно меньшие размеры: диаметр 9,5 мм, длина 48 мм. Основ-
ные параметры терморезисторов ТКП приведены в табл. 3.27.
Терморезисторы СТ1-21, СТ1-27, СТЗ-21, СТЗ-27, CT3-31.
Обозначение терморезисторов: СТ — сопротивление термоуправ-
ляемое, цифра после буквенного обозначения — материал: 1 — ко-
бальтомарганцевый, 3 — медно-кобальтомарганцевый; последующие
3.27. Терморезисторы косвенного подогрева
Параметр Тип терморезистора
ТКП-20 ТКП-20Б ТКПМ-20 ТКПМ-20В ТК-50 ТКПМ-50 ТКП-ЗООА ТКПМ-300А
Номинальное сопротивление при 0,5 2,5 10
20 °C, кОм Допускаемое отклонение от иоми- ±10 ±ю ±10
иального значения, %, не более Минимальное сопротивление (при 20 50 300
максимальном токе подогрева), Ом Ток подогрева, мА: максимальный 40 35 20
предельно допустимый* 50 49 25
Максимальная рабочая мощность 180 160 20
подогревателя, мВт Коэффициент тепловой связи, не 0,5 0,5 —
менее Пробивное напряжение между тер- 150 150 50
морезистивным элементом и подо- гревателем**, В, не менее Межэлектродная емкость, пФ, не 6 6
более Интервал рабочих температур, СС —60...-ф-85 —60...+85 —60...+85
Срок службы, ч 5000 5000 5000
* Термоуправляемые переменные резисторы должны выдерживать пре-
дельно допустимый ток подогрева в течение 15 мнн.
♦♦ При максимальном токе подогрева.
72
две цифры — номер разработки. Терморезисторы СТ являются тер-
морезисторами с внешним подогревом терморезистивного элемента.
Основные параметры терморезисторов СТ приведены в табл. 3.28.
3.28. Терморезисторы с внешним подогревом СТ
Параметр Тип терморезисторов
СТ1-21 1 СТ3 21 СТ1-27 СТЗ 27 СТЗ-Э1
Номинальное сопротивле- 6,8-150 0,68—1,5 33 2,2 0,68
ние при 20 °C, кОм Допускаемое отклонение ±20 ±20 ±20 ±20 ±20
от номинального значе- ния, %, ие более Т КС XI О2, К-1 (при 3,25-5,75 2,9—4,6 4.3— 3—4,45 3,15—
20 °C) Минимальное сопротив- 40—400 7-15 5,25 150 30 386 20
ление (при максимальном токе подогрева), Ом Номинальная мощность 60 60 70 70 90
рассеяния, мВт Номинальное сопротив- 100 100 100 100 100
ление подогревателя, Ом Допускаемое отклонение 4т Ю ±10 ±10 ±10 ±10
сопротивления подогрева- теля, %, не более Максимальный ток в цепи 25 25 27 26 23,9—
подогревателя, мА Коэффициент тепловой 0,8 0,8 0,8 0,5 29,2 0,8
связи*, не менее Постоянная времени т2, с 15—40** 15—40** 4 g*** 4 5*** 4—
Динамический коэффи- 200...400 200... 400 200...400 100 6*** 100
циент Диапазон рабочих темпе- -60... —60... —60... —60... —60. .
ратур, °C ±85 ±85 ±85 ±50 ±85
Срок службы, ч, не менее лооо 5000 5000 20 000 20 000
* Определяется как отношение мощностей прямого и косвенного подо-
грева, вызывающих разогрев терморезистнвного элемента до 4-50 °C.
** Время, в течение которого сопротивление терморезистивного элемента,
равное 0.5 номинального, увеличивается до 0,815 номинального после выклю-
чения тока в цепи подогревателя.
*** Время, в течение которого сопротивление терморезистивного элемента
изменяется иа 63 % разности установившихся значений при включении и вы-
ключении тока в цепи подогревателя.
Резистивный оптрон представляет собой фоторезистор и мини-
атюрный светоизлучатель, заключенные в общий светонепроница-
емый корпус и находящиеся в оптической связи друг с другом.
Регулируя интенсивность светового потока, можно управлять со-
противлением резистивного оптрона. Промышленные типы резис-
тивных оптронов ОЭП-1, ОЭП-2, ОЭП-9, ОЭП-Ю, ОЭП-11, ОЭП-14
(ОЭП — оптоэлектронный прибор) представляют собой фоторези-
стор и миниатюрную лампу накаливания (НСМ-9, НСМ-25), заклю-
ченные в светонепроницаемый корпус диаметром 10,7 мм и высотой
73
8 мм. В резистивных оптронах ОЭП-3, ОЭП-6, ОПП-7, ОЭП-16
источником излучения являются светодиоды.
Важными характеристиками резистивных оптронов являются
сопротивление фоторезистора в засвеченном состоянии 7?св и тем-
новое сопротивление 7?т. Оптопары типов ОЭП-1, ОЭП-2, ОЭП-3
представляют собой коммутаторы высоковольтных цепей (до 250 В).
Оптопары ОЭП-9, ОЭП-Ю характеризуются высокими значениями
7?т, их используют для коммутации высокоомных цепей радиоап-
паратуры.
Дифференциальные оптопары ОЭП-6, ОЭП-7, ОЭП-14 позво-
ляют скомпенсировать температурный и временной дрейфы пара-
метров, их используют в линейных схемах. Повышенное быстро-
действие достигнуто для оптопары ОЭП-16 за счет уменьшения на-
пряжения коммутации и отношения RT/RCB. Основные параметры
оптронов ОЭП приведены в табл. 3.29.
3.29. Резистивные оптроны
Тип оптрона Номи- нальные парамет- ры управ- ления (входная цепь) Параметры ком- мутации (выход- ные цепн) Выходное сопротивление Время выклю- чения ^выкл» мс Отсчетный уровень сопротив- ления фо- торезисто- ра при из- мерении ^выкл* Ом
в откры- том со- стоянии в закры- том со- стоянии
и, в /, мА Р, Вт RCB, Ом. ие более /?т. Ом, не меиее
и, в|/, мА
ОЭП-1 5,8 16 250 3,5 0,05 2-103 З-Ю8 200 4-10е
ОЭП-2 5,8 16 250 7 0,08 4- 102 3-107 200 Ю5
ОЭП-3 3,8 15 250 3,5 0,04 1,2-103 З-Ю8 150 4-10*
ОЭП-9 5,8 16 20 0,2 0,025 104 10* 100 2-107
ОЭП-Ю 5,8 16 20 0,2 0,025 10е 10“ 100 2-10*
ОЭП-12 5,8 16 250 2 0,025 4- 102 1,5-10’ 200 10*
ОЭП-13 5,8 16 250 2 0,025 3-10* 1,5-108 200 4- 10е
ОЭП-11 5,8 16 10 1 0,025 1,5-102 ...1Q3 1,5-102 ...103 10’ 200 10*
ОЭП-14 5,8 16 10 1 0,015 107 200 Ю5
ОЭП-6 3,8 10 35 0,2 0,01 2-Ю3 10* 120 2-Ю5
ОЭП-7 3,8 10 35 0,2 0,01 2-103 10е 120 2- 10s
ОЭП-16 2,5 10 5 — 0,005 103 10’ 0,5 Ю5
Магниторезистор. Действие магниторезистора основано на
эффекте Гаусса (увеличение сопротивления полупроводника при вне
сении его в магнитное поле). Регулируя напряженность магнитного
поля, можно управлять сопротивлением магниторезистора. Основ-
ные параметры магниторезисторов типа СМ приведены в табл. 3.30.
Полевые транзисторы можно применять как резисторы, меня-
ющие свое сопротивление под влиянием напряжения, приложенного
к его затвору. Они обладают высоким входным сопротивлением
(сопротивление затвор—исток): 107— 10* Ом, а для транзисторов
с изолированным затвором оно составляет 1010— Ю14Ом. Поэтому
для их управления требуется незначительная мощность, а управ-
74
3.30. Магниторезисторы
Параметр Тип
СМ1-1 СМ4 I
Номинальное сопротивление, Ом 33—210 47,68
Допускаемое отклонение, %, не более ±20 ±20
Магниторезистивпое отношение при индукции:
0,5 Тл —— 3,3
1 Тл 6,8; 10 —
ТКС*Х10~3, К-1, не более -20 —5,5
Номинальная мощность, мВт 125 6
* Значение ТКС при отсутствии управляющего магнитного поля.
ление осуществляется напряжением, приложенным к цепи затвор—-
исток.
При малом напряжении 11/с и| < |1/с и иас| 21 на стоке откры-
тые каналй полевых транзисторов имеют характеристики, как
у линейных резисторов, проводимость которых зависит от напряже-
ния на затворе. Сопротивление полевого транзистора может изме-
няться от единиц до десятков килоом при изменении напряжения на
затворе от 0,5 до 2...4 В.
3.6. ВЫБОР РЕЗИСТОРОВ И РЕЖИМОВ ИХ РАБОТЫ
Резисторы постоянного сопротивления выбирают в зависимости
от интервала рабочих и предельных температур, давления, уровня
влажности, характера воздействия механических и акустических
нагрузок, интенсивности проникающей радиации, вида и величины
электрической нагрузки и др. Для повышения надежности реко-
мендуется применять резисторы с дву- н 1рехкратным запасом по
мощности рассеяния относительно номинальной, хотя при работе
во влажной среде необходимо нагружать резисторы минимальной
мощностью, чтобы обеспечить испарение влаги с поверхности ре-
зистора. Для аппаратуры, работающей во влажной среде, необходимо
применять герметизированные резисторы (например, С2-13, С1-8,
С2-8). При эксплуатации резисторов в условиях пониженного дав-
ления возможен перегрев резисторов в результате ухудшения кон-
вективного теплоотвода. С понижением атмосферного давления до
5 Па допустимая мощность рассеяния маломощных (0,125 — 0,25 Вт)
резисторов должна быть уменьшена на 25—40 %, а мощных
резисторов (5 и 10 Вт) — на 50—60 %.
В условиях механических нагрузок резисторы следует кре-
пить так, чтобы область рабочих частот резисторов находилась за
пределами верхней границы рабочих частот вибраций. Резисторы,
которые имеют спиральную навивку проводящего слоя, нельзя при-
менять в высокочастотных цепях при частоте 1...10 МГц.
Наименьшим индуктивным сопротивлением обладают пленоч-
ные резисторы н резисторы с объемным проводящим слоем. Для
пленочных резисторов особенно неблагоприятна работа в условиях
импульсной нагрузки, так как при прохожденн импульса мощность
рассеяния идет преимущественно на нагрев резистивной пленки
(резисторы МЛТ, МТ, С2-13 и др.). Резисторы с объемным проводя-
75
тим элементом (например, ТВО, С4-2) обладают повышенной устой-
чивостью к импульсной нагрузке.
Выбор резисторов зависит ог их назначения (общего приме-
нения, точные, прецизионные, подстроечные или регулировочные)
и основных параметров (номинальные мощность и сопротивление,
предельное рабочее напряжение, допускаемое отклонение сопро-
тивления от номинального, стабильность параметров, габаритные
размеры н масса, износоустойчивость).
Правильность применения резисторов в аппаратуре определя-
ется проверкой электрических режимов (рабочее напряжение, по-
даваемое на резистор, мощность рассеяния). При импульсном ре-
жиме среднее значение мощности рассеяния, Вт, определяется соот-
ношением
^ср = ^и/«) (V^h).
где Ua—амплитуда импульсного напряжения, В; ти н Ти—дли-
тельность и период следования импульсов, с.
Выбор резистора переменного сопротивления зависит от его
назначения в схеме и электрической нагрузки, при которой резистор
должен работать. Для обеспечения плавной регулировки громкости
применяют резисторы с обратно логарифмической функциональной
характеристикой (вида В) н большим диапазоном регулирования,
например, переменные резисторы СПЗ-12, СПЗ-23, СПЗ-ЗЗ. В ка-
честве регуляторов тембра используют переменные резисторы с ли-
нейной функциональной характеристикой, для регулирования на-
пряжений питания и токов — переменные или подстроечные резисто-
ры с линейной функциональной характеристикой.
Все рекомендации для выбора резисторов по мощности рассея-
ния такие же, как и для постоянных резисторов. Уровень шумов
перемещения резистора зависит как от качества выполнения рези-
стора, так и от схемы включения. При работе в потенциометрическом
режиме уровень шумов значительно меньше, чем при работе в рео-
статном режиме.
Глава 4
КОНДЕНСАТОРЫ
4.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРОВ
Конструктивно конденсатор состоит из металлических пластин
(обкладок), между которыми находится диэлектрик. Конденса-
тор служит накопителем электрической энергии. Величина, прямо
пропорциональная электрическому заряду, сообщенному конденса-
тору, и обратно пропорциональная напряжению, приложенному к
его обкладкам, называется электрической емкостью: С = Q/U,
где С — емкость, Ф; Q — электрический заряд, Кл; U — напряже-
ние, В.
Условное обозначение конденсаторов может быть сокращенным
и полным. В соответствии с действующей системой сокращенное
условное обозначение состоит нз букв н цифр. Первый элемент —
буква или сочетание букв — обозначает подкласс конденсатора:
К — постоянной емкости, КП — переменной емкости, КТ — под-
строечные. Второй элемент — цифры — обозначает группу конден-
сатора в зависимости от материала диэлектрика в соответствии
76
4.1. Условное обозначение конденсаторов в зависимости от
материала диэлектрика
Конденсаторы Группа
Подкласс К
Керамические на номинальное напряжение;
ниже 1600 В
1600 В и выше
Стеклянные
Стеклокерамические
Тонкопленочные с неорганическим диэлектриком
Слюдяные
маЛ( й мощности
большой »
Бумажные (фольговые) на номинальное напряжение!
ниже 2 кВ
2 кВ и выше
Бумажные металлизированные
Оксидно-электролитические:
алюминиевые
танталовые, ниобиевые и др.
Объемно-пористые
Оксидно-полупроводниковые
С воздушным диэлектриком
Вакуумные
Полистирольные
Фторопластовые
Полиэтилентерефталатные
Комбинированные
Лакопленочные
Поликарбонатные
Полипропиленовые
Подкласс КТ
Вакуумные
С воздушным диэлектриком
» газообразным »
» твердым »
Подкласс КП
Вакуумные
С воздушным диэлектриком
» газообразным »
» твердым »
10
15
21
22
26
31
32
40
41
42
50
51
52
53
60
61
71 (70)
72
73 (74)
75
76
77
78
1
2
3
4
1
2
3
4
с табл. 4.1. Третий элемент обозначает регистрационный номер кон-
кретного типа конденсатора. В состав третьего элемента может вхо-
дить также буквенное обозначение.
Полное условное обозначение конденсатора состоит из сокра-
щенного обозначения, обозначения н величины основных параметров
и характеристик! необходимых для заказа н записи в конструктор-
77
ской документации, обозначения климатического исполнения и до-
кумента на поставку.
Параметры и характеристики, входящие в полное условное
обозначение, указывают в следующей последовательности: обозна-
чение конструктивного исполнения, номинальное напряжение, номи-
нальная емкость, допускаемое отклонение емкости (допуск), группа
и класс по температурной стабильности емкости, номинальная ре-
активная мощность, другие необходимые дополнительные характе-
ристики.
Относительное изменение емкости при изменении температуры
окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина) называется
температурным коэффициентом емкости (ТКЕ). Обозначение группы
ТКЕ керамических н слюдяных конденсаторов и ТКЕ приведено
соответственно в табл. 4.2 и 4.3.
4.2. ТКЕ керамических
конденсаторов
Обозначение группы ТКЕ Номинальное значение ТКЕ при 20—85 °C (ТКЕ 10е, 1/°С)
П100(П120) + 100 (+120)
П60 +60
пзз +33
мпо 0
мзз —33
М47 —47
М75 —75
М150 —150
М220 —220
МЗЗО —330
М470 —470
М750 (М700) —750 (—700)
М1500(М1300) — 1500 (—1300)
М2200 —2200
М3300 —3300
4.3 ТКЕ слюдяных
конденсаторов
Обозначе- ние груп- пы ТКЕ Номинальное значение Т КЕ (ТКЕхЮ®, 1/°С)
А Не нормируется
Б ±200
В ±100
Г ±50
Основные электрические па-
раметры конденсаторов
Номинальная емкость и
допускаемое отклонение от нее,
%. Номинальная емкость,
обозначаемая на конденсаторе,
обычно соответствует числам,
полученным путем умножения
10п (где п — целое положи-
тельное или отрицательное
число) на какое-либо число
из ряда 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5;
3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1. Такой ряд
из 24 чисел соответствует индексу Е24. Ряд Е12, состоящий из 12
чисел, может быть образован путем вычеркивания числа 2, 4, 6,...
,.., 24 из ряда Е24. Аналогичным образом может быть образован
ряд Е6 из ряда Е12 и ряд ЕЗ из ряда Е6. Существуют редко исполь-
зуемые ряды Е48, Е96 и Е192. Фактическое значение емкости может
отличаться от номинального на величину допускаемых отклонений.
Эти отклонения, %, характеризуются рядом ±0,1; ±0,25; ±0,5;
±1: +2; ±10; ±20; ±30; 0+50; —10+30; -Ю+50; -10+100;
—20+50; —20+80.
В цепях постоянного тока емкостное сопротивление конденса-
тора определяется омическим сопротивлением между его обклад-
ками, величниа которого растет с увеличением емкости конденса-
тора и зависит от электрических параметров диэлектрика. В це-
пях переменного тока емкостное сопротивление уменьшается
с увеличением емкости и с повышением частоты переменного
78
тока:
Хс= \/ыС = 1/6,28/С,
где Хс— емкостное сопротивление, Ом; / — частота, Гц; С — ем-
кость, Ф.
Номинальное напряжение конденсатора характеризует напря-
жение, при котором конденсатор способен надежно работать в те-
чение гарантийного срока по ТУ, сохраняя свои эксплуатацион-
ные параметры (емкость, ток утечкн, сопротивление изоляции).
Рабочее напряжение — это такое значение напряжения, при ко-
тором конденсатор эксплуатируется в РЭА. Рабочее напряжение
конденсатора обычно выбирают ниже номинального.
Пробивное напряжение—это значение напряжения, при ко-
тором наступает электрический пробой изоляции конденсатора во
время постепенного увеличения напряжения на его обкладках.
Напряжение, близкое к пробивному, называется испытательным.
Оно определяет электрическую прочность конденсатора.
Электрическая прочность конденсатора уменьшается с увели-
чением емкости конденсатора, повышением температуры, давления,
влажности и зависит от условий теплоотдачи и однородности мате-
риала.
Сопротивление изоляции конденсатора зависит от материала
диэлектрика RH3 = Ullyx, где RH3 — сопротивление изоляции кон-
денсатора, Ом; U — напряжение на его обкладках, В.
Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в ди-
электрике и в обкладках. При протекании переменного тока через
реальный конденсатор векторы тока и напряжения сдвинуты на
угол б.
Угол 6 называется углом диэлектрических потерь (или углом
потерь конденсатора). При отсутствии потерь 6 = 0.
Потери энергии конденсатора, Вт, в цепи переменного тока под-
считывают по формуле
Ра = 2nU2fC tg б,
где U — действующее напряжение, приложенное к конденсатору,
В; f — частота синусоидального тока, Гц; С — емкость конденса-
тора, Ф; tg6 — тангенс угла потерь.
Тангенс угла потерь зависит от параметров диэлектрика (у слю-
дяных и керамических конденсаторов tg б « 0,0025, у электроли-
тических — на два порядка выше).
4.2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ
ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ
Емкость плоского конденсатора с двумя обкладками, пФ,
С = 0,0884eS/d,
где 8 — диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S — площадь
поверхности обкладки, см2; d — расстояние между обкладками, см.
Емкость плоского многопластинчатого конденсатора нз N об-
кладок, соединенных через одну параллельно,
С = 0,0884eS (N — 1) /d.
Для эквивалентной схемы конденсатора, когда потерн учиты-
вают последовательным включением резистора, тангенс угла по-
79
терь вычисляют по формуле tg 6 = Rna>Cn, где 7?п — последовательное
сопротивление потерь, Ом; Сп— емкость для последовательной схемы, Ф.
Для эквивалентной схемы конденсатора с параллельным вклю-
чением резистора потерь
tg6 = 1/(/?ш<иСш),
где — параллельное шунтирующее сопротивление потерь, Ом;
Сш— емкость для параллельной схемы, Ф.
Добротность конденсатора
Qo= 1/tg 6.
Температурный коэффициент емкости ТКЕ служит для оценки
изменения емкости в зависимости от температуры, 1/’С,
~ Сх (Г2 - 7\) *
где Сд— емкость при температуре Тд (обычно 25 ± 10 ’С); <?2—
елкость при температуре Т9 (обычно предельной верхней или ниж-
ней).
ТКЕ показывает, на сколько изменяется емкость при увеличе-
нии температуры на 1 °C. Для обозначения группы по ТКЕ исполь-
зуют обозначения (М — минус, П — плюс, МП — близкое к нулю).
При параллельном соединении конденсаторов суммарный ТКЕ
рассчитан по формуле
„ Cl „ I ^2 „ I । Ст „
— —q а1 + ~Q~ а2 + • • • + ~Q ат<
при последовательном соединении
С С С
а = 7ч-ад+р-а3+ ••• +~ ат,
1>д и 2
где С — емкость системы конденсаторов; т — количество конден-
саторов; <х1( а2, .... а.т— ТКЕ отдельных конденсаторов.
4.3. КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНДЕНСАТОРОВ
Типы, основные особенности и область применения наиболее рас-
пространенных конденсаторов приведены в табл. 4.4.
Диэлектрическая абсорбция характеризует свойство конден-
сатора сохранять некоторый заряд после кратковременного замы-
кания его обкладок. Коэффициент абсорбции
^=(^1) 100 %-
где {/д— напряжение на обкладках конденсатора до их замыкания;
{/2— напряжение, восстановившееся на обкладках конденсатора
через 3 мин после того, как он был закорочен на 5 с.
Значение коэффициентов абсорбции для конденсаторов при
температуре 20 °C и различных диэлектриках приведены в табл. 4.5.
Прн работе в цепях переменного тока часть подводимой к кон-
денсатору электрической энергии рассеивается в виде тепловой.
Потери энергии в конденсаторе характеризуются углом б, опреде-
ляющим отклонение от 90° сдвига фаз между напряжением, прикла-
дываемым к конденсатору, н током, протекающим через него.
80
4.4. Краткие характеристики конденсаторов
Сокращен-] ное обо- 1 значение 1 Особенности Применение
кю Для высокочастотных конден- саторов: малые потери, боль- шой выбор значений ТКЕ Для низкочастотных: большая удельная емкость, резкая зави- симость емкости от темпера- туры Для высокочастотных конден- саторов: термокомпенсация, емкостная связь, фиксирован- ная настройка контуров на вы- сокой частоте Для низкочастотных конденса- торов: шунтирующие, блоки- ровочные и фильтровые цепи, связь между каскадами на низ- кой частоте
К15 Относительно большие реак- тивные мощности, большой выбор значений ТКЕ Емкостная связь, фиксирован- ная настройка мощных высоко- частотных контуров, импульс- ная техника
К21 Малые потери, высокое сопро- Блокировка, фиксированная
К22 тивление изоляции, высокая настройка высокочастотных
К23 стабильность емкости во вре- мени контуров, емкостная связь, шунтирующие цепи
K3I Малые потери, низкая удель- Блокировочные и шунтирую-
- К32 ная емкость, малое изменение емкости от температуры и во времени щие, высокочастотные фильт- ровые цепи, емкостная связь, фиксированная настройка кон- туров Блокировочные, буферные,
К40 Повышенные потери, высокая
К41 удельная емкость, значитель- ная индуктивность шунтирующие, фильтровые цепи, емкостная связь
К 42 Большая, чем у бумажных, удельная емкость, способность самовосстанавливаться при про- бое Цепи развязок и фильтры; для емкостной связи не применя- ются
К50 Очень большая удельная ем- кость, большие потерн, значи- тельные токи утечки Шунтирующие и фильтровые цепи, накопление энергии в импульсных устройствах
К51 • Большая удельная емкость, Применяются в тех же цепях,
К52 меньшие потери и токи утечки, что и электролитические алю-
К53 увеличенный срок хранения, более широкий интервал рабо- чих температур по сравнению с электролитическими алюми- ниевыми. Лучшие температур- но-частотные характеристики миниевые, в основном в тран- зисторной аппаратуре с повы- шенными требованиями к па- раметрам конденсаторов Образцовые эталоны емкости, высоковольтные блокировоч-
К60 Очень малые потери и малая
К61 удельная емкость, очень малое изменение емкости во времени ные, развязывающие, контур- ные цепи Точные временные цепи, инте-
К70 Очень высокое сопротивление грирующие устройства, настро-
К71 изоляции, низкая абсорбция енные контуры высокой доб- ротности, образцовые емкости
81
Продолжение табл. 4.4
Сокращен- ное обо- | значение Особенности Применение
К72 Высокая рабочая температура (до 200 °C), очень высокое со- противление изоляции, низкая абсорбция, очень малые потери и малое изменение емкости от температуры В тех же цепях, что и конден- саторы К71 при повышенных температурах и жестких требо- ваниях к электрическим пара- метрам
К73 Малая абсорбция, электричес- В тех же цепях, что и бумаж-
К74 кие характеристики несколько лучше, чем у бумажных кон- денсаторов ные конденсаторы при повы- шенных требованиях к электри- ческим параметрам
К75 Повышенная электрическая прочность и высокая надеж- ность В тех же цепях, что и бумаж- ные конденсаторы при повы- шенных требованиях к надеж- ности
К76 Высокая удельная емкость (выше, чем у металлобумаж- , ных конденсаторов), малые габаритные размеры, ток утеч- ки меньше, чем у электроли- тических конденсаторов Частично могут заменять элек- тролитические конденсаторы (особенно при повышенных зна- чениях переменной составляю- щей). Применяются в тех же цепях, что и бумажные, метал- лобумажные и электролитичес- кие конденсаторы
К77 Высокое сопротивление изоля- ции, малая абсорбция, пони- женные по сравнению с К73 потери В тех же цепях, что и конден- саторы К73, но при более вы- соких частотах
4.5. Коэффициенты абсорбции для конденсаторов и диэлектриков
Диэлектрик Тип конденсатора Коэффици- ент абсорб- ции, %
Полистирольная пленка псо, по, пм, мгп, мпго, К71-3, К71-4, К71 -5 и др. 0,03-0,1
Пленка фторопласт-4 ФТ, К72П-6, ФГТИ, К72-11, 0,01—0,1
Полиэтилентерефталатная пленка ПМГЦ, ПМГП, К73П-2 0,2—0,8
Бумага с неполярной про- питкой КБГ, К50П-2, К40У-5, К40У-9 и др. 0,6—2
Металлобу маж н ые кон- денсаторы, пропитанные церезивом МБГ, МБГО, МБГИ, МБГТ, МБМ, К42-11, К42У-2 и др. 2-5
Слюда Окись: КСО, КСОТ, ксг, СГМ, К31У-3 и др. 2—5
тантала К52-1, ЭТО, К53-1 0,6-2,5
алюминия К50-3, К50-6, К50-7, К50-24, К50-20, К50-22 5-6
Керамика Т-150 Группа ТКЕ М1500 2-5
Керамика Т-900 Группа НЗО До 15
82
Для идеального конденсатора б =£ О, если параллельно или
последовательно конденсатору подключить соответственно рези-
сторы г или R. При этом
tg5 = га>Сг= 1/(bCrR,
где ы — частота синусоидального напряжения, прикладываемого
к конденсатору; Сг и CR — эквивалентные емкости конденсатора
при последовательном или параллельном включении резисторов по-
терь. Максимально допустимые значения tg 6 для некоторых типов
конденсаторов приведены в табл. 4.6.
4.6. Максимально допустимые значения tg б для конденсаторов
Максим аль- Частота
Конденсатор иая темпера- тура, °C измере- ния, Гц при 20 °C
Керамический:
высокочастотный 85 —155 10’ 0,001—0 0015
низкочастотный Комбинированный: 85 10’ 0,01—0,035
К75-10 100 50 0,008
К75-12 Фторопластовый: 100 155 10’ 0,01
ФЧ 10’ 0,0005
К72П-6, К72-11 200 10» 0,001
Слюдяной КСО 70 10’ 0,001-0,002
Стеклоэмалевый 85 10’ 0,0015
Полистирольный 60 10’ 0,001
Бумажный КБГ Металлобумажный: 70 50—10’ 0,01
К42У-2 35 50 ' 0,008
МБГ 70 50—10’ 0,015
Электролитический алюминиевый
ЭМ:
на 150 В 60 50 0,1—0,15
Электролитический танталовый
объемопористый К52-2Л Окснднополупроводниковый: 200 50 0,3
К53-7 85 50 0,06
К53-1А, К53-6А 125 50 0,08
К53-А Лакопленочный: 85 50 0,2
К76П-1 70 10’ 0,01
К76-2 85 10’ 0,01
4.4. ТИПЫ КОНДЕНСАТОРОВ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИХ ВЫБОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ
Конденсаторы с твердым органическим диэлектриком. Органи-
ческие диэлектрики, используемые в конденсаторах,— это конден-
саторная бумага, различные пленки и их комбинации. По величине
номинального напряжения бумажные конденсаторы подраздели-
83
ются на низковольтные (с номинальным напряжением до 1,6 кВ)
и высоковольтные (с номинальным напряжением 2 кВ и выше).
Характеристики бумажных и металлобумажных конденсаторов
приведены в табл. 4.7. Бумажные конденсаторы могут работать
в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов, а также
в импульсных режимах. Вследствие высокого tg6 применение
бумажных конденсаторов в высокочастотных цепях ограничено. Их,
применяют в качестве шунтирующих, фильтровых, разделительных,
помехоподавляющих, накопительных и других конденсаторов.
Бумажные конденсаторы обладают повышенной абсорбцией, по-
этому в цепях, где требуется быстрый перезаряд конденсаторов,
применять не рекомендуется.
4.7. Характеристики бумажных и металлобумажиых конденсаторов
I ип Диапазон номииаль иых емкостей Номинальное напряжение, В Интервал рабо чих температур, °C Долговеч- ность, ч
^min* ПФ с ьтах» мкФ T'min Лгах
КЕГ-И КБГ-М 1000 1500 470 0,25 0,25 0,15 200 400 —60 4-70 5000
К40П-1 3900 470 0,22 0,018 400 600 -60 4-70 5000
К40П-2 1000 0,047 400 -60 4-85 5000
К40У-9 470 4700 470 1000 1 0,68 0,47 0,22 200 400 630 -60 + 125 10 000 (до 85 °C) (85— 125°С) 5000
К41-1 К4Ы 10* 20 20 10 6 2 0,47 0,1 2500 4000 6300 10 000 16 000 25 000 40 000 -60 + 125 0,25—15*
МБГ 2,5 • 106 (2x2,5-105) 106 (2Х106) 2,5 • 10* 5 • 10* 2,5 105 25 10 4 2 10 200 400 600 1000 1500 -60 +70 6000
МБГН | 10е 27 | 200 -60 +70 1200
84
Продолжение табл. 4.7
Тип Диапазон номиналь- ных емкостей Номинальное напряжение, В Интераал рабо- чих температур, °C Долговеч- ность, ч
^пНп’ ПФ ^£пах> мкФ ЛтНп 7щах
МБГО 2 • 10е 10е 10е 5 . 106 2,5 • 105 30 30 20 20 10 160 300 400 500 600 -60 4-60 2000
МБГТ 10» 5 • Ю5 2,5 • 106 10» 105 20 10 10 10 10 160 300 500 750 1000 -60 4-100 4000 (до 85 °C) 1500 (85 — 100 °C)
МБГЧ** 2,5 • 105 2,5 • 10s 2,5 • 105 2,5 • 106 10 1 4 2 1 250 280 500 750 1000 —60 4-70*** 2000 (до 70 °C)
МБМ МБМЦ 50 000 25 000 10 000 10000 5100 2,5 • 105 10s 1 0,5 0,25 0,1 0,1 1 1 250 500 750 1000 1500 200 400 -60 -60 4-70 4-70 5000 2000
К42У-2 47 000 47 000 33 000 15000 10 000 4700 1 1 0,47 0,22 0,22 0,1 160 250 400 630 1000 1600 -60 4-70 4-100 5000 5000 (до 70 °C)
К42Ч-6 100 00 10 10е 6,8 33 100** 300** 0 4-35 20 000
К42-11 3,3 10е 10 125 —60 4-70 5000
* В зависимости от напряжения и температуры.
•• Номинальное напряжение при частоте 50 Гц.
»»♦ Для МБГЧ-1, Для МБГЧ-2 Tmax =-Н25 ’й
85
Металлобумажные конденсаторы также обладают повышенной
абсорбцией. Они плохо работают в импульсных режимах (возмож-
но разрушение тонкой металлизированной обкладки). Сопротив-
ление изоляции металлобумажных конденсаторов ниже, чем у
у фольговых, поэтому их применяют в цепях развязок, блокировок
и фильтров (МБГ, МБГМ, МБГО, МБГТ, МБМ-Ц). Применять эти
конденсаторы в цифровых устройствах не рекомендуется из-за воз-
можности появления ложных импульсов в момент самовосстановле-
ния конденсатора. Особенно низкая стабильность сопротивления
изоляции у однослойных мегаллобумажных конденсаторов с цин-
ковыми обкладками (МБГО, МБМ, К42У-2). Такие конденсаторы
нельзя использовать при низких (меньше 10 В) напряжениях, так
как у них не обеспечивается самовосстановление слабых мест изо-
ляции.
Конденсаторы из неполярных пленок имеют малые потери,
большое сопротивление изоляции и низкую абсорбцию. Постоянная
времени таких конденсаторов равняется 104— 10вс, их можно при-
менять в цепях точной выдержки времени и в измерительной тех-
нике.
Фторопластовые конденсаторы применяют при повышенных
температурах и более жестких требованиях к электрическим пара-
метрам. Конденсаторы ФТ и К72П-6 используют в низкочастотных
цепях, а конденсаторы ФЧ, К72-6, К72-11—в высокочастотных.
Фторопластовые герметизированные высоковольтные термостой-
кие конденсаторы в изолированном корпусе типа ФГТИ исполь-
зуются в цепях постоянного и переменного токов, при частотах до
1000 Гц, длительностью импульсов 2—50 мкс, при максимальном
токе в импульсе до 40 А.
К металлопленочным (полистирольным) конденсаторам отно-
сятся: МПО — однослойные, МПГ-Ц, К71-4, К71-5, К73-1 —гер-
метизированные в цилиндрическом корпусе; МПГ-П — герметизи-
рованные в прямоугольном корпусе. Малогабаритные полиэгилентё-
рефталатные конденсаторы выпускаются с фольговыми (К73-5,
К73-8) или металлизированными (ПМГП, К73П-2, К73П-4) обклад-
ками. Повышенной электрической прочностью и малыми потерями
обладают комбинированные конденсаторы К75-24, К75-10, К75-12,
К75П-4 — для низковольтных цепей; ПКГИ, ПКГТ, К75-9, К75-14,
К75-15, К75-25, К75-И7 — для высоковольтных цепей. Комбини-
рованные конденсаторы ПКГИ могут работать на частотах до
400...10 000 Гц при длительности импульсов от 0,25 до 200 мкс
н максимальном токе в импульсе 100—500 А.
Характеристики пленочных, металлопленочных и комбини-
рованных конденсаторов приведены в табл. 4.8.
Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком. Не-
органические диэлектрики, применяемые для изготовления кон-
денсаторов,— керамические, стеклянные, стеклоэмалевые, стекло-
керамические и слюдяные — характеризуются большой нагревох
стойкостью, механической твердостью, высокой химической стабиль-
ностью, высокой диэлектрической проницаемостью.
По назначению конденсаторы с твердым неорганическим ди-
электриком делятся на три типа:
тип 1 — слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные), стеклоке-
рамические, предназначенные для использования в резонансных
контурах или других цепях, где необходимо обеспечить малые по-
тери и высокую стабильность емкости;
тип 2 — стеклокерамические, предназначенные для работы
в цепях фильтров, блокировки н развязки или в других цепях,
86
4.8. Характеристики пленочных, металлопленочных
и комбинированных конденсаторов
Тип Диапазон номинальных емкостей • Номинальное напряжение, В Интервал рабочих тем- ператур, °C Долговеч ность, ч
г °ггах’ мкФ ^min ^max
пм 100 0,01 60 —60 4-70 3000
по 51 0,03 300 —40 -J-50 1000
-— 390 10 000
пов — 390 15 000 0 4-60 5000
•— 120 18000
псо 470 0,01 500 0 4-60
250 000 0,5 250
мпо 3 000 0,25 400 —60 4-60 2000
1000 0,1 600
3 000 0,02 500
мпг-ц 3 000 0,01 1000 —60 4-60 3000
200 000 2 250
мпг-п 25 000 0,1 500 -60 4-60 10 000
15 000 0,05 1000
4 мкФ 10 160
200 000 2 250
мпго 500 000 1 400 -60 -1-60 3000
0,1 600
ФТ 560 0,47 200 (до -60 4-200 500
560 0,22 10 кГц)
ФЧ 100 000 1,0 60 (до 5000 Гц)
250 000 1,0 125 (до 5000 Гц) —60 4-155 500—1000
100 000 1 200 (до 5000 Гц)
200 000 I 500
(до 2400 Гц) -50 4-60 5000
1 200
К72П-6 470 0,47 500 —60 4-200 1000—7000
0,47 1000
0,056 1600
ФГТ-И 470 0,1 2000—25 000 -60 4-155 5000
пмгп 5 мкФ 15 100 -60 4-85 1000
К73П-2 2200 0,68 400
1000 0,47 430 —60 4-125 250—10 000
К73П-4 4700 0,33 1000
1 мкФ 10 250 -60 4-70 5000
К73-5 1000 0,22 50 -20 4-70 5000
100 000 1 50
К73-8 0,68 100
1000 0,47 200
0,33 400 -60 4-85 5000
пкгт 0,22 630
10 000 2 3000
1000 2 5000 —60 4-100 5000 (До 70 °C)
87
Продолжение табл. 4.8
Тип Диапазон номинальных емкостей Номинальное напряжение, В Интервал рабочих тем- ператур, °C Долговеч- ность, ч
^rnin» ПФ ^тах, мкФ T'rnin Т'тах
10 000 0,5 10 000
10 000 0,25 15 000
10 000 0,1 20 000
100 000 2 1000
2200 1 3000 —60 +100 2500
1000 0,05 5000 (70—85 °C)
2000 0,025 10000
пкги 2000 0,025 16 000
3000 0,025 25 000
3000 0,0051 40 000
10 000 0,025 50000
K75-10 100000 10 250
100 000 3,3 500
100 000 1,5 750 -60 +100 5000
100 000 1 1000 (до 85 °C)
220 000 22 63 10 000
100000 3,9 100 (85 °C)
К77-1 22 3,9 200 —60 +125 2000
0,001 1 400 (125 °C)
К71-4 1,2 • 10е 10 160 -60 +85 10000
1000 1 250
К71 5 10 000 1 160 -60 +85 10 000
К71-6 12 100 0,2 200
612 0,012 250 -60 +70 10000
5,1 604 пФ 300
где не предъявляются высокие требования к стабильности емкости
и величине потерь;
тип 3 — керамические конденсаторы с барьерным слоем, име-
ющие несколько меньшее сопротивление изоляции, чем конденсаторы
типа 2.
Наиболее распространены керамические конденсаторы типа 1.
Они имеют нормированные значения ТКЕ, малые потери, малые
значения индуктивности. Конденсаторы типов 2 и 3 имеют значи-
тельную удельную емкость, а также большие потерн н резкую
зависимость емкости от температуры.
Основные характеристики низковольтных керамических кон-
денсаторов приведены в табл. 4.9.
Рассмотрим особенности применения некоторых типов конден-
саторов. Конденсаторы К1-1Е имеют высокую влагостойкость и мо-
гут работать в диапазоне температур от—60 до-|-155 °C. Керамиче-
ские дисковые, ультракоротковолновые конденсаторы КДУ могут
работать в высокочастотных цепях, критичных к значениям соб-
ственной индуктивности при частотах до 500 МГц.
Малоемкостные керамические конденсаторы КЮ-29 применя-
ют как компенсирующие в схемах с полупроводниковыми элемен-
тами (в транзисторных генераторах).
88
4.В. Характеристики низковольтных керамических конденсаторов
Тип Группа по темпера- турной стабильности Диапазон номи- нальных емко- стей, пФ Номинальное напряжение, В Интервал рабочих тем- ператур, °C Долговеч- ность, ч
г '“'max с И
Н70 680 10 000 160
кт-1 П100, ПЗЗ, М47, 1 560 250 —60 4-85 5000
М75, М700, М1300 160 155 2000
Н70 680 6800 300 85 5000
КТ-2 П100, ПЗЗ, М47, М75, М700, М1300 2,2 750 500 —60 155 (до 85 °C) 5000
кт-з П100, ПЗЗ, М47, 2,2 430 500 -60 85
П700 П100, ПЗЗ, М75, М700, М1300 1 130 100
М47 1 10 160 —60 155 1500
КД-1 ИЗО, Н70 330 2200 160 85 10000
П100, ПЗЗ, М47, М75, М700, М1300 1 130 250
П100, ПЗЗ, М75, М1300 1 270 500 155 3000
КД-2 Н70 470 6800 300 —60 85 10 000
П100, ПЗЗ, М47, М75, М700, М1300 1 270 500
КДУ П100, ПЗЗ, М47, М700 1 47 500 -60 85 1000
КГК П120, ПЗЗ. М47, М700 5,1 560 500 -60 85 5000
КЮ-29 М75, МЗЗО, М750, Ml 500 0,47 10 250 -60 4-85 5000
ктп П120, М47, М700, Ml 300 8,2 330 500 -60 4-85 10 000
Н70 2200 15 000 400
Ml 300 22 330 500 85 10 000
ко Н70 1000 4700 400 —60
П120, М47, М700, 3,3 100 500 -60 85 10000
кдо Ml 300
H70 1500 2200 400
Ml 300 68 —60 5000
КТПМ-1 H70 470 160 85
К10-7В M47, M75, M75O, 22 47 000 25
Ml500, ИЗО, H70, H90 ПЗЗ, M47, M75, 120 10е 25 —25 70 5000
M750, Ml500, H50, H90
H90 22 000 680 000 35
км ПЗЗ, M47, M75, 120 150 000 50 -60 85 10 000
M750, M1500, (из них
H50, H90 5000
H30 1500 68000 70 При 25°С)
89
Продолжение табл. 4.9
Тип Группа по темпера- турной стабильности Диапазон номи- нальных емко- стей, пФ Номинальное напряжение, В Интераал рабочих тем- ператур,- °C ! Долговеч- ность, ч
^-min ^max с >5 Я £ ь.
КЮ-23 ПЗЗ, М47, М75, Ml500, НЗО ПЗЗ, М47, М75, Ml500, НЗО ПЗЗ, М47, М75, М1500, НЗО ПЗЗ, М47, М750, 16 16 16 2,2 68 000 47 000 22 000 33000 100 160 250 16 -60 85 10 000
К10-9 Ml500, НЗО ПЗЗ, М47, М750, 2,2 270 000 -60 85 5000
М1500, НЗО, Н90 ПЗЗ, М47, М75, 2,2 12 000 25 —60 125 10 000
К10-17 М750 Ml500, Н50, Н90 470 330 000 25 -60 85 (Н90) 125 (Н50)
4.10. Характеристики стеклянных, стеклоэмалевых
и стеклокерамических конденсаторов
Тип Группа по темпера- турной стабильности Диапазон номи- нальных емко- стей, пФ Номинальное напряжеине, В Интервал рабочих тем- ператур, сС Долговеч- j ность, ч
Cmin cmax ЛтНп Т'тах
К21-5 МПО, Н47 М75, МЗЗО 2,2 2,2 160 330 70 160 -60 4-100 10 000 (до ЗОВ)
К21-7 П120 56 20 000 50 -60 4-155 10 000
К21-8 П60, ПЗЗ, МПО, М47, Ml 50 9,1 1500 250 -60 4-155 10 000
скм НЗ МПО, М47, МЗЗО, НЗО, МПО, М47, МЗЗО 680 10 51 5100 2700 510 125 250 500 -60 -60 4-100 4-100 4-125 4-155 5000
КС Р, О, м п 9,1 10 200 1000 300 500 -60 —60 4-155 4-100 1000 5000
К22У-1 НЗО МПО, M47, МЗЗО, НЗО 4700 30 15 000 6800 12 35 -60 4-85 5000
90
4.11. Характеристики слюдяных конденсаторов
Гия Диапазон номиналь- ных емкостей, пФ Номиналь- ное на- пряжение, В Интервал рабочих температур, °C Долговеч* ность, ч
Сщ1п Стах Лп1п Лпах
КСГ 470 100 000 500
470 27 000 1000 -60 +70 5000
7500 10 000 50
51 27 000 250
ксо 100 47 000 500 -60 +70 5000
100 22 000 1000
1100 15 000 1600
620 10 000 2000
47 4700 2500
47 3900 3000
10 390 5000
10 390 6300
ксот 51 510 250
100 6800 500 —60 +155 5000
100 10 000 1000
51 10 000 250
51 6200 500 -60 +85 5000
сгм 100 6800 1000
1000 3900 1600
сгмз 50 10000 350 -60 +70 5000
ссг 150 200 000 350 —55 +70 10 000
его 1000 400 000 250, 500 +ю +35 5000
4.12. Характеристики оксидных конденсаторов
Тип Диапазон номиналь- ных емкостей, мкФ Номиналь- ное напря- жение, В Интервал рабочих тем ператур, °C Долговеч- ность, ч
Cmin Стах ^min Ллах
22 100 3
15 68 6
К52-1 10 47 15 -60 +85 5000
6,8 33 21L
4,7 22 35
3,3 15 50
2,2 10 70
1,5 100 100
80 1000 6
К52-2 50 400 15
30 300 25 -60 + 155 2000
20 200 50 (85-100 °C)
10 000
15 150 70 (до 70 °C)
10 100 90
33 330 15
22 220 25
91
Продолжение табл, 4.
Тип Диапазон номиналь- ных емкостей, мкФ Номиналь- ное напря- жение, В Интервал рабочих тем- ператур, °C — ' - Долговеч- ность, <
cmln ^max T'min 1 Лпах
К52-5 15 150 50
10 100 70 —60 +200 10 000
(до 70 °C)
6,8 68 90
3,3 33 150
2,2 22 250
15 __ 300
1,5 _—. 400
10 _—. 450
6,8 — 600
50 5000 6
10 4000 10
К50-6 1 4000 15 -10 +70 5000
(полярные) 1 4000 25
1 200 50
1 20 100
I 10 160
5 50 15
— 10 25
К50-6 (не- 50+50+ 40 —10 +70 5000
полярные) +30+30
50 500 6
50 250 15
ЭТ, ЭТИ 20 100 30 —60 +100 2000
10 50 60
5 30 100
5 20 150
220 10 000 6,3
47 10 000 16
К50-24 22 4700 25
10 200 63 -40 +70 5000
4,7 220 100
2,2 220 160
20 500 160
К50-7 10 200 250
5 200 300 —10 +70 5000
5 100 350
5 100 450
68 680 6,3
К50-15 47 680 16
22 330 25 -60 +125 5000
10 100 50
4,7 47 100
4,7 33 160
2,2 22 250
2 50 450
0,1 100 6,3
К53-1А 0,068 68 15
0,047 47 20 -60 +125 10 000
92
Продолжение табл. 4.12
Тип Диапазон номиналь- ных емкостей, мкФ Номиналь- ное напря- жение, В Интервал рабочих тем- ператур, °C Долговеч- ность# ч
^min Стах 7" min Т J max
0,033 33 30
0,033 22 40
0,22 15 50
1 330 6,3
0,68 150 16
К53-18 0,47 100 20 -80 +85 10 000
0,33 68 30
0,22 22 40
1,5 10 1,6
К53-16 1 4,7 3
2,2 3,3 4 -60 +85 2000
0.68 2,2 6,3
0,47 1,5 10
0,33 1 16
0,22 0,68 20
0,01 0,47 30
0,1 100 6
К53-1 0,1 0,68 10
0,068 68 15 —80 +85 5000
0,047 47 20
0,033 33 30
1 47 15
К 53-7 0,1 22 30 —60 +85 5000
Монолитные конденсаторы КМ с электродами из неблагород-
ных металлов имеют (среди керамических конденсаторов) высокое
значение номинальной и удельной емкостей, однако электрические
параметры этих конденсаторов хуже, чем у обычных.
Конденсаторы К10-23 и К10-17 можно эксплуатировать в су-
хом и влажном тропическом климате. Конденсаторы КЮ-9 и КЮ-17
предназначены для применения в интегральных микросхемах.
Стеклянные конденсаторы обладают высокой теплоустойчи-
востью. Характеристики стеклянных, стеклоэмалевых и стеклоке-
рамических конденсаторов приведены в табл. 4.10.
Слюдяные конденсаторы КСГ, КСО, СГМ имеют малые потери,
высокое пробивное напряжение, высокое сопротивление изоляции.
Их применяют в резонансных контурах, цепях блокировки и связи.
Конденсаторы КСО можно эксплуатировать при относительной влаж-
ности до 80 %. При более высокой влажности применяют гермети-
зированные слюдяные конденсаторы: КСГ, СГМ, СГО-С. Для экс-
плуатации при повышенных температурах применяют конденсаторы
типов КСОТ (до + 155 °C), К31П-1 (500 °C).
Конденсаторы СГО и СГО-С имеют увеличенную номинальную
емкость (до 0,4 мкФ), повышенную точность (±0,25 %). Их исполь-
зуют в электроизмерительной аппаратуре. Характеристики слюдя-
ных конденсаторов малой мощности приведены в табл. 4.11.
Конденсаторы с оксидным диэлектриком выполняются на осно-
ве оксидных пленок. Они обладают лучшими удельными характе-
93
ристиками по сравнению с другими типами конденсаторов. Элек-
трическая прочность оксидной пленки в десятки раз выше'прочно-
сти всех других диэлектриков. Промышленностью выпускаются
жидкостные, танталовые и ниобиевые конденсаторы с объемно-
пористым анодом, сухие алюминиевые и танталовые, а также оксид-
но-полупроводниковые конденсаторы. Танталовые конденсаторы
К52 обладают рекордно высокими значениями удельной емкости.
Основные характеристики оксидных конденсаторов приведены
в табл. 4.12.
4.5. КОНДЕНСАТОРЫ В СИЛОВЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ
Конденсаторы используют в качестве пусковых или фазосдвн-
гающих в конденсаторных либо трехфазных двигателях при питании
их двухфазным напряжением. При разработке силовых преобразо-
вательных устройств возникает задача оптимального выбора номи-
нальной емкости, типа конденсатора, схемы соединения батареи
конденсаторов.
Конденсаторы следует выбирать с наибольшими для заданных
условий работы удельными реактивными мощностями с учетом массы
н габаритных размеров.
В частотном диапазоне до 200 Гц следует применять конденса-
торы с полярными диэлектриками (бумажные МБГ4, а также К40,
К41, К73, К75, ЛСМ, ЛСЕ и др.), на частотах до 1 кГц — конден-
саторы с комбинированным диэлектриком (К75) и со слабополярным
диэлектриком (К74), на частотах выше 1 кГц — конденсаторы с не-
полярным пленочным диэлектриком (К71, К72 и др.).
В устройствах, где возможны перенапряжения, рекомендуется
применять конденсаторы с комбинированным бумажно-пленочным
диэлектриком, так как они обладают повышенной электрической
прочностью (типов КСК, ПСК, К75-10 и др.).
При выборе конденсатора необходимо рассчитать допустимую
амплитуду тока через конденсатор, например, для коммутируемых
конденсаторов с металлизированными обкладками по формуле
где Г — коэффициент, зависящий от типа и емкости конденсатора
(табл. 4.13); С — емкость конденсатора, мкФ; т — длительность
коммутирующего импульса прямоугольной формы.
4.6. ПЕРЕМЕННЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ
Эти конденсаторы делятся на подстроечные и переменной ем-
кости. Подстроечные конденсаторы имеют небольшой диапазон из-
менения [емкости. Подстроечные конденсаторы с воздушным ди-
электриком имеют более высокие электрические показатели по сравне-
нию с керамическими. Подстроечные конденсаторы с керамическим
диэлектриком (КТ4-21, КТ4-23, КТ4-25, КТ4-27, КПК-2, КПК-3,
КПК-МТ) предназначены для работы в цепях постоянного, перемен-
ного и импульсного токов. Для работы в диапазоне СЁЧ предна-
значены конденсаторы КТ4-27. Перечисленные конденсаторы (кроме
КПК-2, КПК-3) имеют следующие параметры: минимальную емкость
0,4—8 пФ, максимальную 2—40 пФ, отношение максимальной
емкости к минимальной 5—10, номинальное напряжение 100—350 В
(для КТ4-27 такое напряжение составляет 16...50 В). Конденсаторы
КПК-2 н КПК-3, отличающиеся лишь способом крепления, имеют
94
4.13. Коэффициент для расчета така
Тип конденсатора Напряже- ние. В Емкость, мнФ Коэффициент Г, А« с 1/2 мкФ
250 2; 1 0,09
4; 10 0,018
500 0,5; 1 0,1
МБГЧ 2; 4 0,045
750 0,25; 0,75 0,06
1; 2 0,045
1000 0,25 0,1
0,5; 1 0,06
250 0,1-0,33 0,107
0,47—2,2 0,066
3,3—10 0,030
500 0,1—0,68 0,107
К75-10 1,0; 1,5 2,2; 3,3 0,066 0,030
750 0,1—0,33 0,170
0,47—1 0,107
1.5 0,050
1000 0,1—0,47 0,0170
. 0,68; 1 0,107
400 0,047—0,33 0,017
0,47; 0,68 0,01
0,5; 1 0,02
2—15 0,014
К73П-2 630 0,033—0,1 0,03
0,15—0,47 0,02
0,25; 0,50 0,04
1—10 0,026
1000 0,068—0,33 0,038
0,5—6 0,044
8; 10 0,020
160 1,2; 1,5 0,086
1,8—4,7 0,060
К71-4 5,6—10 0,047
250 0,027—0,18 0,14
0,22—1 0,086
95
следующие значения минимальных и максимальных емкостей, пФ:
8...60, 10...100, 25...150, 75...200, 125...250, 200...325, 275....375,
350...450; номинальное напряжение 500 В, ТКЕ составляет (200...
...800110е 1/°С.
Конденсаторы переменной емкости применяются для перестрой-
ки колебательных контуров радиоаппаратуры илн частоты генера-
торов. Они выпускаются с воздушным диэлектриком (для уменьше-
ния габаритных размеров с некоторым ухудшением электрических
параметров), с диэлектриком из высокочастотной керамики или
пленочным диэлектриком.
Закон изменения частоты настройки контура зависит от закона
изменения емкости конденсатора при повороте его ротора. В зави-
симости от этого конденсаторы переменной емкости делятся на пря-
моволновые, которые имеют квадратичную зависимость изменения
емкости от угла поворота ротора, н прямочастотные, которые име-
ют обратно квадратичную зависимость. Применяя прямоволновые
конденсаторы в радиоприемниках, получают равномерную шкалу
в единицах длины волны, а применяя прямочастотные конденсато-
ры,— равномерную шкалу в единицах частоты.
В конденсаторах с пленочным диэлектриком пластины при пе-
ремещении электризуются. Это может создавать помехи при настрой-
ке радиоприемника на какую-либо радиостанцию. В односекцион-
ных керамических конденсаторах типа КП4-ЗА емкость может из-
меняться в пределах 6...200 пФ, в двухсекционных типа КП-ЗБ —
4...200 пФ, типа КП-ЗВ — 5...150 пФ, типа КП4-ЗГ — 8...220 пФ,
КПЕ-3 — 7...200 пФ, 7...240 н 6...250 пФ; КПЕ-5 — 5...240 пФ;
КПГМ — 4...220 пФ; КПТМ-1 — 6...260 пФ. Эти конденсаторы
предназначены для работы в транзисторных схемах и рассчитаны
на номинальное рабочее напряжение 10 В.
В зависимости от радиоприемника, в котором установлен блок
переменных емкостей с воздушным диэлектриком, изменение емко-
сти блока составляет: 10...365 пФ, 9...260 пФ, 9...270 пФ, 5...
...240 пФ, 8,5...260 пФ.
Глава 5
ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
5.1. МИКРОФОНЫ
ДДикрофоны служат для преобразования энергии звуковых коле-
*¥*баний в электрический ток звуковой частоты. Микрофоны де-
лятся на электродинамические (катушечные и ленточные), конден-
саторные (электростатические), пьезоэлектрические, электромаг-
нитные и угольные. Катушечные, ленточные и конденсаторные
микрофоны используют в профессиональной радиоаппаратуре вы-
сокого класса, в радиолюбительской практике чаще используют
электродинамические и электромагнитные микрофоны. Электромаг-
нитные, пьезоэлектрические и угольные микрофоны применяют
в установках диспетчерской связи, мегафонах, в устройствах теле-
фонной связи.
Микрофон содержит чувствительный элемент — капсюль с диа-
фрагмой, арматуру, согласующие устройства и вспомогательные
узлы — источники питания для конденсаторных микрофонов, со-
единительные кабели, коммутационные устройства н пр.
Микрофоны характеризуются следующими параметрами:
осевая чувствительность — отношение напряжения холостого
96
хода (микрофон не нагружен) на выходе микрофона к звуковому
давлению, действующему на чувствительный элемент микрофона;
частотная характеристика — зависимость уровня чувствитель-
ности микрофона от частоты. Частотную характеристику измеряют
на рабочей оси микрофона, которая совпадает с направлением мак-
симальной чувствительности. Такая характеристика называется осе-
вой или фронтальной;
нелинейные искажения (при уровнях звукового давления до
120 дБ обычно не более 0,5 %);
диаграмма направленности — зависимость напряжения на вы-
ходе микрофона от его углового направления на источник звука.
Условные обозначения микрофонов: МД — электродинамиче-
ский, МК — конденсаторный, МЛ — ленточный, А — студийный
(например, 19А), ДЭМШ — электромагнитный капсюль.
Электродинамические микрофоны
МД-52А — универсальный, односторонне направленный, внут-
реннее сопротивление 7? = 250 Ом, диапазон частот F = 50...
...16 000 Гц, неравномерность частотной характеристики Н —
= 12 дБ;
МД-52Б — для любительской звукозаписи, односторонне на-
правленный, 7? — 250 Ом, F = 50... 15 000 Гц, Н — 12 дБ;
МД-52Б-СН — стереофонический, односторонне направленный,
= 250 Ом, F = 50. .15 000 Гц, Н = 12 дБ;
МД-63 — нагрудный или петличный ненаправленный, R —
= 250 Ом, F = 60...15 000 Гц, И = 20 дБ;
МД-63Р — для радиомикрофонов, ненаправленный, 7? = 250 Ом,
F = 60...15 000 Гц, II = 20 дБ;
МД-66 — речевой для звукоусиления, односторонне направ-
ленный, R — 250 Ом, F = 100... 10 000 Гц, Н = 20 дБ;
МД-71 — для акустических измерений, ненаправленный, R =
= 250 Ом, F = 50...15 000 Гц, Н = 8 дБ;
МД-78 — для эстрады, односторонне направленный, ручной,
R = 150 Ом, F = 50...15 000 Гц, Н = 8 дБ (на 0,1 м)£7/ = 20 дБ
(на 1м);
МД-200 — для любительской записи, односторонне направлен-
ный, R = 250 Ом, F = 100...10 000 Гц, Н = 12 дБ;
МД-201 — то же, что и МД-200, ненаправленный;
82А-5ММ — универсальный, односторонне направленный, R =
= 250 Ом, F = 50...10 000 Гц, Н = 10 дБ.
Ленточные микрофоны
МЛ-19 — тннверсальный, студийный, односторонне направ-
ленный, R = 250 Ом, F = 50 ..16 000 Гц, Н = 14 дБ;
МЛ-51 — студийный с усилителем, двусторонне направленный,
R = 250 Ом, F = 40...16 000 Гц, Н = 10 дБ.
Конденсаторные микрофоны
МК-6 — для акустических измерений, ненаправленный, R =
= 250 Ом, F = 20...40 000 Гц, Н = 5 дБ;
МК-16 — то же, что МК-6 с более низкой чувствительностью;
МК-12 — для передачи и записи речи и музыки, односторонне
направленный, R = 600 Ом, F = 50...15 000 Гц, Н = 9 дБ;
МК-13 — для передачи и записи речи и музыки, R = 600 Ом,
F = 30...18 000 Гц, И = 6 дБ;
МК-15 — для передачи и записи музыки и речи, односторонне
направленный, R = 600 Ом, F = 50...15 000 Гц, /7=12 дБ;
4 7-34
97
МКЭ-2 — для комплектации магнитофонов, односторонне на-
правленный, /? = 200 Ом, F = 50.,.15 000 Гц, Н = 12 дБ;
МКЭ-3 — для встраивания в магнитофоны, ненаправленный,
R. = 2000 Ом, F = 50...15 000 Гц, Н = 10 дБ.
Электромагнитные микрофоны (ДЭМШ, МЭМ-6 и др.) обладают
высокой чувствительностью, односторонне направленные, F ~
« 250...3000 Гц. Применяют микрофоны для передачи речи.
5.2. ЗВУКОСНИМАТЕЛИ
Основным элементом электропроигрывающих устройств (ЭПУ)
является головка звукоснимателя. Игла головки давят на пластин-
ку с силой, которая называется прижимной. Чем больше прижимная
сила, тем больше амплитуда сигнала, снимаемого с головки, искаже-
ние сигнала и больше износ пластинки. Износ пластинки за
50 проигрываний с прижимной силой 0,15 Н значительно меньше,
чем при проигрывании одного раза с прижимной силой 0,5 Н.
Для иглы стереофонической головки, имеющей радиус закругления
15 мкм, допустимая прижимная сила должна быть не более 0,07—
0,1 Н. При меньшей прижимной силе ухудшаются условия огиба-
ния дорожки иглой, и игла может вытолкнуться из канавки. При
этом увеличиваются также нелинейные искажения.
Пьезоэлектрические головки обладают высокой чувствитель-
ностью, имеют частотную характеристику, близкую к стандартной,
просты конструктивно. Недостатки пьезоголовок — узкий диапа-
зон воспроизводимых частот, необходимость установки большой
прижимной силы н др. Магнитные головки позволяют существенно
уменьшить прижимную силу, что дает возможность получить более
высокое качество воспроизведения и уменьшить износ пластинок.
Срок службы иголки зависит от материала, из которого она
изготовлена. Корундовая и сапфировая иглы служат 150—200 ч,
алмазная — 800—1000 ч. Иголка имеет форму конуса, который за-
канчивается полусферой или эллипсом с радиусом для монопласти-
нок 18—26 мкм, для стереопластинок — 13—18 мкм.
Степень преобразования механических колебаний иголки
в электрические характеризуется чувствительностью звукоснима-
теля, т. е. величиной выходного напряжения на нагрузке при вос-
произведении частоты в 1000 Гц и амплитудой колебания конца
иглы в 1 см/с.
Чувствительность электромагнитных головок на нижних час-
тотах 1...4 мВ, а на верхних — от 5 до 20 мВ. Нагрузочное сопро-
тивление головок обычно составляет 47 кОм при Сг < 200...300 пФ
(при этом сопротивлении нормируется форма частотной характе-
ристики, так как в звуковом диапазоне влияют индуктивность го-
ловки LT и активное сопротивление 7?г катушки).
Основные параметры отечественных электромагнитных головок
приведены в табл. 5.1.
Головка ГЗМ-ООЗ предназначена для ЭПУ высшего класса,
В головке применяются алмазные иглы: сферическая А18'08 пли
эллиптическая (импортная). Срок их службы до 1500 ч. Установоч-
ные размеры стандартные. Установочная нагрузочная емкость
(емкость соединительных кабелей, входная емкость усилителя, ем-
кость монтажа) 310—360 пФ. Сопротивление нагрузки 47 кОм.
Головка ГЗМ-005 предназначена для ЭПУ высшего класса.
Головка с подвижным магнитом. Катушки головки включены та-
ким образом, что индуцированная в них мнкромагнитом ЭДС сум-
мируется, а индуцированная ЭДС помех и наводок вычитается,
98
5.1. Параметры электромагнитных головок
Параметр Тип головки
ГЗМ-105 ГЗМ-1ОЗ ГЗМ 003 ГЗМ-005 ГЗМ-008
Прижимная сила, мН 20 20 15 15 15
Номинальный дна- 31,5— 31,5— 20— 20— 20-
пазон воспроизво- димых частот, Гц 18 000 16 000 20 000 20 000 20 000
Чувствительность, мВ/см 0,7—1,7 0,7-1,7 0,7—1,7 0,7—1,7 0,7—1,7
Рассогласование частотных характе- ристик каналов, дБ, не более Эффективность раз- деления каналов, дБ, не более, на частотах: 2 2 2 2 2
315 Гц 15 15 18 25
1000 Гц 23 23 25 25 25
5000 Гц 15 15 18 20
10 000 Гц 6—8 10 15 15 18
Гибкость нсгдвйж- ной системы, м/Н 7 - 10~3 6 * IO"3 10 • 10-з 10 • IO”3 15 • Ю-з
Благодаря этому и хорошему экранированию обеспечивается вы-
сокое отношение сигнал—помеха.
Головка ГЗМ-008 («Корвет») предназначена для высококаче-
ственного воспроизведения грамзаписи в ЭПУ высшего класса.
Головка с подвижным магнитом заключена в пермаллоевый экран
дчя уменьшения влияния внешних магнитных полей. В головке
применена легкая алмазная игла, рабочая поверхность которой
имеет сферическую форму, а ее ось ориентирована относительно
кристаллической решетки алмаза, что позволило в 2 раза по сравне-
нию с неориентированными иглами увеличить срок службы. В го-
ловке применен бериллиевый конический иглодержатель, что по-
зволило уменьшить действующую' массу подвижной системы до
1 мг. Головка обладает большой гибкостью (применены новые ви-
ды эластичных материалов), в ней установлен высокоэффективный
магнит из сплава самарий—кобальт, вследствие чего необходимая
чувствительность обеспечивается при небольшом количестве витков
(4500 витков 0 0,03 мм). Индуктивность головки составляет 0,5 Гн.
Параметры головки ГЗМ-008 («Корвег>) соответствуют требо-
ваниям ГОСТ 18631—83.
5.3. ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
ДЛЯ БЫТОВОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ
Основные параметры, характеризующие качество и эффек-
тивность работы громкоговорителей:
номинальная мощность — наибольшая подводимая к громкого-
ворителю электрическая мощности, при которой нелинейные иска-
жения не превышают норм, предусмотренных в стандарте;
4*
99
среднее стандартное звуковое давление — это звуковое давлс ние,
измеренное на рабочей оси громкоговорителя, расположен ого
в помещении на расстоянии 1 м от измерительного микрофона, п и
подведении мощности 0,1 В • А для частоты 1000 Гц:
частотная характеристика — зависимости стандартного зву-
кового давления от частоты. Неравномерность частотной характе-
ристики (определяется в децибелах) — разность уровней наиболь-
шего н наименьшего значений звукового давления, отложенных по
вертикальной оси;
амплитудная характеристика — зависимость отдачи громко-
говорителя от действующей электрической мощности в номинальном
диапазоне частот;
внутреннее сопротивление — это активное и индуктивное со-
противление катушкн громкоговорителя;
направленность излучателя — зависимость развиваемого им
звукового давления от угла между направлением на выбранную
точку и рабочей осью излучателя. Направленность излучения па-
дает с уменьшением размеров диффузора и снижением частоты.
Телефоны и динамические головки громкоговорителей. По
принципу действия телефоны делятся на электромагнитные, элек-
тродинамические и пьезоэлектрические. Электромагнитные теле-
фоны содержат мембрану и постоянный магнит с полюсными нако-
нечниками, на которые надеты катушки обмоток телефона. Электро-
магнитные телефоны ТК-67-Н, ТКЭД-7, ТА-4, ТК-47, ТА-56М,
ТГ-7М применяют в телефонных аппаратах и в аппаратуре связи,
ТГ-9 — в радиоприемниках, ТОН-2 — в слуховых аппаратах,
ТМ-4 — в аппаратуре связи н слуховых аппаратах. Телефон ДЭМ-
4М используют как обратимый в микрофон. Электродинамические
(пзодинамические) телефоны состоят из магнитной системы с двумя
дискообразными магнитами, имеющими по три пары полюсов каж-
дый, н диафрагмы. Диафрагма изодинамического телефона возбуж-
дается по всей поверхности, поэтому он обладает равномерной час-
тотной характеристикой и незначительными линейными искаже-
ниями’. Электродинамические телефоны ТДК-1 применяют в аппара-
туре связи, ТД-6 и 12А-25 — как измерительные для звукозаписи
и контроля, ТДС-1 — как стереофонический с максимальной мощ-
ностью 0,5 Вт. Пьезоэлектрические телефоны содержат диафрагму
из пьезоэлектрической синтетической пленки, имеющей малую
жесткость и удовлетворительные пьезоэлектрические параметры.
Качество таких телефонов достаточно высокое.
Основные параметры телефонов приведены в табл. 5.2.
Динамические головки громкоговорителей состоят из излуча-
ющей части — конического диффузора и звуковой катушки, поме-
шенной в постоянное магнитное поле. До определенной крити-
ческой частоты диффузор работает как поршень. Эта область
частотного диапазона называется поршневым участком колебания
диффузора.
Полное электрическое сопротивление громкоговорителя со-
стоит из омического сопротивления звуковой катушки постоянному
току и реактивного сопротивления катушки на данной частоте.
С увеличением частоты полное сопротивление громкоговорителя
растет и достигает максимума на частоте механического резонанса
подвижной системы. На более высоких частотах сопротивление
увеличивается благодаря влиянию индуктивности звуковой ка-
тушки.
Основные параметры диффузорных электродинамических
громкоговорителей новых разработок приведены в табл, 5.3.
100
5.2. Параметры телефонов
Тип Диапазон частот, Гц Модуль электри ческого сопротив- ления, Ом Ч/'ттви- тетьность (средняя), Па/В Габаритные размеры, мм Масса, кг
Электромагнитные
ТК-67-Н 300. .3400 260 8—14 048x25 0,06
ТКЭД-7 300. .3400 260 14—21 0 48 x 24,5 0,06
ТА-4 . 300. .4000 65 15 051 X 24,5 0,06
2200 3
ТК-47 300. .3000 130 15—17 042X14 0,035
ТА-56М 300. .3000 300; 600 5,5 2)24x21,5 0,15*
ТГ-7М 300. .3000 150* 8—14 65X186X125 0,17*
ТГ-9 200. .6000 5000* 6 042Х165Х 135 0,17*
ТОН-2 300. .3000 12 000* 4 015X22 0,01
ТМ-4 300. .3000 50 1,7 022X11,7 0,02
ДЭМ-4М 300. .3000 600 28 055 ХЗО 0,16
Электродинамические
ТДК-1 100. .5000 160 10 052x26 0,115
ТД-6 100. .5000 140 10 052x26 0,110
12А-25 40. . . 16 000 60 6 — 0,365
ТДС-1 40. . .16 000 10 2 — 0,5
* На тару.
Акустическая система (АС) — это комплекс, состоящий из
одной или нескольких электродинамических головок прямого излу-
чения. Качество ЛС зависит от того, насколько правильно выбрана
головка и сконструировано акустическое оформление.
Акустическую систему следует выбирать по номинальной нли
максимальной выходной мощности усилителя, с которым будет
работать АС. Номинальная мощность АС должна превышать номи-
нальную мощность усилителя в 1,5—2 раза. Диапазон рабочих
частот АС зависит от частотных характеристик громкоговорителей,
примененных в АС, и числа частотных полос АС, если в ней применено
несколько различных типов громкоговорителей.
Параметры акустических систем приведены в табл. 5.4.
5.4. АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ,
ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ РАДИОЛЮБИТЕЛЯМИ
Искажения при воспроизведении звука и борьба с ними. Ис-
кажения звука создаются усилителем звуковой частоты (УЗЧ),
самими головками и АС, в которой они установлены. Низкоомные
электродинамические головки с малой величиной реактивной со-
ставляющей нагрузки, подключенные к УЗЧ с низкоомным выхо-
дом, обеспечивают высокую верность воспроизведения звука. Вер-
ность воспроизведения звука в большой степени зависит от уровня
искажений, создаваемых самими головками.
101
»- 5.3. Параметры диффузорных электродинамических громкоговорителей
N2 - -- с Паспортная мощность, Вт Поминаль- ная мощ- ность, Вт Номиналиное сопротнвле ние, Ом Диапазон частот, Ги. Неравиомер ность час- тотной ха- рактеристи- ки, дБ Стандартное звуковое давление, Па Габаритные размеры (в плане), мм Высота, мм Масса, кг
0.25ГД-Ю 0,5 0,25 8 315 .. . 5000 15 0,2 63x63 29,5 0,028
0.25ГД-9 0,5 0,25 8 315. . .5000 14 0,2 63x63 21 (),] 1
0.5ГД-30 1 0,5 15 125 .. . 10 000 14 0,3 80x125 47 0,19
0.5ГД-31 1 0,5 15 200 .. . 10 000 14 0,23 80x125 42 0,19
0.5ГД-37 1 ГД-37 1ГД-39Е 1ГД-40Р 1 ГД-48 2ГД-38 2ГД-40 ЗГД-32 ЗГД-38Е ЗГД-40 • 4ГД-8Е 1 1,5 1,5 1,5 2 3 3 6 5 5 6 0,5 1 1 1 1 2 2 3 3 3 4 8 8 8 8 8 4 4 4 4 4 ЗТ5 . . . 7000 100 .. . 10 000 200 .. . 6300 100 .. . 10 000 100. . . 10 000 100 .. . 12 500 100. . . 12 500 80. . . 12 500 80. . . 12 500 80 ... 12 500 125 . . .7100 15 10 14 12 12 12 12 12 14 14 14 0,3 0,25 0,2 0,28 0,3 0,2 0,28 0,3 0,2 0,2 0,3 80x80 ЮОх 160 ЮОхЮО 100x160 ЮОх 160 ЮОх 160 ЮОх 160 125x200 160x160 160x100 125x125 37,5 65 36 45 63 58 47 77 55 58 49 0,135 0,27 0,20 0,25 0,27 0,28 0,32 0,52 0,29 0,3 0,62
4ГД-35 4ГД-36 ЮГ Д-36 8 8 4 4 4; 12 4; 12 63. . . 12 500 63. .. 12 500 14 14 0 25 0,2 200x200 200x200 74 85 0,9 0,65
15 10 4 63 ... 20 000 '14 0,2 200x200 87 0,4
ЮГД-36-40 15 10 4 £0 . . 25 000 14 0,2 200x200 85 1,4
15ГД-11 30 15 4/8 250 . . 5000 14 0,2 125x125 75 1,25
Низкочастотные
6ГД-6 20 6 4 63 . . 5000 15 0,1 125x125 80 1,5
ЮГД-ЗОЕ 25 10 8 63 . .5000 15 0,15 240x240 116 2,4
10ГД-34 25 10 4 63 . . 5000 14 0,1 125х 125 73 1,25
25ГД-26 50 25 4 40 . . 5000 14 0,12 200x200 125 2,5
ЗОГД-1 70 30 4; 8 80 . .1000 14 0,15 250x250 151 6
Высокочастотные
0.5ГД-36 0,7 0,5 10 1000 . . . 16 000 16 0,15 80x80 34,5 0,08
1ГД-3 — 1 12,5 5000 . . . 18 000 10 0,3 70x70 33 0,18
2ГД-36 3 2 8 3000 . . . 20 000 12 0,2 50x80 35 0,09
ЗГД-2 6 3 15 5000 . . . 18 000 10 0,25 63x63 31 0,2
ЗГД-31 5 3 8 3000 . . . 18 000 15 0,2 ЮОхЮО 48 0,3
6ГД-11 10 6 8 3000 . . . 20 000 14 0,2 50x50 48 0,33
6ГД-13 10 6 8 3000 . . . 20 000 12 0,3 ЮОхЮО 45 1
6ГДВ-4 10 6 8 3150 . . . 2000 8 0,3 ЮОХЮО 45 0,9
~ 10ГД-35 15 10 15 5000 . . . 25 000 14 0,25 ЮОхЮО 47 1
S
5.4. Параметры акустических систем
Тип громкогово- рителя 1 Номинальная мощность. Вт Диапазон рабо- чих частот, Гц ( реднее стан- дартное звукогое асленне. Па Число частот ных полос Номинальное электрическое ! сопротивление, 1 Ом Габаритные размеры, мм
35АС-203 35 30—20 000 0,1 3 4 630x350x290
25АС-9 25 40—20 000 0,1 3 4 480x285x250
20АС-1 20 63—18 000 0,25 2 16 440x310x280
20АС-2 20 40—18 000 0,15 2 16 630x340x250
ЮАС-7 10 63—20 000 0,18 1 4 420x275x230
ЮАС-9 10 63—18 000 0,1 2 4 360Х210Х 175
8АС-4 8 100—10 000 0,25 1 8 464 X 268 X 165
6АСЛ-1 6 63—18 000 0,1 2 4 430 х 285 X 170
6АС-4 6 63—18 000 0,1 2 4 280 X 190х 174
6АС-9 6 63—20 000 0,1 2 4 330X184X130
4АС-4 4 80—12 500 0,2 1 4 365 х 270 X 140
ЗАС-5 3 100—10 000 0,2 1 4 380x270x190
Примечание Параметры
электродинамических головок.
АС в значительно*! степени зависят or
Колебания диффузора из-за сопротивления воздуха не строго
следуют колебаниям звуковой катушки и с увеличением массы
диффузора эти отклонения увеличиваются. Чем меньше инерция
колеблющейся системы, тем меньшие искажения при воспроизве-
дении высших частот. В области критической частоты жесткость
диффузора нарушается, и различные участки диффузора могут
иметь собственные резонансные частоты колебания. Могут появить-
ся и противофазные колебания в гибком подвесе диффузора. На
частотах выше критической диффузор не колеблется как одно целое,
н процесс излучения сильно усложняется.
В радиолюбительских условиях можно частично устранить
указанный вид искажений, пропитав бакелитовым лаком централь-
ную часть диффузора, чтобы она стала более жесткой. Повышение
гибкости подвеса диффузора увеличивает равномерность отдачи
в области низких (звуковых) частот. Хорошие результаты получа-
ются при покрытии диффузора полимерным лаком, вспенивающимся
при нагреве. При осторожном и быстром нагреве поверхность диф-
фузора покрывается сетью мелких пузырьков, перемычек, прочно
связывающих участки поверхности, увеличивая ее жесткость.
Нелинейные искажения зависят от мощности, подводимой
к головкам. Обычно придерживаются следующего правила: номи-
нальная мощность головок должна не менее чем в 3 раза превышать
подводимую к ним мощность сигнала.
Интермодуляционные искажения возникают при одновремен-
ном воспроизведении головкой звуков различных частот и амплитуд.
Большие перемещения диффузора на низких частотах приводят
к частотной модуляции звуков более высоких частот при их одио-
нремеином воспроизведении и к появлению искажений. Ослабить
интермодуляционные искажения можно, увеличив число полос
АС, при этом улучшается и АЧХ.
104
Любая электродинамическая головка как колебательная си-
стема имеет механические резонансы, которые ухудшают частотную
характеристику АС. При выборе головки необходимо стремиться,
чтобы ее механический резонанс находился за пределами воспро-
изводимого диапазона частот. Для ослабления взаимного влияния
головок между ними устанавливают экраны из пенопласта или фа-
неры. Лучшие результаты получаются при совместном применении
отдельных низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных
головок. При этом объем АС выбирают с учетом воспроизводимого
ею диапазона частот сигналов.
Экраны. Простейшей АС является отражательная доска (эк-
ран), на которой установлена электродинамическая головка Цель
экрана — разделить излучения передней и задней сторон диффузо-
ра. Применение отражательных досок больших размеров является
достаточно простым способом увеличения отдачи головок в диапа-
зоне низких звуковых частот. Для высокочастотных головок разме-
ры отражательной доски не имеют существенного значения. Такие
головки можно располагать и вне отражательной доски. Воспроиз-
ведение различных звуковых частот должно производиться с учетом
частотной характеристики слухового анализатора человека. Частот-
ная характеристика слухового анализатора человека приблизи-
тельно постоянна лишь при большом уровне громкости. По мере
снижения звукового давления чувствительность к колебаниям
низших и высших частот падает. Поэтому один из путей улучшения
качества звучания — это увеличение выходной мощности усилите-
лей. Однако такой способ улучшения качества нежелателен, так
как при увеличенном уровне звукового давления слушатель быстро
утомляется Кроме того, недостаточная звукоизоляция современ-
ных квартир препятствует воспроизведению музыки как с больши-
ми, так н с малыми уровнями громкости. Поэтому в домашних усло-
виях обычно ограничиваются динамическим диапазоном в 30—40 дБ
при звуковом давлении до 84 дБ.
Предпочтение следует отдавать устройствам, обеспечивающим
высокое качество воспроизведения низших частот, так как расши-
рение диапазона в сторону высоких частот при недостаточно каче-
ственном воспроизведении низких частот не улучшает верности вос-
произведения. Улучшить воспроизведение низких частот можно,
применив головки с диффузорами большого диаметра, имеющими
мощные магнитные системы, мягкие подвески диффузоров, эластич-
ные центрирующие шайбы, жесткие диффузородержатели.
Для снижения резонансной частоты низкочастотных головок
следует уменьшить жесткость центрирующей шайбы и подвеса диф-
фузора головки. С понижением резонансной частоты АС необходимо
увеличить число низкочастотных головок. Вместо одной головки
с диффузором большого диаметра можно использовать систему из
нескольких меньших. В этом случае совместное действие двух го-
ловок представляют действием одной с диаметром диффузора
' =УГ£>1+£)2, где Dj и £>2 — соответственно диаметры состав-
ляющих систему головок, включенных синфазно.
Снижение резонансных частот головок целесообразно соче-
тать с использованием фазоинвертора — отверстия или цилиндри-
ческого резонатора, установленного на передней панели АС. В фазе-
инверторе используется излучение задней стороны диффузора гс-
ловки. При этом колебание воздуха в отверстии фазоинвертора
Должно быть синфазно с колебаниями диффузора. Это достигается
подбором размеров н места отверстия, через которые осуществля-
105
ется связь излучающих звук сторон диффузора. В результате
подобного согласования как бы увеличивается размер поверхности,
излучающей прямую волну. При этом выравнивается частотная ха-
рактеристика АС, уменьшаются искажения на частотах, близких
к резонансу.
Большое влияние иа работу фазоинвертора оказывает конфи-
гурация самого фазоинвертора. Подобрать оптимальную площадь
отверстия можно опытным путем, сделав заведомо большее отверстие
фазоинвертора, а затем перекрывая его деревянной шторкой с поро-
лоновой прокладкой. Сейчас широко используют в фазоннверторе
тоннель, удлиняющий путь акустических волн перед выходом из
ящика. Меняя длину тоннеля, можно точно настроить фазоинвер-
тор. Точный расчет размеров АС с фазоинвертором очень сложен, по-
этому длину тоннеля подбирают экспериментально. Большое зна-
чение имеет и место расположения АС с фазоинвертором в комна-
те. Хорошие результаты для воспроизведения низких частот можно
получить, разместив АС на полу у длинной стороны комнаты. Ис-
пользование головки большого диаметра и ящика больших разме-
ров позволяет создать АС высокого качества. Человеческое ухо
наиболее чувствительно к воспроизведению средних частот, поэтому
даже незначительные искажения на этих частотах вызывают суще-
ственное ухудшение естественности звучания.
Перед установкой головок в АС необходимо проверить у них
отсутствие дребезжащего звука при подведении к ним номинальной
мощности. При наличии дребезжащего звука заменяют головку
илн уменьшают уровень подводимого к ней сигнала. Высококаче-
ственное воспроизведение звука зависит от формы АС. Шарообраз-
ная форма АС является предпочтительной. Для верного воспроизве-
дения высоких частот применяют специальные высокочастотные го-
ловки, которые следует устанавливать на уровне уха слушателя.
Искажения звука на слух на высоких частотах менее заметны, чем
на средних.
Для самостоятельного изготовления простой АС требуется
одна или несколько электродинамических головок и акустическое
оформление —'деревянный ящик. Выбор головок и их числа в АС
определяется его назначением и требуемой номинальной мощностью.
Электродинамические головки новых разработок (ЗГД-38Е, 4ГД-
35, 4ГД-36 и др.) допускают значительные перегрузки по подводи-
мой мощности, однако ие следует перегружать головку, так как при
этом повышается коэффициент нелинейных искажений.
Чтобы увеличить мощность АС, необходимо применить несколь-
ко динамических головок, суммарная мощность которых должна
соответствовать мощности применяемого усилителя. Головки мож-
но соединять параллельно или последовательно — в зависимости
от выходного сопротивления усилителя.
Немаловажное значение имеет и акустическое оформление
громкоговорителей. С увеличением размеров ящика можно достичь
понижения нижней границы частотного диапазона АС вплоть до
резонансной частоты самих головок, а с повышением числа динами-
ческих головок — увеличения отдачи на низких и частично на сред-
них частотах.
Конструкция передней панели АС с фазоинвертором для голов-
ки ЗГД-38Е нли для головок большего размера (4ГД-4, 4ГД-35,
4ГД-36) показана на рис. 5.1. (в скобках на рисунке указаны раз-
меры для головок большего размера). АС с указанными типами го-
ловок может воспроизводить сигналы с нижней частотой 60—80 Гц
и верхней 14—16 кГц. Ящик н переднюю панель АС изготовляют
106
нз многослойной файеры илн из сухих досок толщиной 15...20 мм.
Все швы ящика должны быть проклеены казеиновым или синтетиче-
ским клеем, а затем загерметизированы шпатлевкой. Перед крепле-
нием головки под нее следует положить кольцо из войлока. Для
АС с головкой ЗГД-28Е оптимальная глубина ящика равна 200 мм,
а для других указанных головок — 270 мм. Внутренние стенки
ящика должны быть обклеены звукопоглощающим материалом
(войлок, ватин, слой ваты) толщиной 50—70 мм. Тоннель фазоин-
вергора изготовляют из толстого жесткого картона или фанеры.
Ориентировочная длина тоннеля — 70—100 мм. Приемлемого зву-
чания АС добиваются подбором длины тоннеля и размеров его отвер-
стия. При этом можно добиться увеличения уровня громкости на
4—6 дБ и улучшения верности воспроизведения сигналов за счет
снижения нижней границы интервала воспроизводимых частот на
20-30 %.
Улучшить качество звучания АС,
особенно на низких частотах, можно,
включая несколько головок. Такие го-
ловки должны работать сиифазно
с последовательным либо параллельным
включением катушек головок. При этом
необходимо обеспечить согласование со- 'Jj
противления головок с выходным со- 5
Рис. 5.1. Передняя панель акустической
системы с фазоинвертором для одной го-
ловки
противлением усилителя, при котором будут минимальными нели-
нейные искажения воспроизводимого сигнала.
При использовании в АС двух головок ЗГД-38Е и 4ГД-35 или
4ГД-36 передняя панель громкоговорителя должна иметь размеры
250 X 560 мм. Панель делается из фанеры или древесностружечной
плиты толщиной 12—15 мм с отверстиями для головок диаметром
135 мм. Эти отверстия выпиливают по центру панели на расстоянии
285 и 455 мм от ее нижней части. Четыре круглых отверстия фазо-
инвертора диаметром 44 мм выпиливают симметрично отверстиям
для головок. Расстояния между отверстиями фазоинверторов 170
и 300 мм. Глубина ящика 300 мм. Тоннели фазоинвертора делают ци-
линдрическими с толщиной стенок 3—4 мм, склеенных из плотной
бумаги или картона. Длину каждого тоннеля подбирают эксперимен-
тально и первоначально выбирают ее около 55 мм. Тоннели склеи-
вают на цилиндрических деревянных болванках диаметром 36 мм.
Для уменьшения интермодуляционных искажений и расширения
диапазона воспроизводимых частот высококачественные АС делают
многополосными. Частотное разделение сигнала на полосы произ-
водится с помощью пассивных фильтров верхних (ФВЧ) и нижних
(ФНЧ) частот. Простая трехполосная АС (рис. 5.2, о), предложен-
ная А. Голунчиковым, имеет АЧХ с неравномерностью 6 п 4 дБ
в диапазонах частот соответственно 25...22 000 и 27...20 000 Гц.
Номинальная и максимальная мощности равны 12 и 30 Вт, номи-
нальное электрическое сопротивление — 8 Ом. В АС использованы
динамические головки ЮГД-ЗОЕ, 4ГД-8Е, ЗГД-31. Передняя па-
нёль ящика дана на рис. 5.2,6. Отверстие с диаметром 70 мм служит
для установки туннеля фазоинвертора. Туннель целесообразно
107
выполнить телескопическим из двух картонных труб толщиной
4—5 мм с суммарной длиной до 175 мм.
Электродинамические головки подключают к высококачест-
венному усилителю через разделительные /.С-фильтры с частооми
раздела 0,5 и 5 кГц. В фильтрах применены аттенюаторы не резн-
- » - Гу-У» — --------
_I_Z/ Ь,1мГн _L 02
T~I~Z/ 25 МН 35,7мИ
L3
ОЛ'мГн
L2
2,9мГн-к
03
3,57м
в!
10ГД-ЗОЕ
SI
TI
а
Рис. 5.2. Схема трехполосной акустической системы (а) и передняя
панель ящика трехполосной АС (б)
сторах RI — R16, обеспечивающие регулировку АЧХ акустиче-
ской системы в области высших и средних частот. Резисторы выпол-
няют из манганинового провода путем намотки его на каркасы г°
зисторов МЛТ-2. Необходимые значения емкостей конденсаторов
фильтра получают при
:льном включении нескольких конден-
саторов типа МБГО, МБГН, БМТ
и др. Катушки L1 и L2 намотаны на
каркас со щечками диаметром 40
и длиной 50 мм, катушки L3 и L4
имеют диаметр каркасов 36 и длину
20 мм. Рядовая намотка всех кату-
шек выполнена проводом ПЭВ-2
0 1,84. Катушка L1 содержит 312
Рис. 5.3. Схема генератора для на-
стройки акустического фазоинвертора
витков, L2 — 263 витка, L3 — 98 витков, L4 — 83 витка.
Автотрансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ОЛ 32 X
X 28 X 5, содержит 1000 витков провода ПЭЛШО-0,27 с отво-
дом от середины. Катушки разделительных фильтров максимально
разносят друг от друга и от магнитных систем головок. Для улучше-
ния акустических характеристик на расстоянии 80 мм от задней
стенки устанавливают вертикальную перегородку размерами 410 X
X 120 X 5 мм, примыкающую длинной стороной к боковой стенке.
108
Перегородку обклеивают поролоном толщиной 10 мм. В углах ящи-
ка делают уплотнения из ваты, а оставшийся объем равномерно
заполняют ватой (600...700 г) так, чтобы между отверстием туннеля
фазоинвертора и головкой ЮГД-ЗОЕ оставался проход, сформиро-
ванный с помощью редкой металлической сетки. Фазоинвертор на-
страивают на резонансную частоту низкочастотной головки, которая
может иметь разброс в пределах 25...40 Гц. Настройку выполняют
генератором резонансных частот (рис. 5.3).
После включения питания легким толчком по диффузору пере-
водят генератор в автоколебательный режим. При этом на выходе
головки возникают колебания, частота которых соответствует ре-
зонансной частоте подвижной системы головки в данном акустиче-
ском оформлении. Перемещая телескопическую трубу туннеля
фазоинвертора, добиваются максимального уровня громкости
звука в отверстии туннеля, что соответствует настройке туннеля на
частоту резонанса головки. Оптимальную длину туннеля подбира-
ют при прослушивании музыкальных программ. Качество звучания
корректируется также аттенюаторами R!—R16. В описанной АС
можно применять другие головки, например, 25ГД-26, 10ГД-34,
ЗГД-31. В этом случае номинальное сопротивление громкоговори-
теля составит 4 Ом, а номинальная мощность — 30 Вт.
Глава 6
РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ САМОДЕЛКИ
6.1. РАДИОЭЛЕКТРОНИКА В БЫТУ.
И В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Р1 луковой аппарат (рис. 6.1) предназначен для людей с понижен-
'-'ным слухом. Он имеет следующие параметры: коэффициент уси-
ления 5000, рабочую полосу частот 300—7000 Гц, напряжение на
Рис. 6.1. Схема слухового аппарата
выходе при сопротивлении нагрузки 60 Ом 0,5 В, максимальный
потребляемый ток 20 мА. Усилитель аппарата выполнен на трех
транзисторах. Для стабилизации коэффициента усиления первые
два каскада охвачены отрицательной обратной связью по постоян-
ному току. С резистора R7, выполняющего роль регулятора усиле-
ния, сигнал через разделительный конденсатор С6 поступает на
базу транзистора V3, иа котором собран усилительный каскад
109
с плавающей рабочей точкой. Это уменьшает потребляемый ток
в режиме молчания до 7 мА.
Детали. Резисторы типа MJIT-0,125 (R5 типа СПЗ-За); элек-
тролитические конденсаторы типа К50-6; конденсаторы СЗ типа КЛС
или КН-4а; С1, С7, С8 типа КН-ба или электролитические К50-6
того же номинала; диоды типа Д9 или Д2; электромагнитный микро-
фон БК-2 (601); телефон типа ТН-3 или ТН-4; источник питания—
батарея «Крона» 9 В.
Налаживание сводится к установке режимов: по постоянному
току для транзисторов VI и V2 резисторами R4 и R6 соответственно
Ток покоя оконечного каскада 2—2,5 мА устанавливают резисто-
ром R8 (при отключенном микрофоне); резистором R9 добиваются
неискаженного усиления сигнала; тембр звучания подбирают
емкостью конденсатора СЗ.
Переговорный автомат (рис. 6.2) предназначен для проведения
двусторонней громкоговорящей связи. Выполнен переговорный
автомат на одной микросхеме типа К237УН2 н четырех транзисто-
рах VI типа МП39—МП42, V2 типа МП35—ЛШ38, V3, V4 типа
11213—П217. В режиме приема автомат отключен от своего источ-
ника питания, а динамик через нормально замкнутые контакты
К1.1 подключен к линии. У другого корреспондента, имеющего
аналогичный переговорный автомат, должна быть включена кноп-
ка «Передача». При этом подается питание на усилитель, контакты
реле КД .2 подключают выход усилителя к линии, а контакты КД .1
подключают динамик ко входу усилителя. Кнопка «Вызов» пере-
водит усилитель в режим генерации низкочастотных колебаний.
Детали. Реле КД типа РЭС-6; конденсаторы типа К50-6, МБМ;
резисторы типа МЛТ-0,125— МЛТ-0,25; динамик типа 0.1ГД-6;
лампочка Н1 на 13,6 В; линия связи — телефонный провод; источ-
ник питания — трн батареи 336Л, соединенные последовательно.
НО
Микшер. Микшерные устройства предназначены для одновре-
менной записи на магнитофон нескольких сигналов. Схема микше-
ра показана на рис. 6.3. Микшер позволяет смешивать сигналы трех
источников, поступающих на три входа: на разъемы XI, Х2 сигна-
лы 50 и 10 000 мВ, на ХЗ сигнал 0,2 мВ. Максимальное выходное
напряжение 0.5 В. Сигналы, поступающие на вход микшера, смеши-
ваются в точке А и усиливаются линейным усилителем, выполнен-
ным на транзисторах V2 и V3. Сигнал с входа ХЗ предварительно
усиливается транзистором VI.
Звуковой переключатель, предложенный Д. Григорьевым, мо-
жет выполнять четыре последовательные звуковые команды (рис.
6.4). Переключатель состоит из акустического реле, выполненного
на транзисторах V9—V13, и кольцевого тиристорного счетчика,
Рис. 6.3. Схема микшера
выполненного на тиристорах VI—V4. Акустическое реле срабаты-
вает каждый раз при воздействии звукового сигнала на микрофон.
В результате срабатывает поляризованное реле К1 и вырабатыва-
ется положительный импульс, воздействующий на вход тиристорного
счетчика. После заряда конденсатора С12 реле К1 возвращается
в исходное состояние. При воздействии следующего звукового сиг-
нала усиленный транзисторами V9 и V10 сигнал поступит на тран-
зисторный ключ, выполненный на VII, и откроет его. Конденсатор
С12 разрядится через переход коллектор — эмиттер, и через эмиттер-
ные переходы транзисторов V12, V13 потечет ток. Реле Д7 сработа-
ет, подав следующий переключающий импульс на кольцевой счет-
чик VI—V4'. Для запуска счетчика необходимо кнопкой S1 подать
положительный импульс на управляющий электрод тиристора V4.
Детали. В качестве микрофона подойдут телефоны ТОН-1,
ТОН-2 с сопротивлением обмотки 1600—2200 Ом; конденсаторы
С1—С4 неполярные или полярные удвоенной емкости, но соединен-
ные последовательно одноименными выводами; остальные конден-
саторы типов К50-6, К50-3, КЛС или МБМ; реле типа РП7; лампы
ДД Н2—И 6,3—0,22, ИЗ, Н4 — МН 3,5—0,26; источник питания —
батарея 336Л. Налаживания устройство не требует.
Переключатель гирлянд. Устройство предназначено для полу-
чения эффекта «бегущие огни». Устройство (рис. 6.5,а) содержит
мультивибратор, выполненный на реле Д1, и релейный триггер со
111
I iv? Д22М ~L J 76 АША Z 5 Ч7Л223А
1\У8Д22М
cti.se
V9, Vto, VIZ, VtJ МПШ
Рис. 6.4. Схема звукового переклю-
чателя
Рис. 6.5. Схема переключателя гир-
лянд
6
четным входом, выполненный на реле К2 и КЗ. Работает устройство
следующим образом. При включении питания заряжается конден-
сатор С1 через резистор R1 и диод VI. При достижении определен-
ного напряжения срабатывает реле К1 и своими контактами KJ-1
шунтирует часть цепи заряда. Конденсатор разряжается через об-
мотку реле, и при достижении тока отпускания реле контакты
К1.1 разомкнутся, и цикл повторится. Длительность импульсов
релейного мультивибратора определяется емкостью конденсатора
С1 и сопротивлением реле, а длительность пауз — емкостью кон-
денсатора С1 и сопротивлением R1, меняя величину которого можно
установить одинаковую длительность импульсов и пауз мульти-
вибратора.
Вторая группа контактов реле К/ (К1-2} управляет триггером.
После срабатывания реле К1 его контакты КК2 подключают к источ-
нику питания реле К2, которое самоблокнруется контактами К2.1
через замкнутые контакты КЗ.1. После отпускания реле К1 пере
Рис. 6.6. Схема автомата --- выключателя освещения
ключающий контакт К1-2 подключает к источнику питания реле
КЗ, которое самоблокируется контактами К3.1. При этом реле
К2 остается под напряжением. При последующем срабатывании
реле К1 контакты К1-2 отключают диоды V2 и V3, и реле /<2 обесто-
чивается, а реле КЗ остается включенным через замкнутые контак-
ты К1.2 и К.3.1. При отпускании реле К1 его контакты К1.2 отклю-
чат реле 1(3 от источника питания н устройство возвратится в исход-
ное положение.
Детали. Реле типа РЭС-22; резистор типа МЛТ-2; конденса-
тор типа К53-6.
Для получения эффекта ^бегущие огни» гирлянды, рассчитан-
ные на напряжение 220 В, подключают к свободным контактам
реле так, как показано на рис. 6.5,6.
Автомат — выключатель освещения {рис. 6.6) позволяет авто-
матически отключать освещение в светлое время суток. Автомат
состоит из датчика освещенности — фоторезистора и фотореле,
выполненного на транзисторах VI, V2, исполнительной цепи на ти-
ристорах V4, V10 и двухполупериодного выпрямителя на диодах
V6, V7. Автомат работает следующим образом. С уменьшением
освещенности сопротивление фоторезистора R3 возрастает с 1...
...2 кОм до 3...5 МОм, что приводит к увеличению коллекторного
тока транзисторов VI и V2. В результате этого тиристор V4 откры-
вается, цепочка R7, СЗ, V9 вырабатывает импульс, открывающий
тиристор V10, и лампы освещения включаются. При увеличении
освещенности фоторезистора его сопротивление уменьшается, умень-
шается п коллекторный ток транзистора V2, что приводит к запира-
нию тиристоров V4 и V10. Лампы освещения гаснут, а конденсатор
113
СЗ разряжается через диод V8 и резисторы R5, R6 и R7. Порог
включения автомата устанавливается резистором R1.
Детали. Переменный резистор R1 типа СПО-0,5; резисторы
типа МЛТ-0,5; фоторезисторы типов СФ2-2, СФ2-5 или ФСК-1;
транзисторы — любые низкочастотные структуры р-п-р с Р > СО;
конденсатор С2 типа МБМ, МБГЦ, МБГП на напряжение 400 В.
Прн наладке требуется подобрать резисторы R5—R7, доби-
ваясь надежного открывания тиристора V10 при заданном (рези-
стором R1) пороге срабатывания фотореле.
Предохранительное устройство для ламп накаливания. Сопро-
тивление нити накаливания осветительных ламп в холодном состоя-
нии значительно меньше, чем в горячем. Поэтому при подключении
лампы к источнику напряжения в момент включения ток через
лампу существенно превышает номинальный. Это может привести
Рис. 6.7. Схема сенсорного выключателя освещения
к перегоранию нити накаливания. Для устранения этого недостатка
необходимо последовательно с лампой включать диод (например,
Д246, КД206А, КД205Б и др.), а параллельно диоду — выключа-
тель, с помощью которого диод шунтируется. В момент включения
лампы накаливания диод не должен шунтироваться, благодаря
чему через лампу протекает 50 % тока. После прогрева лампы
(1—2 с) с помощью выключателя диод шунтируется, и через лампу
протекает ток номинальной величины.
Сенсорный выключатель освещения (рнс. 6.7) позволяет на-
дежно коммутировать электроприборы мощностью до 1000 Вт. Вы-
ключатель выполнен на трех тиратронах с холодным катодом МТХ-
90 и тиристоре КУ202Н. На тиратронах VI и V2 собран триггер,
который переключается с одного состояния в другое подачей на сет-
ки ламп через конденсаторы С1 и С2 импульсного сигнала с релакса-
ционного генератора, собранного на тиратроне V3. Генератор за-
пускается при касании сенсора Е1. При этом через зажженный ти-
ратрон и резистор R9 разряжается конденсатор С4, формируя на ре-
зисторе R9 импульс положительной полярности, который и посту-
пает^на сетки ламп VI, V2, переключая триггер. Если горит V2,
то через управляющий переход тиристора V5 протекает ток, откры-
вающий его. Открытый тиристор V5 замыкает диагональ моста
V6—V9 и включает нагрузку Н1. Если продолжать касаться сен-
сора, то через 2 с триггер переключится в другое устойчивое состоя-
ние и т. д.
Детали. Конденсаторы Cl, С2 типа КСО-1, СЗ, С4 типа МБМ,
С5 типа К50-3; тиристор V5 типа КУ201К, КУ201Л для мощности
до 400 Вт или КУ202К, КУ202Н для мощности до 1000 Вт; диоды
114
уб—уд с рабочим напряжением не ниже 300 В, рассчитанные на
ток нагрузки.
Налаживание начинают с установки постоянных напряжений,
указанных на схеме, резисторами R10 и R6, затем проверяют ра-
боту сенсора и измеряют напряжение на нагрузке. Если оно ока-
жется ниже напряжения сети более чем на 5 В, то необходимо умень-
шить сопротивление резистора R4 и вновь установить постоянное на-
пряжение + 75 В.
Реле времени, (рис. 6.8) позволяет устанавливать выдержку
до 30 с с интервалом в 1 с. Времязадающая цепь реле состоит из ре-
зисторов R6—R18 и конденсатора С1 небольшой емкости (4 мкФ).
Рис, 6.8. Схема реле времени
Пороговое устройство выполнено на транзисторах VI, V2 и электро-
магнитных реле KI, R2. Оно представляет собой усилитель постоян-
ного тока с положительной обратной связью. Существенно умень-
шить емкость времязадающего конденсатора удалось благодаря
применению полевого транзистора VI в первом каскаде.
В исходном состоянии полевой транзистор Vi закрыт напряже-
нием смещения, поступающим через нормально замкнутые контак-
ты R2.1 на его затвор. Транзистор V2 также закрыт, и нагрузка
обесточена. Для запуска реле кратковременно нажимают кнопку
S3, при этом срабатывает реле К2 и самоблокируется контактами
К2.2, включив контактами R2.3 нагрузку и отключив затвор поле-
вого транзистора от цепи стока. Транзистор VI поддерживается
в открытом состоянии до тех пор, пока протекает ток заряда кон-
денсатора С1, создавая падение напряжения на времязадающем
резисторе (R6—R18). Выдержка времени с шагом 10 с задается пере-
ключателем S1, а с шагом 1 с — переключателем S2. По мере заря-
да конденсатора напряжение затвор — исток уменьшается и при
Достижении напряжения отсечки транзисторы VI и V2 открываются,
115
срабатывает реле возвращается в исходное состояние реле К2,
транзисторы VI, V2 запираются, и нагрузка отключается.
Детали. Конденсаторы С1 типов МБГО, МБГП на напряжение
160 В, С2 н СЗ типа К50-3; переменный резистор R9 типа СП-1,
R2 типа СП-11; резисторы типа МЛТ-0,25; реле К.1 типа РСМ2
(или другие реле с {/cpa(j = 12...20 В), К2 типа РЭС22 или РЭН-18;
трансформатор Т1 — любой маломощный с напряжением на вторич-
ной обмотке 15 В. Налаживание реле сводится к установке выдерж-
ки реле в 1 с подстроечным резистором R2, затем более точно подби-
рают резисторы R10—R18 на других поддиапазонах. Резистором
R9 можно дополнительно изменять выдержку в диапазоне й:0,5 с.
Электронный таймер с большим временем выдержки (рис. 6.9)
позволяет фиксировать диапазон временных интервалов (выдержек)
от 2 до 70 мин с шагом в 1 мин н точностью =±:2 %. Устройство
Рис. 6.9. Схема электронного таймера
содержит реле времени на двух транзисторах и сигнализатор А1.
Реле может питаться от батареи напряжением 9 В или стабилизиро-
ванного источника питания, выполненного на транзисторах V4 и VC,
Работает таймер следующим образом. Устанавливают выдерж-
ку калиброванным резистором R2 и включают питание выключателем
S3. При этом транзисторы VI и V2 открываются, реле К2 сра-
батывает и контактами К2.1 подготавливает к включению сигнали-
затор А1, а контактами К2.2 отключает сигнальную лампу Н1.
При нажатии кнопки S1.1 «Пуск» ее контакты включают реле К1
и запирают транзистор V2, переводя реле времени в режим отсчета.
Прнэтом реле К2 обесточивается, а К1 самоблокируется контакта-
Д1.1, а контактами К1 -2 подготавливается цепь включения сиг-
нализатора. Как только транзистор V2 закроется, ранее заряжен-
ный через открытый транзистор V2 конденсатор С4 начинает разря-
жаться, н когда напряжение на нем упадет до напряжения отсечки
полевого транзистора VI, последний откроется сам и откроет тран-
зистор V2, что вызовет еще большее увеличение тока стока и сраба-
тывание реле К2, контакты которого К2.1 замыкаются и включают Д/,
сигнализирующий об окончании выдержки времени. Снять звуко-
вой сигнал можно, иажав кратковременно кнопку S2.1 «Сброс»,
прнэтом снимается блокировка реле К.1, и оно выключается, раз-
мыкая контактами К1.2 цепь сигнализатора А1, контакты S2.2
закорачивают резисторы Rl, R2, и конденсатор С4 заряжается.
Устройство приходит в исходное состояние.
116
Детаич. Резисторы типа МЛТ-0,125 или ВС-0,125 (R7 типа
МПТ-1), R2 типа СП-1А; электролитические конденсаторы типа
1,50-12 или К50-6; С4 типа ЭТО-2, С7 типа МБГО; переключатель
S3 типа МГЗ; реле К.1, К2 типа РЭС-47; сигнальная лампа Н1 типа
1 Н-02; сигнализатор А1 — любое звуковое устройство, работающее
при напряжении 8,5 В и потребляющее ток не более 170 мА.
Регулируют таймер, подбирая время максимальной выдержки
резистором R2, а время минимальной выдержки — резистором
R1, затем калибруют шкалу потенциометра R2, пользуясь образ-
цовым секундомером.
Фотоэкспозиметр (рис. 6.10). Качество фотоотпечатков, осо-
бенно цветных, зависит от правильной выдержки времени при фото-
печати. При колебаниях напряжения сети на ±15% сила света
лампы фотоувеличителя изменяется до 40 % своей номинальной
ьеличины. Кроме этого, с понижением освещенности светочувствн-
Рнс. 6. 10. Схема фотоэкспозиметра
дельность фотобумаги падает. С целью обеспечения высокого ка-
чества фотопечати при колебаниях напряжения сети необходимо
автоматически корректировать выдержку.
Устройство позволяет стабилизировать не только выдержку, -
но и экспозицию (произведение освещенности на продолжительность
выдержки). Питается фотоэкспозиметр от сети переменного тока
220 В. При включении питания начинают заряжаться выбранные
переключателем S3—S7 времязадающие конденсаторы через под-
строечный резистор R5 и варистор R6. Наличие в цепи заряда вари-
стора позволяет стабилизировать экспозицию, так как с увеличением
напряжения сопротивление варистора уменьшается, а значит,
уменьшается и время заряда конденсатора С1—С7. При достижении
на конденсаторах С1—С7 напряжения пробоя стабилитрона V5
последний открывается, открывается также транзистор V4 и закры-
вается ИЗ. Тиристор V2 при этом закрыт. При иажатии кнопки
«Пуск» конденсаторы С1—С7 разряжаются, тиристор V2 при этом
ие откроется, так как второй контакт кнопки зашунтнрует транзи
стор V4. При отпускании кнопки открывается тиристор V2 (лампа
фотоувеличителя включается) и заряжаются конденсаторы С1—С7.
Продолжительность заряда конденсатора определяет выдержку
и при достижении конденсатором напряжения пробоя стабилитрона
V5 схема возвращается в исходное состояние.
Детали. Диоды выпрямительного моста типа КЦ405А для лам-
пы мощностью до 200 Вт или два моста, соединенных параллельно,
Для лампы мощностью до 400 Вт; переключатели S1, S3 —S7
типа П2К независимые, S2 типа П2К без фиксатора; конденсаторы
типа К50-6, резисторы типа МЛТ, подстроечный резистор типов
СПЗ-16, СП-04.
117
Рис. 6.11. Схема элект-
ронного велоспидометра
Электронный велоспидометр может быть полезен спортсменам-
велосипедистам во время соревнований и тренировок для правиль-
ного распределения скоростных нагрузок. Принцип действия подо-
бен частотомеру. Скорость движения определяется по частоте вра-
щения колес. Частоту вращения преобразуют в импульсное на-
пряжение, измеряя среднее значение которого, определяют скорость
движения велосипеда. Схема экономичного велоспидометра пока-
зана на рис. 6.11.
Датчиком служит геркон КЭМ-3,
укрепленный на раме велосипеда и ком-
мутируемый небольшим магнитом, ук-
репленным на спице колеса. При вра-
щении колеса конденсатор С] периоди-
чески заряжается по цепи C2R2 и раз-
ряжается через нормально замкнутые
контакты геркона. Конденсатор перио-
дически подключается к затвору тран-
зистора VI, шунтируя резистор R1. На-
пряжение на конденсаторе С2 растет,
что приводит к открыванию транзистора VI пропорционально час-
тоте переключения геркона. Таким образом, показания прибора
будут пропорциональны скорости движения велосипеда.
Налаживают устройство, подбирая резистор R] так, чтобы ток
истока не превышал 1 мкА. Градуируют прибор, подбирая конден-
сатор С1 в пределах 0,1...0,3 мкФ. После изготовления устройства
все его детали покрывают изоляционным лаком. Недостатком опи-
санного устройства является его температурная и временная не-
стабильность.
Схема (рис. 6.12) велоспидометра в значительной степени
лишена этих недостатков. Устройство состоит из датчика на базе
Рис. 6.12. Схема усовершенствованного велоспидометра
геркона, формирователя импульсов (одновибратора), выполнен-
ного на элементах D1.1—D1.3 микросхемы К155ЛАЗ н измеритель-
ного прибора. Герконом запускается одновибратор, вырабатываю-
щий импульсы, длительность которых не зависит от частоты сраба-
тывания геркона S1 н дребезга его контактов. Эти импульсы
через инвертор D1.4 поступают на базу транзисторного ключа
V2, в эмнттерную цепь которого включен измерительный прибор.
Показания измерительного прибора пропорциональны скорости
движения велосипеда. Предельное значение скорости устанавлива-
ется резистором R3 и емкостью конденсатора С1 при градуировке
шкалы прибора, которую удобно выполнять, подключив генератор
импульсов параллельно геркону. Предельное значение шкалы при*
118
бора «60 км/ч» соответствует частоте 7,7 Гц, «50 км/ч» — 6,8 Гц,
«40 км/ч» — 5 Гц, «30 км/ч» — 4 Гц, «20 км/ч» — 2,5 Гц, «Юкм/ч» —
1,4 Гц.
Велоодометр (рис. 6.13) служит для отсчета пройденного вело-
сипедом пути. Датчиком прибора служит геркон S1, установленный
на раме велосипеда и коммутируемый магнитом, укрепленным на
спице колеса. Кратковременное срабатывание геркона вызывает
запуск одновибратора на
элементах Dl.l, D1.2 мик-
росхемы К155ЛАЗ, кото-
рый формирует импульсы,
достаточные по длительнос-
ти для срабатывания элек-
тромагнитного счетчика им-
I
Рис. 6.13. Схема селоо до-
метра
V!
КСыМуМ 7J
микросхемы мтА'13. №26 Г/\ Bt
ЗА! ди flf j <-
H3U-1A
DI.J
И
ШМА
И! "К
ЮОмкЧзв
D1К15ШЗ
пульсов Bl. Счетчик включен в коллекторную цепь транзисторного клю-
ча, выполненного на транзисторе V2. При каждом срабатывании
геркона счетчик переключается на один шаг. Если установить иа
колесе, длина окружности которого близка к 2 м, два диаметрально
расположенных магнита, то показания счетчика будут соответство-
вать длине пройденного пути в метрах. В приборе можно исполь-
зовать счетчик МЭС-54 или СИ-811 с перемотанной катушкой
(3300 витков ПЭЛ 00,1 или 5850 витков ПЭЛ 00,15).
Рис. 6.14. Схема электронной фотовспышки
Электронная фотовспышка. Известно, что для получения хо-
рошего снимка необходимо достаточное освещение. Это особенно
важно для съемки движущихся объектов, так как съемку следует
вести с минимальной выдержкой. Источником мгновенного освеще-
ния может стать электронная лампа-вспышка. Принципиальная
схема фотовспышки, работающей от батареи напряжением 4,5 В,
показана на рис. 6.14.
Источником высокого напряжения, необходимого для зажига-
ния лампы-вспышки, служит преобразователь постоянного напря-
жения, выполненный на транзисторах VI н V2 и трансформаторе
Т1 по схеме автогенератора.
Для устойчивой работы генератора на базы -транзисторов
Подается через цепочку R1C1.отрицательное напряжение смещения.
119
Напряжение обмотки Ill, выпрямленное диодами D1—D4, заря-
жает конденсаторы С2 и СЗ до напряжения 280 В, Индикацию за-
ряда накопительного конденсатора С2 осуществляет иеоиовая лам-
Рис. 6.15. Схема электронной газовой
зажигалки
па Н2. Поджиг лампы фотовспышки осуществляется импульсным
трансформатором Т2, на первичную обмотку которого разряжается
конденсатор СЗ через синхроконтакт фотоаппарата.
Детали. Транзисторы типа П213—П217 с любым буквенным
индексом; трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Ш16 X
X 25; повышающая обмотка III намотана первой в 4—5 слоев
с изоляцией лакотканью и содержит 1800 витков провода ПЭВ-1;
обмотка I содержит 40 витков провода ПЭВ-1 0,7—0,8 с отводом от
середины; трансформатор Т2 выполнен на каркасе диаметром 7 мм
и длиной 20 мм со щечками. Первой наматывается повышающая
обмотка II, содержащая 200 витков провода ПЭВ-1, затем обмотка
I, содержащая 20—25 вит-
ков провода ПЭВ-1 0,4—
0,6; конденсатор С2 типа
ЭФ емкостью 800 мкФ, ос-
тальные конденсаторы и ре-
зисторы любого типа.
При налаживании под-
бирают резистор R1 по ми-
нимуму тока потребления
при надежной генерации.
Энергии свежей батареи
3336Л достаточно для про-
изводства 35—40 вспышек.
Электронная газовая за-
жигалка (рис. 6.15) пред-
ставляет собой генератор
импульсов высокого напря-
жения. Импульсы генерато-
ра создают искровые разря-
ды возле горелкн в момент
включения газа. Для этого на оси ручкн включения газа устанавли-
вают кулачковый механизм, замыкающий контакты S1, находящие-
ся вблизи ручки. Включается реле К, блокируя контакты кнопки S1
и включая в цепь заряда конденсатор С1. При этом запускается
блокинг-генератор, выполненный на транзисторе V2. Открытое со-
стояние транзистора VI сохраняется в течение времени заряда кон-
денсатора С1, после чего транзистор запирается, и реле отключает
питание от схемы, переводя ее в исходное состояние.
Детали. Трансформатор блокинг-генератора Т1 выполнен на
ферритовом магнитопроводе диаметром 20 мм; обмотка I содержит
140, обмотка II — 70 витков провода ПЭВ 0,47; трансформатор Т2 —
катушка зажигания мотоцикла или лодочного мотора; питание —
четыре элемента 373 нли 343, соединенные последовательно.
Двухтональный звонок (рис. 6.16) содержит управляющий
генератор, собранный на элементах D1.1—D1.3 микросхемы
К155ЛАЗ и вырабатывающий управляющие импульсы, частота ко-
торых зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивления рези-
стора Д1. Прн указанных на схеме номиналах частота переключе-
нии генератора равна 0,7...0,8 Гц. Импульсы управляющего ге-
нератора подаются на генераторы тона и поочередно подключают
их к усилителю звуковой частоты, собранному на транзисторе VI.
Первый генератор выполнен на элементах микросхемы D1.4,D2.2,
D2.3 и вырабатывает импульсы частотой 600 Гц (регулируется под-
120
бором элеменюв С2, R2), второй генератор выполнен на элементах
[)2.1, D2.4, D2.3 и работает с частотой 1000 Гп (регу 1 ируется под-
бором элементов СЗ, R3). Громкость звучания регулируют резисто-
ром R5.
Рис. 6.16. Схема двухтонального звонка
Н155ЛМ
Детали. Резисторы типа МЛТ-0,125, подстроечный резистор
типа СПЗ-16; конденсаторы С1—СЗ типа К50-6; микросхема
К155ЛАЗ, К133ЛАЗ, К131ЛАЗ, К158ЛАЗ; транзисторы К.Т603В,
КТ608, КТ503 с любым буквенным
индексом.
Датчик температуры (рис. 6.17)
можно использовать как защитное
устройство мощных транзисторов от
перегрева. Такой датчик отключает
Рис. 6.18. Схема измерителя
температуры
Рис. 6.17. Схема защитного ус-
тройства для транзистора
питание от защищаемого блока или узла, как только темпера-
тура корпуса мощного транзистора превысит допустимую. Тер-
модатчпком в устройстве служит транзистор V2, приклеенный
через изоляционную прокладку к корпусу защищаемого транзисто-
ра. На транзисторах V2 и V4 собрано пороговое устройство, которое
121
ниевый транзистор МП 116, КТ361 с
7,7к
HS
Я6
1м
VI КДШ
А!
КЮ1КТ1А
R1 100к
М V3
J/\
sei-#
SB ~
w
тм
RJS60 CfiAJ V2 КПНЯЖ
срабатывает при определенной температуре корпуса V2 вследствие
увеличения коллекторного тока транзистора при повышении тем-
пературы.
Благодаря наличию положительной обратной связи через ре-
зистор R7, процесс открывания транзисторов V2 и V4 протекает
лавинообразно, при этом срабатывает реле КД н своими контактами
отключает питание защищаемого блока. При снижении темпера-
туры устройство возвращается в исходное состояние. Порог сраба-
тывания можно регулировать в пределах +30...+80 °C перемен-
ным резистором R2.
Детали. Транзистор V2 типа МП40—МП42, V4 типов КТ605,
КТ608Б, КТ503; для более высоких температур используют крем-
ниевый транзистор МП116, КТ361 с любым буквенным индексом;
резисторы типа МЛТ-0,25;
R6 типа МЛТ-0,5; реле ти-
па РЭС-22.
Электротермометр для из-
мерения температуры зерна
(рис. 6.18). Датчиком при-
бора служит измерительная
игла диаметром 4 мм, с по-
мощью которой прокалы-
вается мешок с зерном. По-
строен прибор по принципу
несбалансированного моста,
к одной диагонали которо-
го подводится напряжение
питания от аккумулятор-
ной батареи (через кнопку
S/ и ограничительные ре-
зисторы R7 и R8), а в дру-
гую включен измерительный
прибор — микроамперметр
со шкалой 0—50 мкА типа М494. Одним из плеч моста является тер-
морезистор /?3типа МТ-54 сопротивлением 1,3 кОм при 20 °C, установ-
ленный на конец измерительной иглы. Калибруют прибор по образ-
цовому ртутному термометру, начиная с самой низкой температуры
(—10 °C). Резистором R2 устанавливают стрелку микроамперметра
на начальное деление шкалы. Для калибровки на наивысшей из-
меряемой температуре переключатель S2 устанавливают в положе-
ние «/<» (контроль) и, подстраивая резистор R4, устанавливают
стрелку прибора на конечное значение шкалы (+70 °C). Перед
измерением температуры калибровку шкалы производят в по-
ложении «И» переключателя 52. Регулировкой потенциометра
R8 устанавливают стрелку прибора на конечное значение
шкалы.
Детали. Резистор R4 наматывается манганиновым проводом
ПЭММ-0,1 бпфнлярно; проводка внутри иглы выполнена проводом
во фторопластовой изоляции типа МГТФЛ-0,2.
Термометр с линейной шкалой (рис. 6.19) позволил получить
линейную шкалу отсчета температуры благодаря применению
в качестве термодатчика полупроводникового диода. Зависимость
падения напряжения на диоде от температуры при фиксированном
прямом токе смещения линейна и для кремниевых диодов в диапазо-
не температур —60...+ 100 °C составляет 2. ..2,5 мВ/°С,
Термометр позволяет измерять температуру в диапазоне от
.0 до +150 °C с погрешностью не более ±0,3 °C. Напряжение на
122
Рис. 6.19. Схема термометра с ли-
нейной шкалой
диоде VI задается током смещения, определяемым резистором R1,
Изменение напряжения на диоде, пропорциональное изменению тем-
пературы, измеряется вольтметром постоянного тока, выполненным
на микросхеме А1 по балансной схеме (вход /). На другой вход
микросхемы поступает стабильное напряжение около 0,5 В, созда-
ваемое генератором стабильного тока на полевом транзисторе V2
и источником опорного напряжения V3. Полевой транзистор V4
также используется для стабилизации тока, потребляемого вольт-
метром, благодаря чему уменьшение питающего напряжения до 7В
практически не влияет на показания прибора.
При изменении температуры возникает напряжение разбалан-
са, которое регистрируется стрелочным прибором РА. Стрелочный
индикатор в термометре — М265М. Прибор калибруют по двум
температурным замерам. Первый (0 °C — температура тающего сне-
га) соответствует нулевой отметке шкалы. Термозонд с диодом VI
погружают в тающий снег и резистором R5 путем балансировки
микросхемы устанавливают стрелку индикатора на нуль. Второй
температурный замер, например 50 °C, выполняют в подогретой
воде при контроле ее температуры калибровочным термометром.^
При этом положение стрелки индикатора устанавливают подстрой-’
кой резистора R3. При измерении отрицательной температуры сле-
дует изменить полярность включения индикатора Р1. Резистором
R7 создают режим термостабилизации полевого транзистора V2,
при котором ток стока не зависит от температуры окружающей
среды. В отличие от биполярных транзисторов, у которых с ростом
температуры возрастает ток коллектора, ток стока полевых транзи-
сторов в зависимости от напряжения на затворе при изменении тем-
пературы может увеличиваться, уменьшаться или оставаться неиз-
менным. Для отыскания термостабильного режима полевого тран-
зистора необходимо экспериментально измерить стокозатворные ха-
рактеристики при различной температуре. Для этого строят графи-
ческую зависимость тока стока от напряжения на затворе (по от-
ношению к истоку) вначале при комнатной температуре, затем при
повышенной, нагревая транзистор на несколько десятков градусов
осветительной лампой. Затем определяют напряжение на затворе,
при котором стокозатворные характеристики, снятые для различных
температур, на графиках пересекаются. Точка пересечения харак-
теристик называется термостабильной. Вместо напряжения на за-
творе можно определить положение движка потенциометра R7,
при котором стокозатворпые характеристики транзистора не зави-
сят от температуры.
Измеритель влажности с емкостным датчиком (рис. 6.20).
Емкость конденсатора зависит от диэлектрика, находящегося между
его пластинами. Для выбранного сыпучего материала (зерно, сахар,
изюм, строительные материалы и др.) емкость конденсаторного
датчика зависит от влажности материала.
Измеритель позволяет оценить влажность сыпучих материалов
и содержит задающий генератор, выполненный по схеме мульти-
вибратора на транзисторах VI, V2, измерительную цепь, калибра-
тор и датчик. Датчик емкостного типа С1 подключен параллельно
конденсатору СЗ. Балансируется мультивибратор резистором R4
по нулевому показанию стрелки прибора РА1. При увеличении
емкости датчика С1 нарушается симметрия мультивибратора и
стрелка измерительного прибора отклоняется. Калибровка при-
бора осуществляется с помощью регулятора напряхсепия на тран-
зисторе V3, для этого при нажатой клавише S1 резистором R9
устанавливают стрелку на последнее деление шкалы.
123
Датчик состоит из двух пластин одностороннего фольгирован-
ного текстолита размером 105 X 40 мм, разнесенных на 15 мм.
Слой фольги на пластинах удален от краев пластины на 3 мм. Гра-
дуировку прибора производят по промышленному прибору или пу-
тем пробных измерений массы материала в процессе сушки.
Детали. Транзисторы типа КТ315, КТ312, КТ306 или сборка
К125НТ1 с коэффициентом передачи Рст> 70; конденсаторы слю-
дяные, бумажные, пленочные с малым ТКЕ; измерительный при-
бор со шкалой 100 мкА.
Рис. 6.20. Схема измерителя влажности
Прибор дли обнаружения скрытой проводки (рис. 6.21) помо-
жет новоселам избежать повреждения проводки при сверлении
в стенах отверстий. Принцип работы прибора основан на определе-
нии переменного электрического поля вокруг проводников, к которым
подведено переменное напряжение. Прибор позволяет обнаружить
не только место нахождения скрытой проводки, но н место повреж-
дения проводки. Он представляет собой усилитель звуковой часто-
ты, в первом каскаде которого для повышения входного сопротив-
ления установлен полевой транзистор. Во втором каскаде применена
микросхема А1. Датчиком-антенной W1 служит металлическая
пластина размером 10 X 70 мм, соединенная экранированным про-
водом со входом прибора. Место обрыва обнаруживают следующим
образом. Ведя датчиком по стене по фону переменного тока обнару-
живают проводку, а по месту исчезновения фона — место повреж-
дения. Чувствительность регулируют резистором R1. Вместо микро-
схемы К123УН1А можно применить микросхемы серий К118, К122,
увеличив напряжение источника питания.
124
Устройство для отпугивания комаров (рис. G.22) вырабатыва-
ет колебания частотой более 10 кГц, отпугивающие комаров и даже
мышей. Генератор выполнен на одной микросхеме К155ЛАЗ, нагру-
женной высокоомным телефоном ТОН-2. Частота генератора может
регулироваться резисторами Rl, R2 и конденсатором С1.
И Светотелефон. Широкому распространению радиотелефонов
препятствует необходимость иметь специальное разрешение. Совре-
К 270
Рис. 6.22. Схема устройства для
отпугивания комаров
Рис. 6.21. Схема прибора для
обнаружения скрытой проводки
менная транзисторная техника позволяет создавать любительские
световые телефоны, не нуждающиеся в специальном разрешении.
Принципиальная схема миниатюрного светотелефона с дальностью
действия до 50 м днем и до 200 м ночью показана на рис. 6.23. В ка-
честве излучающих можно использовать лампы 6В/0,5 А (до 2000Гц),
24В/0.2 А (до 3000 Гц), 12В/0,1 А (до 4000 Гц). В скобках указана
верхняя рабочая частота лампы. В качестве рефлектора излучателя
можно использовать фару от мотоциклов или автомобиля, у которой
Рис. 6.23. Светотелефон:
а — схема передатчика; б — схема светоприемника с усилителем 34 от
радиоприемника
рифленое стекло следует заменить обыкновенным. На входе пере-
датчика (рис. 6.23,а) усиленный сигнал микрофона должен иметь
напряжение 0,7... 1 В на нагрузке 600 Ом. Транзистор V2 подбира-
ется в зависимости от мощности лампы Н1 (П302, ПЗОЗ, П304,
П201, П217). Транзистор VI типа МП25, МП26, КТ361 и др. В ка-
честве предварительного микрофонного усилителя можно исполь-
зовать УЗЧ радиоприемника. Приемником светового сигнала
(рис. 6.23,6) служит фотодиод, фоторезистор или фототранзистор,
помещенный в фокусе собирающей линзы. Самодельный фототран-
зистор можно сделать из обычного низкочастотного транзистора
в металлическом корпусе,- если спилить его торцевую часть. Полу-
ченное таким образом входное окно светочувствительного элемента
125
следует прикрыть тонкой прозрачной пластинкой из оргстекла либо
целлулоида. Свет переменной интенсивности изменяет сопротивле-
ние светочувствительного элемента. В результате этого под действи-
ем тока, задаваемого резистором R3, на светочувствительном эле-
менте появляется переменное напряжение, которое после усиления
подводится к головным телефонам. Транзисторы VI и V2 типа П27А,
МП40, МП41, МП39Б. Усилитель 34 (УЗЧ) должен иметь чувстви-
тельность около 10 мВ при выходной мощности 50 мВт. Расстояние
между собирающей линзой и фоторезистором находят эксперимен-
Рис. 6.24. Конструкция светотелефона для связи на большие рас-
стояния:
а — передатчик; б — приемник
тальпо по максимальному выходному эффекту. При настройке
фотопередатчика лампу необходимо поместить в фокусе рефлектора.
Для этого в темноте на расстоянии примерно 10 м добийаются мини-
мального (не более 300 мм) диаметра светового пятна от горящей
лампы. При большем диаметре пятна необходимо заменить лампу
или рефлектор. В режиме излучения резистором R1 устанавливают
ток лампы не более половины номинального. При настройке прием-
ника его светочувствительный элемент помещают в фокусе линзы.
Дальность связи можно существенно повысить (1000...1400 м)_,
если световой поток в светопередатчпке модулировать мембраной
из тонкой алюминиевой фольги, отражающей свет.
Конструкция светотелефона с модуляционной мембраной по-
казана на рис. 6.24. Под влиянием звуковых колебаний мембрана
начинает колебаться, в результате чего изменяется яркость отра-
женного фольгой светового излучения. Мембрану можно выполнить
нз тонкого целлулоида диаметром 50 мм, на который наклеен круг
126
нз алюминиевой фольги диаметром 24 мм. Фольгу можно взять ст
оберток шоколадных конфет. Мембрану приклеивают к срезание-
му под углом концу трубки объектива. Диаметр линзы 30 мм, фокус-
ное расстояние 143 мм. Передвигая лампу (3,5...6,3 В/0,3 А) вдоль
трубки, добиваются четкого изображения светового пятна на рас-
стоянии 3 м. Под воздействием звука (речь, свист), проникающего в пе-
реговорное отверстие, световой поток должен менять фокусировку.
Если это не произойдет, то следует отрегулировать длину трубки —
объектива с линзой. Трубку можно изготовить из картона пли пласт-
массы. Внутри ее покрывают черной матовой краской либо оклеи-
вают черной бумагой. Настройка оптической системы фотоприемни-
ка сводится к подбору расстояния между линзой и фототранзис-
тором, обеспечивающим максимальную громкость и разборчивость
Рис. 6.25. Схема импульсного генератора для отбора яда у пчел
приема. В случае применения линз другого диаметра с иным фокус-
ным расстоянием размеры передатчика и приемника светотелефона
следует изменить в соответствии с фокусным расстоянием линз. В
устройстве применены транзисторы VI...V5 типа КТ315Д и V6 типа
КТ816А.
Светотелефон можно применить как охранное устройство авто-
мобиля. В окне или на балконе устанавливают светоприемник,
а в автомобиле — светопередатчик, срабатывающий при открывании
дверей, капота или багажника. Скрытность установки можно обес-
печить установкой инфракрасного фильтра.
Устройство для отбора яда у пчел. В естественных условиях
пчела выделяет яд при укусе, при этом она теряет жало н погибает.
Процесс отбора яда можно обезопасить для пчел. Для этого доста-
точно раздражать пчелу импульсами электрического напряжения
амплитудой 40—50 В при длительности импульсов 20—30 мкс.
1 акое напряжение подводят к тонким, близко расположенным друг
от друга проволочкам, натянутым над стеклом и опущенным в улей,
чела, севшая на проволочки, в ответ на раздражение через жало
ыпускает каплю яда, которая падает на стекло. Продолжитель-
ость сбора яда с одного улья составляет 5 мнн, после чего пчелам
необходимо дать часовой перерыв.
, Схема устройства, вырабатывающего указанные импульсы
1Рис. 6.25), представляет собой блокинг-генератор, выполненный
на транзисторе VI и трансформаторе Т1. Высоковольтные импульсы
127
снимаются с повышающей обмотки 111 трансформатора. Для кон-
троля за работой блокинг-генератора служит импульсный вольт-
метр, состоящий из диодного детектора и усилителя постоянного тока
на транзисторе V2, нагрузкой которого является миллиамперметр
со шкалой до 1...5 мА.
Летали. Транзисторы типа МП40—МП42, МП25, МП20,
МП21 с любыми буквенными индексами; резисторы типа МЛТ-0,125;
трансформатор выполнен на сердечнике Ш12 X 12; обмотка I со-
держит 60 витков, обмотка II — 250 витков, обмотка III — 1200
витков провода ПЭЛ-0,1. Проводники сетки натянуты в виде двух
гребенок, вставленных одна в другую, и соединенных с прибором
двухпроводным шнуром. Расстояние между проводниками сетки
подбирают так, чтобы пчела могла касаться двух проводников одно-
Рис. 6.26. Схема сигнализатора роения пчел
временно. Налаживание сводится к подбору резистора R2, чтобы,
при работе генератора совместно с соединительным проводом дли-
ной до 20 м и сеткой устройства стрелка прибора находилась в центре
шкалы. С помощью разъемов Ш1...Ш6 и переключателя S1 напря-
жение коммутируется в разные ульи.
Сигнализатор роения пчел. Замечено, что из улья перед роением
слышно гудение из звуков частотой 100...600 Гц. Непосредст-
венно перед самым роением гул становится монотонным и сосредо-
точен в полосе частот 200 — 280 Гц. Устройство (рис. 6.26) пред-
ставляет собой высокочувствительный микрофонный усилитель
с узкой полосой пропускания от 200 до 280 Гц, нагруженный на
сигнальную лампу. В цепь эмиттера первого транзистора VI вклю-
чен избирательный фильтр, настроенный на частоту 240 Гц. Второй
каскад имеет большое усиление и выполнен по схеме с общим эмит-
тером и с динамической нагрузкой на транзисторах V2 и V3. Третий
каскад выполнен по аналогичной схеме, но нагружен на резонанс-
ный контур, также настроенный на частоту 240 Гц. Сигнал с резо-
нансного контура поступает на амплитудный детектор на диоде
VD1 и двухкаскадный усилитель постоянного тока на транзисторах
V6 и V7, нагруженный лампой накаливания HI (6,3 В).
Детали. Датчик сигнализатора — динамический микрофон,
например типа МД-47; катушки L1 н L2 намотаны на сердечнике
128
Ш8 X 6 из пермаллоя с толщиной воздушного зазора 1,5 мм и со-
держат по 2000 витков провода ПЭЛШО-0,1; катушка L2 имеет
отвод от 800-го витка. Налаживание сводится к установке режимов
по постоянному току резисторами, отмеченными Звездочкой. Конту-
ры настраиваются подбором емкости конденсаторов С4 и СЮ.
6.2. РАДИОЭЛЕКТРОНИКА В МЕДИЦИНЕ
Электросон. Простой прибор электросна для индивидуального
пользования представлен на рис. 6.27. Электросон безвреден и дает
хорошие результаты при лечении неврозов, астенических состояний
и шизофрении. Применяется при лечении повышенного давления,
аритмии сердца, бронхиальной астмы и др. Под электросном
понимается сон или расслабленное состояние при отсутствии сна,
наступающее под воздействием на человека слабого (не более 0,2 мА)
импульсного тока. Прн проведении сеанса электросна один электрод
- Рис. 6.27. Схема прибора электроспа
прибора накладывают на лобный участок, ближе к переносице,
а другой — на затылок, ближе к шее. Электроды выполняют в ви-
де свинцовых, пластнн площадью 2 сма, обматывают марлей, смо-
ченной в слабом растворе поваренной солн, а затем прибинтовывают
к голове. Направление тока предписывает врач. Обычно при так
называемом восходящем направлении, когдй ко лбу прикладыва-
ется катод (минус), а к затылку анод (плюс), лучше наступает усып-
ление. Обратное направление тока лучше устраняет головные боли.
Предложенный прибор за счет насыщения сердечника транс-
форматора позволяет вырабатывать импульсы кОлоколообразной
формы с частотами следования 50 н 100 Гц. Частота 100 Гц создает
иногда более сильное действие, поэтому она не рекомендуется при
лечении детей и пожилых людей.
Трансформатор Т1 собран на сердечнике из пермаллоя Ш6 X
X 8. Первичная обмотка содержит 1000 витков провода ПЭВ-0,08,
вторичная — (1000 + 1000) витков того же провода. Для обеспе-
чения хорошей изоляции обмоток друг от друга их выполняют на
отдельных каркасах, располагая на крайних стержнях сердечника.
Неоновая лампа типа МН-3 служит для защиты от перегрузки по
току. Сопротивление R1 остеклованное, проволочное, мощностью
10 Вт. От его величины зависит форма и длительность импульсов.
Величина тока и напряжения регулируется резисторами R4 и R2
соответственно. Миллиамперметр рассчитан на ток до 2 мА. Перед
применением прибора необходимо его проверить на пробой испыта-
тельным напряжением в 3 кВ между первичной и вторичной обмот-
ками трансформатора, а также между первичной обмоткой и сер-
дечником. Прн этом сопротивление изоляции должно быть пример-
но 100 МОм. Пользоваться прибором необходимо под наблюдением
врача.
Схема портативного прибора для электросна показана на
рис. 6.28. Прибор можно использовать как в стационарных, так
5 /.34 129
и в походных условиях с питанием от батареи 9 В. Прибор состоит
из блокинг-генератора, выполненного на транзисторах VI П216
(с любым буквенным индексом), и импульсного трансформатора.
Частоту генератора можно изменять резистором R2 в пределах
1—500 Гц, а напряжение и ток, действующие в цепи,— резисто-
рами R7 и R8 соответственно. В приборе применен амперметр
со шкалой-1 мА. Трансформатор выполнен на сердечнике из пермал-
лоя площадью сечения 3 см2. Обмотка I содержит 86 витков провода
ПЭЛ 00,6, обмотка II — 55 витков провода ПЭЛ 0,3, обмотка
III — 980 витков провода ПЭЛ 0,1—0,12. К прибору можно под-
ключить головные телефоны, что иногда усиливает действие элек-
трических импульсов на пациента при лечении бессонницы и некото-
рых видов неврозов. Величину тока подбирают в пределах 150—
250 мкА при напряжении 1—16 В, частота импульсов — 1—200
имп/с, причем в начале сеанса используется высокая частота, затем
постепенно понижается до частоты пульса больного. Комбинирован-
ное применение нескольких влияющих факторов (имитация шума
Рис. 6.29. Схема имитатора шума прибоя
прибоя, звуковые сигналы метронома, а также иоиы калия и брома)
значительно повышает эффект от электросна.
Имитатор шума «прибоя» можно выполнить по схеме, показан-
ной на рис. 6.29. Имитатор выполнен в виде приставки, подключаемой
к усилителю звуковой частоты. Источником шумового сигнала слу-
жит кремниевый стабилитрон VI, работающий в режиме лавинного
пробоя прн малом обратном токе. На транзисторах V2—V4 выпол-
нен усилитель с переменным коэффициентом усиления, служащий
для усиления шумового сигнала. Изменение коэффициента усиле-
ния производится транзистором V5, включенным в цепь эмиттера
130
транзистора V4, путем подачи на базу V5 через интегрирующую
цепь R8C4 управляющего напряжения. Это напряжение вырабаты-
вается симметричным мультивибратором на транзисторах V6 и V7.
Таким образом, на выходе шумовой сигнал будет периодически на-
растать и спадать, имитируя шум прибоя. К гнездам «Выход»
можно црдкдючать высокоомные головные телефоны. В имитаторе
применены транзисторы типа КТ351Д.
R2 2к +№В
Рис. 6.30. Схема имитатора шума дождя
Имитатор шума дождя (рис. 6.30). По принципу работы такой
имитатор соответствует ранее описанному имитатору шума «прибоя».
Генератор шума выполнен на транзисторе V2 и стабилитроне VI.
Генератор импульсов, выполненный на транзисторах V5 и V6,
вырабатывает импульсы с частотой 1...3 Гц, которые поступают на
базу транзистора V4 и изменяют коэффициент усиления транзисто-
ра V3, в результате чего на выходе появляется то нарастающий, то
Рис. 6.31. Схема сигнализатора уровня шума
спадающий шум, уровень которого регулируется переменным рези-
стором R3, а тембр — подбором конденсатора С2.
Детали. В схеме применены транзисторы V3—V6 типа КТ315,
v2 типов КТ602А—КТ602Г, КТ603А—КТ603Д. Стабилитрон
подбирают по наибольшему уровню шума на выходе имитатора.
Сигнализатор уровня шума — устройство, реагирующее на
достижение уровня шума в помещении выше допустимого (рис. 6.31).
качестве датчика использован микрофон В1. На транзисторах
VI и V2 собран усилитель. Пороговое устройство выполнено иа ти-
ристоре УЗ. Порог срабатывания тиристора устанавливается пере-
5*
131
менным резистором R1. Как только звуковой сигнал превысит не-
который пороговый уровень, откроется тиристор, одновременно
с ним откроются транзисторы V4, V5, подавая питание на сигналь-
ную лампу и иа звуковой генератор, собранный на транзистора* V6
в V7. Режим сигнализации сохраняется до тех пор, пока не разрядит-
ся конденсатор С5 через резистор R8 и открытый тиристор.
Рис. 6.32. Схема сигнализатора уровня шума с меньшим числом
деталей
Применение микросхем позволяет выполнить сигнализатор
шума с меньшим числом деталей .[В схеме, показанной на рис. 6.32,
в качестве датчика использован низкоомный микрофон (например,
капсюль МД-47), а предварительный усилитель собран иа микро-
схеме А1. Как только сигнал на входе порогового устройства, со-
Рис. 6.33. Схема прибора для определения порога слуховой чув-
ствительности (аудиометра)
бранного на транзисторах V5 и V6, достигнет определенного уровня
(порог срабатывания задается резистором R3), закроется диод
V3, а вслед за ним — транзистор V5. Это приведет к закрыванию
транзистора V10, в коллекторную цепь которого включено реле
KJ. Реле обесточивается и его нормально замкнутые контакты
подключают сигнальное табло (лампы Н1—Н20). Время сигнали-
зации определяется постоянной времени цепи С8, RIO, Rll, R1.
В устройстве использовано реле РЭС-10, унифицированный теле-
визионный звуковой трансформатор ТВЗ-1-2, лампы накаливания—
132
12-вольтные. Стабилитрон типа КС162' можно заменить на КС156
или КС168.
Аудиометр (рис. 6.33) предназначен для определения порога
слуховой чувствительности на частотах 63, 125, 250, 500, 1000,
2000, 4000, 8000 Гц. Аудиометр
номике. Прибор представляет coi
ними частотами, собранный по
схеме мультивибратора (VI,
V2), сигнал которого через
транзистор V3 поступает на го-
ловные телефоны ТОН-2. Гром-
кость звука регулируется ре-
зистором R9, шкала которого
отградуирована в децибелах.
Физиологические исследова-
ния проводятся 4—5 раз в сме-
ну, при этом регистрируют из-
менение порога слуховой чув-
ствительности к концу смены.
Чем выше нагрузка на орга-
низм человека, тем заметнее
ия чаще всего применяется в эрго-
эй звуковой генератор с фиксирован-
Рис. 6.34. Схема прибора для
оценки степени утомления глаз
это изменений.
Прибор для определения степени утомления глаз (рис. 6.34)
позволяет оценить степень утомления глаз по критической частоте
слияния мельканий (КЧСМ) и устойчивости ясного видения (УЯВ).
Прибор представляет собой симметричный мультивибратор, к кото-
рому через транзистор УЗ подключена лампочка Н1. Частота мель-
Рис. 6.35. Схема медицинского термометра
Рис. 6.36. Схема автомата «Команда голосом»
каний лампочки задается резистором R2, который имеет откалибро-
ванную по степени утомления глаз шкалу. Прибор имеет две табло-
насадки: первая — чистое белое поле для определения КЧСМ,
вторая — иа темном фоне стекла ярко освещенный мелкий предмет
(например, кольцо 05 мм с разрывом 0,2—0,3 мм). Время, через
которое испытуемый перестает различать разрыв в Кольце,
является относительным показателем утомляемости.
Медицинский термометр (рас, 6.35) предназначен для измерения
температуры тела человека и может работать в двух поддиапазонах:
133
Рис. 6.37. Схема «Электронной няни»
измерений. На первом из них измеряется температура в диапазоне
•+20...44 *С, а на втором контролируется отклонение температуры
от предварительно установленного значения в диапазоне ±2 °C.
Термочувствительным элементом служит термистор R(, вклю-
ченный в одно нз плеч моста, образованного резисторами Rl, R2,
R3 н R4. Напряжение разбаланса моста усиливается операционным
усилителем А1 типа К153УД1, в цепь обратной связи которого
включен микроамперметр стоком полного отклонения 0,1 мА. Мост
можно сбалансировать резисторами Rl HR4 при температуре 20 °C
на первом поддиапазоне. На втором поддиапазоне резистор R5 замыка-
ется накоротко и чувствительность прибора возрастает в 10 раз.
В этом случае полному отклонению стрелки прибора соответствует
изменение температур на 4 °C.
Переменным резистором R3 можно регулировать напряжение
на неинвертирующем входе операционного усилителя, устанавливая
стрелку прибора на середине
шкалы для наблюдения за от-
клонением температуры на
=^2°С. Сопротивления резис-
торов, составляющих мосто-
вую схему, можно выбрать с
учетом сопротивления термис-
тора при температуре 20 °C:
Ri = Ri= У-щг Rs~ Rt' Пи-
тается прибор от батареи «Кро-
на». Термистор желательно
выбирать малых размеров с со-
противлением при 20 “С в пре-
делах 500...5000 Ом. Его по-
крывают тонким слоем эпоксидного клея, а выводы тщательно
изолируют и подключают экранированным кабелем к входу прибора.
Автомат «Команда голосом» (рис. 6.36) можно установить
у койки тяжелобольного. Автомат реагирует на звук определенной
частоты, например звук «о» имеет частоту 150—300 Гц, а звук w>—
700—1100 Гц. Несколько автоматов, настроенных на различные
частоты звука, могут включать освещение, вызывной звонок и пода-
.вать другие команды. Микрофон типа МД44 нагружен на обмотку
выходного трансформатора (от любого радиоприемника).
Детали. Rt= 500 Ом, R2= 33 кОм; реле KJ типа РП-4 с то-
ком срабатывания 1—3 мА; емкость конденсатора С2— 10 мкФ.
Питается автомат от источника постоянного тока 100 В. Настраивает-
ся подбором емкости конденсатора С1 на произнесение определенного
звука. Вторичная обмотка трансформатора совместно с конденса-
тором С1 образует колебательный контур, частота настройки кото-
рого определяет частоту звука, на который реагирует автомат.
«Электронная няня». Сигнальное устройство (рис. 6.37) обеспе-
чивает подачу сигнала, как только пеленки ребенка станут мокры-
ми. Датчик устройства представляет собой пластину 20 X 30 мм,
вырезанную нз одостороннего фольгированного стеклотекстолита
толщиной 1 мм, вдоль которой по центру прорезана канавка шири-
ной 1,5—2 мм, разделяющая фольгу на два изолированных друг
от друга электрода. Поверхность электродов необходимо посеребрить
или облудить. Пока сопротивление датчика велико (пеленки сухие),
транзистор V4 закрыт, и потребляемый сигнализатором ток состав-
ляет единицы микроампер. При столь малом потребляемом токе
в сигнализаторе отсутствует выключатель питания. Как только
сопротивление датчика уменьшится (пеленки мокрые), транзистор
134
V4 открывается и подает питание на генератор, имитирующий зву-
чание «мяу выполненный на транзисторах V2, УЗ. Продолжитель-
ность звучания «мяу» зависит от величины сопротивления резистора
R4 и емкости конденсатора С2. Частота повторения звуков зависит
от сопротивления R2 и емкости С2, тембр — от емкости С1.
Летаю. Транзисторы V2, V3 типа МП40—МП42 с любым
буквенным индексом с ₽ > 30, V4 типов КТ104, КТ203, КТ361
с любым буквенным индексом н 30; телефонный капсюль
ТК-67Н с сопротивлением обмотки постоянному току 50 Ом.
Ионизатор воздуха (рис. 6.38). Известно, что чем больше в воз-
духе отрицательных ионов, тем он полезнее-для здоровья. Воздух
в лесу, вблизи водопадов, горных рек содержит 700...3000, а иногда
120°
Рис. 6.38. Ионизатор воздуха:
а — электрическая схема; б —конструкция люстры
и до 15 000 отрицательно заряженных ионов в 1 см3, В городских
квартирах число отрицательных ионов уменьшается до 25 в 1 см3.
Положительные ионы уменьшают производительность труда н вы-
зывают утомление. Ионизатор насыщает воздух в комнате или рабо-
чем помещении отрицательными ионами, благодаря чему улучшает-
ся самочувствие за счет улучшения кровообращения, регулируется
дыхание, повышается интенсивность обмена веществ в организме.
Ионизатор (рис. 6.38,а) состоит нз экрана (люстры), транзисторного
преобразователя постоянного тока в переменный с частотой 3...
...4 кГц, выполненного на двух транзисторах VI и V2 типа П217
с радиаторами и умножителя напряжения (25 кВ). Экран является
генератором отрицательных ионов, которые выделяются на его иглах
под действием высокого напряжения. Экран изготовлен из метал-
лического кольца (рис. 6.38,6), к которому припаяна медная сетка
из голого провода диаметром 0,3...0,5 мм. Сетка имеет квадратные
ячейки размером 35...45 мм, которые образуют выпуклую часть
экрана, направленную вниз. В углах сетки впаяны остро отточен-
ные иглы диаметром 0,25...0,5 и длиной 45...50 мм. К кольцу при-
креплены три медных проводй диаметром 0,8...1 мм, развернутые
под углом 120° н спаянные над центром экрана, К месту спайки
135
через резистор 5 МОм подводится высокое напряжение транзистор-
ного преобразователя. Трансформатор выполняют на ферритовом
сердечнике от строчного трансформатора телевизора. Обмотка
/ имеет 14 витков провода ПЭВ 00,8 (отвод от середины), обмотка
II — 6 витков того же провода с отводом от середины, обмотка
III— 8000...10 000 витков провода ПЭЛШО 00,08...0,1. Прн
намотке обмоткн III через каждые $00 витков укладывают изоля-
ционные прокладки толщиной 1 мм. Такую же прокладку уклады-
вают между I н II обмотками. Изготовленный трансформатор зали-
вается эпоксидной смолой. Экран (люстра) подвешивается к потол-
ку на изоляторах на высоте 2 м от пола; преобразователь тока и
умножитель напряжения, смонтированные в закрытой коробке, разме-
щают вблизи экрана, а источник питания — в любом удобном месте.
Шасси, на котором монтируется преобразователь, должно быть за-
землено (соединено проводом с водопроводной трубой). Проверку
работоспособности ионизатора можно произвести, поднеся кусочек
ваты к экрану на расстояние 0,5...0,6 м. При работающем иониза-
торе вата должна притягиваться к экрану. При включенном иониза-
торе не должно появляться никаких запахов озона или окислов
азота. Ежедневная доза обработки помещения не менее 30...50 мни.
Ионизацию воздуха полезно проводить с целью оздоровления и по-
вышения продуктивности мелких и крупных животных. Прн этом
уменьшается падеж с^ота, увеличивается масса животных, содер-
жание жира в молоке. В больших помещениях следует устанавливать
несколько ионизаторов на расстоянии 3...5 м друг от друга.
Хотя ток высокого напряжения весьма мал и не опасен для
жизни человека, однако при работе ионизатора необходимо соблю-
дать осторожность и находиться на расстоянии 1... 1,5 м от люстры.
Прибор для определения эмоционального состояния человека
применяют в следственной практике. Так, в книге Я. Войцеховского
«Радиоэлектронные игрушки» (пер. с польск.) установлено, что ложь
н отрицание вины преступниками сопровождаются нервным напря-
жением, ведущим к различным физиологическим явлениям: повы-
шение давления крови и др.
Современные устройства позволяют примерно в 85 % случаев
герно оценивать ответы. Прибор состоит из комплекта чувствитель-
ных измерительных приборов, подключенных к датчикам давления.
Эластичный браслет с таким датчиком, закрепленный выше локтя,
позволяет регистрировать на самописце запись изменений пульса
и давления. Датчик, размещаемый на уровне груди, позволяет ре-
гистрировать ритм дыхания. Однако в радиолюбительской практике
значительно проще регистрировать изменение сопротивления кожи
на кистях рук или на запястье. Электроды в виде электропроводящих
полосок шириной примерно 20 мм с помощью липкой ленты при-
крепляют к коже (запястья, ладони, лба) на расстоянии 10—15 мм.
Испытуемому задают серию вопросов, на которые он должен дать от-
веты «да» или «нет». Расшифровав запись на самописце или по от-
клонению стрелки прибора, определяют реакцию организма на
правильные ответы и на заведомо ложные.
Схема (рис. 6.39) упрощенного прибора имеет высокую" чув-
ствительность, позволяет отмечать даже слабое волнение исследуе-
мого в случае умышленной лжи и реагирует на изменение сопротив-
ления кожи. В обычном состоянии сопротивление кожи составляет
3...100 кОм, а под воздействием возбуждения меняется примерно
на5%/
К выходным зажимам прибора подключают гальванометр
нли самописец. Чувствительность прибора регулируют резистором
136
Рис. 6.39. Схема прибора для
определения эмоционального
состояния человека
R1. Устройство пригодно для организации психологических тестов
и ВИКТОРНН.
Аппарат для лечения заикания. Для лечения различных де-
фектов речи (заикание, косноязычие, гнусавость и др.) в последнее
время используют метод «задержки речи». Техническая реализация
метода доступна опытному радиолюбителю, владеющему техникой
магнитной записи. Метод «задержки речи» заключается в том, что
больному предъявляют для прослушивания его речь с некоторой
задержкой. Оптимальное время задержки для каждого больного
подбирается индивидуально в пределах от 80 до 180 мс. При система-
тическом пользовании аппаратом, когда больной слышит свсю
речь и непрерывно ее корректирует, речь больного значительно
улучшается, но становится несколько растянутой. При изготовле-
нии аппарата на основе магнитофона необходимо запись речи боль-
ного поизводить на замкнутый
кольцевой носитель. На неко-
тором расстоянии от записы-
вающей головки устанавлива-
ется воспроизводящая, а сигнал
с ее выхода после усиления
поступает на наушники либо
громкоговоритель. Задержка
воспроизводимого сигнала оп-
ределяется расстоянием между
записывающей и воспроизводя-
щей головками, а также ско-
ростью движения носителя.
После воспроизведения запи-
санный сигнал стирается. Вре-
мя задержки воспроизводимо-
го сигнала удобнее плавно ме-
нять путем изменения скорости
протяжки магнитного носите-
ля либо изменять дискретно
установкой нескольких воспроизводящих головок. Такая возмож-
ность в магнитофоне должна быть предусмотрена радиолюбителем.
Для исключения акустической положительной обратной связи
записываемый сигнал должен воспроизводиться с помощью ларин-
гофона (например, М1М), который закрепляют на шее больного.
Вместо ларингофона можно использовать телефон типа ТМ-2м.
Устройство для отыскания акупунктурных точек. На поверх-
ности человеческого тела имеется большое количество так называ-
емых биологически активных точек. Воздействуя на эти точки
иглой, массажем, нагревом, электрическим током, ультразвуком, лу-
чом лазера, лечат многие заболевания. Эти точки можно исполь-
зовать для обезболивания и диагностики. Особое внимание уделя-
ется точкам на поверхности ушной раковины, которые использу-
ются для диагностики и лечения (аурикулярная диагностика). На
ушной раковине здорового человека не обнаруживаются участки
С повышенной электропроводностью. Однако при заболевании
некоторых органов в различных точках ушной раковины, соответ-
ствующих этим органам, появляются электропроводящие точки
диаметром до 1 мм. Такое свойство аурикулярных точек позво-
ляет использовать их в диагностике некоторых заболеваний задол-
го до того, как станут явными признаки недомогания. Акупунктур-'
ное илн электронунктурное воздействие на этн точки должно про-
водиться только по рекомендации и под наблюдением врача. Био-
137
логически активные точки расположены в строго определенных ме-
стах на коже. Число таких точек на коже человека достаточно боль-
шое (свыше 700), что затрудняет их отыскание. В руководствах по
рефлексотерапии местоположение таких точек описано. Однако
то ;но отыскать эти точки можно только прибором, позволяющим оп-
ретелягь повышенную электропроводность некоторых участков
кожи.
Схема устройства для поиска акупунктурных точек, предло-
женная М. Цаковым, показана на рис. 6.40.
Схема содержит компаратор, реализованный яа операционном
усилителе (ОУ) К140УД7, электронный ключ на транзисторе V1
типа КТ349Б и звуковой генератор на транзисторах V2 типа
КТ349Б V3 и V4 типа КТ315Б. Электрокожное сопротивление из-
меряется между точками А и Б. Связанный с точкой А пассивный
Рис. 6.40. Схема устройства для отыскания акупунктурных точек
электрод представляет полый алюминиевый цилиндр диаметром 20 мм
и длиной 85 мм. Активный щуп, связанный электрически с точкой
Б, оформлен как ручка с металлическим заостренным наконечником.
При работе с прибором пассивный электрод держат в руке, а актив-
ным ищут соответствующую точку. Кожное сопротивление п ре-
зистор R1 образуют делитель напряжения, с которым соединен
неинвертирующпй вход операционного усилителя. К инвертирую-
щему входу подается опорное напряжение с делителя напряжения
на резисторах R3, R4 и потенциометра R.
Если напряжение в точке А становится больше, чем на инвер-
тирующем входе, то выходным напряжением операционного усили-
теля (около 9 В) транзистор VI запирается. Когда напряжение
в точке А ниже, чем напряжение на инвертирующем входе, то тран-
зистор VI открывается и подается напряжение питания на звуко-
вой генератор, выполненный на транзисторах V2—V4.
При работе с прибором пациент одной рукой держит пассивный
электрод. Место на коже, где ищется активная точка, протирают
спиртом. Активный электрод прикладывают к месту, где предпо-
лагается искать активную точку. Ручку настройки потенциометра
R устанавливают в положение, при котором включается звуковая
индикация, когда щуп присоединен к активной, самой низкоомной
точке, и отсутствует сигнализация за пределами активной точки.
Работать с прибором необходимо быстро, так как даже незна-
чительные токн, протекающие через кожу и подкожные ткани, нз-
138
меняют кожное сопротивление. Прикосновение ищущего электро-
да к коже должно быть с одинаковым усилием. Эти два условия сов-
местно с подбором чувствительности прибора в большой мере опре-
деляют успех поиска биологически активных точек.
При постоянном токе сопротивление кожи в разных точках раз-
лично и может изменяться в пределах от сотен килоом до единиц
мегаом. Поэтому для изменения чувствительности прибора в нем
предусмотрена возможность подключения с помощью ключа Si
резистора 7?2. Устройство питается от батарейки 9В и потребляет
ток около 5 мА.
Схема может быть упрощена, если использовать светодиодную
индикацию. Светодиод включают через резистор сопротивлением
470 Ом между выходом ОУ и источником напряжения 9В. В эт< м
Рнс. 6.41, Схема электропунктуриого стимулятора
случае транзистор VI и устройство звуковой сигнализации могут
отсутствовать. Однако световая индикация может оказаться менее
удобной, чем звуковая.
Электропунктурный стимулятор. В последние годы электро-
пунктура утвердилась как эффективный метод в медицине и приме-
няется часто для обезболивания при ушибах и травмах (электро-
пунктуриая анестезия).
Схема электропунктуриого стимулятора показана на рис.
6.41. Устройство генерирует однополярные прямоугольные импульсы
с переменной частотой, продолжительностью и амплитудой. Зада-
ющий генератор на транзисторах VI типа КТ349 и V2 типа КТ316Б
позволяет вырабатывать короткие импульсы положительной по-
лярности с крутым фронтом. Частота импульсов плавно изменяется
с помощью потенциометра R1 в пределах от 12 до 100 Гц. Транзис-
торы V3 и V4 типа КТ316Б образуют моновибратор, который запуска-
ется импульсами задающего генератора. Длительность выходною
импульса регулируется с помощью потенциометра RU в пределах
от 0,4 до 4,5 мс. Транзистор V5 работает в ключевом режиме. Ам-
плитуда выходного импульса изменяется в помощью потенциометра
R14. Резистор R15 предохраняет транзистор V5 от перегрузки
в случае короткого замыкания на выходе.
Детали. Резисторы типа МЛТ-0,25; два электрода: пассивный,
который держат в руке, й активный, который прикладывают к ак-
13Э
тивной точке. Активный электрод соединен с земляной шиной,
а пассивный — с выходом прибора. Работать с прибором можно толь-
ко по рекомендации врача и под его наблюдением. При работе необ-
ходимо следить за реакцией пациента. Частоту и амплитуду стиму-
лирующих импульсов выбирают в соответствии с субъективными
ощущениями пациента. Кратковременное лечение проводится с по-
мощью импульсов низкой частоты и большой длительности при ам-
плитуде, близкой к максимальной. Вызванные ощущения могут
быть едва болезненными. При более высокой частоте и коротких
импульсах уменьшают их амплитуду и увеличивают время лечеб-
ной процедуры. Для обезболивания при электропунктуре подби-
рают такие импульсы, которые вызывают слабое онемение и обес-
чувствование соответствующего места.
По наблюдениям М. Цакова, головная боль различного проис-
хождения уменьшается в течение нескольких минут от воздей-
ствия на верхнюю точку «ХЕ-ГУ» на поверхности рук. В некоторых
случаях достаточно кратковременно стимулировать саму болез-
ненную точку. Хорошим оказался опыт комбинированного воздейст-
вия верхних точек «ХЕ-ГУ» и «ЦЗУ-САН-ЛИ». Стимулирование этих
двух точек улучшает общее состояние здоровья, регулирует равно-
весие жизненно важных процессов в организме.
6.3. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИГРЫ И ИГРУШКИ
Игровой автомат «Кто быстрее?» позволяет определить, у кого
лучше реакция (рис. 6.42). В игре участвуют от двух до четырех
человек. Автомат состоит из четырех пультов, иа которых установ-
Рнс. 6.42. Схема игрового автомата «Кто быстрее»
лено для играющих по одной кнопке S1...S4, судейского пульта
н табло с лампочками H4...H9.
Работает автомат следующим образом. Судья нажимает кноп-
ку переключателя S8 и включает лампу НЗ, что служит для игроков
сигналом старта. Лампы Н1 и Н2 отвлекающего сигнала, включен-
ные через контакты S5 и S6, отключаются. Одна из кнопок S1...S4'
игрока, первым отреагировавшего на сигнал старта, вКлЮчит
реле, которое контактами K1.1...K4.I самеблокируется. Контакты
К.1.2...К4.2 размыкают цепь питания всех кнопок игроков, н од-
ним из контактов KI.З...К4.3 включают одну из ламп Н4, Н6,
Н8, И 9 Своего номера и табло Н7 «Выиграл», Кнопка S7 блужпт
для сброса.
140
Детали. Реле с сопротивлением обмотки не менее 6 кОм,
С двумя группами контактов на замыкание и одной на размыканье
(PC-13, РС-52 и др.) регулируется так: при срабатывании снача; а
замыкаются блокирующие контакты, а затем размыкаются нормаль-
но замкнутые контакты. Переключатель S8 типа П2К н кнопки рас-
считаны на напряжение не менее 220 В, электролампы Н1—НЗ —
на напряжение 220 В и мощность 15 Вт, Н4—Н9 — на напряжен: е
110 В и мощность 8 Вт.
Игровой автомат «Реакция» для определения реакции человека
(рис. 6.43). В отличие от автомата «Кто быстрее?» в игровом авто-
мате «Реакция» может участвовать один человек. Испытуемый дол-
жен на каждое зажигание лампочки отпустить предварительно на-
жатую кнопку. Автомат выполнен на пяти интегральных микро-
схемах серин К155.
На элементах D1.3, D1.4 выполнен генератор импульсов
с частотой примерно 1 Гц. Импульсы поступают на инвертор D3.1,
выход которого подключен через резистор R4 к светодиоду VI.
Одновременно сигнал с генератора и инвертора D3.1 поступает на
вход схемы совпадения, выполненной на элементах D2.1 И D2 3.
Сюда же поступает и разрешающий сигнал с кнопки SZ через схему,
устраняющую дребезг кнопки, на элементах DI. 1 и D1.2. При сов-
падении одиночного импульса с кнопки с моментом зажигания
светодиода VI элемент D2 3 устанавливается в нулевое состояв! е
и через инвертор D2.4 воздействует на счетчик D4, изменяя его со-
стояние на единицу. Состояние счетчика D4 в двоичном коде дешиф-
руется в десятичный код демультиплексором на микросхеме D.r,
а светодиоды V2—V17 индицируют число верных сигналов кноп-
ки. В случае отпускания кнопки до или после зажигания светодио-
да сработает элемент D2 1, который сбросит счетчик в нулевое со-
стояние, и игру придется начинать сначала. Частоту вспышек
светодиода можно изменять в небольших пределах резистором
R2.
Игра «Электронный кубик» (рис. 6 44) представляет собой иг-
ральное устройство с использованием генератора случайных чисст
от 1 до 6, позволяющее партнерам разыгрывать очередность игры,
ходов и т. д. Выполнен игральный кубик на тиратронах МТХ-90.
Представляет собой кольцевой счетчик, в котором в любой момент
времени горит только одна лампа. Скорость переключения ламп
порядка 100 Гц, поэтому после остановки счетчика (после отпуска-
ния кнопки S1) с равновероятным исходом может остаться гореть
любая из шести ламп, которая своим порядковым номером индици-
рует выпавшее число очков. Генератор собран на тиратроне Н7.
Конденсаторы С7 н С8 бумажные или металлобумажные на рабочее
напряжение не ниже 300 В, остальные конденсаторы типа КСО
или БМ.
Игра «Веришь — не веришь»? — аналог известной карточ-
ной игры. Каждый из игроков для того, чтобы выиграть, должен
передать партнеру все имеющиеся на его руках карты. Колоду
карт делят поровну между двумя игроками. Делающий первый ход
кладет одну карту вверх рубашкой и называет ее достоинство:
либо верно, либо нет. Партнер должен ответить, верят ли он про-
тивнику в названной карте или нет.
Возможны следующие варианты: 1) первый игрок верно на-
звал достоинство карты, а его партнер согласился — «верю»,— кар-
та остается у первого игрока; 2) первый игрок неверно назвал до-
стоинство карты, а его партнер не согласился — «ие верю», — кар-
та также остается у первого игрока; 3) первый игрок верно назвал
141
достоинство карты, а партнер не согласился,— «не верю»,— карта
переходит к партнеру н т. д.
Всего число сочетаний зависит от трех факторов: верно или не-
верно назвал карту первый игрок, какой именно картой сделал
ход первый игрок, что ответил «противник». Таким образом, число
сочетаний равно 23 = 8.
Схема устройства, реализующего алгоритм этой карточной
игры, показана на рис 6.45.
Устройство представляет собой два пульта, находящихся
у партнеров. Каждый пульт имеет по две кнопки («верю», «не верю»)
н тумблер «ход игрока» с двумя положениями: «О» и «7», а также по
два табло: «Вы выиграли», «Вы проиграли». Схема выполнена на
двух шаговых искателях и одном реле. Работает устройство следу-
ющим образом. Допустим, что партнер А установил тумблер в по-
Рис. 6.45. Схема игры «Веришь — не веришь»
ложение «0» и назвал цифру 0, при этом его партнер Б включил
свой тумблер в положение «О» и нажал кнопку «Верю». В таком по-
ложении через замкнутые контакты кнопки S1 и контакты реле К7
будет подано питание на обмотку шагового искателя ШИ2, который
сделает один шаг, засчитывая одно очко партнеру Б. После хода
партнера А делает ход партнер Б. Предположим, Б поставил тумб-
лер в положение «7» и объявил 0. Партнер А включает тумблер
в положение 0. При этом цепь питания реле Д/ разомкнута. Если
партнер А верит и нажал кнопку S3 «Верю», то- образуется цепь:
плюс источника питания, замкнутые контакты реле Д7, обмотка
ШИ2. минус источника питания. Очко засчитывается партнеру Б.
Игра продолжается, пока у партнеров зажгутся табло: «Вы про-
играли» или «Вы выиграли».
Кнопка сброса S5 служит для установки шаговых искателей
в исходное состояние. При нажатии S5 через нормально замкнутые
контакты шаговых искателей их ламели Л2 и подвижные контакты
плюс источника подается на обмоткн шаговых искателей. В резуль-
тате они срабатывают и возвращаются в исходные состояния. В уст-
ройстве использованы кнопки с одним нормально разомкнутым кон-
тактом, реле К.1 — с двумя переключающимися контактами на на-
пряжение 25 В (например, РЭС-6), шаговые искатели типа ШИ-25/4,
с °ДНИМ замыкающим контактом, лампочки накаливания
26В.
Автомат-отгадчик. Автомат безошибочно назовет два задуман-
ных Вами однозначных числа, если в автомат ввести результат сле-
дующих операций. Первое задуманное число умножить на 5, при-
143
бавить.к результату 8, удвоить сумму и прибавить к полученному
результату второе задуманное число. Обозначив задуманные числа
через х и у, указанные операции можно записать в виде:
(5х + 8)2+ у = 10х + у + 16.
Отсюда видно, что результат вычислений всегда больше суммы
на 16 единиц. Таким образом, если от полученного результата от-
нять 16 единиц, получается двузначное число, в котором число де-
сятков равно первому задуманному числу, а число едициц —
второму.
Автомат (рнс. 6.46) выполнен так, что при установке переклю-
чателями результата вычислений на индикаторах высвечивается
число, которое на 16 единиц меньше введенного. В этом нетрудно
убедиться, если после проделанных вычислений с задуманными чис-
Рис. 6.46. Схема авгомата-отгадчика
лами проследить путь тока через переключатели при установке
числа — результата вычислений. Автомат питается от сети перемен-
ного тока. Цифровые индикаторы питаются пульсирующим током
после выпрямления диодом V2. Другой такой же выпрямитель на
диоде VI используется для питания обмотки реле К.1. На эту обмот-
ку напряжение подается через переключатель S3.1, если число
единиц в результате вычислений не превышает пяти. В реле должно
быть девять групп переключающих контактов. Можно использовать
несколько реле (например, три реле РЭС-22), соединив нх обмотки по-
следовательно и подобрав ток срабатывания резистором R2. Пере-
ключатели галетные на 11 положений, 52 типа 11П1Н н S1 типа
11П2Н.
Игра «Переправа». Алгоритм игры построен по старинной ло-
гической задаче о волке, козе и капусте, которых перевозчик дол-
жен перевезти на другую сторону реки в двухместной лодке так,
чтобы на берегу не оставались одновременно волк с козой или коза
с капустой.
Схема устройства, реализующего условия игры, показана на
рис. 6.47. Устройство состоит нз логического узла, выполненного
на микросхеме D1 (К155ЛА4), элементов коммутации S1—S5,
узла звуковой сигнализации на микросхеме D2 (К155ЛАЗ) и тран-
зисторе V3 (МП38). Питается устройство от батареи 3336Л и по-
требляет ток до 50 мА. Ситуация на переправе задается положением
переключателей S1...S4. С выхода переключателей при нажатой
кнопке S6 уровень «логического 0» подается иа входы микросхем
144
логического узла Dl.l, D1.2, D2.1, D2.2. Логический узел форми-
рует сигнал ошибки при возникновении опасной ситуации (на бе-
регу волк и коза или коза и капуста). В этом случае на выходе
элемента D1 или D2 появляется сигнал «логического 0» и засвечи-
вается один из светодиодов, сигнализируя об опасной ситуации^.
Одновременно подается уровень «логической 1» на разрешающий
вход генератора звуковой сигнализации, которую можно отключить
переключателем S5.
Сигнал с выхода генератора, собранного по схеме мультивибра-
тора, через усилитель мощности V3 поступает на динамическую го-
ловку В1. Уровень громкости регулируется резистором R6. Пере-
ключателем S6 можно исключить потребление энергии от источника
во время обдумывания ходов. Перед началом игры переключатели
S1—S4 должны находиться в положении, соответствующем ситуа-
ции, когда волк, капуста, коза и перевозчик находятся на одном
берегу реки.
На передней панели устройства нарисована река, у которой
установлены в ряд переключатели «Перевозчик», «Коза», «Волк»,
«Капуста». На противоположных берегах установлены светодиоды,
которые при загорании указывают, на каком нз берегов сложилась
аварийная ситуация. В углу панели расположены кнопка «Пере-
права» и тумблер отключения звуковой сигнализации.
Имитатор «Кукушка». Схема, имитирующая голос кукушки, пока-
зана на рис. 6.48. Она содержит задающий генератор, выполненный
на транзисторах VI и V2. На транзисторах V7 и V8 собраны гене-
раторы первого и второго тона кукушки. Генераторы управляются
формирователями напряжения смещения на транзисторах V3—V6.
Усилитель 34 собран на транзисторах V9 и V10. Питается устройство
от источника 9 В (например, батарея «Крона»), Конденсатор С16
служит для предотвращения самовозбуждения через источник пи-
тания. Включение питания осуществляется при поднесении магни-
та к герконовому контакту S1.
Детали. Транзисторы VI и V2 должны иметь статический ко-
эффициент передачи тока не менее 40; V3—V6 — не менее 20;
V7— V8 — не менее 90; V9—V1O — не менее 60. Выходной транс-
форматор — от любого транзисторного приемника с использова-
нием половины первичной обмотки, динамическая головка В! —
мощностью 0,1,,.0,5 Вт,
145
Налаживание имитатора начинают с генератора тока. Их чао
тоту устанавливают подбором конденсаторов С7, С8 и резистора
R13 для первого генератора и СЮ, СП, R18 —для второго. Гром-
Рис. 6.48. Схема имитатора «Кукушка»
Рис. 6.49. Схема генератора «Мяу»
подбором резистора R24. Продолжи-
подбирают конденсаторами С4, СЗ,
— подбором конденсаторов С/ и С2.
Генератор «мяу» (рис. 6.49) со-
держит низкочастотный генератор
прямоугольных импульсов часто-
той 0,2—0,3 Гц, который управ-
ляет синусоидальным генератором
600—800 Гц. Первый генератор
собран на транзисторах VI и V2
по схеме несимметричного мульти-
вибратора. Прямоугольные им-
пульсы, вырабатываемые этим ге-
нератором, через резистор R5 за-
ряжают конденсатор СЗ, который
кость звука устанавливают
тельность работы генераторов
а периодичность «кукования»
Рис. 6.5G. Структурная схема
генератора «Курица»
подает напряжение смещения на транзистор V3. На транзисторе
V3 собран /?С-генератор, который под воздействием управляющего
напряжения смещения вырабатывает Затухающие по амплитуде
колебания с частотой 800 Гц. Усилитель звуковой частоты собран
на транзисторе V4. Налаживание генератора сводится к подбору
146
конденсатора СЗ (для правильной имитации звука «мяу»), конден-
саторов С1 и С2 (для установки величины паузы между звуками),
резисторов R5 и R8 (для установки тембра звука), конденсаторов
С4, С5, резисторов R6 и R7 (для регулировки высоты тона). Источ-
ником звука служит телефонный капсюль типа ДЭМ-4М, ДЭМ1Й-1.
Детали. Трансформатор Тр1 — согласующий от любого
транзисторного приемника либо самодельный со следующими дан-
ными: первичная обмотка 450 X 2 витков провода ПЭЛ 0 0,04
(сопротивление постоянному току 700 Ом), вторичная обмотка —
100 витков провода ПЭЛ 0 0,23 (R — 2,3 Ом) на магнитопроводе
Ш4 X 8. Питание — батарея «Крона» напряжением 9 В.
Генератор «Курица» (рнс. 6.50 и 6.51) имитирует кудахтанье
курицы. Генератор содержит управляемый генератор звуковой
частоты ГЗЧ, выполненный по автотрансформаторной схеме на тран-
зисторе VII. Частота работы генератора 2—2,5 кГц определяется
Рис. 6.52. Схема «электронного
параметрами £С-контура н сопротивлениями резисторов R15
j> R17. Режим работы генератора по постоянному току задается ре-
зистором R14. Управляется генератор звуковой частоты мульти-
вибратором МВ2, работающим с частотой 4—5 Гц. Мультивибра-
тор MBJ, являющийся синхронизатором, дает разрешение на работу
А1В2 иодновременно производит коммутацию соответствующих эле-
ментов ГЗЧ, обеспечивая требуемое изменение частоты генерации
последнего, так как звуки «куд-куд-куд» должны быть по частоте
значительно ниже последующего звука «да-а-а». Для большего сход-
ства с криком курицы следующий цикл звуков «куд-куд-куд-да-а»
наступает после паузы 0,5—0,6 с, обеспечиваемой узлом паузы
<У/7, выполненным нй базе аналога однопереходного транзистора,
состоящего из кремниевых транзисторов V7 и V8.
Мультивибраторы МВ1 н МВ2 выполнены по аналогичным
схемам на транзисторах V2, V3 и V5, V6 и отличаются только вре-
мязадающими элементами. Выходы мультивибратора МВ1 для
устранения влияния нагрузки на его частоту включены через эмит-
терные повторители на транзисторах VI и V4. Усилитель 34 выпол-
нен по бестрансформаторной схеме на транзисторах V14—V18
и обеспечивает выходную мощность до 0,5 В г на нагрузке 6 Ом
при токе покоя 20—25 мА. Цепь R18 СП СЮ представляет собой
фильтр низших частот.
Соотношение длительности звуков «куд-куд-куд» н «да-а-а»
выбирают подбором резистора R3, длительность отдельного звука
«куд» регулируют резистором R9, частоту н тембр звучания прн
неизменных С7 и С8 устанавливают резистором R17, величину па-
узы регулируют подбором резистора R11. Соотношение громкостей
звуков *куд-куд-куд» и «да-а-а» получают подбором емкости СИ.
148
Детали. Транзисторы VI, V4, V8, V14, V16 типа КТ315А
V2 V3 V5,V6, VII типа МП38А, V7 типа МГЦ 16; диоды V9 типа
П9Б- V10, V12 типа Д7Б; V13 типа Д106; V15 типа МП140А; V17
типа’ ГТ404В; V18 типа ГТ402В. Транзисторы МП38А можно за-
менить на МЦ37А; КТ315А — на Кт315, КТ312-С любым индек-
сом или на МП111, МП113; МП40А—на МП41А, МП42А, Б;
дот 16 — на МП114, МП115. Все постоянные резисторы в схеме
типа МЛТ-0,125 (R25 типа МЛТ-0,5), электролитические конденса-
торы типа КбО-6, конденсаторы С6-С8, СЮ, КМ-6. Трансформа-
тор у/ — выходной от любого транзисторного радиоприемника.
и «Электронный' соловей» — устройство Имитирует голос соловья
(рис. 6.52), содержит четыре взаимосвязанных мультивибратора.
Генератор на транзисторной сборке V3 позволяет вырабатывать
колебания высокой частоты (V3.1, V3.2), которые усиливаются с по-
мощью V3.3 п усилителя 34, собранного на транзисторах V6—V9.
соловья»
Сигнал воспроизводится динамической головкой В1. Работой ге-
нератора управляет мультивибратор иа транзисторной сборке
V2 (V2.3, V2.4), который формирует колебания с частотой 5 Гц.
Этот генератор имитирует частое «щелканье». Мультивибратор на
транзисторах УЗ. 1— V3.2 работает, когда транзистор V2.4 закрыт.
Когда этот транзистор открывается, то база V3.2 оказывается со-
единенной с общим проводом, н колебания первого мультивибрато-
ра срываются. Мультивибратор на транзисторах V2.3, V2.4 управ-
ляется мультивибратором с частотой 1 Гц на транзисторах V1.4
и V2.1. В свою очередь этот мультивибратор управляется также
мультивибратором VI.1, VI.2, который формирует колебания
с периодом следования 6...8 с. На транзисторах VI.3 и V2.2 собраны
усилители импульсов управляющих мультивибраторов.
Таким образом, с помощью цепочки из четырех мультивибра-
торов формируется полная «трель соловья», начинающаяся оди-
ночным пощелкиванием, с переходами В чистый свист, который за-
канчивается быстрым переливом.
Детали. Транзисторные сборки 2НТ172 можно заменить тран-
зисторами Типа КТ312, КТ315 с любым буквенным Индексом.
В стабилизаторе напряжения на V5 и усилителе 34 можно ис-
пользовать транзисторы МП39—МП42 (V5, V6, V9), МП37 и МП38
(V7, V8). Резисторы типа МЛТ-0,125 (МЛТ-0,25); конденсаторы
типа К50-6
Налаживание сводится к подбору конденсаторов в мульти-
вибраторах, коррекция «трелей» осуществляется в мультивибраторе
на V1.1 и VI .2 путем подбора резисторов в базовых цепях R2 и R3.
Питается устройство от батареи «Крона» напряжением 9 В.
14J
6.4. ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Во многих электромузыкальных инструментах (ЭМИ) управ-
ление высотой тона чаще всего производится бесконтактно с исполь-
зованием музыкального грифа (в гитарных синтезаторах) или с по-
мощью клавишей или кнопочной клавиатуры. Одним из первых
электромузыкальных инструментов стал терменвокс, который и сей-
час пользуется популярностью.
Термеивокс. Схема (рис. 6.53) предложена Л. Королевым.
Он содержит: штыревую антенну W1', неуправляемый генератор
постоянной частоты 90 кГц (генератор на транзисторе у! выпол-
нен по схеме с емкостной обратной связью); управляемый генера-
тор (на транзисторе V2 по аналогичной схеме); контур формирования
тембра L5C13', усилитель (V5); детектор (V6); двухступенчатый
манипулятор (диоды Vll, УД?) н транзистор V15; формирователь «ата-
ки» и «затухания» звука (выполнен на резисторах R28—R33, кон-
денсаторах С24—С26 и диодах V16 и VI7); педальный регулятор
громкости (R34).
Принцип работы терменвокса основан на том, что при смеши-
вании иа нелинейном элементе сигналов двух генераторов па выходе
такого элемента можно выделить сигнал разностной частоты (бие-
ния). При расстройке одного из генераторов частота биений изменя-
ется соответственно величине расстройки. В терменвоксе расстройка
частоты биений в пределах звуков музыкальной шкалы достигается
поднесением к аитение руки исполнителя музыки. При этом управ-
ляемый генератор изменяет свою частоту от 90,016 до 94 кГц
вследствие изменения емкости антенного контура. Чем ближе подно-
сится рука к антенне, тем больше отличаются частоты генераторов
и тем выше частота звука. Контур L2C8 индуктивно связан с вход-
ным контуром, образованным катушками L3, L4 и емкостью антенны
W1. Степень связи этих контуров определяет диапазон применения
звуковых частот инструмента. Напряжение биеипй выделяется на
контуре формирования тембра L5C13 и лежит в пределах 16...
...4000 Гц. Конденсатором С13 контур можно настраивать на высшие
гармоники сигналов генераторов. В положении максимальной ем-
кости конденсатора на контуре присутствуют только первые гар-
моники сигнала, а в других положениях — также высшие гармони-
ки. Для развязки генераторов н исключения шунтирования контура
L5C13 используют резисторы R5 и R1O. На транзисторе V5 выпол-
нен усилитель сигнала биений. Для подъема частотной характери-
стики в области частот высших гармоник служит конденсатор С15.
Сигнал биений детектируется на триодном детекторе V6, п полу-
ченные в результате детектирования основной тон и соответствую-
щие обертоны поступают на манипулятор, который обеспечивает
надежное запирание (не хуже — 60 дБ), что достигается примене-
нием двойной ступени затухания: первой — на диодах Vll, V12
и второй — на транзисторе V15.
Включается манипулятор кнопкой S1. Когда кнопка S1 не
замкнута, на диоды VII н V12 напряжение не поступает и они закры-
ты. При этом сигнал на выходе манипулятора отсутствует. При за-
мыкании кнопки на диоды поступает открывающее их напряжение
и на базе транзистора V15 появляется звуковой сигнал. Резисторы
R22, R24, R26 и транзистор V15 образуют мост, в одну диагональ
которого включена первичная обмотка выходного трансформатора
Т1, а в другую через устройство формирования «атаки» и «зату-
хания» звука при замыкании кнопки S1 подается напряжение от
стабилизированного источника питания, собранного иа транзисторе
150
StK*iSB
Рис. 6.53. Схема термеНЕОКСа
V13. Есди мост сбалансирован, ток коммутации не проходит по пер-
вичной обмотке трансформатора Т1, и сигнал на выходе манипуля-
тора отсутствует. Балансируют мост резистором R26, «Атака»
н «Затухание» звука формируются за счет разных длительностей
нарастания н спада напряжения, формируемых /?С-цепями, постоян-
ная времени которых регулируется резисторами R31 и R32. Время
«Затухания» можно увеличить, подключив параллельно емкости С25,
конденсатор С26, выключателем S3. Этот режим служит для имита-
ции звука гавайской гитары.
Питается терменвокс от стабилизированного источника, выпол-
ненного по схеме параметрического стабилизатора на транзисторе
V13 и стабилитроне V14. Потребляемый ток достигает 100 мА.
Детали, применяемые в терменвоксе, малогабаритные, стан-
дартные. Самодельными являются лишь катушка и трансформаторы.
Катушки LI, L2 выполнены на каркасах из эбонита, полистирола
либо фторопласта: наружный диаметр 7 мм, высота 33 мм. На рас-
стоянии 8...10 мм от основания на каркасах для намоткн катушек
установлены по две щечки, расстояние между которыми 9 мм.
Внутренний диаметр каркаса зависит от диаметра имеющегося сер-
дечника, необходимого для грубой настройки катушек. Катушка
L3 наматывается на каркасе с двумя щечками. Наружный диа-
метр каркаса 9 мм, щечек — 28 мм, расстояние между щечками
5 мм. Внутренний диаметр каркаса ориентировочно равен 7 мм и за-
висит от диаметра ферритового сердечника. Данные трансформато-
ров и катушек индуктивности приведены в табл. 6.1.
6 1. Дачные трачсформатэраа и катушек индуктивности
Обозначение по с х е . е Число витков Диаметр провода пгш I Индук- ТИГНОСТЬ, N Гн Сердечник
L1 450 0,12 1,1 СЦГ-1, соонн
L2 450 0,12 1,1 58 СЦГ-1, 600НН
L3 До заполне- 0,12 СЦГ-1, 600НН
L4 ния каркаса 35Э 0,12 27 1500НМЗ Б18*
L0-.
1—2 12 0,23 1,5 1500НМЗ Б18*
2—3 55 0,23 30
Т1:
1—2 1450 0,08 — 2000НМ1 Б36**
3—4 2320 0,08 —
Т2:
3—2—1 1270 +930 0,23 — Сталь трансформа-
4—5 136 0,17 0,64 — торная Ш16Х31
* Внутренний зазор 0,1 мм.
** Без зазора.
Конденсатоы С1—С4, С8—С10 типа КСО, остальные любого
типа; транзисторы VII и V12, диоды V16, V17, V10, VII должны обла-
дать по возможности близкими параметрами. Резистор педального
152
регулятора громкости н переменные резисторы R31 и R32 типа
СП группы В, резистор R26 типа СП или СПО-1. Антенна — теле-
скопическая от транзисторного радиоприемника.
Налаживание терменвокса сводится на первом этапе к установ-
ке режимов транзисторов по постоянному току. На втором этапе
настраивают контуры генераторбв сердечниками L1—L3, наблю-
дая фигуры Лнссажу на экране осциллографа, подключенного
к коллектору транзисторов VI, V2 через резистор 100—300 кОм. За-
тем, заменив антенну эквивалентной емкостью (10—15 пФ), катуш-
ку связи устанавливают на расстоянии 3 мм от контурной катушки
и, вращая сердечники катушек L2 и L3, добиваются совпадения
частот генерации обоих генераторов. Тракт формирования тембра
настраивают следующим образом: при максимальной емкости кон-
денсатора С13 к коллектору транзистора V5 подключают осцилло-
граф и, подстраивая сердечники катушек L2 и 1.3, устанавливают
разностную частоту генераторов 300 Гц. Затем, перестроив контур
L5C13 (конденсатором С13) на вторую гармонику генераторов, под-
бирают резистор R17 так, чтобы амплитуда напряжения на выходе
детектора составляла 0,3 В.
Установив конденсатор С13 в-положение максимальной емко-
сти, сердечником L5 устанавливают амплитуду на выходе детектора
0,3 В. После этого осциллограф подключают ко вторичной обмотке
трансформатора Т1 и резистором R26 производят балансировку
моста по минимуму переходных процессов при манипуляции для
наиболее крутых фронтов нарастания и спада сигнала на конденса-
торе С24. Заключительным этапом налаживания является оконча-
тельная настройка генераторов. Антенну подключают к гнезду и,
регулируя связь между катушками L2 н L4, подстраивают частоту
контуров, устанавливая частотный диапазон инструмента в преде-
лах 4,5—5 октав. Для озвучивания помещений к выходу термеи-
вокса необходимо подключить усилитель 34 с входным сопротив-
лением не менее 250 кОм.
При игре на терменвоксе правую руку приближают и удаляют
от антенны, левая рука при этом должна иметь контакт с металли-
ческим корпусом инструмента. При совпадении частот генерато-
ров колебания должны срываться. Об этом свидетельствует сначала
резкое повышение частоты звука, а затем его исчезновение. Регу-
лируя высоту^аитенны, добиваются, чтобы срыв колебаний наступал
при поднесении к антенне правой руки на расстоянии нескольких
миллиметров.
Значительно улучшить звучание электрогитары позволяют тем-
брообразующие устройства, использующие нелинейные искажения
сигнала. Эти устройства частотно-независимы, т. е. одинаково пре-
образуют звук, взятый в любой октаве, не меняя его частоты. Однако
при этом игра аккордами становится невозможной, так как спектр
выходного сигнала «засоряется» комбинационными частотами и ста-
новится близким к шумоподобному. Обогатить тембр электрогитары
помогают устройства, позволяющие получать фаз-эффект, орган-
ный эффект, эффект компрессии.
Фаз-приставка позволяет расширить спектр сигнала электро-
гитары, сузить динамический диапазон звука гитары, формировать
выходной спектр, который зависит от амплитуды входных колеба-
ний. Это дает возможность выделять гитарный звук в звучании дру-
гих инструментов и придает ему «выпуклость», «тягучесть», харак-
терные для компрессионных систем.
Схема фаз-устройства показана на рис. 6.54. Устройство вы-
полнено на базе логарифмического усилителя. За счет нелинейной
153
зависимости сопротивления диодов V3, V4, включенных в цепь от-
рицательной обратной связи, достигается эффект компрессии сигна-
ла, т. е. снижение усиления сигнала при увеличении его амплитуды.
Приставка выполнена на двух транзисторах типа КТ342В. Чув-
ствительность приставки регулируют изменением глубины обратной
связи резистором R6. Сжимая динамический диапазон, такое уст-
Рис. 6.54. Схема фаз-устройства на основе логарифмического усили-
теля
ройство увеличивает уровень прослушиваемых помех, что является
его недостатком.
От этого недостатка свободны фаз-приставки, преобразующие
синусоидальное напряжение в прямоугольное (рис. 6.55). Звуча-
ние подобных устройств отличает органный эффект и малый уровень
шумов, так как транзисторы в этом случае работают в ключевых
режимах. При воздействии на вход такого устройства синусоидаль-
Рис. 6.55. Схема фаз-устройства с повышенной помехоустой-
чивостью
ного сигнала на выходе формируются прямоугольные импульсы
с постоянной амплитудой. Устройство (рис. 6.55) содеожит линей-
ный усилитель звуковой частоты, выполненный на транзисторах
VI—V4, и формирователь на транзисторах V5, V6. Формирователь
выполнен по схеме двухкаскадного усилителя, охваченного глубо-
кой положительной обратной связью через резистор R10. Состояние
формирователя определяется уровнем входного напряжения. В от-
сутствии сигнала на входе транзистор V5 открыт, a V6 заперт. При
превышении входным сигналом некоторого порогового значения,
определяемого переменным резистором R10, транзистор V5 запира-
ется, a V6 открывается, прн этом входное сопротивление транзи-
154
стора V5 резко увеличивается, н усиление предусилителя соответ-
ственно возрастает.
При шунтировании резистора R12 конденсатором С6достигает-
ся эффект плавного нарастания амплитуды сигнала на выходе 2.
По мере заряда конденсатора С6 на выходе 2 формируется прямо-
угольное напряжение с экспоненциально нарастающей амплитудой.
Изменяя емкость С6, можно регулировать длительность сформиро-
ванной фазы атаки.
Если осуществлять сжатие динамического диапазона звука
без существенного увеличения нелинейных искажений, то звуча-
ние электрогитары можно сделать более «тягучим» и эффектным.
Такого эффекта можно достигнуть прн использования компрес-
сора (рис. 6.56). Устройство содержит усилитель с переменным коэф-
фициентом усиления, выполненный на транзисторах VI—V4. Его
V2
ктозм
КТМ25
СЗ л
гоиевов
11 ТКи.
гонгов
18к даН
ЗВОк
м п к*
ж|| кттмLlw
•Ь Vf
z
Юин’т
С2'^\
ДОмкЧОВ J-
Ч кз*
m
Sk
+27В
\ВЮ
\CS1mip20B
ФН
V7
ДЭВ
%2к\
JV5
\Ш№Г
2\vs
\680 ДЭВ
СВ
!ик*Ш
Рис. 6.56. Схема компрессора для электрогитары
коэффициент усиления уменьшается с увеличением амплитуды
входного сигнала из-за шунтирования резистора R2 каналом поле-
вого транзистора V2 в цепи отрицательной обратной связи усили-
теля. Транзисторы V3 и V4 обеспечивают усиление сигнала, посту-
пающего на усилитель мощности, а также на схему управления ре-
жимом транзистора V2. После усиления транзистором V5 сигнал
поступает на детектор с удвоением напряжения. Детектор выполнен
на диодах V6, V7 н используется для управления сопротивлением
канала транзистора V2, что стабилизирует амплитуду входного на-
пряжения. Следует отметить, что качество работы фаз-устройств
можно существенно повысить, если с помощью октавных (лучше
полуоктавных) полосовых фильтров произвести фильтрацию сиг-
нала в диапазоне воспроизводимых частот.
К выходам фильтров подключают фаз-устройства или компрес-
соры, выходные сигналы которых суммируют, а затем воспроизво-
дят. При этом существенно уменьшается вклад интермодуляцион-
ных составляющих сигнала даже прн воспроизведении аккордов.
«Вау-приставка» автоматически формирует «вау-эффект» дли-
тельностью 0,1... 1,5 с только один раз при каждом щипке струны.
«Квакающий» характер звучания электрогитары («вау-эффект»)
создается подъемом коэффициента усиления приставки в узкой по-
лосе частот 0,5—1,5 кГц. Среднее значение такой полосы может
плавно изменяться, Приставка (рис. 6.57) имеет помимо автомати-
155
ческого и обычное управление (ножной педалью). Входное напря-
жение должно быть не менее 40 мВ.
На транзисторах V3, V6 собран управляемый /?С-фнльтр.
Сигнал от электрогитары, усиленный транзисторами VI н V2,
после выпрямления с удвоением напряжения диодами V4 и V5
подается на вход ждущего мультивибратора V7, V8 и запускает
его. В результате этого на коллекторе транзистора V8 формируется
нмпульс амплитудой 1,2 В и длительностью 0,1 с, который поступа-
ет на базу регулирующего транзистора фильтра V10 и изменяет его
сопротивление, а в результате и частоту квазнрезонанса управля-
емого фильтра. Переход с автоматического режима на управление
педалью осуществляется переключателем S1. Переключатель S2
+Я5
«1
20я\
Вход
VS
75к
US’
,22
(И*
jg./
ЙД7 hw
фи»!
VS
Ч...ЗВ
И7
№
2Дк
72
IW
\62и
c?_L
йй’Ял
фр
) US
П 721
J*l
п, VS, VtO КТ301Е
Vf, V2 ИЙМ
V7tVB МП37
n,vs,va дэв
СЮ ,,Wmk45B
2,5B.Педаль
ШЮ
m
HtIF-
ЮинЧОВ
|Я»
/йг
hwz
И 2,7*
211
ЮОн
f!S
tK
tL
011 Wurffi Sm,-1S8
т
ИигЧИ
Рис. 6,57. Схема «вау-приставки»
подключает дополнительную емкость С14, благодаря чему увели-
чивается время действия эффекта.
Налаживание приставки начинают в положении переключа-
теля S1 «Педаль». Резистором R5 устанавливают напряжение иа
эмиттере транзистора V6, равное 4...5 В. В режиме «Авто» резисто-
ром R2 устанавливают чувствительность приставки н подбирают
конденсатор С6.
«Бустер-приставка». Английское слово «бустер» обозначает
«ускоритель», «умощннтель». Бустер ускоряет нарастание атаки
звука прн ударах по струнам электрогитары, он как бы уменьшает
время, необходимое для достижения звуком своего максимума.
Получить этот эффект можно двумя способами. Первый заключа-
ется в подъеме самых высоких частотных составляющих или в подав-
лении низкочастотных составляющих звука путем уменьшения ем-
кости переходных конденсаторов С2 и СЗ (рис. 6.58).
Второй способ заключается в применении регулируемого дели-
теля напряжения (рис. 6.59). Такой делитель напряжения, предло-
женный В. А. Васильевым, состоит из последовательно соединенных
резистора R2 н фсторезистора R1. При сопротивлении R2 2> R1
сигнал с датчика электрогитары делится обратно пропорционально
156
отношению сопротивлений резисторов R2 и R1. На транзисторах
у] и V2 собран усилитель звуковой частоты, который усиливает
напряжение бросков входного сигнала. Напряжения бросков после
усиления детектируются диодом V5, а полученное постоянное на-
пряжение усиливается транзисторами V3 и V4 и используется для
модуляции по яркости маломощной лампы накаливания Н1, которая
находится с фоторезистором в одном светонепроницаемом корпусе.
При отсутствии напряжения на
выходе детектора V5 не образуется
потенциал, запирающий транзистор
V3. В результате этого на коллекто-
ре этого транзистора имеется напря-
жение около 0,3 В, н ток тран-
зистора V4 малый и недостаточен
для свечения Н1. При этом фото-
Рис. 6.58. Схема « Вустер-приставки»
с подавлением низкочастотных состав-
ляющих звука
резистор R1 имеет сопротивление в несколько сотен килоом
и на выходе схемы 2 будет малый уровень звукового сигнала,
составляющий примерно одну десятую от уровня входного сигнала.
С появлением напряжения бросков транзистор V3 начнет подзапи-
раться, а это вызовет увеличение коллекторного тока V4 и увеличе-
ние яркости свечения Н1. Сопротивление фоторезистора уменьшит-
Рис. 6.59. Схема «Вустер-приставки» с регулируемым делителем
напряжения
ся до нескольких килоом, н иа выходе 2 увеличится уровень звуко-
вого сигнала примерно до уровня входного. В зависимости от пара-
метров фоторезистора с помощью переменного резистора R2 долж-
на производиться установка первоначального коэффициента деления
сигнала. В ходе исполнения музыкального произведения скорость
атаки звука устанавливается с помощью переменного резистора
R3. Фоторезистор может быть типа ФСК-1.
Налаживание приставки сводится к установке требуемых ре-
жимов по постоянному току, которые подбираются резисторами R3
Для VI, R6 для V2, R8 для V3 и V4. Переменным резистором R2
устанавливается желаемый уровень ослабления медленноменяюще-
157
гося сигнала. Регулировкой переменного резистора R6 подбирают
необходимое время атаки резких звуков.
«Лесли-приставка», сконструированная Дональдом Лесли еще
несколько десятилетий назад, представляла громкоговоритель,
в котором динамическая головка с помощью электродвигателя вра-
щалась поперек своей акустической оси. В результате этого фаза
ввуковых колебаний в точке приема периодически изменялась, соз-
давался эффект, напоминающий частотное вибрато, но имеющий
объемность и сочность звучания. Такое вибрато часто называют
фазовым. Можно создать и электронные устройства, имитирующие
«Лесли-эффект» и не содержащие движущихся частей.
Af~A6 ККОУДгА; V1...V4 KTJ2S6 R27 Лк +«В
*SB
Рис. 6.60. Схема «Лесли-при-
ставки»
Электронные «Лесли-пристав-
ки» воздействуют на сигнал до
общего усилителя инструмента, в
го время как механические — на
музыкальный сигнал на выходе
ЭМИ. Работают электронные «Лес-
ли-приставки» по принципу регулирования времени задержки сиг-
нала. Линией задержки управляет вибрато (генератор инфранизкой
частоты). В результате этого фаза воспроизводимого сигнала на
выходе приставки получается промодулированной частотой вибрато.
Такой сигнал смешивается с исходным и поступает на выход ЭМИ.
Схема «Лесли-приставки» (рис. 6.60) выполнена на шести опе-
рационных усилителях и двух транзисторах. Схема воспроизводит
сигнал в полосе частот 16...30 000 Гц при максимальном изменении
фазы на частоте 400 Гц — ие менее 90 ° и при коэффициенте передачи
около 1.
На микросхеме А1 собран буферный каскад. Линия задержки
выполнена на операционных усилителях АЗ—А6 типа К140УД2А.
Ко входу операционных усилителей АЗ—А6 подключены регу-
лируемые фазосдвигающие цепи (С7 R7,...C18 R26). Сдвиг фаз в
пределах до 22° регулируют транзисторами V1....V4, которые под-
ключены параллельно резисторам фазосдвигающих цепей. Эти
транзисторы (VI— V4) управляются генератором инфразвуковой
частоты, собранном На микросхеме А2. Частота генератора плавно из-
меняется резистором R14, а амплитуда — резистором R8. Это позво-
158
КлаНиатура
Рис. 6.61. Схема простой ЭМИ
дяет регулировать «глубину» эффекта, Преобразованный сигнал
смешивается с исходным на выходе приставки.
Детали. Конденсаторы типов К53-4, КЮ-23, КМ. Транзисто-
ры — любые кремниевые структуры п-р-п с р > 100. Питание при-
ставки — от двух батарей «Крона», соединенных последовательно.
Налаживание приставки сводится к подбору резистора R3 так,
чтобы при входном сигнале частотой 400 Гц изменение фазы на вы-
ходе линии задержки было монотонным и превышало 90°. Подбо-
ром конденсатора С13 и резистора R14 добиваются, чтобы частота
генератора на микросхеме А2 изменялась в пределах 0,1...8 Гц,
«Глубину» эффекта регулируют изменением амплитуды управляюще-
го напряжения с помощью переменного резистора R8.
Простой ЭМИ. Схема инструмента (рис. 6.61) выполнена на од-
ной микросхеме К155ЛАЗ или К1ЛБ553 и имеет музыкальный диа-
пазон—две октавы от идо» пер-
вой октавы до «си» второй
(частоты от 260 до 988 Ги).
Игра производится при помо-
щи щупа. На трех элементах
микросхемы «2И—НЕ» (выво-
ды 1—3, 4—6, 8—10) собран
перестраиваемый генератор то-
на, а на четвертом (выводы И—
13) совместно с трансформато-
ром Т1 — усилитель мощности.
Частота генератора тона
определяется емкостью конден-
сатора С1 и величиной сопро-
тивления резистора, к выводу
которого прикоснулся щуп.
Конденсатор С1 выбирают с
возможно меньшим током утеч-
ки (например, К53-1), резисторы типа МЛТ-0,125 или МЛТ-
0,25. Сопротивление резистора R1 не более 1,8 кОм, а резистора
R24 — более 300 Ом, сопротивления промежуточных резисторов
подбирают опытным путем при наладке ЭМИ.
Детали. Выходной трансформатор Т1 типа ТВ-12 или от лю-
бого малогабаритного транзисторного радиоприемника. Динами-
ческая головка типа 0,1 ГД-6.
Настройку ЭМИ начинают с подбора резистора R1, подключив
вместо него переменный резистор около 2 кОм. Затем щупом кгса-
ются крайней левой клавиши и, пользуясь пианино или баяном,
с помощью переменного резистора настраивают генератор на часто-
ту, соответствующую ноте «до» первой октавы. Затем омметром
измеряют сопротивление переменного резистора и заменяют его
резистором илн несколькими резисторами такого же номинала.
Аналогичным образом подбирают другие резисторы R2...R21.
Чтобы стабилизировать частоты звучания ЭМИ, его схему следует
питать от стабилизированного источника напряжения.
6.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ ДЛЯ РАЗРАБОТЧИКОВ
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ САМОДЕЛОК
При изготовлении радиотехнических устройств в любительских
условиях необходимо разработать принципиальную схему, выпол-
нить макетирование, изготовить печатную плату и корпус, устано-
вить детали на плату, налаживание и др.
159
Прн разработке принципиальной схемы прежде всего изуча-
ют схемы подобных устройств или отдельных узлов п по возможности
их используют. Макетирование начинают с составления перечня
необходимых деталей, подбора деталей и их подготовки к монтажу.
Окисленные выводы деталей следует зачистить при помощи учени-
ческой резинки. Провода в эмалевой изоляции во избежание их
повреждения удобно облужпвать на таблетке аспирина или кусоч-
ке полихлорвинила. Обмотки трансформатора удобно наматывать
при помощи ручной дрели. Для крепления катушки изготовляют
деревянную вставку с двумя металлическими щечками, стянутыми
через катушку болтом. Этот болт закрепляют в патроне дрели. На-
мотку тороидальных трансформаторов производят при помощи
шпульки, свободно входящей в отверстие сердечника. Шпульку
изготовляют из стальной проволоки, концы которой изогнуты по
форме цифры 4. Удобный способ намотки тороидальных трансформа-
торов предложил С. Шаповалов. Отрезок поливинилхлоридной труб-
ки длиной в 10—15 длин среднего витка тороидальной обмотки раз-
резают вдоль и, продев в отверстие сердечника, сваривают встык
концы трубки. В образовавшийся тороидальный желоб наматы-
вают необходимое количество провода. Затем, закрепив конец
провода на тороидальном кольце, выполняют иамотку катушки
трансформатора.
Для закрепления выводов катушки из гетннакса нлн стекло-
текстолита вырезают кольцо, диаметр которого соответствует диа-
метру тороидального трансформатора. По периметру кольца укреп-
ляют стойки-выводы (длиной 20...25 мм) из медного луженого про-
вода. Кольцо крепят к трансформатору лакотканью илн клеем.
Кольцо можно изготовить и из фольгированного стеклотекстолита,
вытравив предварительно в фольге контактные площадки.
Для ускорения иамотки ферритовых колец их разламывают
на две половинки и после намотки обмоток полукольца склеивают
клеем БФ-2. В клей добавляют порошок из толченного в ступке
аналогичного куска феррита.
Макетирование удобно выполнять иа плате (макетнице) из
фольгированного стеклотекстолита толщиной 2—2,5 мм, предвари-
тельно порезав фольгу на квадратные площадки 6X6 — 7X7 мм,
оставив по краям две полоски-для шин питания. На фольгированные
площадки припаивают выводы деталей, соединяя их проводниками.
Монтаж микросхем и полупроводниковых приборов желатель-
но проводить низковольтным малогабаритным паяльником. При его
отсутствии можно изготовить насадку на паяльник диаметром 3 мм.
При пайке пользуются флюсом с малой проводимостью, например,
спиртоканифольным илн чистой канифолью. В качестве бескислот-
ного флюса для пайки можно использовать сиккатив канифольный,
который используется как катализатор для ускорения высыхания
масляных красок. Применение кислотных флюсов недопустимо,
так как при этом образуется проводящий слой между проводниками.
После монтажа элементов устройства на макетнице выполняют
его наладку, которая сводится к проверке правильности монтажа и
к установке желаемых режимов работы элементов. Затем приступают
к изготовлению печатной платы. Рисунок печатной платы с устанав-
ливаемыми на ней деталями выполняется сначала на миллиметровке.
Детали, выделяющие большое количество тепла, размещают по
возможности на значительном расстоянии от полупроводниковых
приборов и других деталей, которым' нежелателен нагрев. В усили-
тельных! устройствах во избежание нежелательной обратной связи
входные каскады располагают как моЖнб дальше от выходных.
160
Рисунок печатной платы наиболее просто изготовить химическим
способом. Для этого на обезжиренную заготовку фольгированного
стеклотекстолита переносят с миллиметровки через копировальную
бумагу рисунок печатных проводников и обводят его нитрокраской,
нитролаком, клеем. Рисунок на стеклотекстолйте обводят при по-
мощи медицинской иглы, стеклянного рейсфедера, пишущего узла
от шариковой авторучки. Удобно пользоваться стержнем от шарико-
вой авторучки, конец которого размягчен в пламени спички и вы-
тянут до нужного диаметра. Хорошие результаты получаются при
использовании пекового лака (скорость высыхания его намного
ниже, чем нитролаков).
После высыхания защитного состава заготовку погружают
в травильный раствор хлорного железа. Можно применять и другой
раствор: одну часть 30 %-ной
перекиси водорода разбавляют У| Т Г"
в одной части соляной (сер- гА.____________________
ной) кислоты и добавляют две “ \
части воды. Травление можно
проводить и со слабым раство-
0\______II 1111
Ш 0J 05 1 2 3 И/Ь,
Рис. 6 62. Зависимое 1Ь допустимого напряжения между двумя про-
водниками от расстояния 6 между ними
Рис. 6.63. Зависимость коэффициента К от ширины проводников b
и расстояния между ними d
ром азотной кислоты. Работать с кислотами необходимо на откры-
том воздухе или в вытяжном шкафу. С вытравленной платы рас-
творителем смывают лак, а печатные проводники залуживают мяг-
ким припоем.
При отсутствии сверла сверление отверстий малого диаметра
можно проводить с помощью иглы для швейных машин, у которой
обломан кончик по отверстие, а новый конец заточен, как у сверла.
После изготовления печатной платы переходят к монтажу эле-
ментов.
Конструирование печатных плат. Очень часто хорошо работа-
ющее радиотехническое устройство, выполненное на макетнице,
перестает работать после изготовления его на печатных платах.
Разработаны рекомендации, которые следует учитывать при
изготовлении плат с печатным монтажом. Для такого монтажа ха-
рактерно то, что ширина проводника значительно больше его тол-
щины. Большая поверхность проводников и хороший контакт
с изоляционной основой обеспечивают их интенсивную теплоотдачу.
Это дает возможность пропускать через проводник ток с плотностью
20—30 А/м2. При этих условиях замечается слабый нагрев провод-
ника. Допустимое рабочее напряжение между двумя соседними
проводниками в зависимости от расстояния между ними можно
определить по графику (рис. 6.62).
6 7-34 161
Активное сопротивление проводника вычисляют по формуле
Я = р(//5),
где р — удельное сопротивление (для меди р = 0,0175 Ом м);
I — длина проводника, м; S — сечение проводника, мм2.
Между двумя параллель-
расположениыми провод-
существует емкость,
можно вычислить по
С = Д7е, где С —
пФ; К — коэффи-
4-4
а
4<4А
.4... а . 4
УШШШ
но
никами
которую
формуле
емкость,
S
Рис. 6.64. Расположение проводников:
а — на односторонней плате проводников с одинаковыми размерами; б— на од-
носторонней плате проводников с различными размерами; в — на двусторонней
плате проводников с одинаковыми размерами; г — на двусторонней плате про»
водников с различными размерами, д — на односторонней плате проводников с эк-
раном
циент, зависящий от отношения расстояния между проводника-
ми d к ширине проводников Ь; е — диэлектрическая проницае-
мость среды, заполняющей пространство между проводниками;
I — длина проводника, см, в пределах которой учитывается меж-
проводниковая емкость.
Коэффициент /( можно определить по графику на рис. 6.63,
в зависимости от расположения проводников на плате (рис. 6.64).
Для схем рис. 6.64, а и б,
когда силовые линии электри-
ческого поля проходят через
воздух и изоляцию на пла-
те, диэлектрическую проница-
емость определяют по выра-
жению
е = (1 + ед)/2,
где ед— диэлектрическая про-
ницаемость изоляции платы,
на которой расположены пе-
чатные проводники; для гети-
накса 8Д= 4.ч. 6, для стек-
лотекстолита 8Д= 3...5.
Емкость, а также гальва-
Рис. 6.65. Зависимость индуктв-
иссти проводника от ширины
нические связи между двумя
параллельными проводниками, расположенными с одной стороны
платы, уменьшаются, если между ними установить третий заземлен-
ный проводник (экран), как показано на рис. 6.64,3. Проводник на
печатной плате имеет индуктивность, которая зависит от его длины,
ширины и толщины. Зависимость индуктивности прямого проводни-
ка толщиной 0,05 мм и длиной 1 см от ширины b показана на рис.
162
6.65. Между двумя параллельно расположенными проводниками
кроме емкости существует и взаимная индуктивность. Для фольги-
рованной платы (рис. 6.64,а) взаимная индуктивность
/ 2/ \
М = 21 (1Пр— 1 ,
где Л1 выражено в 10“9Гн; I — длина проводника, см; D — d + 6j—
расстояние между проводниками, см.
Пример 1. Два параллельных проводника имеют ширину b =
— 2 мм, расстояние между ними d = 1 мм и длина I = 8 см. Одни
из проводников включен на входе усилителя с коэффициентом уси-
ления 100 и входным сопротивлением /?х= 1000 Ом. По другому
проводнику течет переменный ток с частотой f = 50 кГц и напря-
жением U = 3 В при нагрузке 200 Ом. Диэлектрическая про-
ницаемость изоляционных материалов на плате ед= 5. Реальная
диэлектрическая проницаемость в = (1 + ед)/2 = 3. По графику на
рис. 6. 63 находим К = 0,17. Определим емкость С = Kle, = 4,08 пФ,
Хс — IftsifC » 780 000 Ом, а наводимое на вход усилителя напряже-
ние помехи
Un = + /?2) « 0,004 В.
Следовательно, имеющееся на входе усилителя переменное на-
пряжение 0,004 В усилится в 100 раз и на выходе усилителя по-
явится напряжение с амплитудой 0,4 В. В большинстве случаев
это напряжение является нежелательным. Взаимная индуктивность
между двумя проводниками 44 = 63 мГн. Тогда от проводника,
по которому протекает ток, на входе усилителя наводится напряже-
ние
Un = « 0,0003 В,
Пример 2. Печатный проводник шириной 2 мм и длиной 10 см
подключен к точке с напряжением U = 6 В и частотой f = 5 X
X 10вГц. Другой проводник подключен ко входу усилителя с вход-
ным сопротивлением R = 500 Ом. По графику на рис. 6.65 видно,
что индуктивность такого проводника длиной 1 см равна 0,011 X
X Ю“6Гн/см. Тогда индуктивность всего проводника £0=
= 0,11 • 10~вГн. Наводимое на вход усилителя напряжение
+ R) « 6В
практически соответствует напряжению на рядом находящемся
проводнике. Активное сопротивление такого проводника при тол-
щине фольги 0,05 мм
R =р (//S) ъ 0,02 Ом.
Если по этому проводнику пропустить ток 2 А, то падение
напряжения на нем U == IR = 0,04 В.
На основании приведенных примеров можно рекомендовать сле-
дующие правила, которых надо придерживаться при конструирова-
нии печатных плат: проводники, соединяющие между собой элементы
схемы, должны быть возможно короче; входные и выходные провод-
ники усилительных каскадов не должны быть параллельными и их
следует разносить по возможности на значительные расстояния
(в противном случае между ними требуется экран); заземленные шины
и проводники должны иметь минимальную индуктивность; заземлен-
ные проводники, по коюрым протекает суммарный ток, должны иметь
6* 163
максимальную ширину и занимать все свободные места; проводни-
ки, по которым протекает импульсный ток, должны быть максималь-
но короткими и их следует удалять от заземленных по переменному
току проводников; печатные проводники не должны быть с резкими
переходами и острыми углами; проводники шириной свыше 2,5 мм
рекомендуется разделять на два и более, так как это препятствует
наведению в них паразитных токов от внешних полей; полупровод-
никовые приборы не следует располагать близко к элементам, выде-
ляющим большое количество тепла, или излучающим сильные маг-
нитные поля; для экранировки печатной платы на ней по периферии
создается закрытая рамка, которая соединяется с корпусом на бло-
ке; печатные проводники по возможности удаляют от катушек ин-
дуктивности и входов усилителей; смонтированную плату следует
промыть спиртом, а затем покрыть лаком или эпоксидной смолой.
Изготовить корпус самостоятельно можно из листовой стали,
пластмассы, органического стекла, фольгированного стеклотекстоли-
та. Корпус из органического стекла можно окрасить жидким дихлор-
этановым клеем с добавкой пасты для шариковой ручки. Из фоль-
гированного стеклотекстолита корпус изготовляют спаиванием
фольгированного слоя внутри корпуса. Красивый корпус получают,
оклеивая его шпоном ценных пород дерева или текстурированной
бумагой. Затем корпус покрывают прозрачным лаком. Футляры
для приборов можно изготовить, воспользовавшись рекомендацией
Г. Саяпнна. Ровный без изъянов лист органического сгекла с разме-
рами, на 30...50 мм большими, чем у самой большой плоскости
футляра, смазывают вазелином и покрывают эпоксидной смолой
в смеси с отвердителем слоем в 1—1,5 мм. Затем покрывают его шпо-
ном нужного размера, отделочной бумагой или фанерином и выдав-
ливают к краям пузырьки воздуха. Затем фанерин покрывают тон-
ким слоем смолы н сверху накладывают обезжиренный футляр.
После затвердевания смолы осторожно отделяют оргстекло и, за-
пилив края, приступают к формовке следующей стороны футляра.
Поверхность получается ровной и имеет зеркальный блеск. Лицевую
панель, шкалу, декоративную накладку и другие детали можно
изготовить нз хромированной латунной пластины фотоглянцева-
теля фотохимическим способом, предложенным Е. Кубасовым. Для
этого необходимо вычертить рисунок или текст на чертежной бумаге,
сделать фотонегатнв, а затем получить негативный фотоотпечаток—
коитратип. После этого приготовляют фотоэмульсию и наносят ее
на изделие. Затем производят экспонирование н фотообработку
заготовки, ее травление, чернение протравленных участков и окон-
чательную отделку изделия.
Рисунок выполняют в масштабе 2 : 1 или 3 : 1 черной тушью
на белой бумаге. Фотографируют рисунок при сильном освещении
на контрастную фотопленку (например, МЗ-ЗЛ). Проявляют пленку
в контрастном проявителе, например,ФТ2, состоящем из метола (5 г),
сульфита натрия безводного (40 г), гидрохинона (6 г), поташа (40 г),
калия бромистого (6 г), воды (до 1 л). Время проявления 4 мин при
20 °C. Фиксировать можно в любом закрепителе. С негатива обычным
способом печатают позитив в натуральную величину будущего из-
делия. Из полученного позитива печатают мокрым способом нега-
тивный контратип. Для этого лист фотобумаги размачивают в воде
и кладут на стекло эмульсией вверх, на него накладывают проме-
жуточный позитив (эмульсия к эмульсии) и в таком виде экспони-
руют. Контратип проявляют в следующем растворе: метол (10 г),
сульфит натрия безводный (45 г), гидрохинон (7 г), поташ (40 г),
супьфат натрия (30 г), калий бромистый (12 г), вода (до 1 л).
104 ,
В случае появления вуали после фиксирования и промывки
можно попытаться снять ее ватным тампоном, смоченным в смеси
двух растворов: 5 г калия железосинеродистого и 500 мл воды и
150 г тиосульфата натрия кристаллического в 500 мл воды. Смесь
обоих растворов (по одной части) разбавляют восемью частями во-
ды. Удалив пятна, контратип промывают в воде. Затем приготов-
ляют фотоэмульсию: клей костный (столярный) (40 г), аммоний
двухромовокислый (7 г), нашатырный спирт (10 %) (1,5 мл), вода
(до 0,5 л). Размельченный клей заливают водой (200 мл) и выдержи-
вают в течение суток, а затем распускают в водяной бане. Отдельно
приготовленный раствор аммония, 200 мл воды следует вылить
в клей, добавить воды, долить нашатырный спирт и снова подогреть.
Раствор выдержать в течение суток. Хранить обязательно в темноте.
Обезжиренную раствором стирального порошка в воде заготовку
хромированной пластины нагревают до 50...60 °C, покрывают ра-
зогретой на водяной бане эмульсией. Эмульсию наносят мягкой
широкой кистью или пульверизатором в 2—3 слоя с промежуточ-
ной просушкой в течение З...4мин. Просушенную заготовку укла-
дывают на стекло фотослоем вверх, на нее контратип (эмульсией
к эмульсии), сверху накрывают листом толстого стекла и по краям
прижимают грузом (3...4 кг). Засветку производят перекальной
фотолампой мощностью 275 Вт с расстояния 40 см в течение 3...5 мин
(время засветки подбирается экспериментально).
Экспонированную заготовку промывают в воде и окрашивают
анилиновым красителем (например, фиолетовыми чернилами),
наливая его на заготовку, через 1—2 мин краситель сливают и без
промывки в течение 2—3 мин дубят в растворе, калнй двухромово-
кислый (18 г), квасцы хромокалиевые (15 г), вода (до 0,5 л). Образо-
вавшиеся хлопья смывают водой. Хорошо высушенную пластину
равномерно прогревают до появления золотистого оттенка эмульсии
и протравливают в растворе соляной кислоты (на одну часть кон-
центрированной кислоты берут две части воды). Через 3—4 мин
незащищенные участки хрома растворяются, обнажив латунную
подложку, которую затем чернят нли окрашивают.
Ремонт и восстановление радиотехнических элементов. Тиристо-
ры средней мощности КУ201, КУ202 с оборванным выводом мож-
но восстановить. Для этого следует спилить концы трубчатых выво-
дов и освободить проводники, проходящие через них. Затем делают
надфилем пропил у фланца и удаляют верхнюю часть прибора.
Обгоревший вывод припаивают мягким припоем, а сам кристалл
заливают эпоксидной смолой.
Переменные резисторы, создающие «шорохи» при регулировке,
в некоторых случаях удается отремонтировать одним из следующих
способов. Проколов острым шилом металлическую крышку рези-
стора, при помощи шприца с иголкой вводят на графитовый слой
несколько капель вазелинового (или машинного) масла. Если в пе-
ременном резисторе увеличился осевой люфт, его можно устранить,
установив дополнительную шайбу между стопорным кольцом и втул-
кой подходящего диаметра и толщины.
Транзистор с обломанным от корпуса выводом можно ремонти-
ровать следующим образом. Для этого к краю «юбочки» транзистора
легкоплавким припоем припаивают новый вывод при помощи высоко-
активных флюсов, например, ЛТИ-1, ЛТИ-115, ЛТИ-120. Перегре-
вать при этом транзистор нельзя, так как это приводит к наруше-
нию внутрнмонтажных паек, выполненных легкоплавкими при-
поями.
165
Пайка и паяльники. Для хорошей лайки массивных деталей
их предварительно следует прогреть на плите или электроутюгом.
Облудить нихромовый провод МОЖНО С ПОМОЩЬЮ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ
в порошке. Для удаления остатков кислоты облуживание заверша-
ют с помощью канифоли.
При монтаже печатных плат удобно пользоваться паяльником,
жало которого в торце имеет отверстие. Однако долговечность такого
жала невелика. Для увеличения долговечности жала паяльника
в торце сверлят отверстие глубиной около 8 мм и в него запрессовы-
вают тонким концом пишущий узел шариковой авторучки. Срок
службы жала паяльника можно продлить, если перед первым
включением напрессовать на него тонкостенную стальную трубку
или часть звена поломанной телескопической антенны, спилив края
трубки по форме жала.
Прочие советы. Провод литцендрат можно изготовить из про-
вода 11ЭВ 0 0,05—0,07 мм, натянув нужное количество жил меж-
ду двумя гвоздями. Затем один конец такого жгута привязывают
к крючку, закрепленному в патроне дрели, и производят скручи-
вание проводов в плотный канатик.
Увеличить излучающую поверхность светодиода АЛ 102 мож-
но, окунув его линзу в эпоксидную смолу для образования капли.
После застывания смолы образуется короткофокусная линза, которая
облегчает идентификацию состояния светодиода.
Окрасить баллоны ламп можно клеем БФ-2 (или БФ-4), смешан-
ным с пастой для шариковых авторучек. Более термостойким окра-
шенное покрытие получается при разбавлении клея БФ-2 силикат-
ным. Требуемую вязкость такой смесн обеспечивают с помощью
растворителей 646 или 647.
Из диэлектрика коаксиального кабеля РК-1, РК-3 можно
изготовить каркас катушки индуктивности. Для этого удаляют
наружную оплетку, а центральный проводник рассверливают. В по-
лученном отрезке изолятора нарезают резьбу для крепления к плате
и установки подстроечного сердечника. Намотав катушку, ее кон-
цы впрессовывают разогретым паяльником в каркас. Из этого ди-
электрика можно изготовить каркас высокочастотного дросселя,
втулку-изолятор, проходной изолятор н др.
Глава 7
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА УСТРОЙСТВ
РАДИОАВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
7.1. ДАТЧИКИ СИГНАЛОВ
Датчики сигналов — приборы, преобразующие входные сигналы
одного вида в выходные сигналы другого вида. Входными сиг-
налами могут быть неэлектрические величины — давление, поток
жидкости, температура, механическое перемещение. Датчики не
должны оказывать влияния на измеряемый параметр, т. е. должны
быть бесконтактными, обладать малой массой и незначительными
трением, демпфированием и др. В датчиках используется метод пре-
образования физических величин в электрические, основанный на
изменении сопротивления чувствительного элемента (потенциомет-
ры, теизо- или терморезисторы и др.). Для сохранения линейной ха-
рактеристики питание чувствительности элемента датчика осущест-
166
вляется от источника постоянного тока. Для исключения шунтиру-
ющего действия измерительный прибор, связанный с датчиком, дол-
жен обладать высоким импедансом.
Разрешающая способность резистивных датчиков определя-
ется их конструктивным исполнением, диаметром применяемого
провода и типом движка. Разрешающая способность таких датчиков
может достигать 0,05 мм, минимальная погрешность 0,1 %, а рабо-
чая частота обычно не превышает 1 Гц.
Для изготовления проволочных резистивных датчиков приме-
няется манганин (сплав меди 85%, марганца 12...13 %, никеля
3 %), имеющий удельное электрическое сопротивление р =
= 0,42...0,48 мкОм • м; 7'КС = (—3...+ 4) 10~61/К; термоЭДС
в паре с медью Е = 1...2 мкВ/K. Годовая нестабильность состарен-
ного манганина (подвергнутого циклическому нагреву до 120...
...130 °C с последующим охлаждением до комнатной температуры)
составляет 0,001 % и менее.
Другим сплавом, применяемым для изготовления резистив-
ных датчиков, служит константан (сплав меди 60 % и никеля 40 %),
имеющий р = 0,48...0,52 мкОм м. Он обладает большой термо-
ЭДС в паре с медью £т= 45...55 мкВ/K, что значительно ограни-
чивает его применение.
Для уменьшения реактивной составляющей проволочных рези-
стивных датчиков их намотку выполняют на специальных каркасах
бнфилярно. Это позволяет уменьшить их постоянную времени до
(I ...5) 10-9 с в резисторах с плоскими каркасами идо (1.. .50) 10-7 с
в резисторах с круглыми каркасами. Диапазон номинальных сопро-
тивлений проволочных резистивных датчиков лежит в пределах
от 0,001 (бескаркасная проволочная петля) до 10е Ом. В непрово-
лочных резистивных датчиках чувствительным элементом является
тонкий слой токопроводящего материала, нанесенного на изоляцион-
ный каркас. Нестабильность таких датчиков составляет 1...5 % в год.
Тензорезистивные датчики (теизорезисторы) применяют в раз-
личных измерительных системах. Они представляют собой «змейку»
из тонкой проволоки, скрепленную тонкой гибкой подложкой-изоля-
тором. Теизорезисторы обычно приклеиваются к поверхности испы-
тываемого объекта. Любая деформация поверхности вызывает
изменение геометрии резистивной проволоки и, следовательно, изме-
нение ее сопротивления.
Тензорезистор включается в одно нз плеч измерительного мо-
ста, в другое плечо включается аналогичный тензорезистор, при-
клеенный к недеформнруемой поверхности и служащий для компен-
сации температурной погрешности.
Коэффициеш тензочувствптельности (тензочувствительность)
материала определяется как отношение относительного изменения
сопротивления тензодатчика к относительному изменению длины
проводника:
А/// '
С помощью тензорезисторов объект исследуется в пределах
упругих деформаций. Поэтому допустимое значение напряжений
не должно превышать 20. ..30 % предела упругости. Если значение
относительной деформации AZ/Z в пределах упругих свойств материа-
ла не превышает 2,5 10"3, то при К = 0,5...4 относительное из-
менение сопротивления &R/R составит 1,25...10 • 10"3.
Значение коэффициента тензочувствителыюстн полупроводни-
ковых тензорезисторов, в отличие от проводниковых, в большей мере
167
зависит от степени деформации, температуры, удельного электри-
ческого сопротивления идостигает 150...200. При этом тензерези-
сторы п-типа имеют отрицательный, а р-тнпа положительный
коэффициент тензочувствительиости.
Основные параметры тензочувствительных материалов при-
ведены в табл. 7.1.
7.1. Основные параметры тензочувствительных материалов
Материал Коэффициент теизо- чувствительиости Модуль упругости, ГПа ТКСХ10-". 1/К Удельное сопротив- ление, мкОм-м ТермоЭДС в паре с медью, мкВ/К Температурный коэффициент х х 1<-в, 1/К
1 теизочувст- вительиости линейного расширения ।
Константан 1,9...2,1 150 ±50 0,46...0,5 —40 14...15
Нихром 2,1...2,3 180 22 0,9...1,7 22 — 14
Платиноро- дий 5,1...5,5 —• 1700 0,2 — — —
Элинвар Германий (дендрит): 0,7...3,8 176 300 0,84 0,3 — 0,9
л-типа — 150 155 1500 0,25-104 — 3000 0,1.„6
р-типа Кремний: + 100 155 3000... ...8000 1,1-КН — 400... ...5000 0,1...6
п-типа — 130 130 6000 0,35-101 3000 0...4
р-типа + 175 190 1300 7,8-104 — 2000 0...4
Проводник или полупроводник тензодатчика деформируется
в результате растягивания или сжимания тензочувствительного ма-
териала вместе с поверхностью исследуемого объекта или в резуль-
тате объемного сжатия под воздействием давления газа нли жид-
кости.
Тензочувствительность тензорезистора
К =
где — относительное изменение удельного электрического со-
противления; 5/— относительная деформация.
Ползучесть тензодатчика возникает за счет упругого несовер-
шенства основы и клея и определяется коэффициентом
«п = А^е/Ь.
где — приведенное ко входу изменение выходного сигнала при
веданной относительной деформации g₽. Коэффициент ползучести
обычно не превышает 0,5...1 % за первый час после приклеивания
и соответственно 1...1,5 % за 6 ч.
Основные параметры тензорезисторов приведены в табл. 7.2.
Терморезистивные датчики (терморезисторы). Принцип дей-
ствия терморезистора основан на свойстве проводника и полупро-
водника изменять свое сопротивление под действием температуры.
со ш
?. ° °
41 -Н +1
ююееес<х:+ <rtQ
ЕЕСССС^^^оооо--
ЕЕЕЕСЕеееоооо
CMOjC4e^COCO<N — CN« ддд
168
169
Важно, чтобы материал терморезистора обладал высокой стабиль-
ностью ТКС, высокой воспроизводимостью сопротивления при дан-
ной температуре, стабильностью химических и физических свойств
при нагревании,- инертностью к воздействию исследуемой среды.
Из проводников такими свойствами обладает платина (ТКС в диа-
пазоне 0...100 °C составляет примерно 1/273 град-1, диапазон пре-
образуемых температур—260...+ 1300 °C). Недостатки платиновых
термореэисторов — высокая загрязняемость платины при высо-
ких температурах парами металлов (особенно железа), невысокая
химическая стойкость в восстановительной среде, высокая стоимость.
Для работы в диапазоне температур —50...+ 180 °C терморе-
зисторы выполняют из меди (ТКС меди а0 = 1/234,71/К). Зависи-
мость электрического сопротивления от температуры линейная:
R» = Ro (1 + ®i)9).
Недостатки медных терморезисторов — низкая стойкость к окис-
лению.
Основные параметры терморезистивпых материалов приведены
в табл. 7.3.
7.3. Основные параметры для терморезистивных преобразователей
(при 20 °C)
Материал ТКС • 1/К Удельное сопротивле ние. Ом » м Температура плавления, °C ТермоЭДС в паре с медью, мкВ/°С
Платина 3,91 0,105 1773 7,5
Медь 4,28 0,017 1083 0
Никель 6,3 .. . 6,6 0,068 1455 22,5
Вольфрам 4,82 0,055 3410 0,5
Молибден 4,57 0,052 2630 —
Рений з,п 0,211 3170 —
Родий 4,57 0,047 1960 —.
Графит 0,02 46 3970 —.
Платинородий (20 % родия) 1,21 0.16 1900 —.
Полупроводниковые терморезисторы обладают меньшей инер-
ционностью и меньшими габаритными размерами по сравнению с ме-
таллическими и большими значениями ТКС. Для большинства тер-
морезисторов температурная зависимость сопротивления в рабочем
интервале температур определяется соотношением
п _ „ В (Т.-П/Т.Т
где То— абсолютная температура, при которой сопротивление
терморезистора равно Ro, /<; Т — абсолютная температура, при
которой определяется сопротивление Rт К; В — постоянный коэф-
фициент.
Основные параметры полупроводниковых терморезисторов
приведены в табл. 7.4.
170
7.4. Основные параметры полупроводниковых терморезисторов
Тип Номинальное сопротивление Постоянная Диапазон рабо- чих температур, °C Постоян- ная вре- мени, с, не более
В • КА К
при 20 °C, кОм
ММТ-1 1 .. . 220 20,6 . 43 -60 . . . 4-125 85
КМТ-1 22 . . . 1000 36 . . . 72 -60 . . . 4-180 85
ИМТ-4 1 . . . 220 20,6 . . . 43 —60 . . . 4-125 115
КМТ-4 22 . . . 1000 36 . . . 72 -60 . . . 4-125 115
ММТ-6 10 . . . 100 20,6 -60. . . 4-125 35
КМТ-11 100 . . . 3300 36 0. . . 4-125 10
СТ1-17 0,33 . . 22 36 . . 60 -60 . . . 4-100 30
СТ1-18 1,5 . . . 2200 40,5 . . . 90 -60 . . . 4-ЮО 1
СТ1-19 3,3. . . 2200 42,3 . . . 72 -60. . . 4300 3
СТЗ-18 0,68. . .3,3 22,5 . . . 32,5 -90 . . . 4-125 1
CT3-19 2,2 . . . 15 29 . . 38 —90. . . 4-125 3
Терморезисторы, обладающие большим положительным ТКС,
называются позисторами. Основные параметры позисторов приведе-
ны в табл. 7.5.
Электромагнитные датчики. Одним из распространенных элек-
тромагнитных датчиков является тахометр (рис. 7.1). Ои содержит
катушку с сердечником из посто-
янного магнита, на одном из кон-
цов которогсграсположен наконеч-
ник из магнитомягкого материа-
Рис. 7.1. Устройство электромагнитного датчика скорости (тахометра):
/ — зубчатое колесо, 2 — приемная катушка; 3— постоянный магнит
Рис. 7.2. Схема электромагнитного расходомера:
1 — приемная катушка, 2 — ферромагнитный вкладыш, 3— вертушка
ла. Вблизи сердечника проходят зубья диска, закрепленного на вра-
щающемся валу, выполненные также из магнитомягкого материала.
При прохождении зуба колеса вблизи наконечника зазор между
ними изменяется и изменение магнитной индукции наводит в ка-
тушку импульс. Количество этих импульсов за заданный интер-
вал времени является функцией средней частоты вращения вала,
иа котором укреплен зубчатый диск.
Электромагнитный расходомер (рис. 7.2) представляет собой
малоинерционную вертушку, установленную в трубчатом корпусе,
через который проходит поток жидкости. Сердечник приемной ка-
тушки соединен с ферромагнитным вкладышем, встроенным_в стен-
171
эи ‘э ‘ии
-awada кеинколэоц
сч
10
00
QO
ХЯ
‘виивэээвй Ч1Э0Н
Лион BewH-LoXuotf
X 1
=и °
«1
СХ>> 1
aS. Г
Q.C |
SS °
S
^BHHairsHXoduoa кин
•энанен qxooHiBdx
ssssssss
§
10
ю
2
о
Л
сх
1)
й
в
j>U
5*
I
о 2
и g
я »
S
10
10
10
10
10
10
СЧ
ip
сч
10
сч
СЧ
10
СЧ
метры позисторов
а
х
©
4»
Я
£ о
8
о Е
Я хО
S В X
X q>
£ 5,;
2 2
~ о.
о в S
10
СО
§
са
иб
СЧ
(X)
CQ
10
со
Н
О
со
н
о
ку корпуса. При прохождении лопатки вертушки вблизи вклады-
ша в катушке наводится электрический импульс. Частота следова-
ния импульсов является функцией скорости.
7.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ
Для коммутации электрических цепей в устройствах автома-
тики, сигнализации и связи применяются электромагнитные реле,
которые состоят из корпуса, обычно являющегося частью магнито-
провода, сердечника, катушки, якоря, контактной группы.
Рис. 7.3. Электри-
ческие схемы реле
РСМ
II I 3 11 1 3 11 1 3
PCM-1 PCM-2 PCM-3
Малогабаритное реле постоянного тока типа РСМ (рис. 7.3) —
электромагнитное, зачехленное, предназначено для коммутации
цепей постоянного н переменного токов при температуре окружаю-
щей среды от —50 до 4-50 °C, относительной влажности до 98 %
при температуре Д-20 zt 5 °C и атмосферном давлении 0,6—104 кПа.
Реле имеет следующие модификации: РСМ-1 —две контактные
группы на замыкание; РСМ-2 — две контактные группы; одна на
замыкание, другая на размыкание; РСМ-3 — с двумя контактными
группами на размыкание. Время срабатывания реле 2...16 мс;
время отпускания реле 1,5...3,5 мс; масса реле 25 г; число срабаты-
13 3 г S 5 3 6 12 П А 13 А I 3 4 S А 13 4 6
» / 4 7 да 5 2 5 2 5 S 2 5
езс-зг рзс-зь рзс-37 рэс-kl
А 1 3 4 S А 13 А 13 4 6 А 13 А 11 13 2123
фф фф ффф Ф ФгФ
6 2 5 5 2 5 2 5 5 2 5 12 22
АЭ2-43 РЗС-49 РЭС-54 РЗС'5) рЭС-60
Рис. 7.4. Электрические схемы нейтральных реле
ваний не менее 106; частота срабатывания не более 5 Гц; габарит-
ные размеры реле 38,6 X 26,5 X 16 мм. Параметры реле РСМ
приведены в табл. 7 6.
Малогабаритные реле постоянного тока широкого применения
типа РЭС32—РЭС60 (рис. 7.4). Параметры реле приведены в табл.
7.7, а допустимые коммутируемые токи и напряжения даны
в табл. 7.8.
Рекомендации по эксплуатации и выбору реле. Рабочие напря-
жения и токи в обмотке реле должны находиться в допустимых
пределах. Минимальный коммутируемый ток (приблгзительн >
1 мкА) обычно ограничивается токами утечки через изоляцию то-
коведущнх элементов реле. Минимальное коммутируемое напряже-
ние ограничивается суммарным значением наведенных в цепи кон-
тактов термоЭДС, которые могут достигать нескольких десятых
in
173
172
7.6. Параметры реле PCM
Тип Номер паспорта Сопротив- ление об- мотки, Ом (среднее) ♦ Ток, мА
срабатыва - кия, не бо- лее отпуска- нии, не бо- лее рабочий**
РСМ1 РФ4.500.020 540 25 6 40
РФ4.500.022 730 25 6 35
РФ 4.500.028 750 24 6 30
РФ4.500.029 200 45 8 60
РФ4.500.030 60 68 15 95
РФ4.500.033 250 40 16 55
РФ4.500.039 30 100 26 130
РСМ2 РФ4.500.021 540 26 4,5 40
РФ4.500.023 750 24 4 30
РФ4.500.025 750 25 5 35
РФ4.500.026 120 70 10 85
РФ4.500.031 60 68 15 95
РФ4.500.032 1,6 390 103 600
РФ4.500.034 750 24 4 30
РФ4.500.036 540 18 4 30
РФ4.500.038 30 100 25 130
РФ4.500.041 60 80 17 по
РСМЗ РФ4.500.024 750 24 3 30
РФ4.500.027 120 65 9,5 85
РФ4.500.037 60 70 18 100
РФ4.500.040 30 100 22 130
РФ4.500.035 538 18 4 30
* Допустимый разброс ± 10 %.
•• Допустимый разброс ± 20 %.
7.7. Параметры малогабаритных реле постоянного тока
Тип Номер паспорта Сопротивление обмогки. Ом Ток, мА рабочее на- пряжение, В -а — — , Время, мс, не более
срабаты- вания не более отпуска- ния, не , менее
сраба- тыва- ния отпус- кания
РЭС32 РФ4.500.341 РФ4.500.342 РФ4.500.343 РФ4.500.344 РФ4.500.354 157...210 553...780 595...805 2250...2875 2380... 3080 36 20 21 10,5 11 8 4 3 2,5 2 10,8.„13,2 21,8...26,4 27...33 43,2...52,8 54...66 15 8
РЭС34 РС4.524.371 РС4.524.372 РС4.524.373 РС4.524.374 РС4.524.380 3360... 5040 535... 725 102...138 38,5...51,5 1360... 1840 8 21 47 75 13,5 1,2 3,2 7 11,5 2 24...30 7...13 5,4...6,6 8 4,5
174
Продолжение табл. 7.7
Тип Номер паспорта Сопротивление обмотки, Ом Ток, мА Рабочее на- пряжение, В Время, мс, не более
срабаты- вания ие более О 1 (V >, - <и е х х ь х <и о х S
сраба• тына НИЯ 1 отпус- кания
РЭС37 РФ4.510.064 585...748 18 3 21,4...26,4
РФ4.510.066 2250...2875 9,8 2,5 43,2...52,8
РФ4.510.067 148...201 33 8 10,8... 13,2 10 8
РФ4.510.069 148...201 33 8 10,8...13,2
РФ4.510.070 2250...2875 9,8 2,5 43,2...52,8
РФ4.510.072 585...748 18 3 21,6...26,4
РЭС47 РФ4.500.408 585...742 23 3 24...30
РФ4.500.409 157...181 42 4 10,8...13,2
РФ4.500.417 585...715 21,5 2,5 21,5...34 9 4
РФ4.500.419 157...181 42 4 10,8...16
РФ4.500.421 38...44 86 12 5,5...8
РЭС48 РС4.590.201 540...660 23 3 20...30
РС4.590.202 340...460 52 6,8 10...18
РС4.590.203 298...367 30 4 16,2... 19,8
РС4.590.204 37,5...46,5 79,5 10,4 5...9 10 5
РС4.590.205 6400...9600 7,2 0,94 90...110
РС4.590.206 ИЗО...1430 15,2 2 38...55
РС4.590.207 540...660 24,8 2 24,3...29,7
РЭС49 РС4.569.000 1330...2185 8,3 0,8 24...30
РС4.569.423 1580...2185 8 1,6 22...36 3 2
РС4.569.424 640...960 12 2,2 16...20
РЭС54* XI14.5C0.01U** 3400... 4600 3 0,3 22...32
ХП4.500.011 34000... 4600 3,6 0,4 24...33 14 8
РЭС59* ХП4 510 020*»» 1700...2300 2,4 0,4 9...11
ХП4.500.021 ** ПО...150 11 1,4 2,1...2,7 20 12
РЭС60 РС4.569.436 1445... 1955 8,4 1,8 23...34
РС4.569.437 675...925 12,4 2,6 16...20
РС4.569.438 230...310 22,5 4,8 10...16 3,5 1,5
РС4 569.439 55...61 51 11 5...8
РС4.569.440 32,4...39,6 60 13 3,5...4,5
им_л * Дг!я Реле с индексом Д отсутствуют крепежные уголки, для реле с
«идексом Б имеются крепежные уголки.
** С одной контактной группой на переключение (контакты 1 — 3).
С одной контактной группой на размыкание (контакты 2—3).
175
7,8 Допустимые коммутируемые токи и напряжения малогабаритных
реле
Тип Допускаемый коммути- руемый ток. А Допускаемое комму- тируемое напряже- ние, В Максимальное число коммутации
постоян- ный переменный постоянное перемен- ное
РЭС32 0,03...2 0,05...0,5 12...220 6...220 104... 10е
РЭС34 0,0!.. .2 0,2...0,5 6...34 6...115 Ю1.. .105
РЭС37 0,002...0,1 — 1...300 10в
РЭС47 0.01...3 0,05...0,3 5...34 12...115 21О3...1О6
РЭС48 0,1...3 0,1...3 6... 220 15...150 Ю5
РЭС49 0,001...! 6.. 150 — Ю5
РЭС54 0,01...2 0,01...0,2 6...220 6... 220 5-104...2,5.105
РЭС59 0.0I...1 0,01 ...1 6...127 6...127 5-IO4...2,5.10s
РЭС60 0,01...! 0,01...0,15 6...30 6...120 10«..,10s ,
Примечание. Данные по переменному току приведены для частот
50.. 1000 Гц.
долей милливольта. Поэтому коммутируемые контактами реле
напряжения должны превышать 10 мВ. При коммутации малых то-
ков необходимо, чтобы сопротивление в цепи нагрузки контактов
было в 30...100 раз меньше минимального сопротивления изоляции.
При коммутации активных и индуктивных нагрузок наиболее
тяжелым для контактов является процесс размыкания цепи из-за
образования дугового разряда. При индуктивной нагрузке и ком-
мутации токов 0,5—1 А снижается износостойкость реле (по сравне-
нию с активной нагрузкой) в 2...2,5 раза. Для исключения дуги
при коммутации индуктивной нагрузки необходимо применять ис-
крогасительные контуры, подключаемые параллельно контактам
или нагрузке.
При включении обмотки реле в цепь транзистора, во избежание
его выхода из строя, необходимо принимать меры для подавления
обратной ЭДС самоиндукции. Для этого достаточно включить парал-
лельно транзистору диод. Полярность включения диода должна быть
такой, чтобы при установившихся режимах диод был в запертом
состоянии.
Малогабаритные дистанционные переключатели (МДП) пред-
ставляют собой двустабильное электромагнитное реле с управляю-
щими обмотками для прямого и обратного включения, с контакт-
ными группами и магнитной системой для фиксации якоря в двух
положениях (рис. 7.5). Переход якоря из’одного положения в дру-
юе происходит под действием импульса тока в соответствующей
обмотке. Такие реле часто называют поляризованными (полярными).
Плюсовой вывод источника управляющих импульсов подключает-
ся к началу обмоток, а минусовый — к концу. Обратная полярность
и одновременная подача напряжений на обе обмотки не допуска-
ется.
Переключатели РПС24, РПС26, РПС28 имеют две обмотки для
прямого включения и две — для обратного. Параллельное включе-
ние двух прямых и двух обратных обмоток уменьшает вдвое напря-
жение срабатывания. При последовательном соединении обмоток
напряжение срабатывания не изменяется. Управляющие импульсы
должны иметь крутой фронт и длительность не менее 25 мс. Непре-
176
рывное пребывание обмоток реле под напряжением в течение более
1 мин не допускается. Время срабатывания не более 8 мс для РПС23,
10 мс — для РПС24 и РПС28 и 12 мс — для РПС26. Масса переклю-
чателей РПС20 и РПС23 20 г, РПС24 45 г, РПС26 100 г, РПС28
150 г.
7 2 ! 10 5 15
о
Tl s
~k 1к
В 3 4 9
РПС -20, РПС -23
1 3 2 4 11% 12 $f 4162 4-2
LI LI .,1», I», I", I» LI LI Li Li
WWW
5 7 8 В 21 22 51 52
РПС 24
13 2 4 ц З/^ЗЗ^ЗЗ^ 61^02^53
; 1 6 8 21 22 23 51 52 53
РПС-26
1 3
I» I* 14/
ШШ1
5l/t7lKslK8lr
11 3112 32 ft 33ц 34 ц611,2 6Zti3S344 041
21 22 23 24 51 52 53 54
РПС -28
2 4
Рис. 7.5. Электрические схемы поляризованных реле
Дистанционные переключатели не рассчитаны на работу с
включением обмоток через собственные контакты. Из-за отсутствия
магнитной экранировки переключатели не следует располагать
вплотную друг к другу, а также в зоне действия магнитных полей
и на панели из магнитного материала. Параметры поляризованных
реле приведены в табл. 7.9, коммутационные характеристики —
в табл. 7.10,
АЗ А В 3 6 А В 3 6 9 А 3
1 рэс-46 5 Рис, 7.6. Электрические схемы реле с маг-
d д нитоуправляемыми контактами
I Реле с магнитоуправляемыми контактами типа РЭС42—РЭС46,
L РЭС55 (рис. 7.6) предназначены для коммутации электрических
i цепей постоянного и переменного токов. РЭС42 содержит один,
РЭС43 — два, РЭС44 — три замыкающих герметических магнито-
управляемых контакта КЭМ-2. Реле РЭС45 имеет один, реле
РЭС46 — два замыкающих геркона КЭМ-1. Работоспособность реле
гарантируется: при температуре от —60 до —100 °C для реле РЭС42,
РЭС43, РЭС44 (при последовательном соединении обмоток) или
от —60 до ~г85 °C для каждой обмоткн или параллельном включе-
нии обмоток.
177
7.3. Лара метры поляриз; ванных реле
Тип Паспорт Сопротивление каждой обмот- ки*, Ом Напряжение срабатывания, В, ие более Рабочее на- пряжение**, В
РПС20 РС4.521.751 30 3,6 6,3
РС4.521.752 130 7,8 12,4
РС4.521.753 220 10 15,75
РС4.521.754 660 18 28
РС4.521.755 660 18 28
РС4.521.757 320 13 20
РС4.521.758 18 2,8 4,6
РС4.521.759 500 16 28
РС4.521.760 200 10 15,75
РС4.521.761 30 3,6 6,3
РС4.521.762 130 7,8 12,4
РС4 521.763 600 18 28
РПС23 РС4.520.021 230 13 22
РПС24 РС4.521.914 290 18 28
РС4.521.915 49,5 8 12,4
РС4.521.916 290 18 ' 28
РС4.521.917 290 17 28
PC4.521.9I8 290 17 28
PC4.521.9I9 290 17 28
РС4.521.920 69,5 8 12,4
РПС26 РС4.521.926 300 18 28
РС4.521.927 75 8 12,4
РС4.521.928 300 17 28
РПС28 РС4.521.938 340 18 28
РС4.521.939 80 8 12,4
РС4.521.940 340 17. 28
• Допустимый разброс ± 10 %.
*• Допустимый разброс ± 20%.
7.10. Параметры поляризованных реле
Тип Допускаемый коммутируе- мый ток, А Допускаемое комму- тируемое напряже- ние, В Частота сра- батываний, Гн, не более Гарантирован- ное число цик- лов переклю- чения, не менее
постоянный переменный* постоянное перемен- ное*
РПС20, РПС23 РПС24, РПС26 РПС28 РПС20, 0,08...2 5-10-в.. .Ю-з 0,05...0,5 0,5.,;1 5-Ю-»...10-3 6...34 0,05...10 12...115 12...115 0,005...10 3 0,5 10000
РПС24 0,001...0,01 0,01...0,1 0,001...0,05 0,01...0,1 3...32 10...32 5...115 10...32 3 10000
* Для частоты 50—100 Гц.
178
7.11. Частотные характеристики реле РЭС42—РЭС46
Тип реле Номер паспорта Дайные обмоток Напряжение. В
Обозначение выводов Сопротив ление* * *, Ом с раб а тыва- ния. не более отпус- кания, не ме- иее рабо- чее*
РЭС42 PC4.569.151 А—Б 820 6,5 1,2 12
РС4.569 152 А-Б 4000 14 3 27
РЭС43 РС4.569.201 А—Б 230 5,5 1 12,4
В—Г 230 5,5 1 12,4
АГ(БВ)* 460 5,5 1 12,4
АВ—БГ 114,5 2,8 0,5 12,4
РС4.569.202 А-Б 1200 11,5 2 30
В—Г 1200 14 2,5 27
АГ(БВ)* 2400 13 2,5 27,5
АВ-БГ 600 6,5 1,2 25
РС4.569.203 А—Б 7G0 5,6 1,1 10
РС4.569.204 А—Б 7500 23 3 48
РЭС44 РС4.569.251 А-Б 190 6 1 12,4
В-Г 190 6 1 12,4
АГ(БВ)* 380 6 1 12,4
АВ—БГ** 95 3 0,5 11,6
РС4.569.252 А—Б 900 15 2,5 27
В—Г 900 13,5 2 27
АГ(БВ)* 1800 14 2,2 27
АВ—БГ** 450 7 1,1 24
РС4.569 253 А-Б 3800 22 3 48
РЭС45 РС4.569.301 А-Б 740 8 1,6 13,15
РС4.569.302 А—Б 2000 14,5 2,7 28
РС4.569.351 А-Б 490 7,4 1,5 13,15
РС4.569.352 А-Б 1600 15 2,6 28
РС4.569.353 А-Б 200 6,8 1,4 12,2
В-Г 200 6,8 1,4 12,2
А Г (В Б) 400 6,8 1,4 12,2
АВ—БГ* 100 3,4 0,7 9,6
РС4.569.354 А-Б 640 13,5 2,4 24
В-Г 640 13,5 2,4 24
АГ(ВБ)* 1280 13,5 2,4 24
АВ—БГ** 320 6,8 1,2 16
* последовательном включении обмоток.
Нри параллельном включении обмоток
** Допустимый разброс ± 10%.
** Допустимый разброс ± 20 %.
17J
7.12. Коммутации!» ые характеристики реле с магнитоуправляемыми
контактами
Тип Р^жпм коммутации Род тока Hal рузка Частота срабаты- ваний, Гц, не более 3 s. 2 Я tt Q 5*0 X 2 оз а: ж р. го + и и <
Ток, А Напряже- ние, В
РЭС42, РЭС43, РЭС44 5.10*8—10~а 0,001—0,1 0,1—0,25 0,02—0,03 0,05—30 0,05—30 0,05—30 150—180 Постоянный и переменный до 10 кГц Активная 100 108 10’ 10е 1 08
0,01—0,1 0,1—0,2 0,05—30 0,05—30 Постоянный Индукти- вная т<:0,015 с 100 108 0,5-’0^
РЭС45, РЭС46 5-10-е 0,03 5-Ю-2 220 Постоянный и переменный до 10 кГц Активная 50 10 1С8 106
0,25 0,5 30 30 Постоянный Активная 50 5 5 10’ 105
Допустимая' относительная влажность до 98 % при темпера-
туре до +40 °C.
РЭС42 РЭС43 РЭС44 РЭС15 РЭС16 РЭС55
Время сраба- тывания, мс 1 1,3 1,3 3,5 5 1,5
Время отпус- кания, мс 0,3 о,5 0,5 1 1.5
Масса, г 12 15 18 40 55 —
Частотные характеристики реле РЭС42—РЭС46
в табл. 7.11, а коммутационные — в табл. 7 12.
приведены
7.3. ИСТОЧНИКИ ТОКА
Солнечную батарею можно изготовить из неисправных тран-
зисторов большой мощности, если в них отсутствует короткое замы-
кание и обрыв между базой и коллектором или базой и эмиттером.
У транзисторов в металлическом корпусе осторожно удаляют кор-
пус или спиливают верхнюю его часть. При освещении одного эле-
мента он отдает в нагрузку ток примерно 0,2...1,5 мА при напряже-
нии около 0,15 В. Батарею составляют из двух параллельно соеди-
ненных рядов фотопреобразователей, в каждом ряду по 10...12 сое-
диненных последовательно элементов. Применяя транзисторы
П201-П203, П213-П217, можно получить ток около 3 мА при напря-
жении 1,5 В.
Термоэлектрическая батарея. Для батареи необходимо изго-
товить 60 термоэлементов, каждый из которых представляет собой
два куска проволоки (стальной и константановой) длиной 130...
... 140 мм и диаметром около i ,3 мм, скрученных на одном из концов
плоскогубцами (приблизительно три—пять витков). После скручи-
вания концы сваривают ацетиленовой горелкой или спаивают сере-
бром над газовой горелкой. Можно также применить точечную
сварку. Термоэлементы размещают радиально спаями к центру на
180
плате, изготовленной иэ асбоцемента, толщиной не менее 5 мм.
«Холодные» концы термоэлементов соединяют последовательно.
Готовую термоэлектрическую батарею подогревают в средней части
над горелкой или костром. При подогреве батарея имеет напряже-
ние около 4,5 В прн токе 0,3 А, что вполне достаточно, например,
для работы микродвигателя или транзисторного радиоприемника.
При последовательном соединении любого числа одинаковых термо-
пар термоЭДС на выходных зажимах возрастает, но во столько же
раз увеличивается и внутреннее сопротивление батареи.
Простейший гальванический элемент. Состоит из стальной
и медной пластины, разделенных слоем промокательной бумаги,
пропитанной слабым раствором поваренной соли (пол чайной ложки
на стакан воды). Большой эффект дает применение медных, цинко-
вых или оловянных пластин.
Достаточно ввести два проводника (железный и медный) в ли-
мон, яблоко или в соленый огурец (а еще лучше в пиво), чтобы по-
лучить источник тока с ЭДС 0,1 В. Соединив несколько таких
элементов, можно получить батарею для питания простейшего ра-
диоприемника. Изготовить химический элемент тока можно, взяв
лист волокнистой бумаги, пропитанной персульфатом калия и уголь-
ной пылью. Этот лист с одной стороны покрывают проводящей алю-
миниевой фольгой, а с другой — сначала листом тонкой сухой бу-
маги, например, фильтровальной, содержащей кристаллы поварен-
ной соли, а затем тонкой цинковой или магниевой фольгой. Такой
элемент размерами 1 X 45 X 45 мм в течение 5—7 мин отдает
ток до 0,5 А при напряжении 2 В. Перед употреблением фильтро-
вальную бумагу смачивают, а затем прикладывают к ней цинковую
фольгу.
Гальванические элементы и батареи. Самым доступным и рас-
пространенным источником питания для малогабаритной радиоап-
паратуры является гальванический элемент. Важным параметром
гальванического элемента является гарантированный срок хране-
ния после изготовления. Хранить батареи необходимо в сухом про-
хладном месте (например, на нижней полке холодильника). Для уве-
личения срока службы элемента необходимо, чтобы максимальный
потребляемый ток составлял 0,01...0,02 и не превышал величины
0,1...0,2 от начальной емкости источника.
Основные параметры гальванических элементов и батарей
приведены в табл. 7.13.
При работе в электрических фонарях емкость элементов быстро
уменьшается, однако после того как нить лампы накаливания уже
не накаляется, элемент еще длительное время может работать
В транзисторной аппаратуре, отдавая в нагрузку ток 30—50 мА.
Разряд элементов допускается до 0,8 В. При дальнейшем их исполь-
зовании резко возрастает внутреннее сопротивление. Если элемент
дополнительно подзарядить (регенерация) пульсирующим током,
можно значительно увеличить срок службы элемента. Некоторые
элементы могут выдержать до 20—25 циклов регенерации. Регене-
рацию элементов можно проводить с помощью несложных устройств,
описанных в гл. 8.
Аккумуляторные элементы и батареи. Одним из наиболее рас-
пространенных автономных источников тока для питания переносной
радиоаппаратуры являются щелочные (никель-кадмиевые и никель-
железные) аккумуляторы. По сравнению с кислотными аккуму-
ляторами щелочные малочувствительны к перезаряду и недозаряду,
механически прочнее, допускают использование обычной питьевой
воды для приготовления электролита.
181
7.13. Основные параметры гальванических
Параметры Тип, условное
312 314 316 326
Начальное напряжение, В Начальная емкость, А • ч 1,5 1,5 1,5 1,5
0,21 0,42 0,6 0,85
Измерительный ток, мА 3,5 3,5 5,0 7,0
Средний ток, мА 3,5 7,0 15,0 20
Максимальный ток, мА 20 40 60 80
Срок хранения, мес 6 6 6 6
Габариты, мм 014x25 014x38 014x50 016X50
Масса, г 10 15 20 25
ЭДС свежезаряжениого щелочного аккумулятора 1,7—1,8 В,
но через несколько часов уменьшается до 1,4—1,5В дажебез вклю-
чения нагрузки. Напряжение аккумулятора под нагрузкой посте-
пенно уменьшается до 1—0,95 В. Электролитом щелочных акку-
муляторов служит раствор едкого калия в воде плотностью 1,16—
1,30 г/см2. Для увеличения емкости аккумулятора в электролит
добавляют небольшое количество едкого лития (1—2% от общего
количества едкого калия). Заряд щелочных аккумуляторов прово-
дят гоком, численно равным 1/4—1/6 емкости аккумулятора в ам-
пер-часах.
Количество электричества, которое следует сообщить аккуму-
лятору для полного заряда, составляет 150 % номинальной емкости.
Разряд аккумулятора прекращают при напряжении 0,95...1 В. Срок
службы большинства никель-кадмиевых аккумуляторов около
1000 циклов заряд-разряд, никель-железных — 750. Однако после
500 циклов емкость аккумулятора уменьшается и может составлять
75 % номинальной. Емкость аккумулятора в ампер-часах указы-
вают'после буквенного обозначения НК или НЖ. Параметры ще-
лочных аккумуляторов даны в табл. 7.14.
7.14. Параметры щелочных аккумуляторов
Аккуму- лятор Ток нормаль- ного за- ряда, А Гок разряда, Л Аккуму- лятор Ток нормаль- ного за- ряда, А Ток разряда, А
нормаль- ного одиоча- сового нормаль- ного одиоча- сового
нк-з 0,75 0,28 3 НК-55 14 5,65 55
НК-13 3,3 1,25 13 НЖ-60 15 7,5 60
НК-14 2,5 1,75 — НК-80 20 7,5 80
НЖ-22 5,5 2,75 22 нж-юо 25 12,5 100
НК-28 7 2,75 28 НК-125 31 12,5 125
НЖ-45 11,25 5,65 45
Прим е ч а и и : 1. Вре и я HopMaJ ьиого заря; 1,а 6 ч. 2. Конечное напряже-
вие при одиочасовом разряде V.5 В.
Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи и элементы дис-
ковой конструкции применяют в малогабаритной аппаратуре. Ос-
новные параметры некоторых из них приведены в табл, 7.15.
182
элементов и батарей
обозначение
336 343 373 333S л «Рубин» «Крона ВЦ*
1,5 1,5 1,5 4,5 4,2 9,0
1,4 1,2 5,4 1,0 2,5 0,6
75 75 300 100 10,0
30 40 100 30 50 12
120 120 400 100 200 60
12 18 18 6 6 6
020x50 026x49 034X62 22X63X65 22x63x65 22 x 26 x 40
45 52 115 240 200 40
7.15. Основные параметры аккумуляторных элементов и батареи
Параметр Тип
Д 0,06 Д 0.! | Д 0,25 7 Д-0,1
Номинальное нап- 1,25 1,25 1,25 8,75
ряжение, В Номинальная ем- 0,06 0,1 0,25 0,1
кость, А • ч Номинальный раз- 6(18) 10(30) 20 (60) 10 (30)
рядный ток, мА Конечное разряд- 1 1 1 7
ное напряжение, В Зарядный ток, мА 6 12 20 12
Время заряда, ч 15 15 19 15
Срок службы, цик- 150 150 200 150
лы Срок хранения, годы 1,5 1,5 2 1,5
Габаритные разме- 015.6 X 6,4 ^20,1 X 6,9 А27.2 X 10,3 024,1 X 62
ры, мм Масса, г 4 7 16 60
Примечание. В скобках указано максимальное значение тока.
В обозначении аккумуляторов буква «Д» означает — диско-
вый, число после буквы — номинальную электрическую емкость
в ампер-часах, цифра перед буквой — число элементов в батарее.
Среднее значение потребляемого тока от дискового аккумуля-
тора должно соответствовать току десятичасового разряда аккуму-
лятора (за исключением Д-0,25, разрядный ток которого может
достигать 150 мА при работе в электрических фонарях).
Глава 8
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ И ЗАРЯДНЫЕ
УСТРОЙСТВА
8.1. ВЫБОР СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ И ЕГО РАСЧЕТ
Нестабильность питающих напряжений вызывает изменение ре-
жимов работы РЭА: изменяется выходная мощность, увеличи-
ваются нелинейные искажения, могут исчезнуть колебания гетеро-
дина; при понижении напряжения питания телевизора ухудшается
качество изображения. Превышение напряжений питания может
привести к перегреву компонентов, пробою конденсаторов и дру-
гим нежелательным явлениям. Таким образом, питание современ-
ной РЭА должно быть стабильным. Это достигается использованием
стабилизаторов напряжения или тока.
При выборе схемы выпрямителя и сглаживающего фильтра
учитывается род нагрузки вентиля. В однополупериодных выпрями-
телях и выпрямителях с удвоением напряжения нагрузка обычно
бывает емкостного характера. КПД таких выпрямителей ниже,
а внутреннее сопротивление выше, чем у выпрямителей, работаю-
щих на индуктивную нагрузку. Для ограничения пикового тока
через вентиль при токах нагрузки более 1 А применяют фильтры,
8.1. Расчетные соотношения
Сх ем а Нагрузка и. п1 П1 и оор. max ^ср /д max
Одгополупе- К GAbUi 1,57 1 с 3.I4U, I, 1,57/» 3,14/.
риодная RC и,/в W/ГфС t с 2,H2£iCZ0 /» О/» Flo
Двухполупе- Я о,эиг 0,67 2/с 3,147/. 0,5/» 0,785/» 1,57/.
риодная RC Н1г$с 2/с 2.82В7/, 0,52» 0,5£>7» 0,577»
L 0,W2 0,67 2Д 3,14 Uo 0,5/» 0,707/» Io
Мостовая R 0,977, 0,67 2/с 1,5777» 0,5/. 0,7857» 3,14/.
RC 7/,/В W / ГфС 2fc 1,41BV6 0,57» 0,5 72/» 0,577»
L 0.972, 0,67 2^ с 1,5772» 0,5/. 0,707/. Io
Удвоения КС 27/2/В Н/гфС 2/с 1,41В77» 1о 72 7» Flo
Ларионова* R 2,34/72 0,057 Ис 1,0577» 0,33/» 0,58/. 1,05/»
♦Трехфааноя моаовоя <_хема
184
начинающиеся с индуктивности. Однако это ведет к перенапряжениям
на выходном конденсаторе при включении выпрямителя и при пере-
ключении нагрузки, что особенно опасно для полупроводниковых
схем.
Резко уменьшить размеры конденсаторов, трансформаторов
и дросселей фильтра можно, применяя для питания выпрямителя
источники с повышенной частотой (fc = 400...2400 Гц). При выборе
схемы выпрямителя сравнивают показатели разных схем при рабо-
те их на разные нагрузки (табл. 8.1), где Uo— выпрямленное на-
пряжение; — коэффициент пульсаций для первой гармоники,
равный отношению составляющей первой гармоники выпрямленного
напряжения к его постоянной составляющей; fnl — частота пуль-
саций первой гармоники; 1/обр_ отах — максимальное обратное напря-
жение на диоде; Iср — среднее значение тока в обмотке трансформа-
тора; /д — действующее значение тока диода; 7Д тах — амплитудное
значение тока диода; U2 — действующее значение фазы вторичной
обмотки; /2 — действующее значение тока вторичной обмотки; S2 —
мощность вторичной обмотки трансформатора; В • А; Л — дейст-
вующее значение тока фазы первичной обмотки; Si — мощность
первичной обмотки трансформатора, В • A; STp— мощность транс-
форматора; В < А; &тр — коэффициент использования трансфор-
матора, равный отношению мощности рассеяния в нагрузке к
мощности трансформатора. Коэффициенты В, F, D и Н, пе-
для выпрямительных систем
и, 1г 7, $1 ®тр ^тр
2,227/, 1,57/. 3.49Р. 2,69р. 3,09 Р. 0,324
Dio ВОР, К772-1/. -! W1 ВУ/7.-1Р, 0,5В (D 4- 0,47
+ VD> - 1)Р.
1.ИЦ, 0,7057. I.74P. 1.23Р. 1.48Р. 0,676
ВЦ, 0,577/. В77Р. 0,707/7 —2 7. (01 и 0.707BZ7P. 0.85BDP. 0,545
1,1Ш„ 0,707/. 1.57Р. sis Ы1Р. 1,34Р. 0,743
1,1Ш0 1.117. 1.23Р. 1.23Р, 1,23Р. 0,773
В17. 0,707/7/. 0,707В77Р. 0,707DI (0. 0.707В77Р. 0,707BDP„ 0,66
1,1117,, /о 1.ПР, sis 1,ПР. 1.ПР. 0,9
0.5ВЦ, 1,41/7/. a,7BDP„ 0,7 BDP . 0,7 S77P. 0,63
0,437/. 0,82/. 1,05Р„ 0,82/в <0 х 1,05Р. 1,05Р. 0,91
185
обходимые для расчета выпрямителя, зависят от параметра А и могут
быть определены по графикам рис. 8.1. Параметр А = (л/т) (r$/RH),
где Гф — сопротивление фазы выпрямителя, равное сумме сопротив-
лений вторичной обмотки трансформатора и открытого диода выпря-
мителя; Rf( — сопротивление нагрузки; т — число фаз выпрямителя.
Для выпрямителей с мощностью до 10 Вт обычно выбирают Гф 0,1 RB,
а с мощностью до 100 Вт — гф ~ (0,05 ... 0,08) RB. Коэффициент Н}
определяемый с помощью кривой 1 для однополупериодных схем и
по кривой 2 для других схем, позволит оценить коэффициент пуль-
саций на конденсаторе С па выходе выпрямителя, мкФ.
Рис. 8.1. Графики для расчета коэффициента пульсаций на входе
фильтра:
/ — для однополупериодных схем, 2 — для других схем
Однополупериодная однофазная схема выпрямления (рис. 8.2)
состоит из однофазного трансформатора и одного диода. Схема обла-
дает большой пульсацией на частоте основной гармоники, равной
частоте сети f = fc, высоким обратным напряжением на диоде,
вынужденным подмагничиваиием сердечника трансформатора и не-
полным использованием трансформатора по мощности йтр 0,48.
Применяется схема при малых токах нагрузки и выходной мощности
до 10 Вт.
Двухполупериодная (двухфазная однотактная) схема выпрям-
ления (рис. 8.3) содержит трансформатор, вторичная обмотка kotoj
рого имеет отвод от середины, и два диода. Коэффициент пульсаций
на второй гармонике, равной удвоенной частоте сети fu= 2/е и ак-
тивной нагрузке, составляет Кп1= 0,68, коэффициент использо-
вания трансформатора для емкостной нагрузки — feTp « 0,55,
для активной — /гтр = 0,642, для индуктивной — йтр=0,75.
Схема фильтра проще, чем у однополупернодной схемы, так как
частота пульсаций выше, а их амплитуда почти в 2,5 раза меньше.
Напряжение на диоде для активной и индуктивной нагрузок в 3,14,
а для емкостной в 2,82 раза больше выпрямленного. Эту схему
применяют при индуктивной и емкостной нагрузках для получения
186
выпрямленных напряжений до нескольких десятков вольт и мощно-
сти до 50 Вт.
Мостовая схема (рис. 8.4) содержит однофазный трансформа-
тор и диодный мост. Коэффициент использования трансформатора
Рис. 8.2. Однополупериод-
ный выпрямитель:
а — принципиальная схема; 6 —
напряжение еторичной обмотай,
в — ток диода, вторичной обмот-
ки и нагрузки, г—напряжение
на нагрузке: д — ток первичной
обмотки; е — обратное наиряже-
ние на вентиле
- W а
Рис. 8.3. Двухполупериод-
ный выпрямитель со средней
точкой вторичной обмотки
трансформатора:
а — принципиальная схема: б —
напряжение на вторичных об-
мотках; ток первою диода;
г — ток второго диода; д — ток
н напряжение на на/ рузие; е —
ток первичной обмотки; rw — об-
ратное напряжение на вентилях
составляет прн индуктивной нагрузке feTp= 0,9, при емкостной —
*тГ«0,б6,— при активной k^— 0,7, обратное напряжение на
диоде составляет при активной и индуктивной нагрузках 1,57 вы-
рямленного, а при емкостной — 1,41 выпрямленного. Частота
и амплитуда пульсаций такие же, как и у двухполупернодной
187
схемы. Мостовая схема обладает низким выходным сопротивлением.
Рекомендуется при емкостной и индуктивной нагрузке и мощности
до 300 Вт.
Прн наличии вывода от середины вторичной обмотки трансфор-
матора (рис. 8.5) в мостовой схеме можно получить еще два выпрям-
Рис. 8.4. Мостовая однофазная
схема выпрямления:
а — принципиальная схема; б — на-
пряжение на вторичной обмотке;
я — ток первого и четвертого диодов;
г — ток второго и третьего диодов;
д — ток и напряжение на нагрузке;
е— ток первичной обмотки; ж — об-
ратное напряжение иа вентилях
лениых напряжения. Напряжения на дополнительных нагрузках
/?н2 и Rh3 образуются двумя двухфазными однотактнымн схемами
выпрямления. Одна из них для нагрузки /?н2 выполнена на диодах
VI и V2, другая для нагрузки
*^нЗ — на ДИ0Дах V3 и V4. Напря-
жения на дополнительных нагруз-
ках в два раза меньше, чем на ос-
новной нагрузке.
Мостовая двухтактная схема
удвоения напряжения (рис. 8.6)
позволяет получить на выходе вы-
прямителя удвоенное входное на-
пряжение. Схема может работать
без трансформатора. Нагрузка
схемы активно-емкостная. Часто-
та пульсаций /п= 2/с, обратное
Рнс. 8.5. Мостовая схема с двумя
выпрямленными напряжениями
напряжение на диодах в 1,5 раза
больше выпрямленного (в 2 раза
меньше, чем в мостовой схе-
ме), коэффициент использования
трансформатора йтр= 0,64. Схема
удвоения напряжения является
мостовой схемой, у которой в два плеча моста включены диоды VI
и V2, а в два другие плеча — конденсаторы,С1 и С2. К одной из
диагоналей моста подключена вторичная обмотка трансформатора,
а к другой — нагрузка /?н. Схему удвоения напряжения можно
представить в виде двух последовательно включенных однополупе-
рнодных схем, работающих от одной вторичной обмотки трансформа-
тора и подключенных к общей нагрузке. Однополупериодные схемы
188
паботаю! поочередно в различные полупермоды синусоидальною
напряжения U2. Напряжение на нагрузке складывается из напря-
жений на конденсаторах С1 и С2. С помощью схем умножения
напряжения получают на больших нагрузочных сопротивлениях
высокие выпрямленные^напряжения (до десятков киловольт) при
малых токах через нагрузку (десятки миллиампер).
Рис. 8.6. Симметричная схема удвоения напряжения
8.2. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ
И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
Выпрямители для питания портативных транзисторных при-
емников от сети переменного тока получили широкое распростра-
нение. Питающее устройство (рис. 8.7) представляет собой сочета-
ние двух полу пер иодного выпрямителя и параметрического ста-
билизатора напряжения на стабилитроне. Выходное напряжение
-to -в -6 -j -г
Обратная
hmlt
Ост
Прямая
бетбь
I г
° iu,e
-я
-a
-to
Рис. 8.7. Схема бестраисформаторного питающего устройства (а)
и вольт-амперная характеристика стабилитрона (б)
устройства 9 В при токе 25—30 мА. Гасящие конденсаторы
CJ и С2 определяют величину тока, потребляемого устройством
от сети. Конденсатор СЗ служит фильтром (для сглаживания пуль-
саций), а резистор R2 и стабилитрон V5 образуют параметрический
стабилизатор напряжения.
Детали. Диоды типа Д226; стабилитрон Д814Б или Д809;
конденсаторы Cl, С2 типов КБГ, БМТ.
Схема бестрансформаторного преобразователя напряжения,
предложенная Г. Кузнецовым, показана на рис. 8.8. На цифровой
Микросхеме D1 собран экономичный задающий генератор прямо-
угольных импульсов частотой 10 кГц и амплитудой, практически
189
равной напряжению питания (9 В). В течение одного полуйериода
транзисторы V! и V4 открыты, a V2 и V3 закрыты, конденсатор СЗ
заряжается через насыщенный транзистор V4 и диод V5 до напря-
жения, почти равного напряжению питания. В течение другого
полупериода аналогично заряжается конденсатор С4 (через транзи-
стор V3 и диод V6). На конденсаторе С5 происходит сложение этих
напряжений, поэтому напряжение на выходе преобразователя
приближается к удвоенному напряжению питания, Под нагрузкой
при токе 120 мА напряжение падает до 16 В. При этом коэффициент
пульсаций составляет 20 мВ, КПД около 85 %, а выходное сопро-
тивление около 10 Ом.
Рис. 8.8. Схема бестрансформаторного преобразователя напряжения
Детали. Транзисторы типов КТ315 (VI) и KT36I (V2) с Ьг19 >
50; диоды Д312, Д310, Д311 или типа Д7. Микросхема 176ЛА
или 176ЛЕ5.
8.3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ
И БАТАРЕИ
Для безотказной работы аккумуляторов необходимо соблюдать
режимы эксплуатации н не допускать разряда аккумулятора более,
чем на 75 % от его емкости. Заряжаются аккумуляторы обычно то-
ком I = 0,1Q для кислотных и / ~ 0,25Q для щелочных акку-
муляторов (Q — паспортная емкость аккумулятора, А ч; I —
средний зарядный ток, А).
Установлено, что кислотные аккумуляторы очень критичны
к режиму зарядки: чрезмерно большой ток приводит к деформации
пластин, а недозаряд — к сульфатации пластин. Степень зарядки
кислотного аккумулятора контролируют по плотности электролита
и по напряжению на каждом элементе (при полной зарядке 2,5...
...2,6 В). Щелочные аккумуляторы менее критичны к режиму экс-
плуатации. У них окончание зарядки контролируют по постоянному
напряжению на каждом элементе (1,6...1,7 В).
Автоматическое зарядное устройство (рис. 8.9) предложено
А. Евсеевым. Для регулировки зарядного тока в устройстве исполь-
зуется магазин конденсаторов, включенный последовательно с пер-
вичной обмоткой трансформатора. Это позволяет значительно умень-
’ 9С
шить выделяемую тепловую мощность по сравнению с реостатны-
ми, транзисторными или тиристорными регуляторами тока.
Устройство позволяет устанавливать зарядный ток 12-воль-
тового аккумулятора на заданном уровне с дискретностью 1 А при
максимальном токе до 15 А. При достижении полной зарядки устрой-
ство автоматически отключает аккумулятор. Зарядный ток задается
включением заданной комбинации переключателей S2—S5. Вклю-
чение переключателя S2 соответствует току 1 А, S3—2А, S4- 4А,
55—8 А. При включении нескольких переключателей ток заряда
будет равен сумме токов каждого переключателя.
На транзисторах V8, V9 и реле /<2 собрано пороговое устрой-
ство, срабатывающее при напряжении на гнездах Х2, ХЗ, равном
напряжению полностью заряженного аккумулятора. Порог сраба-
тывания устанавливается переменным резистором R4. Контакт реле
Рте. 8.9. Схема зарядного устрсиства
К.1. 2 необходим для исключения разряда аккумулятора через поро-
говое устройство после отключения устройства от сети. После под-
ключения аккумулятора к клеммам Х2, ХЗ и установки переключа-
телей S2—S5 в требуемое положение, устройство подключается
к сети с помощью кнопки S1. При этом срабатывает реле К.1 н кон-
тактами KI-1 блокирует кнопку S1, а контактами KJ .2 подключа-
ет цепь порогового устройства.
Детали. Резисторы типа МЛТ; переменный резистор R4
типа СП-I; транзисторы V8 типа КТ801А или КТ602, КТ603, П701,
V9 типа МП37, К.Т315, КТ312, КТ601...КТ603; измерительные при-
боры РА1 и PU1 типа М5-2, рассчитанные соответственно на 30 А
и 30 В; реле К1 типа РС-13 (контакты К1.1 образованы тремя парал-
лельно соединенными группами контактов); диоды V2—V5 типов
До05, Д214, Д242 устанавливаются на радиаторы; конденсаторы
—С4 типов МБГЧ, МБГО, МБГП, МБМ с рабочим напряжением
600 В или КБГ-ММ, МБГЧ-300 В, С5—С7 типов К50-3, К50-6, ЭГЦ;
трансформатор Т1: обмотка I 320 витков провода ПЭВ-2 0 1,16 мм,
обмотка II 34 витка ПЭВ-2 0 2,46, сердечник Ш32 X 100; пере-
ключатели S1—S5 типа ТВ2-1.
Налаживание сводится к подбору батареи конденсаторов
1 С4 по заданному току зарядки.
Продолжительное использование свинцовых аккумуляторов
приводит к сульфатации пластин и выходу нх из строя. Однако изве-
теи способ их восстановления при заряде аккумуляторов током
симметричной формы, который позволяет также проводить про-
191
филактическую обработку исправных аккумуляторов, увеличива-
ющую время их работоспособности. При заряде асимметричным то-
ком оптимальное значение зарядной и разрядной составляющих тока
соответствует условию /х= —10/2 при отношении длительностей
этих составляющих 7\= 0,5Т2.
Схема десульфатирующего зарядного устройства (рис. 8.10) предло-
жена Самунджи и Л. Симеоновым. Зарядное устройство выполнено по
схеме однополупериодного выпрямителя на диоде J-7 с параметриче-
ской стабилизацией напряжения (V2) и усилителем тока (УЗ, V4).
Сигнальная лампочка Н1 горит при включенном в сеть трансформа-
торе. Средний зарядный ток около 1,8А регулируется подбором
резистора R3. Разрядный ток задается резистором RJ. Напряжение
на вторичной обмотке трансформатора равно 21 В (амплитудное зна-
чение 28 В). Напряжение на аккумуляторе при номинальном
зарядном токе равно 14 В.Поэтому зарядный ток аккумулятора воз-
никает лишь тогда, ког-
да амплитуда выходного
напряжения усилителя
тока превысит напряже-
ние аккумулятора. За
время одного периода
переменного напряжения
формируется один им-
пульс зарядного тока в
течение времени Т1. Раз-
ряд аккумулятора про-
исходит в течение вре-
мени Т2 а; 21\. Поэто-
му амперметр показы-
Рис. 8.10. Схема десульфатирующего за-
рядного устройства
вает среднее значение
зарядного тока, равное примерно одной трети от амплитудного зна-
чения суммарного зарядного и разрядного токов.
В зарядном устройстве можно использовать трансформатор
ТС-200 от телевизора. Вторичные обмотки с обоих катушек трансфор-
матора снимают и проводом ПЭВ-2 0 1,5 наматывают новую об-
мотку, состоящую из 74 витков (по 37 витков на каждой катушке).
Транзистор V4 устанавливают на радиатор с эффективной площадью
поверхности около 200 см3.
Детали. Диоды VI типа Д242А, Д243А, Д245А, Д305, V2
один или два включенных последовательно стабилитрона Д814А,
V5 типа Д226; транзисторы УЗ типа КТ803А, У4 типа КТ803А или
КТ808А.
При настройке зарядного устройства следует подобрать напря-
жение на базе транзистора У4. Это напряжение снимается с движка
потенциометра (470 Ом), подключенного параллельно стабилитро-
ну V2. В этом случае резистор V2 выбирают с сопротивлением около
500 Ом. Перемещением движка потенциометра добиваются, чтобы
среднее значение зарядного тока равнялось 1,8 А.
Зарядное устройство для восстановления емкости батареек
(рнс. 8.11). Многие батарейки (например, КБС-0,5), емкость кото-
рых не ниже 0,3...0,5 от номинальной, можно восстановить путем
заряда асимметричным током. Для выявления батареек, пригодных
для восстановления, определяют изменение их напряжения под
нагрузкой 10 Ом, которое не должно превышать 0,2 В. При восста-
новлении батареек необходимо поддерживать отношение тока заря-
да к току разряда /3/7 « 6 при отношении времени разряда к вре-
192
мени заряда 1,5. Восстанавливать батарейки можно до 10
и более раз, каждый раз заряжая элемент до -1,7—2,1В. Время за-
ряда может достигать 10... 15 ч.
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора должно быть
6 5 7 В. Выпрямительный диод типа Д226, Д237. Для стабилиза-
ций зарядного тока можно использовать лампочку накаливания на
3 5В включенную последовательно с батарейкой. При восстанов-
лении элементов с напряжением около 2 В на вторичной обмотке
трансформатора следует поддерживать напряжение 2,3...2,5 В.
Вместо резистора, шунтирующего выпрямительный диод, можно
использовать конденсатор с емкостью 10,0 мкФ напряжением 10...
...15 В.
Для того чтобы судить о правильности эксплуатации аккуму-
лятора, необходимо с достаточной точностью следить за напряжением
на его клеммах. Простой индикатор,
предложенный С. Волковым (рис. 8.12),
позволяет определить, находится ли в
/?/ 250
хг
~2208
Vt Д226
[G8I
XJ Tf
Рис. 8.11. Схема зарядного устройства для восстановления емкости
батареек
Рис. 8.12. Схема индикатора напряжения на светодиодах
заданных пределах контролируемое напряжение. Свечение свето-
диода V2 сигнализирует о том, что напряжение заряда батарей
ниже минимального (11,4 В), а свечение светодиода V3 — о превы-
шении верхнего предела нормального напряжения заряда (14,5 В).
Если напряжение находится в пределах 11,4 —14,5 В, то оба све-
тодиода погашены. В основу индикатора положена нелинейная
зависимость сопротивления стабилитронов VI и V4 от приложен-
ного напряжения. Устройство потребляет ток 30...65 мА при на-
пряжении питания 11,4......16 В. Налаживание сводится к более
точному подбору элементов, отмеченных на схеме звездочками.
8.4. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
Стабилизаторы напряжения характеризуются следующими па-
раметрами. Коэффициент стабилизации КСТ— отношение относи-
тельного изменения напряжения на входе.стабилизатора к относи-
тельному изменению напряжения на его выходе при постоянном токе
нагрузки:
Аст = Д(/сх/[/вх: Д(/вых/£/вых,
где Д77вх и Д(7вых — абсолютные изменения входного и выходного
напряжений; (7ВХ и ^вых — номинальные входное и выходное напря-
жения; > 1 (т. к. Д1/и > АС7ВЫХ>.
Выходное сопротивление — реакция стабилизатора на измене-
ие тока нагрузки. Определяется отношением изменения выходного
7 7'34 193
напряжения к вызвавшему его изменению тока нагрузки при по-
стоянном напряжении на входе стабилизатора.
Явых = ^вых^'н-
где Д/н— абсолютное изменение тока нагрузки стабилизатора.
Схема простейшего параметрического стабилизатора показана
на рнс. 8.13,0. Стабилизатор имеет следующие параметры: /Сст=
= 100; 7?вых = 1 Ом. Максимально допустимый ток нагрузки не пре-
вышает (0,5... 1) /С1тах стабилитрона. Повысить ток нагрузки в
Рис. 8.13. Схема парамет-
рического стабилизатора на-
пряжения (а) и схема после-
довательного стабилизатора
напряжения с повышенной
нагрузочной способностью (б)
Л21э раз (Л.21э — статический коэффициент усиления тока базы тран-
зистора) можно, применив дополнительно транзистор, включенный по
схеме эмиттерного повторителя (рис. 8.13, б). Напряжение на выхо-
де такого стабилизатора
"вых = «'ст-"б. э.
где С/б_ э— напряжение на эмиттерном переходе транзистора; ПВЬ|Х
7,6 В. Требуемый ток стабилизации устанавливают подбором ре-
Рис. 8.14. Схема стабилизатора напряжения:
а — со стабилизацией тока стабилитрона; б — с увеличенным выходным на-
пряжением
зистора Р1. Резистор R2 обеспечивает нормальный режим работы
транзистора V2 при малых токах нагрузки.
Для повышения коэффициента стабилизации выходного напря-
жения (в 5—10 раз) • необходимо обеспечить постоянство тока,
протекающего через стабилитрон, при изменениях входного напря-
жения стабилизатора. С этой целью токозадающий (балластный)
резистор заменяют стабилизатором тока. На рис. 8.14,а показана
схема стабилизатора напряжения, выполненная на полевом тран-
зисторе. При входном напряжении (/вх= 15 В 10 % выходное
напряжение (7ВЬ1Х— 8 В. Последовательный стабилизатор является
активным ограничителем тока, протекающего через транзистор V2
194
при перегрузке или коротком замыкании нагрузки, так как ток базы
регулирующего транзистора при любом сопротивлении нагрузки
не может превысить /ст, задаваемого стабилизатором тока. По-
этому ток коллектора регулирующего транзистора ограничен на
уровне ^CTh^g
Выходное напряжение, превышающее напряжение стабилитро-
на получают в стабилизаторах с усилителем сигнала обраткой связи
(компенсационные стабилизаторы напряжения) (рис. 8.14,6). Повы-
сить коэффициент стабилизации до 75 (прн йн= 250 Ом) и снизить
пульсации выходного напряжения можно, применив дополнитель-
ную прямую связь через резистор R5 (показано штриховой линией
на рис. 8.13,6). Подбором резистора R5 достигают эффективного
Рис. 8.15. Схема высококачественного стабилизатора напряжения с до-
полнительным источником напряжения
Рис. 8.16. Схема стабилизатора напряжения на микросхеме К142ЕН2Б
влияния этой связи на стабильность только при фиксированных зна-
чениях выходного напряжения и нагрузки и стабильной темпера-
туре.
Схема высококачественного стабилизатора напряжения с до-
полнительным источником входного напряжения (7вх2 показана
на рис. 8.15. Коэффициент усиления сигнала обратной связи возра-
стает при увеличении нагрузочного резистора R2 и неизменных токе
коллектора транзистора V2 и токе базы транзистора У/. Стабилиза-
тор напряжения имеет коэффициент стабилизации яа 200
и выходное сопротивление /?вых ~ 0,25 Ом. Для изменения поляр-
ности выходного напряжения стабилизатора применяют транзис-
торы со структурой п-р-п. При этом следует изменить полярность
включения стабилитрона, электролитических конденсаторов и вход-
ного напряжения.
Для изготовления достаточно мощных источников питания со
стабилизированным напряжением можно использовать интеграль-
ные стабилизаторы типа К142ЕН. По принципу работы такие уст-
ройства мало чем отличаются от обычного компенсационного стаби-
лизатора. При токах нагрузки, превышающих предельно допустимый
для микросхемы, стабилизатор следует дополнять внешним регу-
лирующим транзистором.
Схема стабилизатора на микросхеме К142ЕН2Б, предложенная
о. Крыловым и В. Бызеевым, показана на рис. 8.16. Стабилизатор'
обеспечивает ток через нагрузку 1,1А при напряженим 12 В и коэф-
7*
195
фициенте стабилизации 100. Устройство имеет защиту, срабатываю-
щую при токе через нагрузку более 1,15 А с автоматическим воз-
вратом при снижении тока до 1,1 А. Ток короткого замыкания 70 мА.
Остаточное напряжение на выходе после срабатывания защиты 3 В.
Существенно повысить КПД (до 95 %), уменьшить габаритные
размеры и массу аппаратуры можно за счет применения импульсных
преобразователен и регулято-
ров мощности. Схема ключево-
го стабилизатора с пониже-
нием напряжения без инверти-
рования показана на рис. 8.17.
Образцовое напряжение (7о6р.
подается на неинвертирующий
вход элемента сравнения А1,
а выходное напряжение — на
инвертирующий. При включе-
нии схемы конденсатор С1 на-
Рис. 8.17. Схема ключевого стаби-
лизатора напряжения с понижением
напряжения
чинает заряжаться через от-
крьпый транзистор VI. Скорость заряда определяется инду-
ктивностью дросселя L1 и емкостью конденсатора С1. Как толь-
ко напряжение на конденсаторе С1 превысит образцовое, эле-
мент сравнения А! закроет транзистор VI. По мере разряда кон-
денсатора С1 через нагрузку напряжение на нем падает и элемент
сравнения А1 вновь открывает транзистор VI и конденсатор С1
5
5 .
L1
ЗОМНГН
R3
2,2к
V3 КТ907А
120 ми Гн
ЗОмнГН
V2
КТ62ВА
1,1К
2_НД213А
СЗ 1500 ..св* 51
CS
97»258
НТ3155
А1 /Ш2£П1
02
£,8МИХВ,ЗВ
6
8
15
10
С6,07 1£7МК‘С,ЗВ
15
11
ft
12
i
08 0,01ми „Сшхр.‘
Изи
R7
10К
А1 С5У=
6,8№t*6,38
Сш
И Юн
98
2,7 и
09*
2000
И
07
X
з
5
9
13 ,
Рис. 8.18. Схема ключевого стабилизатора напряжения
начинает заряжаться. Диод V2 служит для замыкания цепи дрос-
сель +- нагрузка при закрывании транзистора VI. По этой цепи
ток через нагрузку продолжает протекать в том же направлении за
счет энергии, запасенной в дросселе L1 и конденсаторе С1. Частота
переключений зависит от номиналов элементов L1 и С1, а также
от нагрузки и гистерезиса элемента сравнения. Транзистор Vi
работает в ключевом режиме и рассеивает мощность только во вре-
мя перехода из одного состояния в другое. Эта мощность оказыва-
ется в сотни раз меньше, чем мощность рассеяния на регулирующем
транзисторе непрерывного стабилизатора.
196
Основной недостаток ключевого способа — наличие импульс-
ных помех на входе и выходе стабилизатора, для подавления которых
требуется фильтр низкой частоты. Сложность фильтров зависит от
допустимого уровня импульсных помех, проникающих в питающую
цепь н цепь нагрузки.
Схема ключевого стабилизатора напряжения, предложенного
Ю. Кондратьевым и А. Ксензеико, показана на рис. 8.18.
Основные технические характеристики стабилизатора
Номинальное выходное напряжение .... 5 В
Максимальный ток нагрузки............. 2 А
Входное напряжение.................... 7 ... 40 В
КПД............................. ... 71. 78%
Коэффициент стабилизации.............. оО
Выходное сопротивление................ 0,01 Ом
Амплитуда пульсаций выходного напряже- 10 мВ
......................................
Частота переключения............... . 40 ... 90 кГц
Интервал рабочей температуры..........—40...4-60 °C
Устройство сравнения выполнено на части микросхемы
К142ЕПI (Л. 7), в состав которой входят и элементы ключевого ста-
билизатора напряжения. На один вход узла сравнения микросхемы
(вывод 13) от внутреннего образцового источника (вывод 9) подается
напряжение около 1,8 В. На другой вход (вывод 12) поступает с де-
лителя R7, R8 часть выходного напряжения, которое задается рези-
стором R7 в пределах 3...9 В. Импульсы управления с вывода 11
поступают на согласующий узел (вывод 4) и с нагрузки R1 усилен-
ные импульсы управления поступают на вход мощного ключевого
каскада (V2, V3). Конденсатор СЗ служит для повышения крутизны
фронта импульсов управления.
Работает стабилизатор следующим образом. Мощные импульсы
тока, сформированные ключевым элементом, поступают на дроссель
L2. При закрывании ключевого транзистора V3 ток самоиндукции
дросселя L2 протекает через дроссель L3, нагрузку и высокочастот-
ный диод V4. Для повышения КПД стабилизатора дроссель L2
должен быть высокодобротным в интервале рабочих частот, а также
сохранять индуктивность при значительных подмагничивающих
токах.
Напряжение питания микросхемы 5 В (вывод 10) — от усили-
теля тока (КУ). В качестве фильтров НЧ служат элементы LI С1
и L3, С7. Вход «Синхр.» предназначен для уменьшения импульсной
помехи прн питании цифровых частотомеров, мультиметра и другой
аппаратуры с тактируемым циклом работы. Снижение импульсной
помехи достигается синхронизацией работы стабилизатора и пита-
емого устройства на кратной частоте. Тактовые импульсы прямо-
угольной формы подают на вход «Синхр.» через интегрирующую ем-
кость С8, в результате чего формируется пилообразное управляющее
напряжение. Благодаря этому, стабилизатор из релейного режима
переходит в режим шнротно-импульсной модуляции с внешней
синхронизацией.
Детали. Транзистор V3 типов КТ907А, КТ908А, КТ908Б или
другой мощный кремниевый высокочастотный структуры п-р-п',
Диод V4 типа КД213 (или коллекторный переход мощного высоко-
частотного транзистора типов КТ907, КТ908 с замкнутыми базо-
вым и эмиттерным выводами); дроссель L2 содержит 20 витков про-
197
вода ПЭВ-2 0 0,25, намотанных в 5 проводов на ферритовом бро-
невом магнитопроводе Б22 2000НМ с зазором 0,2 мм, он рассчитан
на максимальный ток нагрузки; дроссели L1 и 1.3 любые с индуктив-
ностью 30 мкГн и током до 2 А. Эти дроссели имеют 8... 15 витков
провода ПЭВ-2 0 1,0, намотанного на ферритовом стержне от маг-
нитной антенны длиной 20 мм и диаметром 8 мм.
Прн монтаже входных цепей стабилизатора вывод 12 микро-
схемы следует соединить кратчайшим путем с делителем R7, R8
и конденсатором С6. Этим повышается устойчивость работы ста-
билизатора напряжения.
Максимальный КПД стабилизатора достигается прн токе на-
грузки около 0,6 А. При изменении тока нагрузки от 0,2 до 1,6 А
КПД изменяется примерно на 10 % и составляет 0,73..,0,77. При
изменении входного напряжения от 9 до 20 В выходное изменяется
всего на 0,02 В, что составляет 0,4 % от (7ВЫХ. Изменение тока
нагрузки от 0,2 до 2 А приводит к изменению выходного напряже-
ния до 1 % от номинального.
При настройке стабилизатора подбором величины емкости СЗ
и резистора R3 добиваются, чтобы при подключенной нагрузке на
выходе транзистора V3 импульсы прямоугольной формы имели дли-
тельность фронта и спада не более 200 нс. Конденсатор СЗ служит
для устранения возможной паразитной генерации. Требуемая ча-
стота коммутации в релейном режиме достигается подбором емкости
конденсатора С9.
Глава 9
РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКАЯ АВТОМАТИКА
9.1. УПРАВЛЕНИЕ МОДЕЛЯМИ И УСТРОЙСТВАМИ
Игрушки с индукционным управлением. Игрушка состоит из пере-
датчика-генератора 3,4—6 кГц (рис. 9,1,а) и приемника (рис.
9.1,6), смонтированного в пластмассовой подвижной модели. Модель
двигается внутри проволочного витка диаметром 2,5—3 м, подклю-
ченного к передатчику. Предложенная .9. Тарасовым аппаратура те-
леуправления рассчитана на одну команду и позволяет коммутиро-
вать один из двигателей модели. При раздельном управлении коле-
сами и выключении одного из двигателей модель разворачивается до
тех пор, пока включен передатчик. При выключении передатчика
включаются оба двигателя и модель движется по прямой.
Передатчик представляет собой двухтактный ГС-генератор,
выполненный иа транзисторах VI и V2 и настроенный на частоту
6 кГц. Петля-антенна подключена к генератору через согласующую
катушку L2. Приемник представляет собой электронное реле с ин-
дуктивным датчиком — магнитной антенной 1Г на входе, наст-
роенной на частоту передатчика (6 кГц). Переменное напряжение,
наводимое антенной передатчика на контуре магнитной антенны по-
средством катушки связи L2, поступает на двухкаскадный усилитель
34, выполненный на транзисторах VI и V2. Выделенный на ре-
зисторе R7 сигнал поступает на выпрямитель, собранный на диодах
V6 и V7 по схеме с удвоением напряжения. Выпрямленное напря-
жение поступает на базу транзистора V3 и открывает его. При этом
ранее открытые транзисторы V4 и V5 закрываются н двигатель Ml
останавливается, а модель начинает разворот,
198
При отсутствии сигнала с передатчика па базе транзистора
V3 нет выпрямленного напряжения и тран.истор закрывается,
а транзисторы V4 и V5 открываются, подключив двигатель. Модель
начнет движение вперед.
Детали. Транзисторы VI— V4 типов МП39—МП42 с любыми
буквенными индексами и с Й21э = 50...60; V5 типов П213—П217
с 30; катушка передатчика L1 содержит (40 + 40) витков
провода ПЭВ-2 0 0,15—0,18 мм. Для получения средней точки
катушку наматывают двумя проводами с последующим соединением
Рис. 9.1. Телеуправляемая игрушка:
а—схема передатчика; б — схема приемника
начала и конца этих проводов. Катушка L2 содержит 5 витков прово-
да ПЭВ-2' 0 0,5—0,7 мм, намотанных на магнитопроводе Ш4 х 8
поверх обмотки L1. Катушки приемника наматываются на карка-
се из картона или органического стекла, имеющих внутренний диа-
метр 8,5 мм, внешний 11 мм и длину 20—25 мм со щечками диамет-
ром 20—25 мм и расстоянием между ними 16 мм. Катушка L1 со-
держит 2000 витков провода ПЭВ-1 0 0,1, £2 — 70 витков про-
вода ПЭВ-1 а 0,25. Сердечником служит ферритовый стержень
400 НМ диаметром 8 мм и длиной 80 мм. Резисторы типа МЛТ-0,125
(в приемнике R9 и R14 типа МЛТ-0,5), резистор R16 проволочный;
конденсаторы типов К50-6, К50-3, остальные МБМ, КСО-5; кнопка
от типа КН1, включатель S1 — микротумблер МТ-1.
Налаживание сводится к настройке контура приемника на ча-
стоту передатчика. Для этого правый по схеме вывод конденсатора
04 отпаивают от схемы и Подключают к одному из выводов высоко-
омного телефонного капсюля, второй вывод которого соединен с об-
щим проводом. Включив передатчик и приемник и разместив прием-'
199
ник внутри антенны-петли передатчика, подбирают конденсатор
С1 приемника, добиваясь максимальной громкости. Затем, восста-
новив схему, проверяют напряжение на коллекторе УЗ, которое при
выключенном передатчике равно 6—7 В, а при включенном — близ-
ко к нулю. Подбором резистора RJ6 добиваются прямоли-
нейного движения модели при выключенном передатчике.
В случае самовозбуждения приемника контур L1C1 следует
вашунтировать резистором 10—100 кОм. Для управления моделя-
Ряс. 9.2. Аппаратура
а — схема передатчика;
ми в пределах комнаты или зала мощность передатчика обычно не
превышает 10 мВт.
Аппаратура радиоуправления, предложенная А. Проскури-
ным, обеспечивает радиус действия 10 м при чувствительности при-
емника 10 мкВ и содержит пятикомандный передатчик и приемник
с дешифратором команд. Она позволяет управлять подвижной мо-
делью, которая может выполнять команды: «Вперед», «Назад»,
«Поворот влево», «Поворот вправо», «Фары», «Стоп».
Передатчик (рис. 9.2,а) состоит из модулятора — мульти-
вибратора на транзисторах VI и V2 и задающего генератора, вы-
полненного по схеме индуктивной трехточки на транзисторе УЗ.
Контур генератора L3C7 настроен на частоту 28,1 МГц, а контур
200
L2C5 — иа частоту, в два раза меньшую, т. е. 14,05 МГц. Задающий
генератор формирует высокочастотные колебания, которые в виде
пакета прерывающихся посылок с катушки связи L4 поступают на
согласующий антенный контур L5C8 и антенну W1. Частота повто-
рения этих посылок определяется параметрами конденсаторов С/
и С2 и сопротивлением резисторов R7, R8 и R2—R6 мультивибра-
Т°РаПриемник (рис. 9.2,6) выполнен по сверхрегенеративной схеме
и содержит усилитель-ограничитель и дешифраторы. На транзисторе
VI собран сверхрегенеративный каскад, в коллекторную цепь кото-
рого включен контур L1C3, настроенный на частоту 28,1 МГц,
и конденсатор обратной связи С2. В этой схеме возникает генера-
ция на частоте входного контура L1C3 с частотой гашения, опреде-
ляемой постоянной времени цепи R4C4 и равной 50—60 кГц, что
превышает наивысшую частоту командного сигнала. Эти колебания
усиливаются и детектируются с помощью транзистора VI, и выделен-
ная на резисторе R5 составляющая командного низкочастотного
сигнала поступает на вход усилителя-ограничителя, выполненного
иа транзисторах V2 н V3. Частота гашения подавляется фильтром
R3C7.
радиоуправления:
б — схема приемника с дешифратором радиокоманд
Дешифраторы представляют собой активно-избирательные
LC-фильтры, обеспечивающие выделение сигналов переданной ко-
манды. Первый дешифратор выполнен на транзисторе V5 (на тран-
зисторе V4 выполнен ключ), который совместно с контуром L3C14,
диодом V1J, конденсатором С12, резистором нагрузки RH представ-
ляет собой активно-избирательный фильтр, настроенный на частоту
повторения посылок первой команды генератора. Прн приеме этой
команды на частоте резонанса контура L3C14 большая часть сигна-
ла с делителя R12 — контур L3C14 подается на базу усилителя иа
транзисторе V5. В результате этого транзисторы V5 и V4 открывают-
ся и загораются лампочки HI и Н2, Таким образом выполняется
команда «Фары»,
Второй дешифратор, на транзисторе V6 с контуром L4C15
выделяет команду «Поворог влево». При приеме этой команды от-
крывается транзистор V6, срабатывает реле К/, включая двигатель
М2. После выполнения поворота срабатывает конечный выключа-
тель S1, замыкая цепь базы транзистора V6 с положительной шиной.
Транзистор V6 закрывается и реле Д7 возвращается в исходное со-
стояние, отключив двигатель М2. Для выполнения команды «По-
ворот вправо» подается командный сигнал с резонансной частотой
контура L5C18. Дешифратор на транзисторах V8 и V10 с помощью
контура L6C19 выделяет последовательно команды «Назад» и «Стоп»
(транзистор V10 прн этом служит дополнительным ключом). Деши-
фратор на транзисторе V9 с контуром L7C21 выполняет команду
«Вперед». Чтобы остановить игрушку, необходимо подать команд-
ный сигнал на резонансной частоте контура L6C19, в результате
чего откроются транзисторы V8 и V10, сработает реле КЗ и на дэн-
гатель Ml будет подано напряжение противоположной полярности.
В результате этого модель поедет назад. После прекращения подачи
командного сигнала транзистор V10 закроется и модель остановится
(выполняется команда «Стоп»), Для движения вперед подается ко-
манда с резонансной частотой контура L7C21 (команда «Вперед»),
При этом транзистор V9 откроется и закроет транзистор V8. Ток
через обмотку реле КЗ прекратится и его контакты вернутся в исход-
ное состояние, включив двигатель Ml. Модель поедет вперед.
Детали передатчика. Конденсаторы С1—С4 типа КЮ-7Б или
КЛС, С5—С7 типа КГ, С8 типа КПМ, МП; дроссель L1 имеет индук-
тивность 30 мкГн (60 витков провода ПЭВ-2 0 0,1 на резисторе
МЛТ-0,5 100 кОм); резисторы типа МЛТ-0,25; катушки L2—L5
намотаны на пластмассовых каркасах диаметром 8 мм и длиной 12 мм
с подстроечным сердечником СЦР-1 диаметром 6 мм, L2 содержит
12 витков ПЭВ-2 0,35, намотанных виток к витку, с отводом от 4-го
витка, катушка L3 содержит 14 витков с отводом от середины, ка-
тушка L4 намотана с шагом 1 мм поверх L3, содержит 4 витка,
£5 содержит 14 витков; провод для L3—L5 — ПЭВ-2 0 0,5—0,7;
транзисторы VI и V2 передатчика — структуры п-р-п с й2]э > 50
типа КТ301, КТ315, V3 типов П402, П403, П416.
Детали приемника. Антенна — проволока диаметром 1,5 мм
и длиной 10 см, конденсаторы С4—С7, С12—С24 типа КЮ-7Б или
КЛС; С8—СП типа К50-6; С2 типа КПК, резисторы типа
МЛТ-0,25, дроссели L2 типа Д-0,1, L8 и L9 типа Д-0,6—16 мкГн,
катушка L1 содержит 14 витков ПЭВ-2 0 0,51, намотанных на кар-
касе диаметром 8 мм и длиной 12 мм, L3—L7 намотаны на трех
сложенных ферритовых кольцах марки 1000 НМ 7X4X2 или
броневом сердечнике Б14—1500 НМ. Параметры катушек и частоты
настройки контуров для различных команд приведены в табл. 9.1.
Транзисторы VI типов П401—П403, П416 с й21э >60, V2-—
V9 типов МП39—МП42 (V4 типа КТ315 с любым индексом), V10
типов ГТ404А, КТ801 —КТ805; реле К1 и К2 типа РЭС-10, К.3
типа РЭС-9; двигатели типа ДК6-19, лампочки Н1—Н2 на 4,5 В,
30 мА.
Приемник настраивают следующим образом. Вначале регу-
лируют реле, ослабляя возвратные пружины для надежного сраба-
тывания при напряжении 5 В. К контрольной точке Б (рис. 9.2,6)
подключают осциллограф, отпаивают вывод конденсатора С8,
идущий к сверхрегенератору, и к нему подключают выход звукового
генератора (1 кГц с уровнем 5, а затем 50 мВ). Включив питание
GB2, подбором резисторов R6 и R9, затем R7 и R10 добиваются
202
9.1. Параметры катуш'к и контуров
Команда Частота, Гн Контур Индуктивность катушки. мГц Число витков катушки
2500 L3C14 400 420
«Поворот влево» 3200 L4C15 340 400
«Поворот 4050 L5C18 220 380
вправо» «Назад» 4700 L6C19 165 360
«Вперед» 5600 L7C21 140 340
чтобы
ограничения
сигнала
так,
двустороннего
______г_____ . длительности
импульса и паузы были равны. Дешифраторы настраивают под-
бором емкости конденсаторов контуров в соответствии с данными
табл 9.1.
Рис. 9.3. Схемы jc-
трсйства дистанцион-
ного включения и вы-
ключения двух реле
по двум проводам (а)
и включения трех ламп
люстры при двухпро-
водном питании (б)
Подбором резисторов R/2—R16 добиваются частоты срабаты- -
вания реле дешифраторов, равной 400 Гц. Затем, восстановив схему,
настраивают сверхрегенератор. Для этого к конденсатору СИ под-
ключают осциллограф. Выход высокочастотного генератора (уро-
вень 400 мВ, частоты 28,1 МГц с амплитудной модуляцией на часто-
те 100 Гц) подключают к проволочной антенне. Изменяя сопротив-
ление резистора R1, емкость конденсатора С2 и положение сердеч-
ника катушки L1, добиваются на экране осциллографа наибольшей
амплитуды сигнала 1000 Гц.
Передатчик настраивают совместно с приемником методом фи-
УР Лиссажу по осциллографу, у которого вход «х» соединен со зву-
овым генератором, а вход <.у» — с коллектором транзистора УЗ.
11р" настройке передатчика подбирают резисторы R2—R6 и под-
страивают контура L2—L5.
203
Устройство дистанционного включения и выключения двум
реле по двум проводам предложено Н. Дробницей (рис. 9,3,а).
Такое устройство можно использовать для включения одной, двух
или трех ламп люстры одним выключателем при двухпровод-
ном питании (схема подключения люстры показана на рис.
9.3,6).
Работает устройство следующим образом. При подаче питания
конденсаторы С1, С2, С4 заряжаются. Реле 1(1 и 1(2 кратковременно
сработают, а после заряда конденсатора возвратятся в исходные
состояния. При кратковременном нажатии на кнопку S1 конденса-
торы С2 и С4 быстро разряжаются через диоды VI, V3 и резистор
R7. После отпускания кнопки эти конденсаторы вновь начнут за-
ряжаться, что приведет к открытию транзистора V2 и срабатыва-
нию реле 1(1. После заряда конденсаторов С2,С4 реле К1 останется
в таком же состоянии, так как база транзистора контактами 1(1.1
подключается к заряженному конденсатору С1. Контакты реле
К.1.2 включают цепь заряда конденсатора СЗ, подготовив цепь пи-
тания реле К2. При повторном кратковременном нажатии на кноп-
ку S1 включится реле 4(2, а при более длительном нажатии иа кноп-
ку оба реле отключатся и схема возвратится в исходное состояние.
Прн использовании устройства для управления люстрой кнопка
S1 (рис. 9.3,я) исключается, а переключение ламп осуществляется
последовательным включением и выключением включателя S1
(рис. 9.3,6). При указанных на схеме элементах мощность лампы
И1 не должна превышать 40 Вт. Реле используют на напряжение
12 В.
9.2. РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКАЯ АВТОМАТИКА
Автоматический выключатель телевизора (рис. 9.4) отключает
телевизор после окончания передач. Он управляется сигналами по-
стоянного или импульсного напряжения, которые можно снимать
с дробного детектора канала звукового сопровождения, с управляю-
щей сетки лампы амплитудного селектора, с видеоусилителя (видео-
сигнал), с амплитудного селектора (синхроимпульсы) и др. Схема
устройства разработана Ю. Гунченко.
В телевизоре устанавливаются две кнопки: S2 «Включено»
и S1 «Выключено». При нажатии кнопки S2 подается питание на
устройство и телевизор, на выходе выпрямителя VI и V2 появляется
постоянное напряжение и срабатывает реле 1(2, разомкнув свой
нормально замкнутый контакт 4(2.1. Конденсатор С4 начинает
заряжаться, срабатывает реле К1 и блокируется кнопка включения
контактами К1.1 до полного заряда конденсатора С4. Этого време-
ни доиаточно для разогрева телевизора и поступления на вход уст-
ройства видеосигнала. Сигнал, выделенный контуром1L1C2, который
настроен на частоту следования строчных синхроимпульсов, откры- -
вает отрицательной полуволной транзистор V3 и ток через об-
мотку реле К1 не прекращается даже после заряда конденсатора
С4. После окончания передач исчезает видеосигнал, транзистор
V3 запирается и по окончании времени разряда конденсатора С4
реле 1(1 размыкает свои контакты, выключая телевизор. Кнопка
81 служит для ручного выключения телевизора.
Летали. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе
Ш12 X 15, обмотка 1 содержит 6000 витков провода ПЭВ-2 0 0,1,
а обмогка 44 — 600 + 600 витков провода ПЭВ-2 0 0,12; катушка
LI намотана проводом ПЭВ-1 0 0,23 на цилиндрическом бумажном
каркасе с внутренним диаметром 8,5 мм, длиной 35 мм и содержит
204
1200 витков с отводами or 812-го и от 120-го витков, считая от коп
да, соединенного с об дим проводом, сердечник катушки - етепж
невои цилиндрически!, феррит марки 700 НМ, длиной 50 мм и диа
метром 8 мм.
Устройство налаживают,
подключив резистор /?/ к ано-
ду (коллектору) выходной лампы
(транзистора) видеоусилителя.
Эмиттер транзистора V3 отклю-
чают от схемы и соединяют с об-
щим проводом устройства. С по-
мощью вольтметра контролируют
напряжение иа контуре и под-
страивают сердечник контура
L1C2 до получения максимального
напряжения. Затем, восстановив
схему, поочередно подключают
эмиттер транзистора 12, 11,
10, 9и8 витку контура, доби-
ваются срыва генерации конту-
ра (о самовозбуждении свиде-
тельствуют замкнутые контакты
К1.1 реле Ki при отсутствии ви-
деосигнала).
Регулятор температуры холо-
дильника, предложенный Ефи-
мовым (рис. 9.5), позволяет из-
менять температуру н экономить
Рис. 9.4. Схема автоматического
выключателя телевизора
электроэнергию при пользовании абсорбционными холодильни-
ками, не имеющими автоматических выключателей («Морозко»,
«Украина», «Кристалл» и др). Схема представляет собой мульти-
Рис. 9.5. Схема регулятора температуры холодильника
вибратор, периодически выключающий с помощью реле холодиль-
ник. Мультивибратор гыполиен на транзисторах VI и V2 типа
МП40—А1П42 с Рст = 30. Интервал времени переключения муль-
тивибратора 50 с.
205
С помощью переменного резистора R3 регулируется отношение
времени включенного и включенного состояний холодильника,
а значит, и температура внутри него. Включается холодильник
с помощью реле, обмотка которого соединена с коллектором тран-
зистора V2. К контактам реле подключена искрогасящая цепочка,
состояща-я из резистора R5 и конденсатора С4. Для устранения
вибрации контактов реле параллельно его обмотке подключен
конденсатор СЗ.
Детали. Лампа Н1 типа МН-3, Н2 типа МН 15, 26 В X 0,16 А;
трансформатор выполнен на сердечнике УШ-12 X 17; первичная
обмотка трансформатора содержит '5200 витков провода ПЭЛ-0,08,
вторичная— 1060 витков провода ПЭЛ-0,16.
Схема автоматического регулятора температуры (рис. 9.6)
холодильников предложена Б. Ивановым. Автомат позволяет под-
держивать температуру в холодильной камере на заданном уровне.
Рис. 9.6. Схема автоматического регулятора температуры холо-
дильника
Чувствительным элементом автомата является терморезистор R1,
включенный в одно из плеч измерительного моста. В одну диагональ
моста подается постоянное напряжение с однополупериодного вы-
прямителя на диоде V7. Напряжение разбаланса, снятое с другой
диагонали моста, поступает на усилитель тока, выполненный на
транзисторах VI и V2. Когда мост сбалансирован, напряжение на его
выходе отсутствует, реле К/ находится в обесточенном состоянии
и через нормально замкнутые контакты Kt .1 холодильник подключен
к сети. Охлаждение до заданной температуры задается с помощью
резистора R2. Уменьшение температуры по сравнению с заданной
приводит к разбалансировке моста. Напряжение разбаланса, уси-
ленное транзисторами V7 и V2, включает реле KI, и холодильник
отключится от сети через контакты реле Kt.l и разъем Х2.
Детали. Транзисторы типа МП39—МП42 с /121э > 20; реле
типа РКН или другие, рассчитанные на напряжение срабатывания
10—15 В при токе 5—10 мА и токе коммутации до 0,5 А при 220 В;
трансформатор выполнен на магнитопроводе Ш20 X 25: обмотка
I содержит 2200 витков провода ПЭВ-0,15, обмотка II — 220 вит-
ков ПЭВ-1 0 0,25, обмотка III — 350 витков ПЭВ-1 0 0,1.
Шкалу резистора R2 градуируют по образцовому термо-
метру, расположенному рядом с терморезистором в камере холо-
дильника. Устанавливая ручку резистора в два крайних положе-
ния, примерно через 1 ч после включения холодильника определя-
ют температуру холодильной камеры. Аналогичным образом гра-
дуируют промежуточные точки шкалы резистора, Если используют
206
терморезистор другого типа, сопротивления всех резисторов изме-
рительного моста должны соответствовать сопротивлению терморе-
зистора и удовлетворять условию RtR2= (fli+ RvJRt-
Высокоточный терморегулятор с импульсной задающе-регу-
лирующей цепью предложен И. Боерисом и А. Титовым. Он обла-
дает высокой стабильностью поддержания постоянной температуры
(до ±0,05 °C в диапазоне от 20 до 80 °C). Его можно использовать
в термостатах, калориметрах и других устройствах с потребляемой
мощностью до 1 кВт. Регулирующая цепь (рис. 9.7) состоит из тер-
морезистора R6 типа ММТ-1 с диодом V6, переменного резистора
R7 с диодом V7 с конденсатором С4. Питается регулирующая цепь
от стабилизатора на стабилитронах V3 н V4, включенных во вторич-
ную обмотку понижающего трансформатора Т1.
К нагревателю
V6,V7 Д226Б
Рис. 9.7. Схемы высокоточного терморегулятора с импульсной задаю-
ще-регулирующен цепью
Величина тока через тиристоры VI и V2, а значит, и через
нагреватель зависит от постоянных времени заряда и разряда кон-
денсатора С4, которые определяются соотношением сопротивлений
резисторов R6 и R7. С увеличением температуры сопротивление тер-
морезистора понижается, в результате чего увеличивается ток раз-
ряда конденсатора С4 через терморезистор и диод V6 и напряжение
на конденсаторе С4 уменьшается. Управляющее напряжение, по-
ступающее на тиристоры через усилитель тока, содержит постоянную
и переменную составляющие. Переменная составляющая формирует-
ся с помощью фазовращателя (R3C1) н через конденсатор С2 посту-
пает на базу транзистора V8. Этим обеспечивается плавное изменение
угла отсечки тока тиристора, а значит, и тока через нагрузку.
Детали. Трансформатор Т1 выполнен на магннтопроводе
Ш12 X 15: обмотка / содержит 4000 витков провода ПЭВ-1 0 0,1,
обмотка II — 300 витков провода ПЭВ-1 0 0,29.
Налаживание сводится к подбору резисторов R1 и R4. Напря-
жения на анодах тиристоров должны совпадать по фазе, в против-
ном случае следует поменять местами выводы обмотки III транс-
форматора.
Терморегулятор с датчиками температуры и освещенности,
предложенный В.Савыкиным, позволяет поддерживать постоянную
температуру в пределах от 15 до 50 °C с точностью 0,4 °C и изменять
ее скачкообразно в пределах ±12 °C от установленного значения
в зависимости от уровня освещенности, который также можно из-
менять в пределах 500,.,2500 лк. Устройство (рис, 9.8) состоит из
207
У2,УЬ-У1,Чв МП1г2Б V№ ntiiS Vlt ДШГ
S'
a
Рис. 9.9. Схема автоматического регулятора влажности (а) и датчика влажное ги — гигри-
стора (б)
блока регулирования температуры, включающего терморезистор
{^14, транзисторы Кб, V8, V10, реле 7</, и блока коррекции темпе-
ратуры, выполненного на фоторезисторе R1 и транзисторах V2 и V4.
Оба блока выполнены на основе триггеров Шмитта. Уровень осве-
щенности, определяемый порогом срабатывания блока коррекции,
устанавливается резистором R2, а температурный порог второго
бЛ0Ка — резистором R15. Величина приращения температуры за-
дается резистором R12, а знак приращения выбирается переключа-
телем S1.
Детали. Транзисторы типа МП40—МП42 (V10 типа П213—
П216), терморезистор R14 типов ММТ-6, ММТ-4 или КМТ-4;
переменные резисторы типа СПЗ; реле типа РПУ-2 или другое,
срабатывающее при напряжении 24 В и обеспечивающее необхо-
димый ток коммутации нагревателя; трансформатор выполнен на
магнитопроводе ШЛ20 X 16: обмотка I содержит 3300 витков про-
вода ПЭВ-2 0 0,1, обмотка II — 350 витков ПЭВ-20 0 47, обмотка
Л/— 100 витков ПЭВ-2 0 0,21; переключатели S1 н 52 типа
П2К. Датчики температуры и освещенности соединяют с регулято-
ром экранированным проводом. Резисторы R2, R12, R15, градуи-
руют при помощи образцового термометра и люксметра.
Автоматический регулятор влажности (рис. 9.9,а), предложен-
ный В. Савыкиным, позволяет поддерживать влажность воздуха
в диапазонах 20...55 и 50...90 % с точностью 1,5 и 1 % соответст-
венно при отклонении напряжения питания не более чем на ±20 %
от номинального. Применять такие датчики целесообразно в овоще-
н зернохранилищах, на животноводческих фермах, в быту и меди-
цинских учреждениях.
Регулятор состоит из гигрометрического датчика — гигри-
стора R1, порогового устройства — триггера Шмитта на транзи-
сторах V2—V4, усилительного каскада V7 и блока питания. С уве-
личением влажности сопротивление гигристора уменьшается,
и отрицательное напряжение на базе транзистора V2 увеличивается.
При достижении на базе V2 порогового напряжения, равного на-
пряжению на диоде У5, триггер переключится и транзистор V4
закроется. Это вызовет увеличение базового тока транзистора V7,
благодаря чему он откроется, реле КД сработает и включит своими
контактами КД 2 исполнительный механиз'м увлажнителя. При
этом контакты реле КД.1 замкнут ограничительный резистор R9,
и сигнальная лампа Н1 начнет светиться ярче.
Детали. Реле КД типа РПУ-2 или РПГ на напряжение 24 В;
трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛ12 X 16: об-
мотка I содержит 5300 витков провода ПЭВ-1 0 0,1, обмотка II —
480 витков провода ПЭВ-1 00,21; сигнальная лампа Н1 типа КМ
на 24 В и 35 мА. Датчик влажности — гигристор выполнен из
одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм.
Конструкция датчика показана иа рис. 9.9,6. После вытравливания
изоляционной канавки шириной 1 мм электроды датчика облужива-
ют, обезжиривают, покрывают насыщенным раствором хлористого
лития или поваренной соли и просушивают. Сопротивление датчика
при изменении влажности 20...55 % составляет 120..,30 кОм.
При высокой влажности 50...95 % датчик выполняется из двусто-
роннего стеклотекстолита без последующего покрытия раствором
поваренной соли. Подсоединяют датчик к регулятору экранирован-
ным проводом.
Налаживание регулятора сводится к установке границ шкалы
резистора R3 подбором резистора R2. Для градуировки шкалы
резистора R3 применяют промышленный психрометр, помещае-
209
мый вместе с датчиком в камеру с изменяющейся влажностью.
При различной влажности, определяемой с помощью психрометра,
фиксируют положение движка потенциометра R3, при котором
срабатывает реле /</. При эксплуатации регулятора влажности
плату гигристора устанавливают вертикально. При этом следует
избегать конденсации влаги на плате.
Автомат для поливки растений (рис. 9.10) позволяет включать
исполнительный механизм подачи воды на контролируемый участок
почвы при уменьшении ее влажности ниже определенного уровня.
Устройство содержит эмиттерный повторитель на транзисторе VI,
на вход которого подключен датчик (два металлических или уголь-
ных электрода, погруженных в грунт), и триггер Шмитта (транзис-
торы V2 и V4). При влажной почве сопротивление между электро-
Рис. 9.10. Схема автомата для поливки растений
Рис. 9.11. Схема электронного автомата в будильнике «Слава»
дами невелико, и транзистор VI открыт. На его эмнттерной нагруз-
ке R3 образуется напряжение, отпирающее транзистор V2. При
этом транзистор V4 закрыт, реле К1 обесточено. При высыхании
почвы сопротивление датчика возрастает и при достижении задан-
ного резистором R2 значения влажности транзистор VI запирается
и триггер переключается. В результате транзистор V4 открывается
и срабатывает реле которое включает исполнительный меха-
низм поливочного устройства. Полив продолжается до тех пор,
пока не изменится влажность до порогового значения, заданного
резистором R2, при котором триггер переключится в исходное со-
стояние.
Электронный автомат в будильнике «Слава», предложенный
А. Кисляком, позволяет ограничить продолжительность боя будиль-
ника. Схема автомата (рис. 9.11) представляет собой электроне е
реле времени, выполненное на транзисторах VI—V2 с непосредст-
венной связью между ними. Звонок будильника подключен через
контакт S1 будильника н участок эмиттер—коллектор транзистора
V2. Время подачи звонка зависит от постоянной времени цепи
R2C1 и при указанных на схеме номиналах составляет 8—10 с.
В момент срабатывания механизма боя контакты выключателя S1
замыкаются и по цепи Rl, Cl, R2 протекает ток, открывающий тран-
зисторы VI и V2. В результате этого включается звонок. По мере
заряда конденсатора С] ток транзисторов VI и V2 уменьшается
и через 8—10 с звонок оказывается отключенным от источника
питания. Увеличение или уменьшение продолжительности работы
210
звонка достигается пропорциональным изменением емкости конден-
сатора С1 •
Детали. Конденсатор С1 типа К50-6 или К50-3; резисторы типа
МЛТ-0,5; транзисторы VI типов МП37Б, МП38, КТ312, К.Т315,
V2 типа МП40 —МП42 с любым буквенным индексом.
Автомат отключения телевизора (рис. 9.12), предложенный
Б С. Ивановым, отключает телевизор от электросети после прекра-
щения телевизионной передачи. Автомат представляет собой элек-
тронное реле, которое срабатывает от постоянного напряжения на
конденсаторе частотного детектора. Это напряжение появляется
только во время передачи телевизионного сигнала. При включении
переключателя S1 напряжение сигнала частотного детектора теле-
визора поступает через резистор R1 на вход усилителя постоянного
тока, выполненного на транзисторах VI и V2. Это приводит к сра-
батыванию реле KJ и блокировке кнопки включения телевизора
Рис. 9.12. Схема автомата отключения телевизора
контактами реле КД.1, В дежурном режиме переключатель S1 не-
обходимо разомкнуть после тот о, как загорается лампочка Н], сигна-
лизирующая о готовности автомата к работе. После окончания теле-
передачи исчезает сигнал частотного детектора и с задержкой 10—15 с
реле возвращается в исходное состояние, разрывая цепь питания
телевизора. Такая задержка необходима для того, чтобы автомат не
отключал телевизор от сети при переключении телевизора на дру-
гую программу. Величину задержки можно изменять подбором ем-
кости конденсатора С1. Напряжение питания транзисторов 6,3
В—от цепи накала ламп телевизора. Выпрямляется напряжение
цепочкой V3, С2.
На рис. 9.12 показаны два варианта подключения автомата
к телевизорам УНТ-35 («Рекорд-64», «Рекорд-305», «Весна-5»,
«Рубин-102», «Старт-3» и др.), а также к телевизорам УНТ-47/59,
УЛПТ-47-1Ц («Восход», «Огонек», «Рубин-106», «Старт-6», «Элек-
трон» и др.).
мЛетали- тРанзнстор VI типа МП35—МП38, V2 типа МШИ—'
МП 113; электролитические конденсаторы С1 и С2 типа К50-3, реле
типа РКН; сигнальная лампа на напряжение 6,3 В.
При налаживании автомата подбирают резистор R1 такой ве-
личины, чтобы надежно срабатывало реле КД.
Автомат-выключатель освещения (рис. 9.13), предложенный
А. Аристовым, позволяет выключать освещение через 3 мин после
кнопки выключателя и включать свет на такое же время при
подаче громкого звукового сигнала (хлопок в ладоши, звонок,
211
голос и др.)- Автомат подключают параллельно контактам S1
выключателя освещения. Напряжение питания подводится к авто-
мату при отключенных контактах S/. Прн этом конденсатор СЗ за-
ряжается через резистор R7, диод V4 и цепь управляющего электро-
да тиристора V5, в результате чего тиристор V5 откроется и замкнет
диагональ выпрямительного моста V6—V9. Лампа останется вклю-
ченной. По мере заряда конденсатора СЗ ток управления тиристора
V5 'уменьшается и через 3 мин тиристор закроется. В результате
этого диагональ моста V6—V9 размыкается и лампа Н1 гаснет.
При воздействии звуковых колебаний на выходе микрофона
В1 появляется серия импульсов, которые через емкость С2 воздей-
ствуют на тнристор V3 и открывают его. Конденсатор СЗ в течение
примерно 10 с разряжается через резистор R4 и поддерживает
тнристор V3 в открытом состоянии. Благодаря этому через резистор
R7, диод У2, тиристор УЗ
на управляющий электрод
тиристора УЗ поступает
пульсирующий ток. Тирис-
тор У5 открывается, зако-
рачивается диагональ мос-
та Уб—У9 и лампа Н1 на-
чинает гореть, пока конден-
сатор СЗ не разрядится. Ре-
зистором R3 регулируют
чувствительность автомата
к звуковым сигналам.
Детали. Диоды У6~
У9 типа Д226 (при комму-
тации нагрузки до 100 Вт)
или Д246 (при коммутации
нагрузки до 1 кВт); микро-
фон любой угольный, например, капсюль МК-59 или МК-Ю; кон-
денсатор СЗ типа К50-7; стабилитрон VI типов Д808—Д813,
Д814А—Д814Д.
Налаживание автомата сводится к подбору резистора R8.
С уменьшением сопротивления R8 увеличивается чувствительность
тиристора V5 и выдержка времени автомата.
СЗ 5б0мкх/б08
Рис. 9.13. Схема автомата отключения
освещения
9.3. УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Регулятор частоты вращения вала микроэлектродвигателя по-
стоянного тока (рис. 9.14) позволяет регулировать и стабилизировать
обороты вала двигателя при изменении нагрузки.
Микроэлектродвигатель включен в эмиттерную цепь транзис-
тора V2. Сигнал обратной связи снимается с низкоомного резистора
R4 и поступает в цепь базы транзистора VI. При увеличении на-
грузки возрастает ток электродвигателя и увеличивается напряже-
ние на резисторе R4. Это приводит к увеличению тока транзистора
V2 и увеличению тока базы транзистора VI, что увеличивает напря-
жение на электродвигателе, и мощность на его валу возрастает.
При уменьшении нагрузки описанные процессы повторяются в об-
ратном порядке.
Частоту вращения электродвигателя устанавливают в режиме
холостого хода переменным резистором R1, изменяя смещение на
базе транзистора V2, Резистором R4 устанавливают пределы, в ко-
2)2
торых может/изменяться мощность на валу при сохранении числа
оборотов.
Детали. Транзистор VI типа КТ315Б, выбор транзистора V2
(например, КТ814В) зависит от величины питающего напряжения
и рабочего тока микроэлектродвигателя; диод V3 типа КД510А.
Более экономичную схему стабилизации частоты вращения
электродвигателя предложили В. Бушуев и А. Новиков (рис. 9.15i.
Схема представляет собой импульсный стабилизатор, состоящий
из тахометрического моста, образованного резисторами R4—R7
н якорной обмоткой двигателя МЛ источника опорного напряжения
(У7, V8, R3), управляемого мультивибратора на транзисторах V5,
Уб ’ и цепи запуска (диоды VI—V4 и резистор R1). Когда мост
уравновешен, напряжение между
частоты вращения двигателя. Это
напряжение сравнивается с опор-
ным, и разностный сигнал исполь-
зуется для регулирования часто-
42 В___
ЯНОК
R2
♦70
V/
КТ315
R3 220
V3
Д226
VZ
RT810A
точками б и в зависит только or
RS-
1к
Ofi/мк
V7,V8
\КДЮЗА
W
[>
H t, 5 к
6
Рис. 9.14. Схема линейного ревулятора частоты вращения вала элек-
тродвигателя
Рис. 9.15. Схема стабилизации частоты вращения электродвигателя
ты вращения. Прн включении схемы потенциал точки а выше,чем точ-
*ки б, и диод открыт. Благодаря этому открывается транзистор V5,
а за ннм и транзистор Уб. Тахометрический мост оказывается под-
ключенным к источнику питания, что вызывает вращение вала
электродвигателя.
Благодаря наличию положительной обратной связи через
конденсатор С1 каскад на транзисторах V5, Уб самовозбуждается.
Напряжение на тахометрическом мосту зависит от частоты и дли-
тельности генерируемых колебаний, которые в свою очередь зависят
от разностного управляющего напряжения на базе транзистора
У5. В установившемся режиме частота вращения вала двигателя
определяется параметрами моста и опорным напряжением. При
этом потенциал точки а ниже потенциала точки б, диод V4 закрыва-
ется, и цепь запуска (VI—V4, R1) в работе стабилизатора ие уча-
ствует. Увеличение нагрузки на валу вызывает уменьшение частоты
вращения двигателя, что вызывает уменьшение напряжения на диа-
гонали тахометрического моста. Прн этом напряжение иа базе тран-
зистора У5 увеличивается, что вызывает увеличение его коллектор-
ного тока н соответствующее увеличение частоты и длительности им-
пульсов коллекторного тока транзистора V6. Одновременно увели-
чивается среднее значение напряжения на электродвигателе, благо-
даря чему восстанавливается частота вращения его вала. Уменьше-
213
иие нагрузки на валу вызывает в схеме явления противоположного
характера.
Нестабильность частоты вращения стабилизатора с двигателем
ДПМ-25 в нормальных условиях составляет 0,5...1 %, а в диапазо-
не температур от—30 до+50 °C 2...3 %. При исключении конден-
сатора С1 стабилизатор переходит в линейный режим регулирова-
ния.
Глава 10
АНТЕННЫ РАДИОПРИЕМНИКОВ
И АНТЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
10.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ АНТЕНН
Антенные устройства предназначены для приема и передачи
электромагнитной энергии. В режимах приема и передачи ос-
новные характеристики антенн эквивалентны. Рассмотрим следую-
щие характеристики. Направленность — зависимость ЭДС на за-
жимах антенны (е) ог направления прихода сигнала, которая опре-
деляется геометрическими формами антенны, частотой, на которую
настроена антенна, размещением ее в пространстве и др. Направ-
ленные свойства характеризуются диаграммой направленности
(рис. 10.1). Основными параметрами диаграммы направленности
Рис. 10.1. Диаграмма направленности антенны в системе координат:
а— полярной; б— прямоугольной
являются угол раствора (ширина) главного лепестка и коэффициент
защитного действия. Угол раствора — угол, в пределах которого
ЭДС на зажимах антенны составляет 0,707, а мощность в нагрузке—
0,5 от максимального значения. Чем уже основной лепесток, тем
лучше направленные свойства антенны. Помехозащищенность
(коэффициент защитного действия) тем выше, чем меньше уровень
боковых лепестков.
Входное сопротивление антенны ZBX— отношение напряже-
ния на зажимах антенны к току нагрузки антенны (имеет активную
/?вх и реактивную Хвх составляющие).
Действующая высота антенны йд представляет собой коэффици-
ент пропорциональности между ЭДС е н напряженностью поля
(Е): е — ЕИд. Величина Лд зависит от типа антенны, ее геометриче-
ских размеров, длины волны, места и высоты подвеса и ряда других
214
факторов. Величина Лд характеризует эффективность использования
поля сигнала, т. е. чувствительность антенны по полю.
Из электрических антенн большей действующей высотой об-
ладают внешние Т и Г-образные проволочные антенны. Для этих
антенн, подключенных к радиоприемнику с высококачественным
заземлением, действующая высота может достигать 80 % их высоты
подвеса над поверхностью земли. Обычно у таких антенн
~ 3...5 м. У комнатных и автомобильных антенн йд« 5 м.
Электрические антенны портативных приемников, работающих
без заземления, имеют йд< 0,2...0,3 м.
Рабочая полоса частот антенны — полоса частот, в которой
параметры антенны лежат в пределах заданных допусков.
10.2. АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ
Штыревые антенны представляют собой металлический штырь
или телескопическое сочленение из нескольких медных или латун-
ных тонкостенных трубок, входящих друг в друга. В любительских
условиях изготовить такую антенну весьма трудно, а небрежно вы-
полненная антенна не дает желаемого результата.
Выходное сопротивление штыревой антенны имеет емкостный
характер. Эквивалентная схема штыревой антенны может быть пред-
ставлена последовательным соединением источника сигнала и ан-
тенной емкости Са. Для стандартной штыревой антенны при на-
личии заземления у радиоприемника антенная емкость может быть
определена в пикофарадах величиной Са= 10/, где I — полная
длина антенны, м. Например, для штыревой антенны радиоприем-
ника «ВЭФ» с I = 1 м Са= 10 • 1 = ЮпФ, т. е.
мала, что дает возможность подключать такую
антенну непосредственно к входному контуру
портативного приемника. Необходимо учитывать,
что емкость штыревой антенны может меняться
емкость антенны
Рис. 10.2. Эквивалентная схема входного контура
со штыревой антенной
в зависимости от близости к ней различных предметов и даже самого
слушателя. Это иногда приводит к изменению настройки прием-
ника при перемене места его установки.
Для оценки эффективности штыревой антенны необходимо учи-
тывать эквивалентную схему входного контура (рис. 10.2), где
^экв—эквивалентное значение входной емкости; Ск—емкость
входного контура; еа— наведенная в антенне ЭДС; UK— напряжение
сигнала на контуре; Q — добротность контура.
Конденсатор Сэкв характеризует емкость штыревой антенны
без заземления с учетом влияния тела слушателя, габаритных раз-
меров корпуса приемника и др. Так. при максимальном размере
корпуса приемника НО...140 мм Сэкв « 3 пФ. Эта емкость линейно
возрастает с увеличением габаритных размеров корпуса и при его
максимальном размере 210...270 мм достигает величины ~
« 6 пФ. кв
215
Согласно эквивалентной схеме коэффициент передачи системы
антенна—контур определяется формулой
K = ea/UK = C3^QI(QC3KB + CK).
Из этой формулы следует, что при настройке контура переменным
конденсатором может происходить существенное изменение чувст-
вительности приемника. Так, например, для обзорного коротко-
волнового диапазона (КВ) 25...75 м, перекрываемого конденсато-
ром с Cmin= 40 пФ и С = 360 пФ, с добротностью контура
Q = 80 и габаритным размером приемника 210 мм коэффициент
передачи по напряжению может измениться в 10 раз (от 0,9 до 0,09).
Если учесть уменьшение добротности контура по мере увеличения
его емкости, то различие будет еще значительнее. Основной способ
борьбы с таким нежелательным явлением — сужение полосы пере-
крываемых частот, т. е. применение растянутых и полуобзорных диа-
пазонов.
Для обеспечения качественного приема сигналов необходимо,
чтобы уровень сигнала на входе приемника в 20...30 раз превышал
уровень приведенных ко входу внутренних шумов приемника.
Обычно этот уровень шумов составляет не менее 0,1...0,2 мкВ.
Отсюда следует, что максимальная чувствительность приемника
ограничена внутренними шумами прн входном сигнале менее
2...6 мкВ. Чувствительность приемника со штыревой антенной
при указанных уровнях сигнала ограничена только усилением на-
пряжения сигнала в радиоприемнике. В портативных приемниках
для улучшения приема сигналов малой мощности повышают дей-
ствующую высоту антенны за счет увеличения ее длины, создают
хорошее заземление, антенный контур подключают к высокоомно-
му входному каскаду, выполненному на полевом транзисторе (ПТ).
К недостаткам приемников, снабженных штыревыми антенна-
ми, относятся: влияние тела слушателя и окружающих предметов
на настройку приемника; проникновение на вход приемника через
штыревую антенну мощных телевизионных сигналов (такие сигна-
лы могут перегружать входные усилительные каскады приемника,
в результате чего возникают существенные искажения сигналов
принимаемых радиостанций); возможность излучения штыревой
антенной высших гармоник гетеродина, которые являются источни-
ком помех для других радиоприемников; недостаточная надежность
штыревой телескопической антенны из-за ее механической хрупко-
сти и недолговечности.
Рамочные антенны. Антенны в виде рамки применяются в на-
стоящее время в портативных приемниках исключительно в корот-
коволновом диапазоне. Многовитковые проволочные или изготов-
ленные печатным способом спиральные рамочные антенны могут
устанавливаться внутри приемника непосредственно на монтаж-
ной плате.
Действующая высота рамочной антенны вычисляется по форму-
ле йд= 2nSQ/X, где А — длина волны принимаемого сигнала, м;
Q — добротность нагруженной рамки; S — сумма площадей, огра-
ниченных контуром каждого витка рамки, м2. Если все витки рамки
одинаковы, то величина S равна площади контура одного витка,
умноженной на число витков. Для рамочной ненагруженной антен-
ны из фольгированного гетинакса собственная добротность Q =
~ 150...200; аналогичная по размерам проволочная антенна имеет
добротность Q = 80,„120. Из приведенной формулы следует, что
216
действующая высота рамочной антенны тем больше, чем меньше
длина принимаемой волны и чем больше площадь каждого витка,
добротность рамки и количество витков. В транзисторных прием-
никах обычно рамка подключается ко входу первого каскада частич-
но с помощью понижающего высокочастотного трансформатора
(рис. 10.3). Благодаря этому обеспечивается согласование низко-
омного входа первого каскада с рамкой и не снижается ее доброт-
ность, а значит, и ее действующая высота.
При использовании во входном каскаде приемника ПТ резо-
нансный ^входной контур можно образовать непосредственным под-
ключением рамочной антенны и переменной емкости к затвору
транзистора. Рамочные антенны широко используют для приема
радиостанций любительских диапазонов. Для приема в диапазоне
160 м можно рекомендовать рамочную антениу площадью 4...4,5 м2.
Такую антенну выполняют из двух витков многожильного медного
провода (антенный канатик, монтажный провод диаметром около
1 мм) и монтируют в проеме окна или на
балконе. Для согласования активного со-
противления такой антенны с волновым
сопротивлением телевизионного кабеля
РК-75 используют перестраиваемый ем-
костный делитель, выполненный из блока
Рис. 10.3. Схема подключения рамочной ан-
тенны ко входу первого каскада транзистор-
ного приемника
переменных емкостей 2 X (12...480) пФ н емкости 820 пФ, под-
ключенной параллельно кабелю. Длина кабеля не должна пре-
вышать несколько метров. Перестраивая емкость переменного кон-
денсатора, добиваются лучшего приема радиостанций в диапазоне
1,85...1,95 МГц.
Для работы в любительских диапазонах 20, 40 и 80 м можно
приспособить рамочную антенну площадью 1 м2, выполненную из
одного витка многожильного монтажного провода. Подключение ан-
тенны к приемнику осуществляется через подстроечный конденса-
тор 4...15 пФ, с помощью которого подбирается оптимальная связь
антенны с приемником. Рамочные антенны стараются размещать
по возможности дальше от других каскадов, от металлических
и ферритовых деталей (трансформаторы, громкоговорители, экраны
и др.). При использовании рамочной антенны в качестве входного
резонансного контура необходимо знать ее индуктивность в микро-
генри, которая приближенно определяется формулой Lp а =
= 0,0125 S, где S — суммарная площадь всех витков рамки, см2.
К недостаткам рамочных антенн следует отнести их меньшую
чувствительность по сравнению со штыревыми.
К достоинствам рамочных антенн относят, простоту изготов-
ления и наличие в горизонтальной плоскости направленных харак-
теристик. Ориентацией антенны уменьшают влияние индустриаль-
ных помех и помех от мощных мешающих радиостанций.
Ферритовая антенна представляет собой стержень круглого
или прямоугольного сечения из феррита. Она обладает направлен-
ными свойствами, поэтому для точной настройки на принимаемую
станцию необходимо отыскать наилучшее положение радиоприем-
ника. По своей эффективности ферритовая антенна примерно равно-
ценна штыревой антенне длиной 1 ,,,2 м. Частью входного контура
217
антенны является катушка. Незначительное изменение индуктив-
ности антенной катушки достигаемся перемещением катушки вдоль
стержня.
Расчет ферритовых антенн сводится к выбору марки сердеч-
ника, элементов связи со входом приемника, определению числа
витков и размеров катушки, действующей высоты, добротности
контура антенны и избирательности антенны.
Выбор марки ферритового сердечника обусловлен максималь-
ной частотой сигнала данного диапазона волн и может быть произ-
веден на основании таблиц гл. 2.3.
10.1. Величины р для сердечников' с различной начальной
проницаемостью___________________________________
Z/d Но = 5 Но = 10 Me = = 100 Me > > 200 Z/d Но = 5 Me « 10 Me — = 100 Mo > >200
1 2,25 3,0 3,2 3,5 6 4,5 7,8 25 31
2 3,6 4,6 6,5 8,0 8 4.7 8,3 34 37
3 3,85 6,0 , 10 12 10 4,8 9,1 41 63
4 4,2 6,7 15 18 15 4,85 9,4 52 78
5 4,35 7,2 20 24 20 4,90 9,6 60 95
Количество витков контурной катушки ферритовой антенны
приближенно можно определить по формуле
где Z.K— требуемая величина индуктивности контура, мкГн; DK—
диаметр намотки катушки, см; рд— действующая магнитная про-
ницаемость сердечника, зависящая от начальной магнитной прони-
Рис. 10.4. Значения коэффи-
циентов пропорциональности
mL, Ручитываемых
при расчете ферритовой кон-
турной катушки
цаемости феррита р0, длины ферритового стержня I и его диаметра
d (табл. 10.1); L'— коэффициент пропорциональности, зависящий
от удлинения стержня антенны (рис. 10.4,a); mL— коэффициент,
зависящий от отношения длины намотки а к длине стержня I (рис.
10.4,6); РL— коэффициент, учитывающий смещение середины ка-
218
тушки относительно центра стержня (рис. 10.4,в); коэффициент,
равный отношению квадратов диаметров намотки и сердечника.
Требуемую величину индуктивности контура в микрогенрн можно
определить с помощью формулы
LK = 2,53. 10^<inCmax), (10.2)
где fmin- минимальная частота диапазона, М1*Ц; Стах— макси-
мальная емкость контура, пФ. Из рис. 10.4, а видно, что при диа-
метре сердечника 8 мм нецелесообразно увеличивать его длину до
100 мм, так как при этом изменение величины индуктивности не-
значительно. Если предполагается использовать антенну на два диа-
пазона, то важно обеспечить расстояние между катушками, соот-
ветствующее 8... 10 диаметрам сердечника. Это позволяет исключить
взаимное влияние катушек.
Действующую высоту ферритовой антенны определяют по фор-
муле й_ = 2л NS]i Q/K, где — количество витков контурной
Д й а
катушки антенны; 5 — площадь одного витка катушкн, mj; рд—
действующее значение относительной магнитной проницаемости сер-
дечника; А — длина волны, м; Q — эквивалентная добротность на-
груженной антенны.
Для увеличения действующей высоты антенны необходимо
стремиться к увеличению числа витков антенной катушки, что до-
стигается уменьшением коэффициентов mL и PL. Для этого (в соот-
ветствии с рис. 10.4,6, в) необходимо использовать при намотке
катушек короткие каркасы н смещать катушку поближе к одному
из концов стержня. Длина намотки не должна превышать 20...
...30 % длины стержня, а ее смещение вдоль оси можег колебаться
в значительных пределах (в зависимости от марки феррита и требу-
емой добротности контура).
Добротность контура увеличивается по мере удаления катуш-
ки от центра сердечника и достигает максимума у конца сердечни-
ка. Чем хуже частотные свойства феррита, тем меньше изменения
добротности прн перемещении катушки по стержню, особенно
в длинноволновом диапазоне (ДВ). На одном длинном сердечнике
из феррита (например, 400 НН) возможно размещение трех контур-
ных катушек диапазонов ДВ, средневолнового (СВ), КВ, а для
обеспечения приемлемой добротности контуров во всех диапазонах
катушки СВ и КВ должны располагаться по краям стержня, а ДВ —
в центре.
Наружный диаметр каркаса катушкн D должен несколько
превышать диаметр сердечника d, так как при непосредственной на-
мотке на стержень увеличивается межвитковая емкость катушки.
Обычно D яг (1,1...1,2)4.
Для повышения добротности катушек СВ их намотку необхо-
димо производить высокочастотным многожильным изолированным
проводом (лпцендрат). Это позволяет увеличить добротность контура
в 1,5...2 раза по сравнению с намоткой проводом ПЭВ нли ПЭЛ.
В диапазоне ДВ обычно применяют провод ПЭЛ или ПЭВ
диаметром 0,1,..0,12 мм, а в диапазоне КВ наплучшие результаты
получаются при применении медного посеребренного провода диамет-
ром 0,35...0,5 мм и при иамотке с шагом 1,5...3 мм.
Для согласования сопротивления ферритовой антенны с вход-
ным сопротивлением приемника используют трансформаторную
я®^ Установлено, что для обзорных диапазонов ДВ, СВ, КВ
коэффициент трансформации должен равняться соответственно
219
я„в« 0,025, ПСв« 0,04, nKB« 0,1. Это обеспечивает трансформа,
ц'по эквивалентного сопротивления контура ко входу приемника
порядка п2, при которой добротность контура слабо зависит от вход-
ного сопротивления приемника. При этом добротность нагруженных
г-птенн ориентировочно Q « 20...30 на ДВ, Q « 30...70 на СВ
и Q « 70...100 на КВ.
Избирательность по соседнему каналу радиоприемников
с ферриювой антенной может составлять 4...6 дБ на ДВ н СВ
н I...2 дБ на КВ, а по зеркальному каналу — 30...40 дБ на ДВ,
24,..30 дБ на СВ и 20...26 дБ на КВ.
Избирательность по иитермодуляционной помехе у приемни-
ков с ферритовой антенной выше, чем у приемников со штыревой
или рамочной антеннами. За счет пространственной избирательно,
сги, свойственной магнитным антеннам, избирательность по всем
каналам в некоторых случаях может быть улучшена еще на 16...
...20 дБ.
Установлено, что супергетеродины с ферритовыми антеннами
менее подвержены действию промышленных помех и не создают
сами излучения.
Пример ориентировочного расчета ферритовой антенны для
диапазона КВ (6... 12 МГц).
Для настройки используем двухсекционный переменный кон-
денсатор 2 X 360 пФ. Намотку ферритовой антенны произведем
одножильным проводом.
Максимальную емкость конденсатора контура, состоящую
из емкости переменного конденсатора, емкости монтажа, емкости
антенны и емкости дополнительного конденсатора, определяем по
формуле Сктах = 1,1 С = 1,1 • 360 пФ » 400 пФ.
Требуемую величину индуктивности находим по формуле (10.2):
LK =» 1,76 мкГц.
Выбираем ферритовый сердечник 90 ВНС диаметром d = 1 см
и длиной I = 15 см. Находим отношение l/d = 150/10 = 15. По
рис. 10.4 определяем L' = 0,001. Из табл. 10.1 получаем ~ 45.
Выберем длину намоткн а — 0,21 = 0,2 • 15 = 3 см, тогда
согласно данным рнс 10.4 получим mL= 0,37.
Полагаем, что катушка будет смещена относительно центра
.сердечника на величину 2х — 0,457 = 0,45 100 « 7 см, откуда
х — 3,5 см. Согласно рис. 10.4,в для х/1 = 35/150 получим PL —
= 0,81. Выбираем диаметр намотки DK= l,ld = 1,1 • 10 = 1,1 см,
тогда qL~ 1,1®= 1,21.
По формуле (10.1) определим требуемое количество витков
контурной катушки N = 10 витков.
Для связи антенного контура со входом приемника обычно
используют трансформаторную схему с коэффициентом связи
п « 0,1.
Количество витков катушки связи NCB = nN = 0,1 • 10 =1.
Для намотки применим посеребренный провод диаметром
0,6 мм. Длина намотки катушки а = l,4dNK — 1,4 • 1 • 10 = 14 мм.
Намотку выполняем с шагом 2 мм.
Полученные результаты позволяют определить действующую
высоту ферритовой антенны для какого-либо значения длины вол-
ны Л коротковолнового диапазона, приняв добротность контура
в соответствии с ранее оговоренными рекомендациями Q = 100.
Приведенная выше методика расчета эффективности феррито-
вых антенн справедлива, когда максимальная частота сигнала не
220
превышает предельной частоты применяемого феррита. Повышение
эффективности приемных ферритовых антенн достигается увеличе-
нием размеров сердечника, так как действующая высота растет
пропорционально квадрату диаметра стержня феррита. Иногда
для увеличения диаметра сердечника используют пучок цилиндри-
ческих стержней.
Для улучшения диаграммы направленности применяют элек-
тростатический экран из бронзовой или латунной посеребренной
фольги, повторяющий по форме сердечник, и расположенный не
ближе 1 см от катушек. Такой экран должен иметь по всей длине
щель'для получения незамкнутого витка.
Основными недостатками ферритовых антенн являются нали-
чие небольшого внешнего поля, способного создавать нежелательные
паразитные связи с другими катушками приемника, и большая
хрупкость их сердечников,
10.3. АНТЕННЫ ВНЕШНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ
И С ПЕРЕИЗЛУЧЕНИЕМ СИГНАЛА
Существенно улучшить качество работы приемника можно при-
менением внешней дополнительной антенны, которую подключают
к ферритовой антенне через разделительный подстроечный конден-
сатор емкостью 20...30 пФ. В диапазоне КВ эта емкость должна
быть уменьшена до единиц пФ. Недостаток такого способа подклю-
чения — необходимость перестройки этой емкости при изменении
частоты настройки приемника.
Хорошие результаты получаются при подключении внешней
антенны через дополнительную катушку связи, размещенную на од-
ном сердечнике с контурными катушками. Обычно катушка содер-
жит 10...15 витков провода ПЭЛ или ПЭЛШО диаметром 0,15...
...0,27 мм для диапазона ДВ и СВ и 1 ...2 витка для диапазона КВ.
Заменителем внешней антенны могут послужить куски гибкого
изолированного провода длиной до 3...5 м, трубопроводы водоснаб-
жения и теплосети, электрическая и телевизионная проводки.
При этом достаточно поднести к указанным предметам сам прием-
ник таким образом, чтобы его штыревая антенна была параллельна
оси их ориентации, либо ферритовая антенна — перпендикулярна
этому. направлению. Оптимальное расстояние между внешней ан-
тенной и приемником подбирается экспериментально. Однако эти
заменители антенн имеют существенный недостаток — они пере-
излучают не только полезные сигналы, но и промышленные помехи.
Поэтому для высококачественного приема необходима специальная
дополнительная антенна. В качестве такой антенны может служить
любая наружная антенна, снижение которой заземлено вблизи
стены здания, где осуществляется прием. Наружные антенны обла-
дают свойством эффективно переизлучать принимаемые сигналы.
Если рядом с ней либо ее снижением разместить штыревую антенну
приемника, то за счет переизлучения уровень принимаемого сигнала
можно увеличить в несколько раз. Антенну приемника при этом
необходимо располагать параллельно снижению на расстоянии 30...
...оО см ог него.
Для радиоприемников с магнитной антенной переизлучающую
nn«eHH^ А?лают из проволочной квадратной рамки с диагоналями
римерно 1 X 1 м, а рамку — из медного монтажного многожиль-
го либо пруткового провода диаметром 2.5...3 мм. В одном из мест
региба провод рамки разрезается, и один из образовавшихся
221
концов подключают к отвесу антенны, а другой — к ее заземлению.
Проволочную рамку закрепляют на изоляторах, прибитых к стене
дома либо к оконной раме. Рамку удобно ориентировать так, чтобы
одна из ее воображаемых диагоналей была перпендикулярна плос-
кости земли. Разрез провода рамки выполняется со стороны диаго-
нали, параллельной плоскости земли. Магнитную антенну радио-
приемника располагают в 50...80 см от плоскости рамки против ее
центра. При этом ось магнитной антенны должна быть перпенди-
кулярна плоскости рамки.
В. А. Васильевым предложена конструкция рамочной антен-
ны с переизлучением, обеспечивающая дополнительную частот-
ную избирательность, позволяющая повысить чувствительность,
дальность и качество радиоприема. Она представляет собой высоко-
добротный, перестраиваемый по частоте колебательный контур
большого размера, обеспечивающий.хорошую частотную н простран-
ственную избирательность.
Конструкция такой антенны — это деревянная прямоуголь-
ная рамка размерами 50 X 300 X 500 мм, установленная верти-
кально и закрепленная большим основанием на фанерной коробке.
По периметру рамки наматывается катушка проводом ПЭВ-2 0,8,
содержащая 10 витков для диапазона СВ и 30 витков для диапазо-
на ДВ. Параллельно намотанной катушке подключается конденса-
тор переменной емкости от какого-либо радиоприемника. Если ем-
кость секции конденсатора не превышает 360 пФ, то обе секции
включают параллельно. Конденсатор переменной емкости монти-
руют в фанерной коробке под рамкой антенны.
Порядок работы рамочной антенны с переизлучепнем следую-
щий. Сначала включают приемник и настраивают его на желаемую
радиостанцию. Затем приемник помещают на основание рамочной
антенны так, чтобы продольная ось магнитной антенны была пер-
пендикулярна к плоскости рамки. Вращением ручки настройки
рамочной антенны добиваются максимальной громкости звучания
радиоприемника. Затем плавно поворачивают рамочную антенну
с приемником вокруг вертикали и находят такое положение антен-
ны, при котором достигается лучшее качество приема. Тогда плос-
кость рамки будет ориентирована на принимаемую радиостанцию.
Описанная антенна на СВ имеет полосу пропускания около 10...
...50 кГц, а на ДВ — 6...30 кГц. Благодаря этому повышается
изобразительность по зеркальному каналу на 16...20 дБ, а по сосед-
нему — на 3...4 дБ. Одновременно чувствительность приемника
увеличивается в 2...3 раза. Такую рамочную антенну принимают
для повышения чувствительности и улучшения пространственной
и частотной селекции стационарных приемников. В этом случае
ротор конденсатора переменной емкости соединяют с корпусом при-
емника, а на его антенное гнездо подают сигнал со статора конден-
сатора через конденсатор связи. Емкость конденсатора связи подби-
рают экспериментально и на СВ и ДВ она должна составлять вели-
чину около 20—30 пФ. На КВ количество витков рамочной антенны
уменьшают до 1...3, а величину емкости связи выбирают около
3...10 пФ. Для уменьшения ослабления принимаемого сигнала антен-
ну к приемнику подключают с помощью соединительных проводов
минимальной длины, а ориентируют на принимаемую станцию,
как и в режиме переизлучения по яаилучшему качеству приема.
10.4. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ
В современном телевизионном вещании в ультракоротковол-
новом диапазоне (УКВ) дальность действия передающих станций
составляет десятки километров. Это объясняется тем, что радиовол-
ны в диапазоне УКВ распространяются в основном в пределах пря-
мой видимости. С учетом кривизны земли и некоторых других фак-
торов для равнинной местности дальность распространения радио-
волн обычно не превышает величины
где — дальность распространения радиоволн в километрах, йпер,
й —высота передающей и приемной антенн в метрах.
П₽ Например, при высоте передающей антенны ^пер= 350 и
и приемной антенны /гпр= Ю и дальность прямой видимости со-
ставляет R « 90 км. За этим рубежом, в зоне полутени и тени прием
ухудшается и зависит от рельефа, чувствительности телевизионного
приемника, мощности передатчика, номера канала, эффективности
приемной антенны и др. Чем выше частота, а значит, и номер теле-
визионного канала, тем больше затухание сигнала с увеличением
расстояния.
Для уверенного дальнейшего приема телевизионных сигналов
необходимо применять эффективные антенны с высотой подвеса,
обеспечивающей прямую
видимость на телевизи-
онную антенну. В зоне
полутени и тени высота
подвеса антенны сущест-
венной роли не играет,
однако повышение коэф-
фициента усиления ан-
Рис. 10.5. Конструкция
ромбической антенны:
1 — орешковый изолятор, 2—
сопротивление нагрузки
тенны приводит к заметному улучшению качества приема.
В неблагоприятных условиях приема при малой величине на-
пряженности поля целесообразно применять ромбические антенны
(рис. 10.5). Такие антенны просты в изготовлении, имеют широкую
полосу пропускания, высокий коэффициент усиления, а при исполь-
зовании фидера с волновым сопротивлением 300 Ом не нуждаются
в настройке. Недостатками ромбической антенны являются необ-
ходимость значительной площади для ее установки, а также наличие
подобных лепестков диаграммы направленности. Однако эти недо-
статки во многих случаях несущественны.
Изготавливают ромбическую антенну из четырех равных от-
резков медного провода диаметром 3...4 мм (или антенного каиатн-
'* сое^иневных в виДе ромба. Антенну подвешивают иа опорах иа
нпм»Те м- Длину стороны ромба выбирают в зависимости от
а тя - телевиз1,онн°го канала, на котором будет вестись прием,
кже от_необходимой величины коэффициента усиления антенны.
223
Можно выбрать сторону ромба I, диагональ L, проходящую со сто-
роны точек а , б к сопротивлению нагрузки, и другую диагональ
d в соответствии с условиями I — /1Лср; L ~ (2л— 1) Лср; d ~ Л..р \
X У4п — 1, где X — средняя длина волны для выбранной группы
телевизионных каналов, п — целое число, от величины которого за-
висит коэффициент усиления антенны. В табл. 10.2 приведена зави-
симость коэффициента усиления ромбической антенны от значения
коэффициента п.
10.2. Зависимость коэффициента усиления ромбической антенны от
коэффициента п
п 1 1 2 3 1 4 5 6 7 8
Коэффициент усиле- ния 1,75 2,3 3,1 3,7 4,2 4,6 4,9 5,1
Один из углов ромба соединен с фидером, а противоположный
замкнут иа активное сопротивление (обычно 700 Ом).
Точки а в б ромбической антенны соединены с согласующим
устройством (рис. 10.6), к выходу которого подключают высокочас-
тотный кабель с волновым сопротивлением 300 Ом. Если такой ка-
бель отсутствует, то коаксиальный кабель с волновым сопротивле-
нием 75 Ом подключают к выходу согласующего устройства прн
помощи симметрирующей пе-
тли, являющейся одновремен-
но трансформатором сопротив-
лений. Такую петлю изготав-
ливают из отрезка кабеля
с волновым сопротивлением
75 Ом, длина которого должна
Рис. 10.6. Конструкция согла-
сующего устройства ромбиче-
ской антенны:
/ — пластпни из гетииакса или тек-
столита тол диной 2... 3 мм; 2 — мед-
ный провод 0 2 — 3 мм
быть равна половине средней длины волны выбранной группы
телевизионных ханалоъ. Концы центрального провода симметри-
рующей петли соединяют соответственно с концами г и в выхода согла-
сующего устройства, конец центрального провода коаксиального ка-
беля, идущего к телевизору, — с концом г либо в, оплетки кабеля
и симметрирующей петли — между собой в точках, находящихся
вблизи выходов центральных проводов симметрирующей петли П ка-
беля. Симметрирующая петля позволяет эффективно работать в по-
лосе частот ±20 % от средней частоты.
В табл. 10.3 приведено соответствие частот и телевизионных
каналов, используемых в СССР. На основании данных этой табли-
цы можно определить длину волны телевизионного сигнала, разде-
лив скорость распространения света (3 108 см/с) на частоту сигна-
ла (Гц).
224
JA,|> Телевизионные каналы и соответствующие им частоты
Номер канала Частотные границы канала, МГц Несущая частота изобра- жения, М Гц Несущая частота звукового сопровож- дения, МГц Номер канала Частотные границы канала, МГц Несущая частота изобра- жения, МГц Несущая частота звукового сопровож- дения, МГц
МВ 48,5-56,5 34 574—582 575,25 581,75
1 49,75 56,25 35 582—590 583,25 589,75
2 58-66 59,25 65,75 36 590-598 591,25 597,75
3 76—84 77,25 83,75 37 598—606 599,25 605,75
4 84—92 85,25 91,75 38 606-614 607,25 613j5
5 92—100 93,25 99,75 39 614-622 615,25 621,75
6 174-182 175,25 181,75 40 622-630 623,25 629,75
7 182—190 183,25 189,75 41 630-638 631,25 637,75
8 190—198 191,25 197,75 42 638—646 639,25 645,75
9 198—206 199,25 205,75 43 646—654 647,25 653,75
10 206—214 207,25 213,75 44 654-662 655,25 661,75
11 214—222 215,25 221,75 45 662—670 663,25 669,75
12 222—230 223,25 229,75 46 670—678 671,25 677,75
дмв 470—478 47 678—686 679,25 685,75
21 471,25 477,75 48 686— 694 687,25 693,75
22 478—486 479,25 285,75 49 694—702 695,25 701,75
23 486—494 487,25 493,75 50 702—710 703,25 709,75
24 494—502 495,25 501,75 51 710-718 711,25 717,75
25 502-510 503,25 509,75 52 718—726 719,25 725,75
26 510—518 511,25 517,75 53 726—734 727,25 733,75
27 518—526 519,25 525,75 54 734—742 735,25 741,75
28 526—534 527,25 533,75 55 742—750 743,25 749,75
29 534—542 532,25 541,75 56 750—758 751,25 759,75
30 542—550 543,25 549,75 57 758—766 759,25 765,75
31 550—558 551,25 557,75 58 766-774 767,25 773,75
32 558—566 559,25 565,75 59 774-782 775,25 781,75
33 566—574 567,25 573,75 60 782—790 783,25 789,75
ромбнче-
менее эффективны
Зигзагообразные антенны, хотя и менее эффективны ромбиче-
ских антенн, но меньше их, работают в широкой (двукратной)
полосе частот, могут охватывать диапазоны 1...5, 6... 12, 21...39
и другие, легко согласуются с 75-омным коаксиальным фидером без
использованья согласующих и симметрирующих устройств, так
как фидер ВВОДПТСЯ в полотно антенны в точке нулевого потенциала,
коэффициент усиления антенны— около 5 дБ. Зигзагообразная
а тенна состоит из двух рамок, расположенных в одной плоскости,
мки выполняют из металлических трубок, полосок либо толсто-
медного провода и соединяют их параллельно (рис. 10.7). Ан-
для к н?0тРУбок диаметром 8...16 мм для 1...5 каналов и 4...8 мм
анте "каналов эффективны в более узкой полосе частот, чем
нижиа'й' И3 провода- фидеР прокладывают вдоль одного из плеч
где п еИ рамки и подключают через оплетку с той частью антенны,
ложнойЛто*ко1ГабеЛЬ’ Э центРальнУ‘° ЖИЛУ соединяют с противопо-
анте™ИааГ₽аММа напРавленности антенны—двухлепестковая, т. е.
леиий пРинимает сигнал как с прямого, так и обратного направ-
и, при этом коэффициент направленного действия 6...8 дБ.
наллп ГВНые РазмеРы антенны для различных телевизионных ка-
риведены в табл. 10.4. Расстояние между точками подклю-
8 7-34
225
чения фидера к антенне должно быть равно 10...15 мм для 1.. .5 ка-
налов и 7...10 мм — для 6...12 каналов. Размер а — 100мм для
1...5 каналов и а — 60 мм для 6...12 каналов.
10.4. Основные разме-
ры зигзагообразной
антенны
Рис. 10.7. Зигзагообразная антенна:
I— изолятор; 2 — мачта; коаксиальный кабель
S 2 S
Я S
S < CQ
1 4850 2420 2420
2 4100 2050 2050
3 3200 1600 1600
4 2900 1450 1450
5 2670 1330 1330
6 1440 720 720
7 1370 685 685
8 1320 660 660
9 1270 635 635
10 1220 610 610
11 1170 585 585
12 ИЗО 565 565
1—5 3400 1700 1700
6—12 950 475 475
Для повышения коэффициента направ-
ленного действия, приема сигналов толь-
ко одного направления и увеличения коэф-
фициента усиления на 30...40 % с тыль-
ной стороны зигзагообразной антенны устанавливают экран (реф-
лектор), представляющий собой набор трубок длиной в 0,52А.макс,
расположенных параллельно плоскости антенны на 'расстоянии
10.5. Основные размеры рефлектора антенны
Каналы А, мм Б, мм В, мм Г, мм
1—5 4000 3200 620 300
6—12 1170 900 175 130
Рис. 10.8. Зигзагообразная антенна с реф-
лектором:
t— антенна; 2 — кабель; 3— рефлектор; 4— мачта
0,1?»макс друг от друга (рис. 10.8). Вместо трубок можно исполь-
зовать металлические полоски либо такой же провод, как для рам-
ки антенны. В табл. 10.5 приведены основные размеры рефлектора.
10.5. АНТЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Антенные усилители позволяют существенно повысить чув>
етвительность приемника. Такие высокочастотные усилители вклю-
чают между антенным устройством и входом приемника. На рис.
J0.9 показаны схемы двух антенных усилителей.
826
Первый из них, предложенный Б, Богосовым, В. Коршуновым,
представляет собой двухкаскадный усилитель с непосредственной
связью между каскадами на транзисторах VI и V2. Усилитель охва-
чен отрицательной обратной связью через резистор R4. Резистор R1
позволяет согласовать входное сопротивление усилителя с волновым
сопротивлением антенного фидера. Корректирующая цепь R3*C2*
определяет амплитудную и частотную характеристики усилителя.
При 0 и С2*= 0 частотная характеристика в диапазоне
частот 1...30 МГц имеет падающий характер, а усиление на частотах
1,10 и 30 МГц равно соответственно 90, 50 и 25. При R3*= 200 Ом,
С2*в= 220 пФ в указанном диапазоне частотная характеристика
возрастает, и усиление на частотах 1,10 и 30 МГц равно соответ-
ственно 10, 25 и 50. Таким образом, можно подобрать сопротивление
е>& 4/л
6
Рис. 10.9. Схемы антенных усилителей сигналов 0,1 — 35 мГц и
35 кГц — 170 МГц
резистора 7?3*< 200 Ом и емкость конденсатора С2*> 220 пФ,
при которых частотная характеристика усилителя будет достаточно
равномерной в диапазоне частот 1...30 МГц.
При необходимости увеличения коэффициента усиления воз-
можно последовательное каскадное включение двух аналогичных
усилителей. Тогда прн R3*= 200 Ом, С2*= 220 пФ во второй ячей-
ке и при R3*= 0 и С2*= 0 в первой общий коэффициент усиления
будет около 70 дБ при неравномерности —3 дБ в полосе частот от
100 кГц до 35 МГц. При каскадном включении усилителей необхо-
димо резистор R1 во второй ячейке исключить, а переходной конден-
сатор взять равным 330 пФ.
На рис. 10.9,6 показан антенный усилитель, разработанный
Н. Донцовым. Усилитель предназначен для использования в полосе
частот 35 кГц... 170 МГц при неравномерности ±3 дБ и коэффициен-
те усиления до 21 дБ. Усилитель выполнен на двух транзисторах,
связь между каскадами непосредственная, нагрузкой первого кас-
када служит корректирующий дроссель с резистором R3.
Первый усилительный каскад на транзисторе VI собран по
схеме с общим эмиттером, а второй — на транзисторе V2 — явля-
ется эмпттерным повторителем, обеспечивающим низкоомный вы-
код усилителя.
Частотнозависимая отрицательная обратная связь, обеспечи-
ваемая резистором R4, емкостью C2*t а также дросселем Др1,
8* 227
позволяют формировать достаточно равномерную частотную харак-
теристику. Настройка усилителя сводится к подбору сопротивле-
ния резистора R1 для обеспечивания указанных на схеме режимов.
При напряжении питания 5 В усилитель потребляет ток 11 мА
Детали усилителя: дроссель — бескаркасный, содержит 10 витков
провода ПЭВ-1 0,25, с диаметром витка 5 мм. Резисторы типа МЛТ-
0,125, конденсаторы КТ-1А или К10-7В. Усилитель помещают в ла-
тунный, желательно посеребренный корпус.
При необходимости повысить коэффициент усиления можно
использовать два таких каскадно включенных усилителя. Каждый
из усилителей монтируют независимо на платах из двустороннего
фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Одна из сторон
платы используется как экран. Платы отделяют друг от друга экра-
Рис. 10.10. Схема антенного усилителя сигналов метрового диа«
пазона
ннрующимн перегородками, припаянными к фольгированной поверх-
ности плат. При монтаже усилителя необходимо соблюдать требова-
ния, предъявляемые к аппаратуре дециметрового диапазона. Все
детали усилителя устанавливают так, чтобы паразитные связи
между ними были минимальными.
Усилитель, разработанный Ю. Бигельдиным, А. Даниловым
и Ч. Сеитнепесовым (рис. 10.10), предназначен для усиления сиг-
налов радиовещательных и телевизионных программ в метровом диа-
пазоне волн.
Полоса пропускания усилителя при неравномерности х^ЗдБ
составляет 50...350 мГц.
Коэффициент усиления по напряжению усилителя при выход-
ном сигнале 5 мкВ и входном сопротивлении 75 Ом в полосе пропус-
кания 50...350 мГц и неравномерности ±ЗдБ составляет 39...41.
Усилитель выполнен на четырех высокочастотных транзисторах,
включенных по схеме с общим эмиттером. Первый каскад нагружен
резистором R3. Последующие три одинаковых каскада выполнены
на транзисторах ГТ 329 Б. Для улучшения частотной характеристики
усилителей в области высоких частот в качестве коллекторной
нагрузки транзисторов V3, V4, V5 применены катушки индуктив-
ности L2, L3, L4. Выполнен усилитель на четырех платах размерами
25 X 40 мм. Каждую плату экранируют друг от друга латунными
223
перегородками. Платы изготавливают из двухстороннего фольги-
рованного стеклотекстолита толщиной около 2 мм. Одну из сторон
платы используют в качестве экрана. Все смонтированные платы
помещают в корпус, выполненный из латуни. При изготовлении
и сборке усилителя необходимо соблюдать требования, предъявля-
емые к монтажу аппаратуры, работающей в метровом диапазоне ча-
стот (см. главы 1.5 и 6.5). В противном случае возможна неустойчивая
работа схемы либо указанные выше параметры усилителя не будут
обеспечены.
Катушки LI, L2, L4 содержат по 2,5, a L3 — по 4 витка про-
вода ПЭЛ 1,0 с диаметром намотки £/— L3 — 12 мм, a L4 — 20мм.
Шаг намотки — 8 мм. Проходные конденсаторы С2, С4, С8, С12
типа КЮ-У2-Н90. Настройка усилителя сводится к подбору рези-
сторов Rl*, R5*, RIO*, R14* для обеспечения режимов, указанных
на схеме.
Формирование необходимой частотной характеристики произ-
водят путем подбора места отвода от катушек L1...L4 до получения
требуемой полосы пропускания.
Коэффициент усиления и полосу частот усилителя можно оп-
ределить с помощью приборов Х1-19А, Х1-1 либо генератора ка-
чающейся частоты. При настройке усилителя на его вход подают
напряжение 5 мкВ. Измерение АЧХ и коэффициента усиления уси-
лителя можно также произвести с помощью калиброванного генера-
тора стандартных сигналов и лампового вольтметра, вход которого
зашунтирован резистором сопротивлением 75 Ом.
Усилитель сохраняет работоспособность при снижении напря-
жения питания до 4 В. В этом случае коэффициент усиления во всем
диапазоне частот уменьшается до 36 дБ, а потребляемый ток снижа-
ется до 15 мА. При переходе на низковольтный источник питания
стабилитрон VI необходимо заменить на КС133А или КС139А,
а резистор R8 подобрать такой величины, чтобы обеспечивался необ-
ходимый рабочий ток стабилитрона.
Глава 11
ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ
11.1. УСИЛИТЕЛИ РАДИО- И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ
Простые переносные двухдиапазонные приемники (ДВ, СВ)
1 ‘строят в основном по установившейся типовой схеме. Первый тран-
зистор в такой схеме выполняет функции преобразователя частоты
и гетеродина. Катушки входных контуров наматывают на феррито-
вый стержень внутренней магнитной антенны. Гетеродин выполня-
ют обычно по схеме индуктивной трехточкп. Входные цепи, как пра-
вило, имеют индуктивную связь с преобразователем частоты. Это
позволяет проще, по сравнению с емкостной связью, обеспечить
с помощью входных цепей приемника высокую избирательность
к помехам и достаточно широкую полосу пропускания.
При дополнительном введении в приемник диапазона КВ не-
сколько изменяется построение тракта радиочастоты (РЧ) за счет
выполнения каскада гетеродина па отдельном транзисторе, что по-
вышает стабильность работы схемы. Применение каскада усиления
позволяет улучшить реальную чувствительность приемника
и качество его работы. Совершенствование входных каскадов пере-
229
носиых радиоприемников достигается применением в иих кремние-
вых высокочастотных транзисторов, микросхем, а также введением
стабилизированного питания усилительных каскадов высокочастот-
ного тракта.
Высокая избирательность усилителя промежуточной частоты
(УПЧ) обеспечивается с помощью фильтра сосредоточенной селек-
ции (ФСС), включенного в первом каскаде тракта.
В переносных радиоприемниках большое распространение
получили малогабаритные высокоизбирательные пьезокерамиче-
ские фильтры сосредоточенной селекции (ПКФ). Основные параметры
таких фильтров приведены в табл. 11.1.
11.1. Параметры пьезокерамических фильтров
Параметры Типы фильтров
ПФ1П-1 ПФ1П 2
Средняя частота полосы пропускания, кГц Нагрузочное сопротивление, Ом: со входа с выхода Ширина полосы пропускания на уровне 6 дБ, кГц Неравномерность затухания в полосе про- пускания, дБ Вносимое затухание, дБ Затухание при расстройке от средней частоты: на ± 10 кГц, дБ на ± 20 кГц, дБ Интервал рабочих температур, 0 С 465 ± 2,5 1200 ± 15 % 680 ± 15 % 6,5... 10,0 3 12 41 40 —10...+50 465 ± 2,5 1200 ± 15% 680 ± 15 % 8,5 ... 12,5 3 12 38 38 — 10...+50
В высококачественных приемниках ПКФ не применяются.
Это вызвано тем, что в таких фильтрах затруднена регулировка
полосы пропускания, а нелинейная фазовая характеристика может
вызвать искажение сигналов.
Для увеличения чувствительности простых супергетеродин-
ных радиоприемников широко применяют приставки, содержащие
малошумящие апериодические усилители радиочастоты (УРЧ).
Включают их обычно на входе приемника перед преобразователем
частоты. Схемы таких усилителей описаны в главе 10.4.
Для радиовещательных трактов супергетеродинных приемников
разработана многофункциональная микросхема К174ХА2. На рис,
11.1 показана принципиальная схема входной части и УПЧ радио-
приемника, разработанного Г. Грнтманом и И. Гитисом.
Реальная чувствительность блока — 20 мкВ, полоса пропус-
кания по промежуточной частоте (ПЧ) — 9... 12 кГц, селективность
по соседнему каналу при расстройке на ±9 кГц — 30 дБ.
Сигнал, выделенный входным контуром L5, Cll.l, С12, С13,
через катушку связи L6 поступает на вход апериодического УРЧ
микросхемы А1 (выводы 1, 2), а с него на смеситель. Напряжение
ПЧ выделяется широкополосным фильтром L1C2R1 и через катушку
связи L3 и резистор R3 поступает на вход ПКФ Z1, а с его выхода
230
на вход первого каскада апериодического УПЧ, микросхемы (вы-
вод 12). Контур гетеродина выполнен на катушке L7 и конденсато-
рах СИ.2, С14, С15. Связь контура с гетеродином осуществляется
через катушку L8 и конденсатор С16. Настройка блока производит-
ся сдвоенным КПЕ СИЛ, СИЛ.
Детектирование усиленного сигнала ПЧ производится с по-
мощью диода VI, нагруженного элемента R9, С8.
Выходной сигнал блока можно регулировать с помощью ре-
зистора R9 и с его движка подавать на усилитель звуковой частоты
(УЗЧ). На резисторе R6 выделяется напряжение, с помощью кото-
Рис. 11.1. Схема блока ВЧ — ПЧ на микросхеме 174ХА2
рого рабочая точка детектора смещается в область малых нелиней-
ных искажений. В блоке применены раздельные автоматические ре-
гулировки усиления (АРУ) по РЧ и ПЧ. Широкополосный сигнал
АРУ по РЧ снимается с помощью катушки связи L2, благодаря
чему устраняется опасность самовозбуждения радиоприемника
при неточной настройке. Детектирование сигнала АРУ производит-
ся с помощью транзистора V2. Регулирующее напряжение с выхода
V2 подается на УРЧ через усилитель постоянного тока (вывод
3 на микросхеме). Элементы Р8, СЮ являются нагрузкой первого
детектора АРУ. Второй детектор АРУ выполнен на диоде VI с филь-
тром R7C5, выходной сигнал которого поступает на вход УПЧ через
второй усилитель постоянного тока микросхемы (вывод 9). Коррек-
тирующая цепь R2C3C4 позволяет стабилизировать усиление сиг-
нала ПЧ.
Индикатором точной настройки служит измеритель Р1 (любой
Микроамперметр с током полного отклонения 200...300 мкА, напри-
меР, М476/2, М476/3 и т, п.). Катушки фильтров ПЧ, размещенные
231
в алюминиевых экранах, выполнены на унифицированных четырех -
секциониых каркасах с подстроечными сердечниками М600НН-3-
СС-28 X 14, помещенными в трубчатые ферритовые сердечники
М400НН-5. Катушки намотаны проводом ПЭВТЛ-1 0,1 и содержат:
ZJ — 2 X 38 витков в двух нижних секциях каркаса, L2 — 20
витков в третьей секции, L3 — 7 витков в верхней секции, L4 —
2 X 34 витка в двух средних секциях другого каркаса. Конденса-
торы Cl, С6, С16 величиной до 5000 пФ подбирают при настройке.
Питается блок от стабилизированного источника питания
напряжением 5,5 В.
Тракт ПЧ приемника частотно-модулированных (ЧМ) сигна-
лов (рис. 11.2), разработанный Б. Павловым, можно использовать
Рис. 11.2. Схема тракта ПЧ приемника ЧМ сигналов
в УКВ ЧМ приемниках и телевизорах. Тракт обладает высокой чув-
ствительностью и помехоустойчивостью благодаря наличию системы
фазовой автоподстройки частоты и детектированию ЧМ сигналов.
Характеристики тракта: ПЧ тракта — 6,5 мГц; чувствитель-
ность относительно уровня собственных шумов ВЧ блока — 2 дБ;
собственная нестабильность частоты гетеродина в интервале темпе-
ратур 10...30 °C— 35 кГц; выходное напряжение при девиации час-
тоты 615 кГц — 25 мВ; выходное сопротивление 3 кОм.
Устройство выполнено на трех микросхемах. С выхода УКВ
блока нлн видеоусилителя телевизора сигнал ПЧ поступает на
трехзвеипый ФСС L1-L4C1-C5 и далее на УПЧ, фазовый детектор
и параметрический стабилизатор, собранные в корпусе микросхемы
Д7-К174УР1.
Синхронный гетеродин собран на микросхеме ДЗ-К2УС2413
по схеме каскадного усилителя с колебательным контуром, образе"
ванным катушкой индуктивности L5 и стабилитронами VI и V2>
выполняющими функции варикапов. Полученное на выходе гетеро-
дина напряжение ограничивается по амплитуде диодами УЗ и V*
232
и используется как опорное для фазового детектора. Сигнал с фазово-
го детектора микросхемы А1 поступает на два эмиттерных повтори-
теля на микросборке А2, Через один из эмиттерных повторителей
и пропорционально-интегрирующий фильтр R3C9C10 выходное на-
пряжение фазового детектора подается иа диоды VI и V2. Напряже-
ние смещения для базовых цепей эмиттерных повторителей созда-
ется в микросхеме А1 за счет прохождения тока через нагрузку фа-
зового детектора.
Конденсатор С8 шунтирует напряжение ПЧ и не пропускает
его на входы эмиттерных повторителей.
С нагрузки R4 другого эмиттерного повторителя низкочастот-
ный сигнал через корректирующую цепочку R5C14 подается на вы-
ход устройства. Помимо системы фазовой автоподстройки частоты
(ФАПЧ) синхронизация гетеродина осуществляется с помощью
катушки связи L6 сигналом ПЧ, сдвинутым по фазе на 90° через
внутреннюю дифференцирующую цепочку микросхемы А1. Работо-
способность детектора сохраняется при выходе из строя элементов
цепи обратной связи в системе ФАПЧ. Сочетание двух типов син-
хронизации (гетеродина с помощью системы ФАПЧ на фильтре
R3C9C10 и непосредственной синхронизации колебаниями проме-
жуточной частоты) соответствует применению системы ФАПЧ с про-
пор ционально-интегрирующим фильтром.
Контуры L1C1, L2C3 и L3C5 применены от тракта УПЧ звука
телевизора «Электроника ВЛ-100».
Катушка L6, содержащая 11 витков, намотана поверх катушки
L5 на каркасе диаметром 7,7 мм. Катушка L5 содержит 10 витков
провода ПЭВ-1 0,12. Настройку тракта производят с помощью
свип-генератора Х1-7, детекторную головку которого подключают
к выводу 14 микросхемы А1. Сначала настраивают полосовой фильтр.
Затем выход генератора XI-7 подключают к катушке L3, а его низ-
кочастотный вход — к выходу детектора. После этого контур
L5V1V2 настраивают на ПЧ по нулю дискриминационной характери-
стики. С помощью резистора R1 устанавливается полоса удержания
не более 240 кГц. Проверка ВЧХ системы ФАПЧ осуществляется
подачей на вход детектора ЧМ сигна а с девиацией 1 мГц.
11.2. УСИЛИТЕЛИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ
Основные показатели, характеризующие усилители звуковой
частоты (УЗЧ),—это коэффициент усиления сигнала, степень вно-
симых искажений, а также входные и выходные параметры.
Различают линейные и динамические искажения сигналов.
К линейным искажениям относятся частотные, фазовые и пе-
реходные. Динамические искажения возникают из-за ограничения
скорости нарастания выходного напряжения усилителя, охваченного
глубокой отрицательной обратной связью (ООС). В результате это-
го входное напряжение к крутым фронтом (музыкальные сигналы)
и выходное не соответствуют друг другу. При этом синусоидальное
напряжение, подаваемое на вход усилителя, может повторяться на
выходе без искажений. Динамические искажения, возникающие при
воспроизведении РЧ, можно нормировать как обычные нелинейные
искажения коэффициентом гармоник и измерять их при выходной
мощности, близкой к максимальной. Если входной сигнал гармониче-
ский с частотой [, то при нелинейных искажениях на выходе усили-
теля образуется сигнал сложной формы, содержащий кроме пер-
вой гармоники на частоте / ряд высших гармоник на частотах 2),
и т. д.
233
Меру нелинейных искажений (коэффициент гармоник) находят
как отношение корня квадратного от суммы квадратов амплитуд
высших гармоник выходного напряжения (тока) к амплитуде пер-
вой гармоники выходного напряжения (тока):
кг - + + +
Для высококлассных усилителей коэффициент гармоник составляет
сотые доли процента. На слух искажения малозаметны при коэф-
фициенте гармоник Кг < 0,2 % . Максимальная выходная мощность
определяется при Кг = Ю %.
Нелинейные свойства усилителя характеризуются коэффици-
ентом пнтермодуляцнонных искажений. Для их измерения на вход
R5
С2 Rf СЗ 5,1К
ЮМКгОк 0,25ПК
7(6^8
\C4 5MK
Рис. 11.3. Схема усилителя
ления
с компенсированным регулированием уси-
Рис. 11.4. Амплитудно-частотная характеристика усилителя (рис. 11.3)
при различных положениях движка потенциометра RI
усилителя подают два гармонических напряжения с частотами =
= 50 Гц и [2= 6 кГц. Амплитуды этих напряжений соотносят как
4 : I. На выходе усилителя нз-за нелинейных искажений получают
основные частоты и /2 с их гармониками, разностные (/2— /Д
и суммарные (f2+ ft). Отношение амплитуды составляющей разност-
ной частоты к амплитуде выходного напряжения частотой 50 Гц
к представляет коэффициент ннтермодуляционных искажений.
Для высококлассных усилителей этот коэффициент не превышает
0,2...0,4 %.
При выборе схемы (УЗЧ) целесообразно учитывать некоторые
карактерпстики органов слуха. Существенной особенностью слу-
ховых органов является неодинаковая чувствительность к звуко-
вым колебаниям разных частот: на низких и высоких частотах она
ниже, чем на средних. Поэтому при построении усилителей без уче-
та этих особенностей слуха естественное звучание получается толь-
ко при больших уровнях акустического давления. Для предотвра-
щения потери качества звучания при малой громкости в усилителях
применяют так называемые тонкомпенспрованные регуляторы гром-
кости, которые одновременно с изменением коэффициента передачи
изменяют и АЧХ УЗЧ.
На рис. 11.3 изображена схема транзисторного скомпенсиро-
ванного регулятора усиления, действие которого основано на одно-
234
временном изменении усиления и глубины частотно-зависимой
ООС, охватывающей усилительный каскад при перемещении движ-
ка переменного резистора R1. Частотная коррекция на 34 осуще-
ствляется конденсатором СЗ, а на ВЧ — конденсатором С1. Стабили-
зация режима усилителя обеспечивается частотно-независимой
ООС по току с помощью резистора в цепи эмиттера транзистора
VI. Для сохранения регулировочных характеристик таких усили-
телей на их входе необходимо устанавливать буферные каскады
типа эмиттерного либо истокового повторителя. Переменный ре-
зистор R1 необходимо выбирать типа А.
АЧХ такого каскада для различных положений движка потен-
циометра R1 пунктиром показана на рис. 11.4. На этом рисунке
сплошными линиями приведены кривые равной громкости, харак-
теризующие "восприятие звука слуховым анализатором человека
при различных уровнях громко-
сти звука. Как следует из приве-
денных графиков, компенсирован-
ная регулировка усиления позво-
ляет обеспечить высокую верность
воспроизведения.
При прослушивании радио-
передач или звукозаписей для по-
Рис, J1.5, Схема раздельного ре-
гулирования тембра по верхним и
нижним частотам звукового диа-
пазона
вышения качества воспроизведения возникает необходимость в не-
зависимой регулировке усиления на крайних частотах звукового
диапазона. Для достижения ощутимого эффекта изменение усиления
сигналов должно составлять 15...20 дБ. При этом каскад регулиро-
вания тембра не должен охватываться другими петлями ОС, так как
это отрицательно скажется на глубине регулирования тембра.
На рис. 11.5 показана предложенная О. Артюховым схема не-
зависимого регулирования уровня верхних и нижних частот в пре-
делах ±15 дБ. В усилителе на транзисторе VI независимая ООС
по верхним и нижним частотам создается за счет подвода к рези-
стору R4 регулируемых напряжений ОС с частотно-зависимых цепей
C4R7R8 и R9L1C2.
В верхнем положении движка резистора R7 ОС максимальна,
и усиление верхних частот падает. В левом положении движка
потенциометра R9 резонансной контур, образованный последова-
тельным соединением конденсатора С2 и катушки индуктивности
L1, через небольшое сопротивление резистора R5 шунтирует сопро-
тивление резистора R4, а в правом — через небольшое сопротив-
ление резистора R10 — сопротивление нагрузки R3 транзи-
стора VI.
В области средних частот указанные частотно-зависимые це-
пи ^не влияют на изменение коэффициента усиления каскада, кото-
рый близок к единице. При настройке схемы к ее выходу необходимо
подключить резистор, соответствующий величине входного сопро-
тивления последующего каскада.
Для выделения человеческого голоса из музыкального илн
шумового фона служат избирательные усилители, создающие у слу-
235
шателя «эффект" присутствия». Это достигается за счет подъема
АЧХ усилителя на частотах, характерных для человеческого голоса
(около 2,5 кГц). Схема такого усилителя показана на рис. 11.6.
Усилитель включают между источником звукового сигнала и пер-
вым каскадом УЗЧ. Режим работы транзистора VJ устанавливают
резистором R10.
Требования к высокому качеству звучания повышаются при
малых уровнях громкости. Слуховой анализатор человека в усло-
виях малого уровня информационного сигнала остро реагирует на
искажения и шумы, создаваемые звуковоспроизводящим трактом.
Однако большое количество мощных усилительных устройств не
могут обеспечить высококачественное звучание при малой громко-
сти. В настоящее время продолжается поиск технических средств
н решений, обеспечивающих минимальные нелинейные искажения
Рис. 11.6. Схема устройства для создания
«эффекта присутствия»
сигнала, шумы и помехи во всем звуковом диапазоне частот при ма-
лой выходной мощности мощных усилителей. Схема (рис. 11.7),
разработанная И. Акулиничевым, в значительной степени отвечает
указанным требованиям. Усилитель работает в диапазоне частот
20... 150 000 Гц, при входном напряжении 0,3 В обеспечивает выход-
ную мощность 8 Вт. При выходной мощности 0,2...8 Вт иа нагрузке
4,5 Ом коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц не превышает
0,01 %, а на частоте 20 000 Гц — 0,03 %. Относительный уровень
помех составляет — 80 дБ. На входе усилителя нет обычного для
подобных схем дифференциального каскада, входной сигнал посту-
пает на базу транзистора V4, куда через резистор R3 с выхода усили-
теля подается н сигнал ООС. Необычное включение регулятора гром-
кости (R2) позволяет согласовать изменение входного сигнала
и глубины ООС. Этим достигается уменьшение помех и искажений
сигнала. Применение в первом каскаде транзистора с большим
статическим коэффициентом передачи тока (/г21э = 400...600) по-
зволило уменьшить его коллекторный ток до 50...60 мкА, что обес-
печило необходимую эффективность ООС через резистор R3 сравни-
тельно большого номинала. Диоды VI...V3 предназначены для авто-
матической балансировки усилителя. На транзисторах V5 и V7
выполнен источник тока для улучшения линейных свойств каскада
на транзисторе V10. Конденсаторы С1 и С4 создают частотную кор-
рекцию усилителя и совместно с конденсатором С5, определяющим
236
частоту среза, значительно снижают динамические искажения. Для
уменьшения пульсаций в цепи питания первых трех каскадов усили-
тетя служит фильтр R12C3. Предоконечный и оконечный каскады
собраны на комплементарных парах транзисторов Vll, V12 и V13,
Ток покоя выходных транзисторов стабилизируется транзисто-
рами V8 и V9, которые к тому же уменьшают искажения типа «сту-
пенька» при малых токах покоя.
Для описываемого усилителя предварительный усилитель дол-
жен обладать малым выходным сопротивлением. С целью уменьше-
ния возможности самовозбуждения усилителя его монтаж выпол-
нен с двумя «земляными» точками. Первая точка расположена по-
близости от входного разъема и переменного резистора /?2, к кото-
Рис. 11.7. Схема усилителя высококачественного воспроиз-
ведения сигналов при больших и малых уровнях громкости
рой припаяны выводы резистора R2, входного разъема, диодов V2,
V3, конденсатора СЗ, корпуса усилителя и провод, соединяющий ее
с блоком питания. Второй точкой служит точка соединения конден-
саторов С6 и С7, к которой подключен средний вывод вторичной
обмотки трисформатора питания двуполярного нестабилизирован-
ного^выпрямителя (например, на основе трансформатора ТМ46-127/
Для высококачественного воспроизведения звука необходимо
стремиться к минимальным нелинейным и динамическим искаже-
ниям. Уменьшение нелинейных искажений обычно достигается
введением глубокой ООС. С увеличением глубины ООС ухудшается
устойчивость усилителя на высоких частотах, в результате чего сни-
жают частоту среза усилителя в области высоких частот. При этом
Для сигналов с частотами, близкими к частоте среза усилителя,
возникают динамические искажения.
Противоречия между необходимостью снижения нелинейных
и динамических искажений можно устранить применением так на-
зываемой оптимальной частотной коррекции.
На рис. 11.8 показана схема УЗЧ, предложенная П. Зуевым,
с оптимальной частотной коррекцией.
237
Цепочка R6C5 обеспечивает частотную коррекцию на опере-
жение фазы, и на частотах выше 200 кГц уменьшает наклон АЧХ,
что и повышает устойчивость УЗЧ. Подбором емкости С5 добива-
ются устойчивой работы усилителя. Усилитель имеет следующие
параметры: номинальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом—
8 Вт; максимальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом— 10 Вт;
диапазон воспроизводимых частот при выходной мощности 9 Вт —
20.,.25 000 Гц; коэффициент гармоник при номинальной выходной
мощности не более 0,2 %,
В усилителе применены широко доступные транзисторы без
специального отбора. Исключение составляет транзистор V2, ста-
Рис. 11.8, Схема усилителя с оптимальной частотной коррек-
’цией
тнческнй коэффициент передачи тока которого й21э должен быть
равен 150. Полосу пропускания предварительного усилителя необ-
ходимо ограничить до 30...50 кГц, применяя, например, пассивные
/?С-фильтры нижних частот.
В высококачественных УЗЧ часто применяют электронную ре-
гулировку усиления, позволяющую избавиться от шорохов, помех
и иаводок от сети при регулировании громкости. Принципиальная
схема электронного регулятора изображена на рис. 11.9. Усилением
управляют, изменяя с помощью резистора R6 постоянное напряже-
ние на базе транзистора V2, который выполняет функции стабили-
затора тока для усилителя на транзисторах VI н V3. Основные ха-
рактеристики усилителя: максимальное входное напряжение 15 мВ,
входное сопротивление 100 кОм, выходное сопротивление 4 кОм,
диапазон регулирования не менее 60 дБ, динамический диапазон
20 дБ, рабочий диапазон частот — 12,5...20 000 Гц (при неравно-
мерности АЧХ менее =£1 дБ).
Конденсатор С2 корректирует АЧХ на высших частотах. Пе-
ременный резистор R6 применен с регулировочной характеристикой
238
rnvnnbi А. Заменив транзистор V2 полевым (КП103Л) и соединив
исток с эмиттером VI, получим АРУ записи для магнитофона.
В этом случае подаваемое на резистор R6 напряжение можно уве-
личить до Ю В. При использовании в качестве регулирующего
элемента полевого транзистора КП ЮЗА управляющее напряжение
следует уменьшить в два раза.
При изготовлении высококачественных УЗЧ для снижения
уровня шумов особенно высокие требования предъявляются к тран-
зистору, стоящему в первом каскаде усилителя. Необходимо приме-
нять транзисторы с минимальным уровнем шумов, приведенных
к базе, и малым обратным током коллектора. Рекомендуется устанав-
ливать малые (десятки микроампер) токи коллекторов входных тран-
Рис. 11.9. Схема электронной регулировки усиления
Рис. 11.10. Зависимости коэффициента шума от сопротивления
источника сигнала для биполярных транзисторов:
/-КТ9ИБ; 2-КТ399: 3 - КТ363А; 4 - КТ20ЭВ; 5 —КТ3102Е; 6 —
КТ3102Д; 7 —КТ3107Л; 8— КТ3107Ж
знсторов и применять малошумящие типы резисторов (например,
ПТМН после отбора по уровню собственных шумов).
Резисторы типа ВС в этих каскадах применять не следует.
Электролитические конденсаторы должны обладать малыми тока-
ми утечки с номинальным напряжением, в несколько раз превы-
шающим рабочее в данном каскаде. Еще лучше вообще отказаться
от электролитических конденсаторов, заменив их бумажными.
Неплохие результаты получаются с применением микросхем во вход-
ных цепях. Например, микросхема типа <К2УС261А имеет следую-
щие параметры: коэффициент усиления по напряжению К 3» 300;
входное сопротивление 10 мОм; напряжение шума в полосе
усиливаемых частот на выходе иш < 6 мкВ.
При использовании малошумящих биполярных транзисторов
необходимо учитывать, что их коэффициент шума в значительной
степени зависит от сопротивления источника сигнала и стано-
вится минимальным при определенном значении /?г. На рис. 11.10
приведены зависимости изменения коэффициента шума различных
типов биполярных транзисторов от сопротивления источника сиг-
нала /?г' при эмиттерном токе транзистора 1 мА и частоте 100 кГц.
Минимизация коэффициента шума транзистора при малых сонро-
ивлениях Rr достигается применением биполярных транзисторов
малым значением базового сопротивления rg, а при больших зна-
239
чениях Rr— выбором транзисторов с высоким значением статиче-
ского коэффициента передачи тока базы. Приведенные на рис. 11.10
зависимости позволяют найти оптимальную величину сопротивле-
ния источника сигнала для выбранного типа транзистора; если же
сопротивление /?г задано, то выбираем тип транзистора, обеспечи-
вающий минимальное значение коэффициента шума. Отметим, что
при больших значениях г6 частотные свойства биполярных транзи-
сторов ухудшаются.
Схемы малошумящих усилителей, предложенные Г. Леонтье-
вым и В. Армонавичюсом, изображены на рис. 11.11. На схеме при-
менены транзисторы VI, V2 — КТ368А, V3— КТ3107К, У4 —
КТ342В. Режим всех транзисторов в схеме стабилизирован глубокой
ООС по постоянному и переменному токам. Глубину ООС по пере-
Рис. 11.11. Схема малошумящего широкополосного усилителя:
а —на транзисторах; б — с операционным усилителем
менному току можно в широких пределах изменять с помощью ре-
зистора R2. Первый каскад усиления с малой входной емкостью
собран по каскодной схеме. Ток эмиттера каскодной схемы зада-
ется с помощью резистора RI н при изменении его в пределах
600 Ом...60 кОм изменяется в пределах от 1 мА до 10 мкА. При этом
-коэффициент усиления схемы практически не изменяется. Для со-
противления источника сигнала Rr от 200 Ом до 20 кОм подбором
величины резистора RI добиваются минимального значения коэф-
фициента шума каскодной схемы. От величины эмиттерного тока
первого каскада, а значит, и величины резистора 7Э, существенно
зависит полоса пропускания усилителя. Прн /з = 10 мкА полоса
пропускания равна 3 Гц...10 кГц, а при токе == 1 мА полоса
равна 3 Гц...З МГц. Коэффициент усиления усилителя равен 40 дБ.
Схема малошумящего усилителя (рис. 11.1.1,6) выполнена на
транзисторе VI типа КТ368А п малошумящем операционном усили-
теле (ОУ) типа 744УД1А.
Шумовые характеристики, коэффициент усиления и нижняя
граница полосы пропускания у этого усилителя такие же, как и у ра-
нее описанного. Резистором R1 регулируется ток первого каскада,
от которого зависит верхняя граница полосы пропускания. При
токе 13— 10 мкА она равна 100 кГц, а при /э= 1 мА возрастает до
450 кГц. При использовании быстродействующего ОУ 574УД1 верх*
няя граница полосы пропускания увеличивается.
240
В описанных усилителях использовался резистор R1 типа
МЛТ-0,5. В качестве резистора R1 можно использовать полевой
транзистор КПЗОЗА. На затвор полевого транзистора через интегри-
рующую цепь R = 1 МОм, С = 0,1 мкФ подается управляющий
сигнал, с помощью которого изменяется сопротивление канала по-
левого'транзистора, а значит, и эмиттерный ток усилителя. Инте-
грирующая цепь служит для уменьшения шумов транзистора,
11.3. УМНОЖИТЕЛИ ДОБРОТНОСТИ
Введение в колебательный контур «отрицательного сопротив-
ления» позволяет повысить его добротность. С помощью умножи-
телей добротности повышают избирательность контуров, улучшают
Рис. 11.12. Схема умножителя добротности антенной катушки
Рис. 11.13. Схема умножителя добротности фильтра промежуточ-
ной частоты супергетеродинного приемника
Усилитель
пропекутситй
селективные свойства фильтров. Повысить избирательность по зер-
кальному каналу в переносном приемнике с ферритовой антенной
Ан1 можно, применив схему (рис. 11.12), предложенную Б. Сереги-
ным. Катушки L] и L2 наматываются на каркасе из плотной бумаги
длиной около 50 мм на расстоянии 20 мм друг от друга и содержат
по 10 витков провода ПЭЛ-0,5. Располагают их поверх приемной
контурной катушки индуктивности L3, добротность которой регу-
лируют резистором R1.
Схема хорошо работает при использовании на входных катуш-
ках КВ, выполненных на ферритовом стержне. Повышение доб-
ротности антенного контура достигается при правильном включении
концов катушек индуктивности L1 и L2.
Схема умножителя добротности (рис. 11.13), предназначенного
Для работы в тракте ПЧ транзисторного приемника, предложена
И. Андриановым. Умножитель добротности выполнен на транзисто-
ре VI по схеме с емкостной положительной ОС через конденсатор
глубина которой регулируется переменным резистором R2.
'.вязь умножителя добротности с преобразователем частоты прием-
ника осуществляется через конденсатор С2*. При приеме станций
с амплитудно-модулнрованными (AM) колебаниями режим работы
умножителя устанавливают резистором R2 вблизи порога генерации,
ри этом добротность контура LC резко возрастает, что приводит
Улучшению избирательности н большему усилению преобразова-
241
теля частоты радиоприемника. Если резистором R2 установить
режим самовозбуждения, то умножитель станет работать как вто-
рой гетеродин и появится возможность вести прием радиостанций,
работающих в телеграфном режиме и в режиме однополосной мо-
дуляции.
Изменением глубины положительной ОС можно в достаточно
широких пределах регулировать полосу пропускания и чувстви-
тельность тракта ПЧ.
При использовании устройства в приемнике со стандартной
ПЧ 465 кГц в качестве контура можно использовать контур ПЧ от
любого транзисторного приемника. При промежуточной частоте
1500 кГц катушка L1 содержит 35 витков провода ПЭВ-1 0,1, намо-
танных внавал на четырех секциях шириной 3 мм и расстоянием
между секциями 2 мм
иа каркасе диаметром 7,5 мм с сердечником
СЦР-1.
Для высокоселективного приема радио-
сигналов в декаметровом диапазоне волн
можно собрать умножитель добротности
по схеме (рис. 11.14), предложенной
Б. А. Серегиным. Сигнал, принятый ан-
тенной, через катушку индуктивной связи
L1 поступает в контур L2, СЗ и через кон-
денсатор С4 на затвор полевого транзи-
стора VI. С помощью VI, LI, L2, С2 об-
Рис. 11.14. Схема умножителя доброт-
ности для приемников декаметрового
диапазона
разуется петля положительной ОС, глубина которой регули-
руется переменным резистором R2. Дроссель Др1 имеет индук-
тивность 80 мкГц.
11.4. КОРОТКОВОЛНОВЫЕ КОНВЕРТЕРЫ
Конвертеры применяют для расширения диапазона принима-
емых приемником волн. Основой конвертера является преобразо-
ватель частоты с гетеродином. С антенного входа сигналы поступа-
ют на вход смесителя конвертера, а на его выходе выделяют сигналы
разностной частоты, находящейся в пределах диапазона принимае-
мых волн приемника. Конвертер в совокупности с приемником,
к которому он подключен, образует приемное устройство с двойным
преобразованием частоты. При этом первая ПЧ оказывается пере-
менной н соответствует диапазону принимаемых волн, вторая —
ПЧ приемника (обычно 465' кГц).
Схема пятидиапазонною конвертера, разработанная А. Ан-
дриановым, показана на рис. 11.15. Элементы схемы, подбираемые
при настройке, на рисунке обозначены звездочкой. Конвертер рас-
считан на прием КВ радиостанций в диапазонах 19 м) (15,1...
...15,35 МГц); 25 м (11,7...11,9 МГц); 31 м (9,5...9,7 МГц); 41 м
(7,2...,7,3 МГц) и 49 м (6...6,2 МГц) совместно с любым приемником,
имеющим СВ диапазон. Чувствительность всего устройства на КВ
диапазоне в 10 раз выше, чем на диапазоне СВ приемника. Первая
ПЧ конвертера /пер = 1,4 МГц. На входе конвертера имеется оди-
ночный контур, образованный катушкой индуктивности И и одной
242
из групп конденсаторав С2, С12', СЗ, С13,'С4, С14\ С5, С15\ Св, С16,
с помощью которых контур настраивают на среднюю частоту соответ-
ствующего диапазона: fcpl = 15,225 МГц (19 м); fcp2 = 11,8 МГц
(25 м); /ср3 = 9,6 МГц (31 м); /ср4 = 7,25 МГц (41 м); fcp5 =
= 6,1 МГц (49 м).
Для уменьшения влияния антенны на настройку входных кон-
туров связь антенны с контуром производится с помощью конденса-
тора С1 малой емкости.
Преобразователь частоты содержит отдельный гетеродин на
транзисторе V2 с катушкой индуктивности L2 и одной из групп кон-
денсаторов С7, С/7; С8, С18\ С9, С19; CIO, С20 или СИ, С21.Сме-
ситель выполнен на транзисторе VI. Напряжение гетеродина с части
катушки L2 поступает в эмиттерную цепь смесителя. В результате
на широкополосном контуре L3, С22 выделяется напряжение ПЧ,
которое через катушку связи L4 поступает на вход УПЧ, собранного
на транзисторе УЗ по схеме с общей базой. УПЧ предназначен для
повышения чувствительности конвертера. К УПЧ подключен коле-
бательный контур L5C29, настроенный на среднее значение ПЧ
(1,4 мГц) и имеющий полосу пропускания до 250 кГц.
При питании конвертера от аккумулятора либо батареек при-
менение параметрического стабилизатора напряжения (V4R9) не
обязательно. Переход на работу с приемником в диапазонах СВ
и ДВ производится при установке переключателя S2 в положение
Пр. При этом разрывается цепь питания транзисторов конвертера
Детали: подстроечные конденсаторы типа КПК-МП (С2...СИ)>
конденсаторы Cl, С12...С22, С29, С32 типов КТ и КСО-1, С23...С28,
СЗО — КЛС, С31 — ЭТО-Г, резисторы типов МЛТ-0,25.
Переключатель S1 двухплатный типа ПМ на 5 положений
и 4 направления, или П2К с зависимой фиксацией на 6 кнопок;
тумблер S2 ~ ТП1-2. Транзисторы П416, П417, ГТ313, ГТ322
смалым7к0 и сй21э= 80... 120; стабилитрон Д808, К.С168, Д814Б.
Катушки L1 и L2 выполнены на пластмассовом каркасе диа-
метром 8 мм и высотой 20 мм, а их намотка производится в один слой
на длине 9 мм. Катушки содержат 1,5 + 8,5 и 3 -f- 2 -f- 5 витков
провода ПЭВ-10,64 соответственно.
Катушки L3, L4 выполнены на стандартном трех секционном
полистироловом каркасе, помещенном в броневой сердечник типа
СБ12а из карбонильного железа. Катушка L1 содержит 60 витков
провода ПЭЛШО 0,12, размещенных в двух секциях каркаса,
а катушка L4 — 20 витков провода ПЭВ-1 0,1 в одной секции того
же каркаса. Катушка L4 также выполнена на трехсекционном кар-
касе, заключенном в броневой сердечник СБ-12а, и содержит 40 вит-
ков провода ПЭЛШО 0,12. Броневые сердечники необходимо поме-
стить в латунные экраны.
Дроссель Др1 содержит 20 X 4 витков провода ПЭЛШО
0,12, намотанных секциями по 2 мм на каркасе из полистирола
диаметром 6 мм.
Настройка конвертера: после проверки монтажа подбором ре-
зисторов R2, R4 устанавливают указанные на схеме токи в цепях
коллектора транзисторов V2 и УЗ. Затем настраивают при помощи
генератора стандартных сигналов (ГСС) контур L5C29 на среднее
значение ПЧ 1,4 мГц, подавая сигнал этой частоты от ГСС на от-
ключенный от катушки L4 вывод конденсатора С261, приемник на
указанную ПЧ; регулировкой сердечника контур в резонанс
но максимальной громкости сигнала на выходе приемника; контур
L3C22 на частоту 1,4 мГц, подавая сигнал на катушку L1, вывод
244
, которой временно отключают от схемы; контур гетеродина и вход
ной контур (19м), подавая сигнал с частотой /ср= 15,225 мГц
иа вход конвертера.
Изменяя емкость подстроечного конденсатора С/, добиваются
ппиема сигнала, поступающего на вход конвертера. Входной контур
настраивается конденсатором С2 также по максимуму громкости
звучания приемника на частоте модуляции сигнала ГСС. Анало-
гичным образом настраивают контуры остальных диапазонов. Повы-
сить чувствительность конвертера можно, включив разделительный
конденсатор емкостью около 6800 пФ между выводом 2 катушки Li
и базой транзистора VI. При этом базу транзистора VI через рези-
стор сопротивлением 300...500 кОм подключают к выводу 1 катушки
L3. Оптимальная величина тока смещения базы транзистора VI
определяется экспериментально подбором величины указанного
резистора.
На рис. 11.16 изоб-
ражена простая схема
конвертера для автомо-
бильного приемника. Та-
кая схема отличается
высокой стабильностью
с Г
с/
*Т220
Рис. 11.16. Схема кон-
вертера для автомобиль-
ного приемника
ДДр( /S2
Л/?3
сг'
ф
47
,~9В
работы и обепечивает качественный прием в диапазоне КВ про-
грамм (25 и 31 м) за счет применения кварцевого резонатора ПЭ1.
Входной контур конвертера образован катушкой индуктив-
ности L1 и одним из конденсаторов С2 или СЗ. Для точной настройки
конвертера можно применить переменный конденсатор емкостью
5...220 пФ.
Преобразователь частоты выполнен по совмещенной схеме на
транзисторе VI, режим работы которого обеспечивается резистора-
ми R1....R3. Нагрузкой транзистора на промежуточной частоте яв-
ляется высокочастотный дроссель Др1.
Частота кварцевого резонатора fr = 10,7 МГц подобрана так,
чтобы прием сигналов диапазона 25 м (/с= 11,7... 12,0,95 МГц)
осуществлялся на первой ПЧ в диапазоне СВ на частотах
~ (1,395..,1) МГц. Прием сигналов диапазона 31 м (fc= (9,4...
...9,84)МГц) осуществляется на частоте /с---/г= (0,86...1,3) МГц.
С Помощью конденсаторов С2 и СЗ производится настройка входно-
го контура на среднюю частоту диапазонов 25 и 31 м.
Детали: резисторы типа МЛТ-0,125; конденсаторы типов
К *-1а, КЛС; транзисторы типов ГТ309, ГТ316 и др.; дроссель Др1
выполнен на кольцевом сердечнике из феррита марки 600 НН
(К 10 X 6 X 5) и содержит 300 витков провода ПЭВ-1 0,1; резо-
натор — малогабаритный кварцевый на частоту 10,7 МГц; катушка
И выполнена на полистироловом каркасе диаметром 8 мм от лам-
“ов°го промышленного приемника с сердечником диаметром 2,8 мм
П9птппТа маРки НН или 100 ВЧ и содержит 16 витков провода
•ЗЛШО 0,8, намотанных виток к витку с отводом от третьего витка.
Налаживание конвертера. Подбором резистора R1 устанавли-
п Ют ТЙК0Й минимальный ток в цепи коллектора транзистора VI,
ри котором имеют место устойчивые колебания. Для контроля за ра-
245
Сотой транзистора V! в автоколебательном режиме можно исполь-
зовать вспомогательный КВ приемник, настроенный на частоту
1етеродина 10,7 МГц. Затем при положении переключателя S1
в положение «25 м» к гнезду Гн! присоединяют ГСС, настроенный
на среднюю частоту диапазона 25 м (11,9 МГц). Регулировкой сердеч-
ника катушки L1 и подбором емкости конденсатора С2 контур L1,
С2 настраивают в резонанс по максимальной громкости сигнала на
выходе приемника, настроенного примерно на среднее значение пе-
ременной промежуточной частоты СВ диапазона (1,2 МГц). Более
точную подстройку осуществляют, нагрузив выход ГСС отрезком
провода, выполняющего функции передающей антенны, а ко входу
конвертера подключают приемную штыревую антенну.
Благодаря экранирующему действию автомобиля конвертер
обеспечивает хороший прием станций КВ диапазона иа приемник
с магнитной антенной.
Рис. 11.17. Схема сенсорного
датчика
коэффициентом передачи тока
11.5. СЕНСОРНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Сенсорные переключатели позволяют существенно приблизить
устройства коммутации к переключаемым цепям. Это существенно
упрощает получение низкого уровня фона, обеспечивает высокую
помехозащищенность и предоставляет конструктору большую сво-
боду в компоновке проектируемого аппарата.
На рис. 11.17 показана схема сенсорного датчика, предложен-’
ная А. Соболевым. Для управления датчиком используется наве-
денное на тело человека перемен-
ное напряжение, поступающее иа
базу транзистора VI, работающего
в режиме детектированиямигналов.
Выпрямленное напряжение на-
водки поступает на усилитель
тока, собранный на транзисторах
V2 и V3. В качестве коллекторной
нагрузки транзистора V3 исполь-
зуется обмотка К/ реле, которое
срабатывает в результате при-
косновения к выводу конденсато-
ра С!. Потребляемый ток устрой-
ства в дежурном режиме 0,2 мА.
Летали: транзисторы указан-
ных на схеме типов со статическим
80...100; реле — РЭС-10 (паспорт
РС4, 524.303) или РЭС-9 (паспорт РС4.524.202); конденсаторы
С1-К10-7В, С2-МБ; резисторы — МЛТ-0,125.
При удалении сенсорного датчика от устройства его следует
подключать экранированным или свитым в жгут двойным проводом.
Оплетку экранированного провода заземляют.
Многовходовую схему сенсорного устройства на тринисторах
(рис.11.18), предложенную Ю. Сбоевым, можно применить для пере-
ключения телевизионных каналов, диапазонов приемников и др.
На схеме показаны четыре одинаковые сенсорные ячейки, каждая из
которых содержит тринистор, транзистор, коммутирующий кон-
денсатор и индикатор. При касании пальцем любой из четырех пар
контактов Е1...Е4 в цепи базы соответствующего транзистора (V!,
V3, V5 или V7) потечет ток, открывающий транзистор, который
в свою очередь откроет соответствующий тринистор. Конденсаторы
С1...С4 служат для выключения ранее работающей ячейки при каса-
246
нпи сенсора другой ячейки, так как в этом случае напряжение
этих конденсаторов оказывается приложенным к работавшему три-
нпстору с обратной полярностью, что приводит к его выключению.
Для индикации состояния ячеек служат лампы Н1...Н4.
Детали: транзисторы типа КТ315, П307...П308); конденсаторы
типа МБМ; индикаторные лампы СМ37 либо любые другие, соответ-
ствующие напряжению питания сенсорного устройства. Максималь-
но допустимый ток через открытый тринистор КУ101А — 75 мА,
поэтому сопротивление нагрузки выбирают, исходя нз указанного
тока. Напряжение питания устройства 10...30 В. Емкость конден-
саторов С1...С4 подбирают при налаживании схемы. Величина ем-
кости должна быть не менее С = 36 , где t — время выключения
тринистора, /? — сопротивление нагрузки.
Выход 1 Выход2 выход3
Н1
С10,2т.
С20,2т
Выходу
&>нз
Г СЗ 0,2нн
СО 0,2 МН
W КТ315Я
£1
V2 КУ 101 Я
]И5 Ю315Я
'\У7КТ315Я
[/5 КТ315Я
Е2
V0 КУ НИЯ
VS КУЮ1Я
УЗКУЮ#
Рис. 11.18, Схема сенсорного устройства на тринисТорах
Схема сенсорного регулятора громкости (рис. 11.19) предло-
жена В. Козловским. Основные параметры регулятора: пределы ре-
гулирования громкости 0...50 дБ; коэффициент передачи на уровне
0 дБ равен 1; максимальное входное напряжение равно 0,75 В;
отношение сигнала к шуму составляет 54 дБ; глубина тоикомпен-
сации при минимальной громкости на частоте 30 Гц составляет
30 дБ, а на частоте 18 кГц — 10 дБ. Выполнен на основе интеграль-
ного пятиканального коммутатора К1КТ901 (5 полевых транзисто-
ров с изолированным затвором). Регулятор может работать с УЗЧ,
входное сопротивление которого не менее 10 Ом, а чувствитель-
ность — 0,1 ...0,7 В.
Работает схема регулятора громкости следующим образом.
При включении питания напряжение на конденсаторе СЗ равно ну-
лю, полевой транзистор At.l сборки закрыт, и светодиод в его цепи
не светится. Транзисторы А/.2 и А1.3 открываются отрицательным
смещением через резисторы R]1 и R13, и цепь регулируемого сиг-
нала практически оказывается соединенной с общим проводом через
конденсаторы С4 и С6. При этом коэффициент передачи устройства
минимален и составляет примерно 50 дБ.
При касании сенсорных контактов Е1 и ЕЗ конденсатор СЗ
1УвеИНаеТ заРяжаться 11 напряжение на затворе транзистора А1Д
« личивается, а сопротивление его канала падает, тем самым умепь-
247
шая напряжение на затворах транзисторов А1 2 и А 1.3. В результате
этого сопротивление каналов полевых транзисторов, а следователь-
но, коэффициент передачи устройства и громкость воспроизводимого
сигнала увеличиваются. При уровне громкости — 40 дБ начинает
светиться светодиод VI, а при уровне —20 дБ светится также V2,
и яркость их свечения увеличивается до максимальной при наиболь-
шей громкости (0дБ). При касании сенсоров El, ЕЗ конденсатор СЗ
разряжается и процесс регулирования протекает в обратном по-
рядке. Подъем АЧХ на низших частотах обеспечивается конденса-
тором С4, С6 (0,2...5 мкФ), а иа высших — колебательным конту-
ром L1C2, настроенным на частоту 18кГц. Регулировка уровня
высших частот производится подбором резистора R6.
CV, С б 1,0мкк SOB
Рис. 11.19. Схема сенсорного регулятора громкости
Микросборка К1КТ901 может быть заменена полевыми транзи-
сторами КП310Б; катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 0,07
до заполнения стандартного трехсекционного каркаса и помещена
в броневой сердечник от фильтра ПЧ радиоприемника «Сокол».
Конденсатор СЗ применяют с малым током утечки (например,
К73-11).
При наладке производится установка режима работы транзи-
стора А1.1 микросборки по постоянному току. Соединяют контакты
El, Е2 и подают на вход регулятора переменное напряжение 0,5 В
частотой около 1000 Гц, а изменением положения движка потенци-
ометра R15 добиваются максимального уровня сигнала на выходе.
Коэффициент передачи, равный 1, устанавливают подбором рези-
стора R17. Коэффициент гармоник регулятора зависит от уровня
громкости и при входном сигнале 0,5 В н уровне громкости —
10 дБ достигает максимальной величины (0,35 %). При уровнях
громкости 0 до 40 дБ коэффициент гармоник существенно уменьша-
ется (менее 0,05 %). При изменении уровня входного сигнала от
0,1 до 1 В коэффициент гармоник изменяется в пределах от 0,1 до
0,5 %.
248
11.6. ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Простая цветомузыкальная приставка (рис. 11.20), предло-
женная А. Полозовым, может быть установлена на передней панели
стереофонического магнитофона, электрофона или радиоприемника.
Приставка выполнена на двух транзисторах, одной логической
микросхеме п четырех миниатюрных лампах накаливания. Сигналы,
поступающие через резисторы /?/, R7 и конденсаторы С/, С2 на
вход устройства, усиливаются транзисторами VI и V2 и подаются
на входы инверторов D/J и D1.3, в выходную цепь которых включены
лампы накаливания Н1 и НЗ. Выходы этих инверторов через ре-
зисторы R4, R1O подключены к выходам инверторов D1.2 и Di.4,
нагруженных лампами накаливания Н2 и Н4. При зажигании лампы
Н1 лампа Н2 гаснет, при зажигании НЗ гаснет Н4 и наоборот. Таким
образом, при поступлении на вход сигнала лампы Hl, Н2, НЗ, Н4
как бы перемигиваются с частотой звукового сигнала. Лампы устанав-
ливают за светорассеивающим экраном размером 650 X 50 мм,
окрашивают соответственно в красный, синий, желтый н зеленый
цвета.
Детали' лампы накаливания НСМ-6,3-20; постоянные резисто-
ры МЛТ-0,25, подстроечные — СПО-0,5 или СП-0,4; конденсаторы
а и С2 — КМ пли МБМ.
Настройка сводится к регулировке резисторов R2 и R8 так, что-
бы без сигнала лампы Н1 и НЗ находились у порога зажигания.
Резисторами R4 и R10 добиваются гашения ламп Н2 и Н4 при
полном свечении Н1 и НЗ.
Динамический диапазон ламп накаливания значительно уже,
чем динамический диапазон музыкального произведения. Это при-
одит к тому, что настроенное цветомузыкальное устройство на мак-
мальный уровень поступающего сигнала (ЦМУ) при малых уров-
ныТ спгнала перестает работать. Если ЦМУ настроено на минималь-
ный уровень спгнала, то при средних и максимальных уровнях
налов интенсивность свечения ламп накаливания постоянна.
249
В результате этого возникает эффект мигания, быстро утомляющий
слушателя и не соответствующий характеру фонограммы.
Устранить указанное противоречие помогают специальные ус-
тройства — компрессоры и автоматические регуляторы усиления,
позволяющие сузить динамический диапазон музыкального про-
изведения до динамического диапазона ламп накаливания (5...
...10 дБ).
Однако согласовать динамические диапазоны ЦМУ и сигналов
фонограммы можно с помощью многоступенчатого управления яр-
костью.
Примером такого устройства служит ЦМУ, предложенное
В. Громовым. На схеме (рис. 11.21) показан только низкочастотный
~П ГТ
К остальным каналам
Рис. 11.21. Схема цветомузыкального устройства с двухсту-
пенчатым управлением яркости
канал ЦМУ. Входной сигнал, как обычно, разделяется фильтрами
на соответствующее число частотных каналов. Фильтры каждого
канала выполнены из двух независимых LC-цепей (L1C1 и L2C2).
Первая ступень регулятора собрана на транзисторах VI и V2,
в эмиттерную цепь транзистора V2 включена параллельная группа
ламп Ш. Лампы этой группы работают при изменении амплитуды
входного сигнала от 0,5 до 3 В. Этот'диапазон можно несколько
изменить потенциометром R1, При разомкнутых контактах выклю-
чателя S1 и увеличении амплитуды входного сигнала более 3 В сра-
батывает вторая цепь ЦМУ (V3, V6, Н2} и включается сразу на пол-
ный накал группа ламп Н2, отображая амплитудные выбросы
сигнала на частотах соответствующего канала. В замкнутом поло-
жении переключателя $/ лампы этой группы начинают светиться
при уровне входного сигнала 1 В. На тринисторе V10 собран ка-
нал фонового подсвета. Фоновый канал работает совместно с первой
ступенью и выключается при включении ламп второй группы любого
из каналов.
Питается устройство от источника переменного тока напря-
жения 6,3 В. Вход устройства подключается к выходу усилителя
звуковой частоты мощностью 4...6 Вт. Кнопкой «Контроль» можно
250
„верить работоспособность второй ступени н канала фона. Полоса
"тстот в ЦМУ разделена иа три частотных канала: 100...350,
350 .700, 700...2000 Гц.
Катушки фильтров всех каналов одинаковы, имеют индуктив-
ность около 1 Гн, содержат по 1000 витков и намотаны проводом
ПЭВ-2 0,15 на кольцевой магнитопровод К20 X 12 X 6 из феррита
2000 НМ. Конденсаторы С1 и С2 в каналах имеют емкость 0,47;
0 1 и 0,02 мкФ соответственно для каждого из частотных каналов.
Корпус экранного устройства 400 X 300 X 120 мм. Экран изго-
товлен из ячеистого прозрачного материала. Ближе к экрану рас-
положены лампы первой ступени, боковые стенкн оклеены мятой
алюминиевой фольгой, а задняя стенка — темного фона, что из-
меняет видимую глубину экрана. Для частотного канала 100...
...350 Гп. две лампы первой ступени и четыре лампы второй окраши-
вают в зеленый цвет и по одной лампе второй ступени — в красный
и желтый цвета. Для частотного канала 350...700 Гц две лампы пер-
вой ступени и четыре лампы второй окрашивают в красный цвет
и по одной лампе второй ступени — в зеленый и синий цвета. Для
частотного канала 700....2000 Гц три лампы первой ступени и шесть
ламп второй окрашивают в синий цвет и еще две лампы второй сту-
пени — в желтый цвет. Лампы фона ( 5 штук) окрашены различ-
но и размещены по всей площади задней стенкн.
Для настройки ЦМУ к ее входу подключают генератор звуко-
вой частоты с низкоомным выходом 50 Ом. При включении питания
устройства все лампы фона должны загореться. Чувствительность
каналов устанавливают минимальной и подстраивают резисторы R2
до получения слабого накала ламп первых ступеней. Подстраивая
резистор R13, добиваются, чтобы при включении кнопки S2 каналов
включались лампы вторых ступеней и выключались лампы фона.
Затем, увеличив чувствительность каналов до максимума, подают
от генератора сигналы различных частот, амплитудой 1 и 3 В и про-
веряют работы ЦМУ. В случае необходимости подбирают резисторы
R6 и R7 и конденсаторы С1 и С2 фильтров.
Эффективность работы цветомузыкальных приставок в зна-
чительной степени определяется конструкцией и качеством эк-
ранов.
Существуют два типа экранов: фронтальной проекции, когда
экран освещается со стороны зрителей, п обратной (лир), когда экран
освещается с тыльной стороны. Второй тип экранов получил наи-
большее распространение в радиолюбительской практике. В ка-
честве материала для полупрозрачного экрана можно использовать
оргстекло, кальку, шелк, обработанный глицерином с тальком,
пластиковые пленки, обработанные наждачной бумагой. Хороший
эффект получается в результате обтягивания прозрачного оргстекла
с обеих сторон белым капроном. Отражатель плоского типа покры-
вают светорассеивающим материалом, например, мятой алюмини-
евой фольгой. Лампы обычно размещают равномерно по всей пло-
скости отражающей панели. Недостаток такого размещения ламп —
наблюдение на экране вспышек точечных источников света, что сни-
жает эффективность восприятия цветомузыкальной программы.
Значительно лучший эффект получается, если лампы накаливания
Разместить по периметру экрана и закрыть непрозрачной декора-
ивной рамкой. Отражатель при этом применяют параболической
формы. Хорошим рассеивающим свойством обладает обычный чер-
жный ватман. Многие радиолюбители изготавливают экран из
пЛКлянных тРУбок, расположенных в ряд в один нли два взаимно
1еРпендикулярных слоя.
251
Красивые цветомузыкальные экраны получаются при под-
светке падающих струй воды (цветомузыкальные фонтаны). Подоб-
ный эффект можно получить путем подсветки взвешенной пыли воды
домашнего увлажнителя (типа «Комфорт»). Размеры водяного обла-
ка могут достигать в высоту 0,8... 1 м и в диаметре до 0,4...0,5 м.
11.7. ИНДИКАТОРЫ НАСТРОЙКИ
Для приема радиосигналов с минимальными искажениями
необходимо точно настроить приемник на несущую частоту соответ-
ствующей радиостанции.
На рис. 11.22 показана схема индикатора настройки. Такой
индикатор подключают к последнему контуру УПЧ приемника че-
рез конденсатор С1. На входе индикатора стоит амплитудный де-
ЯЗ.—,
22/rfj
Я выходу
УП9прием-т
X)#/
Х/п’я
И Д6*1,5к
-r0,0f
п ММ2
VI.
\ V‘l
ШМ2
Д9В
.88
\50
Рис. 11.22. Схема индикатора
настройки с лампочками накаливания
рд 93
ш .
Рис. 11.23. Схема индикатора настройки со светодиодами
тектор на диодах VJ и V2, выполненный по схеме удвоения напря-
жения. Отрицательное напряжение, образованное в результате
детектирования на конденсаторе С2, подается на трехкаскадный уси-
литель постоянного тока, собранный на транзисторах V3...V5.
При отсутствии высокочастотного сигнала на входе приемника
транзистор V3 закрыт, a V4 открыт, и зажигается лампа красного
цвета (ИГ), зеленая лампа (412} при этом не i орнт, так как напряжение
на коллекторе транзистора V4 близко к нулю, и транзистор V5 за-
крыт. При настройке на станцию выпрямленное напряжение ПЧ
открывает транзистор V3, транзистор V4 закрывается, выключая
лампу Hl, a V5 открывается, включая лампу Н2, яркость которой
растет с увеличением точности настройки на радиостанцию. Чув-
ствительность индикатора определяется режимом его работы, кото-
рый устанавливают переменным резистором R3. Чувствительность
индикатора зависит также от сопротивления резистора R8*. Ток
через лампы ограничивается резисторами R4* и R5*, сопротивления
которых подбирают экспериментально. При настройке индикатора
добиваются, чтобы в отсутствие входного сигнала лампа И! горела
средней яркостью, а лампа Н2 слабо светилась.Л роверяют работу
индикатора с помощью сш валов ГСС напряжением 300 мВ на частоте
около 500 кГц. В индикаторе применены транзисторы типов МП40...
МП42, МП 16, индикаторные лампы КМ6-60, диоды типов Д2 и ,bQ-
Недостаток индикатора — сравнительно большой потребляемый
ток.
252
В последнее время радиолюбители в качестве индикаторов точ-
. настройки радиоприемников применяют светодиоды, отличаю-
щиеся высокой экономичностью. Одна из таких схем, предложенная
А Юшипым, изображена на рис 11.23.
' В индикаторе применены светодиоды с переменным цветом
свечения АЛС331А. При отсутствии сигнала принимаемой станции
в бчоке УПЧ радиоприемника в эмиттерной цепи транзистора VJ
течет максимальный постоянный ток, который вызывает красное
свечение индикатора (открыт левый излучающий переход). При
точной настройке на станцию постоянная составляющая в эмиттер-
ной цепи транзистора VI падает, уменьшая потенциал средней точ-
ки индикатора. Открывается правый излучающий переход, что из-
меняет цвет сечения индикатора от красного до зеленого. Таким
образом, при настройке на станцию радиоприемника свечение
индикатора изменяется. В индикаторе контур L1C3 настраивают
на частоту, соответствующую средней частоте настройки блока УПЧ
радиоприемника.
В качестве индикаторов настройки широкое применение нахо-
дят также стрелочные приборы. Такой прибор (магнитоэлектриче-
ский миллиамперметр с чувствительностью 1 мА) обычно включают
в цепь коллектора нли эмиттера транзистора регулируемого каскада
АРУ УПЧ. При таком включении при отсутствии сигнала на входе
приемника прибор измеряет ток коллектора транзистора АРУ.
По мере возрастания сигнала в системе АРУ ток коллектора тран-
зистора будет уменьшаться. Таким образом, настройка приемника
на радиостанцию осуществляется по минимуму показаний стрелоч-
ного прибора.
11.8. УСТРОЙСТВА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ
КАЧЕСТВА ЗВУЧАНИЯ
В усилителях мощности снижают искажения несколькими
способами. Обычно вводят глубокую ООС, охватывающую усили-
тель с выходным каскадом, работающим в режиме В. Однако это
чревато увеличением динами-
ческих искажений. Поэтому ча-
ще в выходном каскаде высоко-
качественного усилителя уста-
навливают режим А с неглубо-
кой ООС. Но это требует тер-
мост^билизации большого тока
покоя выходного каскада. Из-
вестен принцип построения уси-
лителей звуковой частоты с
коррекцией искажений в мо-
Рис. 11.24. Функциональная схема
усилителя с малыми искажениями
стовых схемах усилителей с
экономичным режимом В.
На рнс, 11.24 показана функциональная схема усилительного
устройства, состоящая из предварительного усилителя А/,выход-
ого каскада на транзисторах VI и V2, работающего в режиме В,
и элементов моста R1C1, R2 и L1.
Связь между выходным напряжением на нагрузке С/и и напря-
жением сигнала Uc выражается для данного устройства равенством
Bi, где i — базовый ток выходных транзисторов,
Папл ~~ коэффициенты, численные значения которых зависят от
Р метров элементов. Из формулы следует, что основным источ-
253
ником искажений может быть лишь базовый ток выходных транзи-
сторов, поэтому, если построить усилитель, в котором коэффициент
В будет равен нулю, можно устранить основной источник искажений.
Условие компенсации нелинейных искажений совпадает с условием
баланса моста, когда LI = R1R2C1. Описанный метод компенсации
нелинейных искажений применен в усилителе мощности, предло-
женном О. Решетниковым (рнс. 11.25).
Усилитель работает в диапазоне частот 20...20000 Гц при
неравномерности АЧХ ± 1 дБ. Выходная мощность усилителя
30 Вт при нагрузке 8 Ом и коэффициенте гармоник менее 0,02 %,
Рис. 11.25. Схема усилителя мощности с уменьшением искажений
с помощью мостовой схемы
При нагрузке 4 Ом выходная мощность достигает 40 Вт. Чувстви-
тельность усилителя 0,2 В. Уровень собственных шумов 75 дБ.
Четырехкаскадный предварительный усилитель работает
в режиме А (А/, V3...V6 и V9), выходной каскад (V12, V15, V16} —
в режиме В. Усилитель снабжен защитой выходного каскада от
перегрузок и короткого замыкания (V7 и V13).
В первом каскаде применен малошумящий операционный уси-
литель на микросхеме К140УД8Б, охваченный ООС (C1R2R5C3)
так, что коэффициент усиления на частотах выше 20 Гц постоянен
и приблизительно равен 15. Во втором каскаде применен малошу-
мящий транзистор V4, в коллекторную цепь которого для полу-
чения максимального усиления включен источник тока на транзи-
сторе V3. Третий каскад — двойной эмиттерный повторитель на
транзисторах V5, V6 служит для согласования входного сопротив-
ления четвертого каскада, выполненного на транзисторе V9, с вы-
ходным сопротивлением второго каскада (V4). Мост R5C6R 29L1
сбалансирован на радиочастотах. На низких частотах малый уровень
254
J
инейных искажений обеспечивается глубокой (50...70 дБ) ООС,
не^пяжение которой поступает в эмиттерную цепь транзистора
УА гит.тхола усилителя через делитель R12 и R15. В усилителе мо-
г,т быть применены транзисторы V3, V5, V6, V7, V13 — КТ3107Б,
КТ3107Д (несколько хуже КТ361В, КТ361Д), W-KT3102A,
КТ342Г;/Р, V15— КТ626А, КТ626Б, KT6I6B, RT814B, КТ814Г;
катушки L1 и L2 намотаны виток к витку в два слоя проводом ПЭВ-
2 1 0 на каркасах диаметром 7 мм, длиной 28 мм и содержит соответ-
ственно 30 и 46 витков. Если усилитель правильно собран, никакого
налаживания не потребуется. Мост R15C6R29L1 настраивают по
минимуму искажений на выходе. Для этого на вход усилителя по-
дают синусоидальный сигнал частотой 50...100 кГц. Подбором ем-
кости конденсатора С6, наблюдая выходной сигнал на экране осцил-
лографа, добиваются минимальных искажений формы сигнала.
Глава 12
ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
12.1. МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Множительно-делительные устройства] реализуют] функции вида
t'z=KMHA(>rzy; Uz= КVx!Uy. Основные параметры этих устройств
(рабочие квадранты) характеризуют сочетание знаков входных
переменных, при которых обеспечивается выполнение операций.
Четырехквадрантные множительные устройства реализуют произве-
дение двух сомножителей любого знака, двухквадрантные допуска-
ют изменение знака лишь одного сомножителя, а одноквадрантные
оперируют с сомножителями с постоянным знаком. Относительная
статическая ошибка таких устройств определяет точность работы
устройства: б = (UZp — U2a)/Uz max, где Uzp и (7Z„ — выходные на-
пряжения реального и идеального множительного или делительного
устройства.
Динамический диапазон — отношение максимального значения
входной (выходной) переменной к ее минимальному значению и в ло-
гарифмических единицах определяется выражением Д = 20 1g а\
.v(V) mlr<
Полоса пропускания AF — диапазон рабочих частот синусо-
идальных входных переменных, при котором динамическая ошиб-
ка не превышает допустимого значения.
На практике широкое распространение нашлн множительные
устройства с квадратичным преобразованием сомножителей, которые
основаны на использовании соотношения ху = А- X [(х + у)2 —
~ (х ~ р)2]. Основой таких множительных устройств являются сум-
мирующие и вычитающие устройства, а также схемы возведения
в квадрат (квадраторы).
На рис. 12.1 показана схема, реализующая функцию возведе-
ния в квадрат, выполненная на полевых транзисторах.
Квадратичная зависимость тока стока при перекрытом кана-
е описывается следующим выражением:
!и
г _ j (u з. и .
с, нас с. нас 0 I 75-1
V нас
(12.1)
255
где /с нас 0 — ток насыщения стока при U п = 0; U3 и — напряжение
между затвором и истоком; UHac — напряжение, при котором канал
закрывается.
При подаче на входы схемы напряжений, сдвинутых по фазе
на 180 °, на резисторе R происходит компенсация напряжений U ,
входящих в выражение (12.1) в пер.
вой степени. Если на вход прибора
подавать сумму двух напряжений
статического (/ст (постоянного
уровня) и неизменного напряже-
ния UBX, то сигналы на затворах
Рис. 12.1. Функциональная схема
квадратора иа полевых транзисто-
рах
полевых транзисторов, которые подаются в противофазе, запишутся
в виде (73. и [ = (7СТ + (/вх > U3 и 2 = UCT .
Выходное напряжение в этом случае образуется суммой токов
стока транзисторов 1Я = /иас ] -|- /нас 2 н выделяется на резисторе
"вых = 2/с. иас о *H/"L «"ст ~ "нас)2 + "У = К*н К"ст ~
- "нас)2 + "вх1. где К = 2/с нас 0/^нас.
Рис. 12.2. Электрическая схема квадратора на полевых тран-
зисторах
При подаче синусоидального сигнала на вход такой схемы вы-
ходной сигнал будет пропорционален /С sin2 <о/. При этом частота
выходного сигнала будет в 2 раза выше входной, так как sin2wZ =
= -i- (1 — cos2(oZ).
На рис. 12.2 изображена схема возведения в квадрат, рабо-
тающая в звуковом диапазоне частот. Первый каскад (VI) пред-
ставляет собой фазоинвертор, выходы которого соединены со вхо-
дами квадратора на полевых транзисторах (V2 и V3). На транзисто-
ре V4 собран нстоковый повторитель, с выхода которого снимают
проквадрированный сигнал. Отладку квадратора удобно произво-
дить при подаче на его вход синусоидального сигнала. РегулпроВ’
кой делителей напряжения R5, R7, RIO, R11 и потенциометром
256
побиваются, чтобы выходной сигнал удвоенной частоты был с мини-
мальными искажениями. Прн изменении амплитуды входного сиг-
нала в 2 раза амплитуда выходного сигнала должна измениться
в 4 раза.
Широко распространены квадраторы на диодах. Такие квад-
раторы несколько сложнее выполненных на полевых транзисторах,
однако допускают меньшую погрешность квадрирования. На рнс.
Рис. 12.3. Схема диодного квадратора
12.3 изображена схема диодного квадратора, имеющего следующие
параметры: ошибка аппроксимации — 0,8 %; ошибка возведения
в квадрат— 1,5 %; рабочий диапазон частот — 1...23 кГц; дина-
мический диапазон входного сигнала — 24 дБ.
Расчетные значения резисторов даны в табл. 12.1.
12.1. Расчетные значения резисторов для квадратора
№ ступени Я', кОм кОм № ступени кОм Г{”. кОм
0 6,4 5 3,54 263,6
1 4,8 280,8 6 2,26 74,09
2 7,3 843,8 7 1,33 25,7
3 6,09 271,2 8 0,835 10,0
4 4,51 — 9 0,416 3,64
В качестве диодов V5...V7 применены транзисторы МП101Б
в диодном включении, диоды V8....V13 типа Д223Б.
На транзисторах VI и V2 собран повторитель напряжения для
согласования входа квадратора с выходом схемы детектирования
сигнала. Коэффициент передачи этого повторителя (около едини-
цы) определяется подбором резистора R14.
табл- 12.1 не учтены внутренние сопротивления диодов,
HQ3°PnC ИХ напРяжений отсечки и разброс напряжений стабилитро-
Поэтому схема квадратора нуждается в индивидуальной на-
^Р°йке, которая сводится к подбору резисторов /?/',,,R9', Ri"—
9 i-ц
257
Аналоговые интегральные перемножителн (АИП) предназна-
чены для выполнения операции перемножения двух аналоговых
величин и находят применение в схемах возведения в квадрат,
удвоителей частоты, фазовых детекторов, балансных модуляторов'.
Совместно с ОУ перемножителн позволяют выполнять деление,из-
влечение корней и формирование тригонометрических функций.
Аналоговые перемножителн делятся на балансные модуляторы,
предназначенные для работы в полосе частот до 40 МГц и выше при
уровнях сигналов до 0,5 В, и собственно аналоговые перемножите-
ли, предназначенные для работы в узком диапазоне частот при
больших уровнях входных сигналов (90 — 10 В). Электрические па-
раметры некоторых АИП приведены в табл. 12.2.
12.2. Электрические параметры аналоговых интегральных
перемножителей
Параметр 140МА1 526ПС1 525ПС1
Коэффициент подавления управляющего си- гнала по входу К„ упр, дБ 46 8 46
Коэффициент подавления опорного сигнала кп. оп> ДБ 46 65 46
Динамический диапазон напряжений управ- ляющего сигнала, дБ 16 — —
Коэффициент усиления управляющего сиг- нала к 2,9 — —
Верхняя граничная частота, МГц Входное сопротивление, МОм 2 40 1
— 0,050 20
Выходное сопротивление, Ом Крутизна преобразования, А/В — — 30
— 5 —
Линейность умножения, % — — 1
Напряжение питания, В ±12 +6 ±15
Допустимое входное напряжение, В — ±10
Рассеиваемая мощность, мВт 250 36 170
Аналоговый перемножнтель на основе микросхемы 525ПС1
можно использовать для возведения сигнала в квадрат, извлечения
квадратного корня, вычисления тригонометрических функций,
удвоения частоты, амплитудной модуляции сигнала и др.
Перемножнтель (рис. 12.4) представляет собой счетверенный
дифференциальный усилитель с перекрестными коллекторными свя-
зями, в котором путем логарифмирования и антилогарифмирования
одного из выходных сигналов с последующим умножением его иа
другой входной сигнал получают на выходе с учетом знака напря-
жение, пропорциональное произведению двух сигналов.
Коэффициент передачи по входам Uх и Uy можно регулировать
резисторами Rx и Ry, которые определяют эмиттерные токи диф-
ференциальных каскадов и общий коэффициент передачи.
Диапазон входных сигналов при указанных на схеме номина-
лах ± 10 В, коэффициент передачи — около 0,1, выходное напря-
жение может изменяться в пределах ±10 В, точность перемноже-
ния— около 2...5 %.
Операционный усилитель после перемножителя (типа 140УД')
преобразует дифференциальный токовый сигнал в выходное напря-
258
жение ОВЬ1Х Где Ki коэффициент пропорционально-
СТИ На рис. 12.5 изображена схема, обеспечивающая квадратич-
ную зависимость между входным и выходным синусоидальными
напряжениями. Входной сигнал поступает на вход перемножителн
через резисторный делитель напряжения, на второй вход подается
сигнал после прецизионного выпрямления и сглаживания- ОУ типа
140УД7.
Рис. 12.4. Аналоговый перемножнтель типа 525ПС1
Рис. 12.5. Схема квадратора для переменного напряжения на
перемножителе типа 525ПС1
12.2. ВЫПРЯМИТЕЛИ И ДЕТЕКТОРЫ СИГНАЛОВ
Амплитудный выпрямитель на основе ОУ Чаще всего подоб-
ные амплитудные выпрямители применяются в качестве промежу-
точных преобразователей при измерении амплитуды импульсов или
переменного напряжения. Использование ОУ в амплитудных вы-
прямителях позволяет существенно уменьшить погрешность пре-
образования, вызванную падением напряжения на открытом дио-
де На рис. 12.6,а показана схема однополупериодного выпрямителя
с компенсацией нелинейности вольт-амперной характеристики дио-
дов, позволяющая уменьшить уровень открывания выпрямителя
Д° значения менее 1 мВ.
Для положительной полуволны входного сигнала выходное
напряжение равно нулю, так как диод V2 в этот период времени за-
крыт отрицательным выходным напряжением ОУ. Для отрицатечь-
9*
259
яой полуволны сш нала диод V2 открывается и выпрямитель рабо>
тает как инвертирующий усилитель с коэффициентом передачи
Кв = — R2/RX. Если в схему (рис. 12.6,а) добавить сумматор-ин-
вертор, то получим схему двухполупериодного выпрямителя (рис.
Рис. 12.6. Выпрямители на операционных усилителях:
а — однополупериодный; б — двухполупериодиый; б — двухполупв'
риодный с большим входным сопротивлением; е — двухполупериод*
ный на одном ОУ
12,6,5) . Схема (рис. 12.6,в) также является двухполу пер иодным вы-
прямителем с высоким входным сопротивлением.
Положительная полуволна на ОУ1 не усиливается, а отрица-
тельная передается с коэффициентом усиления, равным 2. ОУ2
инвертирует и усиливает в 2 раза сигналы с выхода ОУ1 и в 3 раза
входной сигнал, В результате модуль общего коэффициента уснле'
ния передачи получается одинаковым для обоих полупериодов,
260
В схеме двухполупериодного выпрямителя на одном ОУ
12 б,г) в зависимости от знака входного сигнала открывается
од VI либо V2. Положительная полуволна входного сигнала че-
дн° диод и делитель напряжения поступает на положительный вход,
п^гхопной сигнал при этом не инвертируется и выходное положи-
тельное напряжение [/вых = UmR (R/R + 1)/(/? + R) = (/вх.
Отрицательная полуволна через соответствующий диод и де-
литель напряжения поступает на отрицательный вход. Выходной
сигнал инвертируется, п выходное положительное напряжение {/вых =
R R_________,,
= R/2 - вх-
В результате того, что ток через диод V3 будет таким ясе,
как через диоды VI и V2, падение напряжения на диоде V3 компен-
Рис. 12.7. Линейный детектор
33 1ft >} 133
Рис. 12.8. Высокочастотный тракт приемника с линейным детектором
сируется аналогичными падениями напряжения на диодах VI и V2.
Остаточная погрешность вызвана неиДентичностыо диодов.
Линейные детекторы. Одна из основных причин нелинейных
искажений в детекторных каскадах радиоприемников — нелиней-
ность прямых ветвей вольт-амперных характеристик переходов
детектирующих элементов, которые проявляются особенно прн ма-
лых уровнях сигнала. Существенно улучшить линейность детек-
тирующего каскада позволяет введение глубокой ООС.
На рис. 12.7 показана схема линейного детекторного каскада
для супергетеродинного приемника. Коэффициент передачи детек-
тора равен 6. Изменив отношения сопротивлений резисторов R2,
R1, коэффициент передачи можно увеличить до 30...40, что позволит
сократить число каскадов УЗЧ.
Отладка детектора сводится к подбору резистора R4* таким
образом, чтобы прн отсутствии сигнала напряжение на выходе
ОУ (вывод 5) равнялось половине питающего напряжения. Для
предотвращения самовозбуждения каскада емкость конденсатора
02 выбирают в пределах 5...30 пФ.
Схема высокочастотного тракта приемника прямого усиления,
построенного на базе линейного детектора, показана на рис. 12.8.
УРЧ выполняют иа полевом транзисторе VI, что позволяет
получить .высокое входное сопротивление и подключить входной
контур магнитной антенны непосредственно ко входу приемника,
и* позволяет одновременно детектировать и усиливать сигнал,
•хатушку LI размещают на ферритовом стержне (400 НН или
261
600 НН) диаметром 8 и длиной до 160 мм. Для диапазона ДВ (150...
...408 кГц) на стержне рядовой намоткой необходимо разместить
90 витков провода ЛЭШО 7 X 0,07. Катушку наматывают на ци-
линдрическом каркасе нз любого диэлектрика.
Для диапазона СВ (525...1605 кГц) катушка должна быть сек-
ционной — 5 X 40 витков провода ПЭЛШО 0,15. Расстояние меж-
ду секциями устанавливают 4...5 мм.
Коэффициент усиления каскада можно увеличить, подключив
параллельно/?? конденсатор емкостью 1000 пФ. Чувствительность
РЧ тракта регулируют резистором R4.
При отладке тракта подбором величины резистора R1 устанав-
ливают на выходе 5 микросхемы А! напряжение, равное половине
Рис. 12.9. Синхронный AM детектор
напряжении питания. Границы диапазона устанавливают переме-
щением каркаса катушек L1 по ферритовому стержню.
В высококачественных приемниках улучшение качества при-
ема (снижение шумов и уменьшение коэффициента гармоник) может
быть достигнуто при синхронном детектировании сигналов. Син-
хронный детектор (рис. 12.9) рассчитан на работу в тракте ПЧ су-
пергетеродинного AM радиоприемника с ФАПЧ и имеет следующие
характеристики: ПЧ — 465 кГц; частота гетеродина — 232,5 кГп;
чувствительность — 25 мВ; полоса удержания ФАПЧ — 8 кГи;
полоса пропускания по 34 — 20...5000 Гц; выходное напряжение —
50 мВ; коэффициент гармоник — 0,6 % ; потребляемый ток — 30 мА.
Синхронный детектор состоит из синхронного гетеродина
с ФАПЧ на транзисторе V5 и собственно фазового детектора
с УЗЧ на микросхемах А] и А2. Сигнал ПЧ с контурной катушки
L1 поступает на первый смеситель, выполненный на диодах VI
и V2. Сюда же поступает сигнал гетеродина (V5), снимаемый с ка-
тушки связи L5. Напряжение, пропорциональное величине ошибки
слежения, снимается с диодов VI, V2 и поступает на фильтр нижних
частот (ФНЧ) R1R2C6 с частотой среза 1 Гц, затем усиливается микро-
схемой А1 и подается на варикапы V6, V7. С помощью варикапе в
так изменяется частота гетеродина, чтобы она была равной половине
несущей частоты AM сигнала,
262
Второй смеситель выполнен на диодах V3, V4. В режиме сле-
енпя напряжение сигнала на 45° сдвинуто относительно напряже-
w гетеродина. Поэтому для нормальной работы смесителя напря-
н’ние гетеродина подается на него через фазовращатель L2C4R15.
Выделенный на диодах V3, V4 низкочастотный сигнал усиливается
Микросхемой А2 и поступает на оконечный УЗЧ. Для ослабления
высокочастотных составляющих в продетектированном сигнале при-
менен ФНЧ L3C5C12. В синхронном детекторе катушка L1 намотана
на трехсекционном каркасе, помещенном в чашки из феррита 600Н
диаметром 8,6 мм, и содержит 50 15 витков провода ПЭВ-2 0,1.
Катушки L2, L4, L6 намотаны на унифицированных четырехсек-
цнонных каркасах с подстроечным сердечником М600НМ-3-СС и со-
держат: L2 и L4—192 и 415 д- 25 витков соответственно провода
ПЭВ2-01; L5 — 30 и L6 — 80 витков провода ПЭЛШО 0,1.
Отладку детектора начинают с установки подстроечным сер-
дечником катушки L4 частоты гетеродина, равной 232,5 ± 0,25 кГц.
При этом вывод 10 микросхемы А1 следует соединить с корпусом.
Затем отсоединяют вывод 10 микросхемы А1 от корпуса и подают
на вход детектора AM сигнал частотой 465 кГц и глубиной моду-
ляции 30 %. Движком резистора R15 и сердечником катушки L2
добиваются наиболее громкого и чистого звучания. Максимальную
чувствительность деюктора устанавливают подбором числа витков
катушки связи L5, а величиной резистора R12 устраняют возможное
самовозбуждение в УЗЧ.
12.3. СХЕМЫ ЛОГАРИФМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ
Схемы логарифмирования сигналов нашли широкое приме-
нение в различных измерительных устройствах, например, при из-
мерений уровня сигналов, изменяющегося в больших пределах.
Логарифмирование приме- \
ияют при моделировании
различных математических
функций, умножении п де-
лении сигналов и др.
Простейшая логариф-
мирующая ячейка (рис.
12.10) состоит из днода V
и резистора R, величина ко-
торого значительно больше
Рис. 12.10. Логарифмирующая ячейка
сопротивления диода Rv в
любой точке вольт-ампер-
ной характеристики: R >
Ry. Падение напряжения
на диоде
Рис. 12.11. Инверсная антнлогариф
мирующая ячейка
на логарифмирующем диоде
Uy прямо пропорционально логарифму напряжения входного сиг-
нала Uвх. Погрешность логарифмирования уменьшается с увеличе-
нием сопротивления R, однако при этом уменьшается минимальная
величина сигнала напряжения (/Bxmin, который может пролога-
рифмировать ячейка. Погрешность логарифмирующей ячейки, т. е.
Разность между приближенным Uv и точным Uy значением выходного
напряжения, определяется величиной отношения сопротивлений
В качестве логарифмирующих диодов могут быть использованы
А«оды Д223, Д207, Д10, Д18 и др.
263
Для выполнения операций антилогарифмирования можно ис-
пользовать инверсную антилогарифмирующую ячейку (рис. 12.11).
В отличие от логарифмирующей ячейки выходное напряжение сни-
мается не с диода, а с резистора /?, а соотношение между величиной
Рис. 12.12. Схемы умножения (а) и деления (б) двух сигна-
лов с помощью логарифмирующих ячеек
Рис. 12.13. Функциональные схемы логарифмирующего (а)
и антилогарифмирующего (б) усилителей; схема электриче-
ская логарифмирующего усилителя (в) и его выходная ха-
рактеристика (г)
резистора /? и сопротивлением диода должно отвечать условию
R/Rv< 1.
Примером использования схем логарифмирования может слу-
жить схема деления и умножения двух сигналов с помощью лога-
рифмических ячеек (рис, 12,12), Если на входы ячеек относительно
264
обшей точки подать сигналы'одииаковой полярности (рис. 12.12,а)
либо противоположной (рис. 12.12,6), а выходные сигналы ячеек
сложить, то суммарный сигнал будет пропорционален логарифму
от произведения либо логарифму частного от деления входных сиг-
налов. Если такой суммарный сигнал подать на инверсную ячейку
(рис. 12.11), то на ее выходе будет напряжение, пропорциональное
произведению либо частному от деления входных сигналов.
Большей точностью обладают логарифмические схемы, в кото-
рых применяют ОУ. На рис. 12.13 показана схема логарифмирую-
щего усилителя на микросхемах 153УД1. Схема содержит инвер-
тирующий ОУ1, в цепь ОС которого включен транзистор VI. Для
операции логарифмирования используется не абсолютное падение
напряжения на переходе, а приращение напряжения на переходе
база—эмиттер согласованной пары транзисторов. Путем введения
согласованного транзистора V2 компенсируется температурная чув-
ствительность усилителя.
Усилитель ОУ2 представляет собой инвертирующий буферный
усилитель. В качестве транзисторов VI, V2 могут быть взяты пары
серин 198НТ1А,Б; 198НТ2А,Б; 198Н5А,Б.
12.4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
Преобразованием частоты осуществляют функцию перемещения
спектра принимаемого спгнала без нарушения ширины и формы
спектра и с сохранением закона модуляции. Как элемент линейной
части супергетеродинного приемника преобразователь частоты обес-
печивает практически линейную зависимость между амплитудой
напряжения ПЧ и амплитудой напряжения сигнала. Для достиже-
ния большого усиления и хорошей избирательности тракта ПЧ
радиоприемника преобразователь частоты необходимо выполнять
по схеме, позволяющей получить постоянное значение ПЧ незави-
симо от частоты принимаемого радиосигнала.
Преобразователь частоты супергетеродинного приемника со-
стоит из нелинейного преобразующего элемента (смесителя), гене-
ратора высокой частоты (гетеродина) и резонансной избирательной
системы. Генератор РЧ вырабатывает синусоидальное напряжение
РЧ, используемое для перемножения с входным сигналом, что н обес-
печивает преобразование частоты принимаемого сигнала. На сме-
ситель одновременно подают напряжение сигнала и гетеродина,
и в результате преобразования на выходе смесителя получают на-
пряжение ПЧ с огибающей, тождественной огибающей принимае-
мого сигнала. При этом спектр на выходе нелинейного элемента
обычно содержит составляющие с суммарной и разностными часто-
тами. Для выделения требуемых составляющих спектра выходного
напряжения на выходе смесителя принимают фильтры промежу-
точной частоты (ФПЧ) с определенной полосой пропускания. В ре-
зультате преобразования частоты в супергетеродинном радиоприем-
нике кроме основных каналов образуются неосновные каналы при-
ема — побочные, которые ухудшают эффективную избирательность
радиоприемника, создавая дополнительные помехи приему полез-
ного сигнала. Побочным каналом обычно называют полосу частот,
равную или меньше полосы основного канала в целое число раз
и не совпадающую с ннм по частоте. Из побочных каналов наиболее
известен зеркальный канал.
В качестве промежуточной f частоты используется обычно
разность частот несущей f Ии гетеродина fT, Положение зеркального
265
канала f3K для этого случая показано на рнс. 12.14. Чтобы обеспе-
чить низкий уровень комбинационных помех на выходе (ФПЧ)
смесителя, необходимо частоты /н и /г выбрать так, чтобы побочные
каналы, близкие к выходной частоте, были достаточно высокого по-
рядка. Считается допустимым, когда в полосу пропускания ФПЧ
попадает побочная частота не ниже десятого порядка. Этим обеспе-
чивается уровень побочных частот порядка 60 дБ.
Рис. 12.14. Положение зеркального канала на оси частот
Выбирая начальные частоты и /г, руководствуются следу-
ющими соображениями: отношение частот <v/fr не должно быть
близким к отношению целых чисел mln, сумма которых равна или
меньше 10, если выделяют разностную частоту. При этом комбина-
ционные частоты ниже десятого порядка не попадают в полосу про-
пускания фильтра на выходе смесителя.
Риё. 12.16. Схема кольцевого балансного модулятора
В преобразователях частоты широко используют схемы двой-
ных балансных преобразователей (рис. 12.15). Они обеспечивают
эффективное преобразование спектра частот сигнала при минималь-
ном количестве побочных продуктов преобразования. При вход-
ных напряжениях Us, Ua спектр частот в нагрузке /?н преобразо-
вателя при условии полной симметрии элементов схемы содержит
комбинационные частоты только вида (2л-j- 1)о> (2т + 1)^’
где пит — нули или любые целые числа, а со и О — частоты коле-
баний, подводимых к преобразователю. Потенциометр /?п позволяет
произвести балансировку преобразователя.
Схема кольцевого балансного смесителя (pile. 12.16) выпол-
нена на транзисторной сборке КТС622 и обеспечивает подавление
266
uprvmefl частоты на 50...55 дБ. Изменение уровня несущей частоты
“« превышает ±5дБ в диапазоне температур + 20...+100 °C.
Тпанзисторы сборки включены как диоды, резисторы R1...R4
служат для выравнивания их характеристик.
J В качестве преобразователей частоты широко используют микро-
схемы типа 526ПС1, К140МА1 и др. Микросхема К140МА1 пред-
ставляет собой аналоговый перемножитель сигналов балансной
структуры, имеет две независимые пары входов и дифференциальный
выход. Входной сигнал амплитуды 10 мкВ...30 мВ подают на вход
U (см. рис. 12.4), а напряжение 1етеродпна амплитудой —
до* 30 мВ на вход U у.
Смеситель на микросхеме
К140МА1 (рис, 12.17) имеет
коэффициент передачи 1 на
частотах до 40 МГц. Harpysj
кой смесителя (не показанной
иа схеме) является параллель-
ный контур с обмотками L1
и L2. Обмотка L1 подключает-
ся к точкам смесителя а и б.К
среднему выводу этой обмотки
подводится питающее напря-
жение +12 В. Параллельно об-
мотке L1 подключен конденса-
тор емкостью 110 пФ. Обмотка
L2 (выходная) связана с L1
трансформаторной связью. Ка-
тушки L1 и L2 (при 6 МГц)
содержат 7 + 7 и 7 витков про-
Рис. 12.17. Смеситель на микро-
схеме KI40MA1 МШ,1к
вода ПЭЛШО 0,33 соответственно. Размещают обе катушки в сер-
дечнике СБ-12а. Отладка смесителя сводится к поочередной под-
стройке резисторов R6 и R9 для получения максимального подав-
ления на выходе смесителя (50...60 дБ) напряжений сигнала и ге-
теродина.
12.5. УМНОЖИТЕЛИ ЧАСТОТЫ
Для умножения частоты синусоидального иемодулированного
колебания вида е = EcoswZ его подают на вход нелинейного элемен-
та (рис. 12.18). На выходе этого элемента получается искаженное
колебание u = f (е) = S [/^(E)cos^w/, содержащее частоты, крат-
k
ные частоте основного колебания то. Колебание нужной частоты
выделяется фильтром. Амплитуда гармоник, как правило, зависит
от амплитуды основного сигнала Uk'-= Uk(E). В частном случае,
когда нелинейным элементом является идеальный ограничитель,
при достаточно большой амплитуде входного сигнала (Е 5> А,
где А — уровень ограничения) амплитуда гармоник Uk не зависит
от амплитуды сигнала Uk ~ 4А/лЬ.
В схемах умножителей частоты в качестве нелинейного эле-
мента перспективно использование дифференциальных усилителей,
хема гармонического умножителя‘частоты на дифференциальном
Усилителе приведена на рис, 12,19, Нагрузочный контур L1CI
267
включают между коллекторами транзисторов VI и V2 и настраивают
на требуемую гармонику. Рассмотренная схема позволяет подклю-
чить одновременно несколько контуров, настроенных на различ-
ные гармоники. Выбор оптимального режима работы умножителя,
при котором обеспечивается максимальный уровень выходного на-
Рис. 12.18. Структурная схема умножителя частоты си-
нусоидального колебания
пряжения либо наилучшим образом подавляются побочные гармо-
ники, осуществляется с помощью напряжения {/см. При нечетном
коэффициенте умножения частоты оптимальный режим работы схе-
мы обеспечивается при нулевом напряжении смещения. В этом слу-
чае коэффициент передачи имеет максимальное значение, н в спектре
выходного сигнала отсутствуют четные гармоники. При четном коэф-
фициенте умножения напряжение
смещения не должно быть равным
нулю и подбирается эксперимен-
тально. С увеличением номера
гармоники усложняется ее выде-
ление. Описанный умножитель
частоты целесообразно применить
для выделения гармоник, не пре-
Рис. 12.19. Схема умножителя частоты на дифференциальном усиль
теле
Рис. 12.20. Структурная схема нерезонансного умножителя частоты
вышающих величину h < 12...15.Ориентировочно можно рекомендо-
вать выбор R1 ~ R2 — 10 кОм, R3 == R4 = 24 кОм, R5 = 7,5 кОм,
R6 = 2,4 кОм, R7 = 2,7 кОм. Номиналы конденсаторов С2 и СЗ
подбирают такими, чтобы на частоте первой гармоники сопротив-
ление конденсатора было существенно меньше сопротивления рези-
сторов R3 и R4, Контур LIC1 настраивают на частоту выделяемой
1 армоннки.
В настоящее время широко распространены умножители час-
тоты, не использующие резонансный способ выделения гармоник.
£68
На рис. 12.20 показана структурная схема такого умножителя.
Синусоидальное напряжение частотой f поступает в фазе и через
инвертор 1 — в противофазе на двухполупериодный выпрямитель
2 частота пульсаций на выходе которого равна удвоенной входной
частоте. Пороговое устройство 3 (триггер Шмитта) преобразует
пульсирующее напряжение в прямоугольное с частотой 2/.
На рис. 12.21 приведена принципиальная схема кварцевого
генератора с нерезонансным умножением частоты на 4. Кварцевый
генератор выполнен на транзисторах VI, V2. С эмиттерного повто-
рителя V2 сигнал частотой 62,5 кГц подается на триггер Шмитта
(транзисторы V3, V4), где преобразуется в прямоугольные импуль-
сы и через конденсаторы С2, С4 подается на двухполупериодный вы-
прямитель V9....V12. Пульсирующее напряжение удвоенной час-
ддд VII3-VBIS Д9Д
Рис. 12.21. Схема кварцевого генератора с нерезонаисным умно-
жением частоты на 4
тоты (125 кГц) снимается с резистора R/2 и управляет вторым триг-
гером Шмитта (V5, V6), сигнал с которого выпрямляется вторым
двухполупериодный выпрямителем на диодах V13...V16. С выхода
этого выпрямителя пульсирующее напряжение частотой 250 кГц
поступает на третий триггер Шмитта (V7, V8), с выхода которого
получают импульсы с частотой, в 4 раза превышающей частоту вход-
ных, Наращивая схему, можно увеличивать четный коэффициент
умножения. Максимальная частота умножения определяется час-
тотными свойствами применяемых транзисторов.
12.6. КОМПАРАТОРЫ СИГНАЛОВ
Компаратор представляет собой! схему, предназначенную для
сравнения аналоговых сигналов. На выходе компаратора вырабаты-
вается дискретный сигнал, характеризующий знак разности мгно-
венных значений сравниваемых напряжений. В реальном компарато-
ре сравнение происходит с ошибкой, так как под воздействием раз-
личных факторов порог срабатывания смещается на некоторое зна-
чение Д{7вх.
Факторы, обусловленные нендеальностью параметров ОУ
и пассивных компонентов схемы, определяют составляющую систе-
матической ошибки, которую образуют дрейф нуля и шумы ОУ.
269
12.3. Электрические параметры интегральных компараторов
Параметр К521СА4 К554СА1
Ток потребления /пот, мА: от положительного источника питания 18,7 11,5
от отрицательного источника питания 7,5 6,5
Напряжение смещения нуля (7СМ, мВ 4,0 3,5
Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений Кос- сф, дБ — 70
Средний входной ток /вх, мкА 2,0 75
Разность входных токов Д7ВХ, мкА — 10
Коэффициент усиления Ку — 75 X 10’
Напряжение «1» Пвых, В 2,5...4,5 2,5 ... 6,0
Напряжение «0» Нвых, В 0.5...0 —0,1 ... 0
Выходной ток «0» /вых, мА —. 0,5
Время задержки включения / , нс 26 135
Входное напряжение стробирования ^вх. стр’ В — — 1,0 0
Ток стробирования 7стр, мА — 2,5
Напряжение источников питания (7НП, В ±9;+ 5 + 12; —6
* Допустимое отклонение ± 5 %, в остальных случаях ± 10 %.
Для преобразования аналоговых сигналов в цифровые целесо-
образно применять интегральные компараторы — специализирован-
ные ОУ. Интегральные компараторы используются в качестве по-
рогового элемента дискриминаторов амплитуды, детекторов уровня,
бистабильных индикаторов н др. На основе интегральных компара-
торов строят различные генераторы импульсов: прямоугольных,
ступенчатых, линейно изменяющихся. Параметры наиболее распро-
страненных интегральных компараторов приведены в табл. 12.3.
На рис. 12.22,0 показана типичная схема использования ком-
паратора. На один из входов компаратора подается входной сигнал,
на второй — опорное напряжение. При превышении входным сиг-
налом опорного напряжения входное напряжение изменяется от
+ 3,1 до —0,5 В (рис. 12.22,6). Для увеличения помехоустойчи-
вости схемы в нее вводят положительную обратную связь (резистор
R3) (рис. 12.22,в). При этом в передаточной характеристике появля-
ется гистерезис (рис. 12.22,г). Ширина петли гистерезиса берется
несколько больше ожидаемой амплитуды помехи. Напряжения сра-
батывания и отпускания для приведенного компаратора:
% = Ц,п+ «2 (3.1 - Uon)'(R2 + R3);
^отп= Uon + R2 (-0.5 - Uon)/(R2 + R3).
Гистерезис &U = (7ср— Потп = 3,6R2l(R2 + R3).
Для уменьшения влияния входного тока компаратора резисторы
выбирают с учетом Rl = R2R3/(R2 + R3).
270
К554СА2 К554САЗ КМ597СА1 КМ597СА2 KMS97CA3
9 6,0 27,6 42 2,6
8 5,0 21,5 34 1
5,0 3,0 ±2,0 ±3 ± 5
70 — 80 80 70
75 0,1 13 10 0,25
10 0,01 1 1 0,1
75 X Юэ 150 X 10» — —-•
2,4 ... 4,0 — 4-0,96... 4-0,78 2,5 ... 4,5 7 ... 9
-1,0 ... 0 — 1,91 ...—1,65 0,5 ... 0 0,3 ... 2
1,6 ' — — —
160 200 6,5 12 300
— —— — — —
— —
4-12; —6 ±15 -5,2; 4-5* —6; 4-5 rh 15
•И
г
В
AU
г______
— fa*
Um?
—fa*
г
Рис. 12.22. Интегральный компаратор без гистерезиса (а) и с гистере-
зисом (в) н их выходные характеристики (б, г)
ZH
Компараторы типа 521МА1 в отличие от 521СА2 имеют два
входа стробирования, а также параллельную схему цепей ограни-
чения уровня насыщения выходного каскада. Двойной компаратор
типа 521СА1 удобен для построения двух пороговых схем, имеющих
симметричный отклик на положительный и отрицательный сигналы
(рис. 12.23). Расчетные соотношения для положительных порогов
срабатывания и отпускания схемы (рис. 12.23,в):
У2/?5 /?/[3,1 — UJR5/(R4+R5)]
U4>=* R4-\-R5+ RI -J- R2 ’
U.RZ R1 [-0,5 - U..R5KR4 + /?*)]
отп = R4 + R5 -l~ Rl+ R2
R2 = R1 (3,6- ДУ)/ДУ;
R4 = U,R5 (R2 — Rl)/(UcpRl - 3,1/?/).
Рис. 12.23, Двойной интегральный компаратор без гистере-
зиса (а), с гистерезисом (в) и их передаточные характерис-
тики (б, г)
Для получения высокой точности сравнения напряжений при-
меняют прецизионные интегральные компараторы напряжений,
у которых расширен диапазон входных сигналов, а также диапазон
напряжений источников питания за счет снижения быстродействия.
К таким компараторам относится компаратор 521САЗ. У этого ком-
паратора диапазон входных сигналов для парафазных составляющих
расширен до ±30 В. Работоспособность компаратора обеспечивается
при питании от однополярного источника (+5 В) или от двухполяр-
ногэ (±18 В). Балансировка компаратора осуществляется при под-
ключении к выводам «Баланс» потенциометра, позволяющего ре-
272
гулировать токи эмиттеров входных транзисторов подачей низкого
потенциала U°bIX на стробирующий вход.
Время задержки компаратора составляет 200 нс. Повысить
быстродействие интегрального компаратора можно, приняв меры
по предотвращению глубокого насыщения транзисторов, работаю-
щих в ключевом режиме, и уменьшив паразитные емкости и сопро-
тивления, которые ограничивают крутизну нарастания сигналов.
К быстродействующим компараторам можно отнести 521СА4, 597СА1.
Компаратор 597СА1 предназначен для работы с микросхемами эмит-
терносвязанной логики (ЭСЛ). Максимальное время задержки этого
компаратора составляет 7,5 нс, коэффициент усиления Kv » 2000.
Триггер на входе компаратора 597СА1 выполняет функцию строби-
рования с хранением кода (т. е. того состояния, в котором находился
компаратор до подачи строба).
12.7. ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
Основными характеристиками частотного детектора являются
крутизна, линейность частотной характеристики н стабильность
нулевой точки детекторной характеристики. Среди детекторов,
Рис. 12.24. Схема тракта ПЧ приемника ЧМ сигналов
используемых в схемах приемников, различают детекторы со взаим-
но расстроенными контурами, дифференциальные с индуктивной
или емкостной связью между контурами, а также дробные (детекто-
ры отношений).
Контур с высокой добротностью повышает крутизну характе-
ристики детектора, но делает ее нелинейной. Стабильность нулевой
точки можно увеличить, применив кварц. Улучшить линейность
к крутизну детекторной характеристики (до 10...30 мВ/кГц) можно,
спользовав схемы дифференциальных детекторов. На входе таких
Хем применяют амплитудный ограничитель с порогом ограничения
273
0,3..-0,6 В, при этом на вход должен подаваться сигнал амплитудой
не менее 0,5...1,0 В. Лучшими характеристиками обладает дробный
частотный детектор. Он не воспринимает быстрых изменений ампли-
туды ЧМ сигнала и поэтому не нуждается в предварительном огра-
ничении сигнала, чувствительность его выше (0,05...0,1 В), хотя
крутизна детекторной характеристики не превышает 4...6 мВ/кГц.
В настоящее время разрабатывают и выпускают интегральные
схемы (ИС) для усиления, ограничения и детектирования ЧМ сиг-
налов, для усиления, преобразования и детектирования амплитуд-
но-модулироваиных (AM) сигналов, а также УПЧ систем с частот-
ной модуляцией. ИС типа (К174УР1, К526УР1 предназначены для
применения в качестве УПЧ звукового канала телевизионных
и в трактах ЧМ радиоприемных устройств.
На рис. 12.24 показана схема тракта ПЧ приемника ЧМ сиг-
налов с использованием ИС К174УР1. Эта микросхема включает
усилитель-ограничитель, частотный детектор и электронный атте-
нюатор.
Промежуточная частота тракта 6,5 мГц, нестабильность час-
тоты гетеродина 35 Гц (в интервале температур 10...30 °C), при
девиации частоты 15 кГц выходное напряжение 25 мВ, выходное
сопротивление — порядка 5 кОм.
ФСС тракта выполнен на элементах L1C1, L2C3, L3C5, кото-
рые формируют необходимую частотную характеристику. На микро-
схеме А1 выполнен усилитель ПЧ и фазовый детектор. Гетеродин
выполнен на микросхеме АЗ и контуре, образованном катушкой
L5 и стабилитронами VI и V2, выполняющими роль варикапов.
На микросборке А2 собраны эмиттерные повторители. С выхода
первого эмиттерного повторителя сигнал поступает через пропор-
ционально-интегрирующий фильтр R3C9C10 на диоды VI и V2,
а с выхода второго (с нагрузки R4) низкочастотный сигнал через
корректирующую цепочку R5C13 поступает на выход схемы к УЗЧ.
12.8. ФАЗОВРАЩАТЕЛИ
Для получения псевдостереофонического звучания при форми-
ровании однополосных сигналов и в ряде других случаев применя-
ют фазовращатели.
Наиболее часто применяют схемы фазовращателей, которые
допускают заземление входа, выхода, а также цепи, в которую
подается сигнал управления.
На рис. 12.25 показана схема регулируемого /?С-фазовращате-
ля. Входной сигнал поступает на базу фазоинсертора, собранного на
транзисторе VI по схеме с симметрично расположенной нагрузкой.
Фазовращающая цепочка состоит из дистанционно управляемого
лампой накаливания (6В )фоторезистора R5 (типа ФСК-1А) и емкос-
тей С1...С4, коммутируемых переключателями S/...S4. Выходной сиг-
нал снимается с эмиттерного повторителя, собранного на совмещен-
ном транзисторе V3....V4. Нелинейные искажения фазовращателя
составляют 0,5 % в диапазоне частоты 1...20 кГц.
На рис. 12.26 показана схема фазовращателя, регулировка
фазы в котором осуществляется с помощью полевого транзистора
V2 (КП302Б), работающего в режиме управляемого резистора. _
Транзистор VI является каскадом с распределенной нагрузкой.
Управляющее напряжение U поступает на затвор полевого транзи-
стора V2. Нагрузкой фазовращателя служит полевой транзистор V3,
что позволило улучшить амплитудно-частотную характеристику
фазовращателя за счет высокого входного сопротивления каскада
274
.а’,транзисторе V3. Погрешность фазовращателя в частотном диапа-
IOH&1..Л00 кГц по амплитуде не более ±0,6 %, по фазе — не более
Рис. 12.25. Схема регулируемого фазовращателя с дистанционным
управлением
- На рис. 12.27 показана схема фазовращателя, который прн>
меняется для получения псевдостереоэффекта, когда фаза сигнала
в одном нз громкоговорителей сдвигается на 90° относительно фазы
сигнала в другом громкоговорителе.
Рис. 12.26. Схема фазовращателя, управляемого с помощью полевого
транзистора
. На транзисторах VI...V3 собран трехкаскадный широкополос-
ный УЗЧ с Р-цепямп в выходном каскаде, разделяющими входной
сигнал на два сигнала, фазы которых отличаются на 90° в диапазоне
вуковых частот 40,,,16000 Гц, Разделение сигнала надва квадра-
275
турных получается благодаря раздельным нагрузкам в коллектор-
ной и эмиттер ной цепях (резисторы R7 и R8) транзистора V3 фазо-
инвертирующего каскада. Напряжение входного сигнала должно
составлять 100...200 мВ. Выходы 1 н 11 фазовращателя подключаю^
ко входам левого ц правого каналов стереоусилителя. Входное со
Рис. 12.27. Схема фазовращателя для обеспечения псевдо-
стереоэффекта
противление стереоусилителя должно быть не меньше 30 кОм. При
настройке фазовращателя необходимо подобрать с точностью до I %
резисторы R7...R14 и конденсаторы СЗ...С8. Подгонка этих элемен-
тов может производиться с помощью дополнительного подключения
Рис. 12.28, Цифровой фазовращатель
резисторов и конденсаторов небольших номиналов. Установка ука-
занного на схеме режима работы транзистора V3 производится под-
бором резистора R6, а транзисторов VI и V2 — подбором резисторов
R1 и R4.
На рис. 12.28 показана схема цифрового фазовращателя, котч
рый можно применить, например, при формировании SSB сигна
фазофильтровым способом, что позволит значительно упростить к 1
276
ппПемный,так и передающий тракты радиостанции. Фазовращатель
обеспечивает поворот фазы на 90° с точности выше 0,001 % на час-
тоте 1,5 кГц и 0,25 % на частоте 100 кГц. Выполнен фазовраща-
теть на триггерах со счетным входом. Если на счетные входы триг-
геров подать прямоугольные импульсы одной частоты со сдвигом
по фазе 180° и скважностью, равной двум, то на одноименных выхо-
дах триггеров появятся сигналы, сдвинутые по фазе на 90° и с час-
тотой, в два раза меньше входной.
12.9. АМПЛИТУДНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ
И ДЕМОДУЛЯТОРЫ СИГНАЛОВ
Для получения амплитудно-модулированных колебаний ис-
пользуют амплитудные модуляторы. При амплитудной модуляции
амплитуда несущего колебания изменяется в соответствии с измене-
нием модулирующего сигнала во времени и без изменения фазы.
Если несущее и моделирующее колебания являются гармоническими
колебаниями видов «н = UA max cos и ик = max cos wM7, to
выходной сигнал при амплитудной модуляции представляется как
«вых = унтах(1 + « cos ®м7) cos ®и7, где т = UM тах/[/н тах, или
в виде суммы спектральных составляющих иъъп = 77 н max cos wH7 +
+ rax cos (®н - ®м) +
+ jUH max C°s (®н + ®м)-
Отсюда следует, что при
амплитудной модуляции в вы-
ходном сигнале присутствуют
несущее колебание с постоян-
ной амплитудой и два боковых
колебания с амплитудой, изме-
няющейся по гармоническому
закону.
На рис. 12.29 показана
схема транзисторного выход-
ного каскада передатчика, в
КТ903А
L2
С2 0, OtM/r
ЮОмкГн
Rt 51
СЗ 0,1мк
К ЗыкоОному
контуру
Рис. 12.29. Схема транзисторного
с« гю/м/г
котором модуляция осуществ- выходного каскада передатчика
ляется по эмиттер ной цепи.
Питание каскада осуществляется напряжением 7/и п 20 В.
К этому напряжению прикладывается переменное звуковой частоты
”з чс амплитудой до 20 В. Потребляемый ток достигает 0,5 А. Вы-
ходная мощность в телефонном режиме составляет от 50 до 100 %
от мощности в телеграфном режиме.
Демодуляторы амплитудно-модулированных колебаний. При
большом разносе частот модулирующего и несущего колебаний
Ямплитудиая^демодуляция достаточно просто осуществляется путем
Детектирогання и фильтрации колебаний. Проще всего такую опе-
рацию осуществлять с помощью многофункциональных микросхем
типа К17ХА2, К174РЗ, К174ХА6, К174ХА10, К174ХА14. Этн
Дкроехемы предназначены для работы в радиоприемниках и кроме
ектнР°:'?ния сигналов могут использоваться в роли УВЧ, УПЧ,
месителей, гетеродинов и др.
277
Рис. 12.30. Схема диодного модуля-
тора
12.10. ЧАСТОТНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ И ДЕМОДУЛЯТОРЫ
Частотная модуляция обычно реализуется в автогенераторах
путем изменения параметров их колебательной системы. В радио-
связи автогенератор является задающим генератором радиопереда-
ющего устройства. Частотная модуляция осуществляется в каска- .
дах малой мощности, после которых следует умножение частоты
и усиление мощности ЧМ колебаний. Умножение несущей частоты
во столько же раз увеличивает и девиацию частоты или фазы.
Получение ЧМ колебаний с большими индексами модуляции
без умножения частоты возможно только в СВЧ диапазоне. При
умножении частоты увеличивается несущая частота Д н девиация
Д/, но относительная нестабильность частоты Д/7/о не изменяется.
Для изменения частоты генераторов широко используют полу-
проводниковые диоды.
Емкость р-п-перехода
диода или транзистора за-
висит от напряжения, при-
ложенного в направлении
запирания.
Схема диодного частот,
ного модулятора показана
на рис. 12.30. В этой схеме
Ср н R2 образуют переход-
ную цепочку в цепи моду-
лирующего напряжения
Смещение иа диоде обеспе-
чивается с помощью'делите-
ля Rl, R2, для разделения
напряжений высокой часто-
ты и питания служит дроссель Гр. Если емкость Ср одного поряд-
ка с емкостью С полупроводникового диода или меньше послед-
ней, образуется комбинированная связь модулятора с контуром.
Демодуляторы современных приемников частотио-модулиро-
ванных сигналов (ЧМС) чаще всего выполняют с применением диф-
ференциальной схемы либо дробного детектора. Дифференциальная
схема демодулятора ЧМС обладает меньшими нелинейными иска-
жениями, однако требует применения ограничителя амплитуды на
входе и применяется в высококачественных радиовещательных при-
емниках. Дробный детектор находит применение в каналах звукового
сопровождения транзисторных радиоприемников.
В случае выполнения селективной системы модулятора ЧМС
по схеме двух связанных контуров, как это имеет место в дифферен-
циальном н дробном детекторах, параметр связи между контурами
следует брать в пределах 1,5...2,5. При увеличении параметра свя-
зи растет коэффициент передачи детектора, но н существенно возра-
стают нелинейные искажения.
В дифференциальном детекторе ЧМС (рнс. 12.31), ограничи-
тель амплитуды выполнен на транзисторе У/, нагрузкой которого
являются связанные контуры с индуктивностями L1 н L2. Пара-
метры такого детектора зависят от промежуточной частоты тракта
ЧМС (обычно 10,7; 8,4 или 6,5 МГц), его полосы (обычно около
75 кГц), допустимых искажений и др. Для схемы при f = 8,4 МГц
можно рекомендовать транзистор типа ГТ308 В, конденсаторы
Свх зч = 0,02 мкФ, Сп, ~ СПг « 40 пФ, индуктивности L1 —
L2 8 • 10~в Гн, Гдр-= 3 • 10~4 Г и, конденсаторы С & 100 пФ»
278
С! =r С2 — 0,05 мкФ, Сфк= 0,15 мкФ, С = 2,7 пФ, коэффициент
связи К = 0,07, резисторы Rl = R2 = 1,6 кОм, /?ф = 750 Ом,
коэффициент включения диодов к контуру Р = 0,02, диоды типа
Д2Е.
В дробном детекторе (рис. 12.32) транзистор VI и селективная
система детектора из двух связанных контуров и диодов V2, V3 ис-
пользуется в схеме последнего каскада УПЧ. Резисторы R3 и R4
служат для балансировки схемы детектора. Их сопротивление
для германиевых диодов обычно достигает десятков Ом, а для крем-
ниевых — единиц килоом и подбирается в процессе отладки детек-
тора. Резистор R5 увеличивает затухание катушки связи L3, чтобы
она не влияла на полосу пропускания селективной системы. В схеме
Рис. 12.32. Дробный детектор частотио-модулпрованных сиг-
налов
могут быть использованы транзистор VI типа ГТ322А, Cl— С2 =
= 270 пФ, СЗ — 10 мкФ, подстроечные конденсаторы в контурах
выбирают емкостью до 40 пФ, C^= С4 = 4700 пФ, Сэ~ 0,033 мкФ,
620 Ом, Rl = R2 = 15 кОм.
12.11. ФАЗОВЫЕ ДЕТЕКТОРЫ И МОДУЛЯТОРЫ
Фазовые детекторы в технике радиоприемника предназнача-
тся для детектирования сигналов, модулированных по фазе н как
фазовыеразлнчители в системах автоматической подстройки частоты.
279
При детектировании фазомодулированных (ФМ) сигналов на
вход фазового детектора подается напряжение эталонного генератора
“эт = Hmsin с постоянной частотой w и напряжением с выхода
УПЧ тоже с частотой со, но с переменной фазой «сг = Um sin [со/ -f-
+ <р (/)]. На выходе детектора появляется напряжение Uд, величина
которого зависит от <р (/).
На рис. 12.33,а и б показаны схемы балансного и кольцевого
диодных фазовых детекторов (дискриминаторов). Нагрузкой фа-
зовых детекторов служат интегрирующие 7?С-цепочки. Характери-
стики таких апериодических диодных детекторов на частотах до
нескольких мегагерц практически не зависят от частоты. Баланс
диодных
ся, если
детекторов в балансных и кольцевых схемах не нарущает-
одно из сравниваемых
напряжений Uэт либо Uc г равно
нулю. Простые балансные фазо-
вые дискриминаторы менее эффек-
тивны чем сложные кольцевые
U3«odt
Рис. 12.33. Схемы диодных фазовых дискриминаторов:
а — балансный; б — кольцевой
дискриминаторы. Кольцевые фазовые детекторы на выходе имеют
меньший уровень паразитных спектральных составляющих, которые
проще фильтровать.
К недостаткам диодных детекторов следует отнести: малое
входное сопротивление, малый коэффициент передачи, необходи-
мость в тщательной балансировке схем, зависимость выходного на-
пряжения от уровней сравниваемых напряжений.
Фазовые дискриминаторы, выполненные на основе интеграль-
ных перемножающих схем, лишены недостатков диодных дискрими-
наторов. Работа таких схем основана на следующем тригонометри-
ческом уравнении: cos со/ cos (со/ + ф) = Klcos (2со/ + ф) +
К2созф, где К1 и К2 — масштабные коэффициенты,
С помощью фильтра нижних частот (ФНЧ) можно выделить со-
ставляющую, пропорциональную значению cos ср. Для построения
фазовых дискриминаторов по указанному принципу удобно исполь-
зовать микросхемы типа 140МА1.
Принцип действия цифровых фазовых детекторов (фазометров)
основан на измерении временного интервала А/, характеризующего
фазовый сдвиг между опорным и измеряемым сигналами. Фазовый
сдвиг ср между двумя гармоническими колебаниями с периодом '
определяется значением Ф° = (Ы/Т) 360. Величину интервала А/
в цифровых фазометрах определяют подсчеюм числа импульсов,
прошедших на счетчик в течение этого интервала.
280
Для преобразования амплитудной модуляции в фазовую воз-
можно применение балансного модулятора (рнс. 12.34). В этой схеме
высокочастотные колебания с генератора Г(/) на частоте поступают
на балансный модулятор (3) и через фазовращатель (2) на сумматор
14). Модулирующее напряжение U с амплитудной модуляцией на
частоте Й подается на другой вход балансного модулятора, где по-
давляются колебания несущей частоты. На выходе модулятора вы-
деляются только колебания боковых частот со,,-f- «0 — Й. В ре-
зультате суммирования двух коле-
баний несущей и боковых частот,
сдвинутых на фазе на угол 90°,
при амплитуде несущей, принятой
Рис. 12.34. Структурная схема преоб-
разователя амплитудной модуляции в
фазовую
за единицу, получим Us= К 2 1 + (macosfi/)2, где та — коэф-
фициент амплитудной модуляции. Такое колебание имеет фазовую
модуляцию с приращением фазы <p= arctg (macosQ/). Из этого
выражения следует, что фаза пропорциональна модулирующему
напряжению только при малых значениях коэффициента амплитуд-
ной модуляции. Для увеличения изменения фазы применяют умно-
жение частоты. При коэффициенте умножения частоты п вместе
с центральной частотой в п раз увеличивается и девиация фазы.
Рис. 12.35. Схема фазового модулятора
Описанный принцип преобразования амплитудной модуляции
в фазовую может быть реализован и без применения балансных
модуляторов.
На рис. 12.35 показана схема фазового модулятора, выполнен-
ного на транзисторе V3. На его вход подаются напряжение с квар-
цевого генератора на транзисторе V2 и сигнал с микрофона, прошед-
ший через ФНЧ (R1C1C2), усилитель (микросхема А1) и еще один
фильтр (UC8C10C11). С коллектора транзистора V3 снимается
модулированный по фазе сигнал. Дроссель 1.1 выполнен на магнито-
проводе согласующего или выходного трансформатора радиопри-
емника «Селга» и содержит 760 витков провода ПЭВ-1 0,1. Кварце-
ыи резонатор настроен на одну из частот 6, 8, 9, 12 или 16 МГц.
281
Режим работы модулятора устанавливается резистором /?9*, а необ-
ходимая девиация — резистором R3.
Описанный фазовый модулятор может найти применение в лю-
бительских УКВ передатчиках.
12.12. АНАЛОГОВЫЕ ИНТЕГРИРУЮЩИЕ
И ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ СХЕМЫ
Интегрирующие схемы используют для выделения постоянной
составляющей сигнала при построении функциональных генераторов,
реле времени и др.
Простейший интегратор (рис. 12.36) построен на основе инвер-
тирующего усилителя типа 153УД1, в котором резистор обратной
связи /?ос заменен конденсатором С.
Выходное напряжение усилителя описывается выражением 17вых ==
t
= — Jt/C (О (U + ^вых 0» гДе / — текущее время; Ц. — входное
о
напряжение; Z7Bb[x0 определяет начальное условие интегрирования
VBblx о = ^вых (^ = 0) = g9 > где t — величина заряда, которая была
на конденсаторе к моменту начала интегрирования (t = 0).
Белк входное напряжение Uc постоянно, то изменение выходно-
го сигнала описывается выражением
^еых “ “ (^с/^cQ + ^ВЫХ 0 ’
т. е. выходной сигнал линейно воз-
растает со временем (применяется
для формирования пилообразного
напряжения).
Если входной сигнал изменяет-
ся по закону ис = U cos wZ, то вы-
Рис. 12.36. Схема инвертирую-
щего интегратора на операцион-
ном усилителе 153УД1
ходкое напряжение будет изменяться по формуле t/BbIX = — -rq X
t
X f Uc cos wZdZ + UBin 0 = - sin wZ + £/вых 0, t. e. амплитуда
о
выходного сигнала обратно пропорциональна круговой частоте <о.
Входной ток интегратора /вх протекает по сопротивлению ис-
точника сигнала 7?с, поэтому в цепь неиивертпрующего входа вклю-
чен резистор балансировки /?б = Не-
точность интегрирования во многом определяется уровнем
электрических потерь в конденсаторе С, так как конденсатор имеет
собственную постоянную времени Tz = RU3 С, где /?нз—экви-
валентное сопротивление изоляции.
283
Уменьшение ошибок при интегрировании достигается приме-
нением активного интегратора с операционным усилителем, охва-
ченным обратной связью (рис. 12.37).
Эффективная постоянная времени интегрирования такой схе-
мы определяется выражением т' = (1 + А)т, гдет = R1C1 — по-
стоянная времени; А — коэффициент усиления операционного
усилителя.
Ошибка интегрирования такой схемы соствляетб — 50 Т»
а время интегрирования увеличится в (1 + Л) раз.
Рис. 12.37. Схема интегратора на основе операционного усилителя
с обратными связями
Интегратор выполнен на ОУ типа К140УД1Б либо К140УД1А,
имеющих широкую линейную зону (+8 В) и коэффициент усиления
до 4000, что обеспечивает высокую точность интегрирования. Уп-
равляют работой интегратора с помощью ключей К1 и К2 типа
1КТО11А. Время интегрирования определяется временем открытия
интегрального ключа Ю, которое зависит от частоты входного сиг-
нала. Ключ К2 служит для сброса интегратора в конце запоминания.
Схема обеспечивает разделение цепей управления н сигнала. Балан-
сируется усилитель резистором R9. Время интегрирования определя-
ется элементами R1 нС1. Ошибка интегрирования составляет 0,5 %
от максимального значения сигнала на частотах 1...20 кГц и около
1,5 % — на частотах 20... 100 кГц.
Поменяв местами в интегрирующей схеме (см. рис. 12.36) вход-
ной резистор н конденсатор, получим дифференцирующую схему.
Входное напряжение ОУ* в этом случае определяется выра-
жением С/Вых = — 7?cC/(dt7c/dO.
При синусоидальном напряжении на входе на выходе схемы по-
лучим напряжение (7ВЫХ = — aRCUc cos <at. Отсюда UBbIX/Uc = | А | =
АЧХ схемы дифференцирования в логарифмическом масштабе
представляет собой прямую с крутизной изменения 4-6 дБ на октаву.
283
Глава 13
РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
13.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
К РАДИОПРИЕМНИКАМ
Прн конструировании радиоприемников устанавливают усло-
вия нх эксплуатации, определяющие в основном габаритные
размеры и массу конструкции, электрические и акустические па-
раметры, энергоресурс источника питания.
Увеличение габаритных размеров радиоприемника позволяет
улучшить его акустические параметры, а также более качественно
выполнить внешнее оформление конструкции. В случае использо-
вания приемника в походных условиях к габаритным размерам
и весу предъявляются более жесткие требования, поэтому требова-
ния к акустическим параметрам снижаются.
При конструировании автомобильных приемников учитывают
необходимость обеспечения высоких электрических и акустических
параметров за счет хорошей чувствительности, высокой эффектив-
ности АРУ и повышенной выходной мощности. Выработав основные
требования к приемнику, приступают к выбору его структурной схе-
мы, по которой затем подбирают принципиальную. Прн конструи-
ровании автомобильных радиоприемников принимают дополнитель-
ные меры для снижения влияния помех. Введением дополнительного
каскада усиления РЧ добиваются увеличения чувствительности
приемника. Для приема местных радиостанций в диапазонах ДВ
и СВ достаточно чувствительности 10 мВ/м, что может обеспечить
приемник прямого усиления.
Для увеличения радиуса действия приемника прямого усиле-
ния до 300...500 км необходимо обеспечить чувствительность прием-
ника порядка 7...8 мВ/м. Это достигается введением во втором кас-
каде УРЧ вместо активной нагрузки реактивной и увеличением
коэффициента передачи детектора сигнала. Для приема радиостан-
ций в радиусе свыше 500 км целесообразно построить супер: етеро-
динный приемник. В простейших супергетеродинных приемниках
добиваются чувствительности 4...5 мВ/м на ДВ диапазоне и 2,5...
3 мВ/м — на СВ диапазоне. Для увеличения радиуса действия
приемника до 1000 км и более необходимо повысить чувствитель-
ность в диапазоне СВ до 0,5...0,6 мВ/м, а в диапазоне КВ — 20...
50 мкВ. Этого достигают введением в приемник дополнительных
каскадов усиления РЧ, ПЧ и усиленной системы АРУ.
Прием радиостанций ведут в диапазонах: ДВ — 150...408 кГц
(2000...735,3 м); СВ — 525...1605 кГц (571,4...186,9 м); КВ 3,5...
30 МГц (80...10 м); УКВ - 65,8...73 МГц (для СССР), 87,5...
104 МГц (ГДР, страны Западной Европы), 87,5...108 МГц (США),
76...90 МГц (Япония).
КВ диапазон обычно разбивают на ряд поддиапазонов: И м
(25,6...26,1 МГц), 13 м (21,45...21,75 МГц), 16 м (17.7...17,9 МГц),
19 м (15,.!...15,45 МГц), 25 м (11,7,,.11,975 МГц), 31 м (9,5...
9,775 МГц), 41 м (7,1,,.7,3 МГц), 49 м (5,95..„6,2 МГц).
13.2. ПРОСТЕЙШИЕ РАДИОПРИЕМНИКИ
ПА ТРАНЗИСТОРАХ И МИКРОСХЕМАХ
К простейшим относятся приемники детекторные и прямого
усиления. Детекторный приемник работает исключительно за счет
энергии радиоволн и не нуждается в источнике питания. Схема
детекторного приемника с фиксированной настройкой на местную
радиостанцию показана иа рис, 13.1. Приемник содержит колеба-
тельный контур, детектор и головные теле-
фоны. Колебательный контур выполнен на бу-
мажном каркасе длиной 35...40 мм, внутри
которого размещен ферритовый стержень мар-
ки 400 НН или 600 НН длиной 50...60 мм.
Для работы в СВ диапазоне контур содер-
жит 90...100 витков провода ПЭВ-1 0,15...0,2
однослойной (виток к витку) обмотки. Для
ДВ диапазона контур должен содержать
250...280 витков такого же провода, намотан-
ных в 4...5 секциях по 60...70 витков в каж-
Рис. 13.1. Схема
дой. Расстояние между секциями 1,5..,2 мм. детекторногорадио-
В детекторе можно использовать любой полу- приемника
проводниковый точечный диод, например, Д9,
Д2 с любым буквенным индексом. В качестве диода можно применить
бывшее в употреблении лезвие безопасной бритвы, с которым со-
прикасается заостренный карандашный грифель длиной 10...15 мм.
Место соприкосновения грифеля с лезвием выбирается эксперимен-
тально, а подключение к схеме должно производиться проводни-
ками минимальной длины.
Рис. 13.2. Приемник прямого усиления с питанием от сол-
нечной батареи
Головные телефоны должны быть только высокоомные, напри-
мер, ТОН-1, ТА-56. Конденсаторы Cl, С2 желательно применить
слюдяные.
Настройка приемника на радиостанцию осуществляется пере-
мещением сердечника внутри катушки контура и подбором конден-
сатора С2 в пределах 100...470 пФ. Для приема нескольких радио-
станций плавную настройку необходимо производить конденсато-
ром С2 переменной емкости 360...470 пФ.
Приемник прямого усиления с питанием от солнечной батареи
(рис. 13.2) рассчитан на прием радиостанций, работающих в диа-
пазоне ДВ либо СВ. На транзисторах VI и V2 собран двухкаскад-
ныи УРЧ. Нагрузкой каскадов являются высокочастотные дроссели
и L4. С УРЧ сигнал подается на детектор, собранный иа диодах
285
V3 И V4 по схеме удвоения напряжения. С детектора сигнал посту-
пает на однокаскадный УЗЧ (1/5), нагруженный на головной теле-
фон В1.
Питается приемник от солнечной батареи, составленной из
20 параллельно соединенных фотодиодов КФДМ или ФД-2, ФД-3.
При освещенности, развиваемой лампой (60...100 Вт) на расстоянии
до 1 м, или попадании на фотодиоды солнечного света такая батарея
развивает напряжение около 0,4 В. Описанный источник тока мо-
жет быть заменен каким-либо самодельным, описанным в гл. 7 3.
Питание радиоприемника может также производиться от любого
источника постоянного тока напряжением 1,5 В.
Детали: транзисторы VI, V2 — типа ГТ308В, ГТ308Б или
ГТ308А со статическим коэффициентом передачи тока 70...100;
V3 — любой маломощный германиевый транзистор серий МП40..,
Lf
С/ X
3.. 350
Л/ /18УН15
С2
10ш*ЮВ-г1
ЗОмк*
ЮВ
f1
3
3
IV
1 ю_
ю
L3
/и В!
Юк
Св 1мк*158
сз±
ПмккЮв
в!
lui'flSB
07 "
0,022мк
Рис. 13.3. Схема рефлексного приемника на аналоговой микро-
схеме
МП42 с коэффициентом передачи тока 40...60; диоды — любые,
серий Д9; резисторы ОМЛТ^О,125; конденсатор С6-К53-1, осталь-
ные— любого типа; телефон В1-ТМ-2А.
При отладке приемника путем подбора резисторов R]*, R2
устанавливают ток коллектора транзисторов VI и V2 0,3...0,4 мА.
Резистором R4 устанавливают ток коллектора транзистора V5
примерно 0,5 мА.
Магнитная антенна выполнена иа ферритовом стержне 600 НН
диаметром 8 и длиной 60 мм. Катушка L1 содержит (намотанных
виток к витку) 200 витков провода ПЭЛШО 0,25. Катушка L2
содержит 10 витков такого же провода п расположена рядом с L1-
Каждый из дросселей L3 и L4 намотан на сложенных вместе двух
ферритовых кольцах марки 600 НН размера 5 X ЗХ 2 мм. Намотка
производится до заполнения проводом ПЭЛШО 0,1...0,2.
Изготовить радиоприемник с применением микросхем намного
проще, чем на транзисторах, так как микросхемы некоторых типов
являются готовыми блоками радиоприемника.
Рефлексный радиоприемник (рис. 13.3) выполнен на микро-
схеме 118УН1Б. Схема приемника содержит колебательный контур
L1C1, сигнал с которого через катушку связи L2 подается на вход
микросхемы Л/. Микросхема в рефлексном включении используется
одновременно как усилитель РЧ и 34 колебангГ. Нагрузкой микро-
схемы служит высокочастотный трансформатор 11, сигнал со вто-
286
личной обмотки которого подается на детектор и затем через конден-
сатор С8 вновь на вход микросхемы, которая в этом случае уже слу-
жит УЗЧ. Сигнал 34 поступает на телефон В1. Конденсатор С4
служит для предотвращения проникновения сигнала РЧ на теле-
фон.
РЧ трансформатор выполнен на ферритовом кольце марки
600 НН наружным диаметром 8 мм н содержит: L3 — 200 витков,
L4___70 витков провода ПЭВ1-0,12.
Магнитная антенна выполнена на феррите марки 400 НН или
600 НН диаметром 8 мм н длиной 60... 100 мм и содержит: для ДВ
диапазона L1 200 ... 220 витков (намотка в 4 секции), a L2 —
3 витка провода ПЭВ-1-0,12...0,2 мм.
Самовозбуждение приемника устраняется изменением направ-
ления включения катушки связи L2.
Рис. 13.4. Приемник прямого усиления на логической микро-
схеме
Приемник прямого усиления иа логической микросхеме (рис.
13.4). Применив в качестве усилительных каскадов широко распро-
страненные логические Элементы КМОП-серий, можно получить
радиоприемник, не требующий отладки. Приемник сохраняет ра-
ботоспособность при напряжении питания, изменяющемся в преде-
лах от 9 до 3 В.
УРЧ радиоприемника собран на элементе D1.1. Отрицательная
обратная связь по постоянному току осуществляется через резистор
R1 Элементом настройки радиоприемника на радиостанцию служит
подстроечный конденсатор С1. Детектор выполнен на диодах VI,
V2 по схеме удвоения напряжения. Усилитель 34 выполнен на эле-
ментах D1.2...D 1.4. Стабилизация напряжения на выходе элемента
D1.2 осуществляется за счет ООС по постоянному напряжению че-
рез резисторы R3, R4. По переменному напряжению ОС осуществля-
ется с помощью конденсаторов С2 — в первом каскаде и С6 — во
втором. В качестве нагрузки УЗЧ применен миниатюрный головной
телефон ТМ-4, подключаемый к усилителю через разъем XI. Пита-
ется радиоприемник от батареи «Крона» илн аккумулятора 7Д-0.1.
Для предотвращения самовозбуждения усилителя на радио
И 3 СУГЫХ частотах источиик питания зашунтирован конденсатора-
Детали: микросхема К176ЛЕ5 или К176ЛА7; подстроечный
конденсатор С/-КПК-М, электролитические конденсаторы — К-50-6
остальные постоянные конденсаторы — К10-7В или другие малога-
баритные. Катушка L1 магнитной антенны выполнена па феррито-
вом стержне марки 600 НН диаметром 8 мм и содержит для ДВ диа-
пазона 900 витков провода ПЭВ-1 0,07, равномерно намотанных
в секциях по 50,,,100 витков по всей длине стержня.
287
13.3. СУПЕРГЕТЕРОДИННЫЕ ПРИЕМНИКИ
В супергетеродинных приемниках основное усиление и частот-
ная селекция производятся не на несущей, а на более низкой ПЧ.
Благодаря этому снижаются требования к выбору усилительных
элементов, которые эффективнее работают на более низких частотах
На таких частотах упрощается техническая реализация фильтров
с высокой частотной избирательностью. Поэтому чувствительность
и избирательность супергетеродинных приемников значительно вы-
ше, чем в приемниках прямого усиления.
На рис. 13.5 показана упрощенная структурная схема супер-
гетеродинного приемника. Входное устройство приемника состоит
из антенны и резонансного контура, настроенного на частоту при-
нимаемой станции. В портативных радиоприемниках обычно приме-
няют малогабаритные телескопические или магнитные антенны, а в
стационарных — внешнюю антенну. На выходе преобразователя
чтстоты супергетеродинных приемников сигналы разностной часто-
ты возникают от радиостанций, частота которых может быть как
выше, так и ниже частоты гетеродина на величину ПЧ. Если ве-
дется прием сигналов с частотой выше частоты гетеродина, то сиг-
налы зеркального канала с более низкой частотой являются меша-
ющими.
Для обеспечения избирательности по зеркальному каналу не
ниже 16..,20 дБ добротность контуров входного устройства должна
быть не менее 80...100. В преобразователе частоты необходимо ис-
пользовать высокочастотные транзисторы с максимальной частотой
40...60 МГц.
При помощи двухсекционного блока конденсаторов переменной
емкости одновременно с перестройкой входного контура производя!
перестройку частоты гетеродина. С помощью ФПЧ выделяют по-
лезный сигнал и ослабляют сигналы соседних каналов. Для эффек-
тивного ослабления этих сигналов ФПЧ должен содержать, по край-
ней мере, два резонансных контура ПЧ. УПЧ должен обеспечить
основное усиление сигнала. Цепь автоматической регулировки уси-
ления (АРУ) служит для поддержания па выходе УПЧ постоянного
уровня сигнала при изменении его интенсивности на входе. Усили-
тель звуковой частоты служит для усиления слабых сигналов 34 до
требуемой мощности.
На рис. 13.6 приведена принципиальная схема супергетеродин-
ного приемника на двух микросхемах серии 237. Радиоприемник
рассчитан на прием радиовещательных станций в диапазонах ДВ,
СВ, КВ (обзорный диапазон) и имеет выходную мощность 40 мВт.
288
В диапазонах СВ и ДВ прием ведется на магнитную антенну
U7/ (контурные катушки LI, L2), а в диапазоне КВ — на магнитную
антенну W2 (контурная катушка L5). Настройка входных н гете-
родинных контуров на принимаемую станцию осуществляется
сдвоенным конденсатором переменной емкости С7, СИ.С катушек
связи выделенный РЧ сигнал через переключатель S1.2 поступает
на УРЧ, который для уменьшения уровня шумов нагружен непо-
следовательный резонансный контур L13C22 ПЧ. УРЧ, гетеродин
и балансный смеситель приемника выполнен на микросхеме А1.
Паразитные колебания гетеродина предотвращаются резисто-
ром R1, подключенным к выводу 5 микросхемы. ФСС ПЧ — трех-
контурный (L14...L16, С27...С29, С31, С32). Усилитель ПЧ и де-
тектор выполнены на микросхеме А2. Постоянная составляющая
продетектнрованного сигнала с выхода 9 микросхемы А2 контро-
лируется стрелочным индикатором РА1 и используется в тракте
усиления системы АРУ. Система АРУ выполнена на той же микро-
схеме и диоде VI и работает следующим образом. При слабых сиг-
налах диод закрыт и не оказывает влияния на контур L15C29. При
сильном сигнале диод открывается и шунтирует контур, в результа-
те уменьшается коэффициент передачи ФСС и напряжение на вы-
ходе детектора.
Конденсаторы С40, С41 служат для отделения высокочастот-
ной составляющей выходного напряжения детектора, при этом низ-
кочастотная составляющая поступает через конденсатор С39 на
предварительный усилитель 34 (вход 13 микросхемы А2). Усили-
тель 34 собран на той же микросхеме (вход 2) и связан с динами-
ческой головкой В1 через трансформатор Т1.
Прослушивая передачи через наушники, включаемые в гнез-
до Х2, можно значительно уменьшить потребляемый приемником
ток. Выключатель питания объединен с переключателем диапазо-
нов, имеющим четвертое (нейтральное) положение.
Катушки магнитной антенны W1 выполнены на ферритовом
стержне марки 600 НН длиной 200 мм и содержат: L1 — 53 витка
провода ЛЭШО10 X 0,07, L2 — 224 витка ПЭВ-2 0,12, L3 — 5,
a L4 — 9 витков ПЭЛШО 0,18. Катушки магнитной антенны W2
намотаны на стержне диаметром 9 и длиной.200 мм, изготовленном
из набора ферритовых колец марки 100 НН, н содержат: L5 — 12
витков провода ПЭВ-0,51, L6 — 5 витков ПЭЛШО 0,18.
Гетеродинные катушки для КВ диапазона выполнены на по-
листироловом каркасе диаметром 7 и длиной 16 мм с подстроечным
сердечником диаметром 2,8 и длиной 12 мм из феррита марки
100 НН и содержат: L7 — 25 витков ПЭЛШО 0,31, L8 — 10 витков
ПЭЛШО 0,18, намотанных поверх катушки L7.
Катушки L9...L17 намотаны на трехсекционных каркасах
из полистирола, помещенных в броневые ферритовые сердечники
Марки 600 НН диаметром 8,6 и высотой 9 мм с подстроечными сер-
дечниками из того же материала диаметром 2,8 и длиной 12 мм.
Катушки L9...L17, заключенные в экраны 11 X 11 X 16 мм, со-
держат L9 — 3 X 26 витков провода ЛЭ5 X 0,06, L10 (наматы-
вают поверх L9) — 3 X 14 витков ПЭВ-2 0,1, L11 — 3 X 45 вит-
п0.? ПЭВ-2 0,12, L12 (наматывают поверх L10) — 3 X 20 витков
“ЭВ-2 0,1, L13 — ЗХ 26 витков ЛЭ5 X 0,06, L14, L15 — 3X.
X 26 витков ЛЭ 0,06, L16 — 3 X 26 витков ЛЭ 5 X 0,06, L17
(поверх L16) — 3 X 14 витков ПЭВ-2 0,1.
Vr, Подстроечные конденсаторы С2, С4 и С9 типа КПЕ-3 или
*\11Е-5, С13, С16, С19 — КПК-М или КПК-1; конденсаторы коле-
ательных контуров — керамические, слюдяные или пленочные.
10 7’34 289
Остальные конденсаторы и постоянные резисторы любого типа.
Переменные резисторы — СМ-1 группы В сопротивлением 1...
...4,7 кОм.
Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш8 X 8
из пластин стали марки Э47 и его обмотки содержат : I — 350 -|-
-f- 350 витков провода ПЭВ-2 0,18, II — 92 витка (намотка в два
Рис. 13.6. Схема супергетеродинного приемника на микросхемах
провода) ПЭВ-0,29. Пригодны выходные трансформаторы от пере-
носных приемников с близкими параметрами.
Налаживать приемник начинают с установки режима микро-
схем резисторами R2 и R13. Оптимальное сопротивление резистора
R6 указано иа корпусах микросхемы. Если ток в цепи вывода 14
микросхемы А2 больше 18 мА, то между ее выводами 2 и 3 включа-
ют резистор 1...3кОм. Добившись генерации гетеродина, с помо-
щью генератора сигналов РЧ настраивают контуры. Вначале, от-
соединив конденсатор С22, на вход контрольной точки КТ1 пода-
ют сигнал генератора на частоте 465 кГц. По максимуму показаний
вольтметра, включенного параллельно обмотке 1 трансформатора
Т1, настраивают контуры ФСС и ПЧ на промежуточную частоту.
Затем, подключив конденсатор С22, настраивают контур L13C22
по минимуму показаний вольтметра.
Подбором конденсаторов, отмеченных звездочкой, подстраи-
вают границы диапазонов. Уровень задержки АРУ устанавливают
при приеме мощной радиостанции резистором R13, добиваясь ис-
чезновения искажений звука. При этом напряжение между кон-
трольными точками КТ2 п КТЗ должно быть около 0,1 В.
13.4. РАДИОПРИЕМНИКИ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
В радиоприемниках прямого преобразования входной сигнал
преобразуется в низкочастотный на звуковых частотах. Эти приемы-
ники получили широкое распространение в радиолюбительской
практике благодаря простоте схемы, высокой чувствительности
290
изоирательпости. Приемникам присущи простота, высокое качЗ-
тво приема и отсутствие зеркальных каналов.
К недостаткам приемников с прямым преобразованием относят
двухполюсный прием сигналов, детектирование мощных сигналов,
а в случае отсутствия УРЧ возможно распространение сигнала соб-
ственного гетеродина. Для неискаженного приема сигналов веща-
тетьных радиостанций в таких приемниках необходима высокая
и смеситель с нели-
Р7,К?
1-Й-1
точность настройки гетеродина, что затруднено из-за нестабиль-
ности частоты гетеродина. Поэтому приемники прямого преобразо-
вания чаще применяют для приема сигналов любительских диапа-
зонов. <
Указанные недостатки приемников прямого преобразования
можно устранить, применив фазовую селекцию
нейной вольт-амперной характеристикой, при-
ближенно характеризуемой уравнением куби-
ческой параболы 1 = A U -f- BU3, где А
и В — постоянные коэффициенты.
Такие смесители могут быть получены
при встречио-параллельном включении двух
однотипных кремниевых диодов либо транзи-
сторов в диодном включении. Упрощенная
схема смесителя показана на рис. 13.7.
В таких смесителях напряжение гете-
родина в тысячи раз превосходит напряже-
ние сигнала. Поэтому открытое либо закрытое
состояние диодов определяется только уров-
нем сигнала гетеродина. При напряжении гете-
родина, близком к нулевому, оба диода за-
крыты и ток в цепи отсутствует. На положительном и отрицатель-
ном полупериодах входного сигнала один из диодов открывается
и источник спгнала оказывается подключенным к нагрузке. Та-
ким образом, смеситель работает как ключ, коммутирующий с час-
тотой, равной удвоенной частоте гетеродина fr. Если она близка
Рис, 13.7, Схема
смесителя прием-
ника прямого пре-
образования
10>=
291
« частоте сигнала, в нагрузке выделяются биения с разностной
частотой 2fr — fc при fc < 2fr или fc — 2fr, если fc> 2/г, где f£ —
частота сигнала. Гетеродин такого смесителя должен быть настроен
на частоту, вдвое ниже частоты сигнала. В цепи нагрузки смесителя
отсутствует постоянный ток, а это значит, что сигналы мощных ме-
шающих станций не детектируются и, следовательно, не создают
помех.
В смесителе целесообразно применять диоды типа КД503А,
Д104, Д105, Д311 либо транзисторы в диодном включении.
На рис. 13.8 показана схема приемника прямого преобразова-
ния. Приемник работает в пределах одного из любительских диапа-
зонов — 10, 20, 40, 80 иля 160 м. Выбор нужного диапазона осу-
ществляется подбором конденсаторов Cl, С4...С7 и С9. Указанные
на схеме номиналы соответствуют диапазону 10 м.В табл. 13.1 при-
ведены данные конденсаторов и катушек индуктивности для приема
сигналов перечисленных любительских диапазонов. В таблице ука-
заны индуктивность контурной катушки L7 для каждого диапазона
н соответствующее ей число витков п7, соотношения витков кату-
шек L1...L3, L5 и L6. Число витков ns= 0,8га6; п3 = 0,45п7 ; п2~
= 2пх. Конденсатор С4 — (20...50)С5.
13.1. Данные конденсаторов и катушек индуктивности для приема
сигналов любительских диапазонов
I Диапазон, м 1 Частота гетеродина, МГн L7, мкГн Ё* Пз П, С1. пФ е с чг С6, пФ С7, пФ ф£1 *€Э
10 14,0... 14,85 3,2 23 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... 0,975 130 110 7,6 12 68 5100 47 10 000 100
Гетеродин приемника выполнен на транзисторе V3. Перестрой-
ка его частоты осуществляется конденсатором CS, а точная под-
стройка — переменным резистором R6, который задает управляю-
щее напряжение на варикап, в качестве которого служит коллек-
торный переход транзистора V4.
В усилителе применена малошумящая микросхема Ale коэф-
фициентом усиления около 200 0С0. Приведенный ко входу уровень
шумов микросхемы менее 0,2 мкВ. Для подавления самовозбужде-
ния усилителя 34 применяется резистор R8, нагрузкой усилителя
служат головные телефоны с сопротивлением не менее 50 См, на-
пример, ТОН-2. Для улучшения работы приемника транзисторы
VI и V2 смесителя целесообразно заменить диодами КД503А, а тран-
зистор V4 — варикапом серии Д901 или диодом Д223. Детали:
катушки L5...L7 для диапазонов 40, 80 и 160 м выполняют на уни-
фицированных четырехсекционных каркасах диаметром 5 мм
с ферритовыми подстроечникамн с напрессованной резьбовой втул-
кой, для диапазона 10 и 20 мм используют несекцнонировангые
292
Рис. 13.8. Схема приемника прямого преобразования
каркасы с подстроечииками СЦР или каркасы катушек ФПЧ теле-
визионных приемников.
На таких же каркасах выполняют входные контуры. Катушки
связи L2 н L5 намотаны поверх соответствующих нм катушек L1,
L3 и L6, L7. Катушка L4 наматывается на ферритовом кольце
М2000НМ1 типоразмера К17, 5 X 8 X 5 и содержит 280 витков
(индуктивность 90...100 мГн). Все катушки выполнены проводом
ПЭВ-1 0,15...0,3.
Чувствительность приемника обеспечивается подбором числа
витков катушки L2 с последующей подстройкой входной цепи при-
емника на рабочую частоту. Отладку приемника начинают с провер-
ки режимов транзисторов по постоянному току. Затем следует убе-
диться в наличии генерации, которая исчезает при замыкании вы-
Рис. 13.9. Схема УКВ ЧМ приемника прямого преобразо-
вания
водов катушки L6. Уровень шума в телефонах должен при этом
снизиться из-за уменьшения шумов смесителя. Подсоединив антен-
ну к гнезду Х2 через коаксиальный кабель с волновым сопротивле-
нием 50...75 Ом, принимают какую-либо станцию н подбирают число
витков катушки L5 по наибольшей громкости приема. Диапазон
настройки устанавливают подбором конденсатора С9 с помощью
ГСС или прослушивая сигналы любительских станций. В послед-
нюю очередь настраивают входной контур вращением сердечника
кагушки L2 по наибольшей громкости приема.
Схема УКВ ЧМ приемника прямого преобразования показана
на рис. 13.9. Смеситель приемника выполнен на двух всгречно-
параллельно включенных диодах VI, V2. Гетеродин выполнен по
схеме индуктивной «трехточки» на транзисторе V3 и колебательном
контуре на элементах L2, С8...С12, V4. На входе смесителя вклю-
чен ФНЧ L4C3 с частотой среза 0,4 МГц, служащий для ослабления
сигналов соседних по частоте станций. Этим фильтром определяется
избирательность приемника при настройке, когда режим захвата
сигнала еще не достигнут и петля ФАПЧ разомкнута. В режиме
захвата петля ФАПЧ замыкается, и сигналы соседних станций ос-
лабляются благодаря возникшей ООС. Полоса захвата системы
ФАПЧ определяется постоянной времени пропорционально-инте-
грирующего фильтра Rl, R2C4. Для усиления отфильтрованного
294
1ГИала 34 служит микросхема Л/, которая для стабилизации ре-
жима охвачена ООС (элементы R5 и R3). Для предотвращения само-
возбуждения усилителя служит цепочка R4C5. С выхода микросхе-
мы А1 постоянная составляющая сигнала поступает на варикап
V4 управляющий частотой гетеродина, составляющая 34 через
конденсатор С7 поступает на оконечный усилитель 34. Цепочка
R6C6 ослабляет высшие частоты звукового спектра, дополнительно
усиленные на радиостанции при излучении сигналов. Когда частота
сигнала приближается к удвоенной частоте гетеродина, сигнал
разностной частоты, выделенный смесителем, попадает в полосу
пропускания фильтров и усилителя. Постоянная составляющая
сигнала воздействует на варикап V4 и устанавливает частоту гете-
родина, равную половине частоты сигнала. Таким образом осуще-
ствляется режим слежения пли режим «захвата» в системе ФАП4.
Настройка приемника производится изменением индуктивности
катушки контура гетеродина L2 подвижным сердечником, электрон-
ная настройка — переменным резистором R8 путем изменения ем-
кости варикапа V4. Индикатором настройки на станцию может
служить прибор Р1. При настройке на станцию стрелка прибора
остается неподвижной (как бы замирает) в некотором диапазоне
изменения резистора R8.
Детали приемника: резисторы ВС-0,125 и МЛТ-0,125; конден-
саторы емкостью менее 1000 пФ — трубчатые керамические, осталь-
ные — КЛС и ЭТО; диоды VI, V2 подбираются с одинаковым пря-
мым сопротивлением; вместо транзистора ГТ311Б в гетеродине мож-
но применить транзистор КТ312 или КТ315; микросхему К1УТ402Б
можно заменить другой, например, ОУ — К1УТ531 или К1УТ401,
изменив параметры корректирующей цепочки R4C5', варикап
Д901 — с любым буквенным индексом; индикатор настройки Р1 —
любой микроамперметр с нулевой отметкой в середине шкалы и то-
ком полного отклонения 50...100 мкА; катушка L1 — бескаркасная,
содержит 6 витков провода ПЭЛ-0,8, отвод от 2,5 витков, диаметр
намотки 8 мм, длина 10 мм; катушка L2 — 7 витков на каркасе
диаметром 9 мм, провод ПЭЛ-0,8, виток к витку, отвод от 2-го витка,
сердечник из карбонильного железа диаметром 7 мм; катушка
связи L3 размещена поверх катушки L2 вблизи ее заземленного
(по высокой частоте) конца и содержит два витка любого изолиро-
ванного провода; катушка L4 намотана на ферритовом кольце
М1000НН К7 X 4 X 2 и содержит 60 витков провода ПЭЛШО-0,1;
ее индуктивность равна 0,8 мГн. Для ослабления связи между
входным и гетеродинным контурами катушка L2 размещается вер-
тикально, a L1 — горизонтально относительно платы.
Налаживают приемник следующим образом; к выходу микро-
схемы (вывод 5) подключают осциллограф н вольтметр. Предвари-
тельно размыкают петлю ФАП4, отключив и заземлив правый по
схеме вывод резистора R12, п балансируют усилитель переменным
резистором R8, добиваясь на выходе отсутствия напряжения. За-
тем подключают антенну и, вращая сердечник катушки L2, настра-
ивают приемник на станции УКВ диапазона по максимальной гром-
кости приема, меняя индуктивность L1 путем сжатия илн растяги-
вания ее витков.
Оптимальную связь гетеродина со смесителем определяют по
максимальной громкости приема при подборе в небольших пределах
числа витков катушки связи L3. При этом необходимо следить,
чтобы усилитель не входил в насыщение и не нарушалась его балан-
сировка. После выполненных регулировок восстанавливают со-
единение разистора R12 с выходом микросхемы. В случае самовоз-
295
Суждения приемника подбирают резистор R2 и конденсатор С4,
или, в крайнем случае, уменьшают емкость конденсаторов С2 и СЗ.
Температурную нестабильность некоторых типов ОУ можно компен-
сировать уменьшением сопротивления резисторов R5 и R7 до 200...
...240 кОм, что сопровождается снижением чувствительности приём*
ника. В условиях дальнейшего приема для увеличения чувствитель-
ности приемника целесообразно ввести в приемник дополнительный
каскад усиления ВЧ.
13.5. ПРИЕМНИКИ ДЛЯ РАДИОСПОРТСМЕНОВ
В настоящее время все более массовый характер приобретает
радиоспорт. Один из наиболее популярных — «охота на лис». Спорт-
смен, вооруженный радиоприемником с антенной направленного
действия, должен в кратчайшее время найти пять маломощных
(до 5 Вт), тщательно замаскированных КВ или УКВ передатчиков —
«лис» и вернуться на финиш по сигналам приводного передатчика.
Приемники для «охоты на лис» разрабатывают либо прямого уси-
ления с минимальным числом элементов, но обладающих при этом
пониженной чувствительностью и избирательностью, либо сложные
супергетеродинного типа, обладающие повышенной чувствитель-
ностью и избирательностью и улучшенными пеленгационными па-
раметрами антенн. Для улучшения пеленгационных параметров
весь приемник и его узлы, в особенности входные цепи и УВЧ,
должны быть тщательно экранированы. Собственное излучение
приемника в рабочем диапазоне не должно прослушиваться кон-
трольным приемником на расстоянии 10 м иа максимуме диаграмм
направленности антенн. Этот параметр определяется правильным
выбором ПЧ, при котором частота гетеродина не должна попадать
в рабочий диапазон при любой настройке приемника.
На рис. 13.10 показана принципиальная схема приемника
прямого усиления для «охоты на лис». Чувствительность приемника
13 мкВ/м; потребляемый ток 6...7 мА; питается приемник от одной
батарейки 3336Л.
Приемник имеет рамочную антенну с диаграммой направлен-
ности в виде «восьмерки» и штыревую W2 с круговой диаграммой
направленности. Суммарная диаграмма направленности представ-
ляет собой кардиоиду с резко выраженным минимумом, что необ-
ходимо для определения точного направления на «лису».
Входной контур, настроенный на частоту 3,6 мГц, образован
катушкой L1 рамочной антенны и конденсатором Ct. При помощи
кнопки St к приемнику подключается штыревая антенна. Нагруз-
кой УРЧ, выполненного на ПТ Vt, является контур L2C4, настро-
енный, как и входной контур, на среднюю частоту диапазона. Вы-
деленный на контуре сигнал поступает через конденсатор С5 в цепь
смесителя, выполненного иа диодах V2, V3. На другой вход сме-
сителя поступает сигнал гетеродина. Гетеродин приемника выпол-
нен на транзисторе V4 и колебательном контуре L3C6...С8. Частота
колебаний гетеродина устанавливается вдвое меньше частоты вход-
ного сигнала с помощью конденсатора КПЕ С8 и лежит в диапазоне
1,75....1,825 МГц.
Выделенные в результате прямого преобразования колебания
34 подаются через низкочастотный фильтр R5C12 иа вход 4-каскад-
него УЗЧ (V5....V8). К выходу усилителя через разъем ХЗ и кон-
денсатор CJ8 подключаются головные телефоны В1. УЗЧ охва-
чен ООС по постоянному и переменному токам (резистор
Конденсаторы Ct5 и С17 предотвращают самовозбуждение УЗЧ.
296
Катушка рамочной антенны содержит 6 витков одножильного мон-
тажного провода диаметром 0,5...0,8 мм. Катушка помещена в алю-
миниевую трубку с внешним диаметром 12 мм. Трубка согнута в не-
замкнутое кольцо диаметром 250...300 мм. Расстояние между тор-
цами кольца 10...15 мм. Над рамкой посередине корпуса приемника
установлен кнопочный переключатель S2. Нажатием кнопки S2
уменьшают чувствительность приемника во время ближнего поиска
«лисы». Это исключает перегрузку усилительного тракта. Над пе-
реключателем с помощью хомутика укреплена штыревая антенна
W2, 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. К концу штыря припаивают отрезок гибкого монтажного
провода.
Детали приемника: катушки L2 и L3 приемника намотаны
проводом ПЭВ-1-0,12 на унифицированных четырехсекционных
каркасах с подстроечниками из феррита 600 НН диаметром 2,8 и дли-
ной 12 мм н содержат 15 + 25 и 5 -j- 35 витков (считая от заземлен-
ного вывода); кнопки S1 и S2 типа КЛ11; резисторы МЛТ-0,25;
МЛТ-0,125; конденсаторы С1—КПК-MH с максимальной емкостью
20...30 пФ, С14, С18, С2 — электролитические — К50-6, остальные
конденсаторы могут быть типов К10, КД, КСО, КЛС, БМ; голов-
ные телефоны типа ТА-56М или ТОН-1, ТА-4.
Наладку приемника начинают с измерения тока потребления,
который не должен превышать 12 мА. Затем подбором резисторов
R9, R14 и R15 устанавливают режимы работы транзисторов усили-
теля 34. На время настройки конденсатор С13 отключают от филь-
тра R5C12, Затем проверяют работу гетеродина, для чего парал-
лельно конденсатору С10 подключают вольтметр постоянного тока.
При кратковременном замыкании конденсатора С6 показания вольт-
метра должны изменяться. Восстановив соединение конденсатора
С13 с фильтром R5C12 и установив ротор конденсатора С8 в среднее
положение, на левый по схеме вывод конденсатора С2 с генератора
РЧ подают смодулированный сигнал на частоте 3,6 МГц и напря-
жением до 1 мВ. Вращая сердечник катушки L3 контура гетеродина,
добиваются появления в телефонах звука приемлемой для слуха
тональности. Границы полосы частот гетеродина определяют по
сигналам генератора; 3,5 МГц — низкочастотная граница диапа-
зона, 3,65 — высокочастотная. Расширить полосу частот в случае
необходимости можно, увеличив емкость конденсатора С7. Для
настройки нагрузочного контура УРЧ н контура рамочной антенны
сигнал от генератора частотой 3,6 МГц и амплитудой 100...200 мкВ
подается на вход приемника, для чего провод от генератора несколь-
ко раз оборачивают вокруг кольца рамочной антенны. Подстрой-
кой сердечника катушки L2 настраивают контур L2C4.
Контур рамочной антенны настраивают подстроечным конден-
сатором С1. Настройку диаграммы направленности антенны прием-
ника на кардиойду производят по немодулированному сигналу пе-
редатчика — «лисы» с вертикальной антенной на открытом месте
на расстоянии 100... 150 м. При этом согласующий резистор R1
заменяют на переменный сопротивлением 5...7,5 кОм. Поворачивая
антенну вокруг вертикальной оси, проверяют диаграмму направ-
ленности одной рамочной антенны. Должны быть четко выражены
острые углы симметричных минимумов (диаграмма направленнос-
ти — «восьмерка»). Затем, направив плоскость рамочной антенны
приемника на «лису», включают кнопку SJ штыревой антенны и,
поворачивая приемник вокруг своей оси, направляют приемник
298
на «лису», чтобы достигалась минимальная громкость приема. За-
фиксировав антенну в таком положении, с помощью резистора R1
добиваются минимально возможной громкости приема.
13.6. БОРЬБА С ПОМЕХАМИ ПРИ РАДИОПРИЕМЕ
Высококачественный прием радиостанций можно достигнуть,
предприняв меры борьбы с помехами. В зависимости от причины
возникновения помех должны быть обеспечены различные меры
борьбы с ними. К основным видам помех следует отнести индустри-
альные, сетевые, от электрооборудования автомобилей, интерферен-
ционные и др.
Основной мерой борьбы с индустриальными помехами является
применение остронаправленных антенных устройств, а также экра-
нировка входных цепей радиоприемника. Монтаж элементов радио-
приемника должен производиться с помощью проводников минималь-
ной длины. Контурные катушки должны размещаться в непосред-
ственной близости от КПЕ. Режим работы транзисторов необхо-
димо устанавливать так, чтобы они работали с минимальными
нелинейными искажениями. Крутизна переходной характеристики
смесителя должна линейно зависеть от напряжения гетеродина.
Это достигается выбором режима по постоянному току, а также
подбором умеренной величины напряжения гетеродина.
Сетевая помеха обычно проявляется в виде фона 50 Гц. Сни-
жение уровня фона достигается улучшением фильтрации напряже-
ния на выходе выпрямителя, выполнением электрического монтажа
радиоприемника, прн котором общая «земляная» шина н соединения
между элементами схемы производятся проводниками минимальной
длины.
Особенно трудно бороться с помехами от электрооборудова-
ния автомобилей. Основным н наиболее мощным источником таких
помех является система зажигания двигателя — искровые проме-
жутки свечей и распределителя, контакты прерывателя, катушка
зажигания, а также цепи зарядки аккумулятора, генератор и реле-
регулятор. Кроме того, источником радиопомех в автомобиле могут
служить электростатические заряды, возникающие в результате
трения шнн автомобиля о сухое дорожное покрытие и облицовки
кузова о воздух, а также плохие электрические контакты проводов
элетрооборудования автомобиля. Определить основной помехоиз-
лучающий узел можно методом исключения. Для этого в движущем-
ся автомобиле выключают зажигание и если помехи исчезают, то
их причиной является система зажигания. В случае, когда выклю-
чение зажигания не устраняет радиопомехи от бортовой сети, от-
ключают генератор. Для этого на холостых оборотах автомобиля
включают фары дальнего света, после чего реле-регулятор отклю-
чает генератор от бортовой сети. Если отключение зажигания и цепи
заряда аккумулятора во время движения автомобиля ие позволяет
избавиться от помехи, то наиболее вероятная причина излучения
помех — накопление электростатических зарядов.
Обычно уровень помех системы зажигания изменяется про-
порционально длине проводов. Для подавления помех от системы за-
жигания используют объемные или проволочные резисторы, под-
ключаемые на концах проводов высокого напряжения у свечей
зажигания н иа распределителе, кабели высокого напряжения реак-
тивные, имеющие большую индуктивность, и резистивные с рас-
пределенным омическим сопротивлением (ПВВО).
299
.Объемные либо проволочные резисторы должны иметь величи-
ну 8... 10 кОм. Резисторы размещают как можно ближе к источнику
возникновения радиопомех. В отличие от объемных резисторов
распределенные сопротивления более эффективны в области РЧ.
Резистивные кабели н демпфирующие резисторы снижают доброт-
ность контура, образованного элементами системы зажигания.
С уменьшением длины проводов высокого напряжения значительно
снижается уровень помех в диапазонах ДВ, СВ, КВ. В диапазоне
УКВ наибольший уровень помех имеет место на частотах, когда
длина провода высокого напряжения близка к Р4 длины волны при-
нимаемого сигнала. Применяя сосредоточенные демпфирующие ре-
зисторы, удается ослабить помехи на 15...20 дБ, а при их совмест-
ном применении с распределенными сопротивлениями — на 25...
...30 дБ.
Помехи, создаваемые искрением контактов прерывателя, мож-
но снизить, подключив параллельно контактам прерывателя конден-
сатор емкостью 0,2—0,3 мкФ.
Для хорошей помехоустойчивости автомобильный приемник
должен иметь металлический корпус и надежный электрический кон-
такт с корпусом автомобиля. Провода питания и подключения гром-
коговорителя должны быть экранированы. Для подавления помех,
проникающих в тракт радиоприемника по цепям питания, приме-
няют высокоэффективные фильтры, в качестве которых могут слу-
жить двухзвенные Г-образные ФНЧ, начинающиеся с индуктивно-
сти. Требуемая фильтрация высокочастотных помех достигается
при величине индуктивностей 200...250 мкГн и емкости конден-
саторов фильтра не менее 500...1000 мкФ. Длина провода питания
приемника должна быть, по возможности, минимальной.
В КВ диапазоне вследствие взаимодействия в самом тракте ра-
диоприемника полезного сигнала н сигналов, принимаемых прием-
ником по побочным каналам, возникают интерференционные свис-
ты. Основными методами борьбы с такими помехами является при-
менение перестраиваемых активных /?С-фильтров и режекторных
цепей на основе избирательных /?С-усилителей.
Подавление помех осуществляется следующим образом: сигнал
помехи выделяется двумя идентичными избирательными каналами,
причем в одном нз них сигнал инвертируется. Затем оба сигнала
иодают на линейный сумматор, где сигналы взаимно компенси-
руют друг друга. Подавитель интерференционных свистов в радио-
приемнике (рис. 13.11) имеет перестраиваемую в широких пределах
частоту режекции, регулируемую полосу режекцин, не зависимую
от амплитуды глубину подавления мешающего сигнала.
Устройство имеет входное сопротивление 100 кОм, выходное
сопротивление 10 кОм, диапазон перестройки частоты режекции
680...7000 Гц, коэффициент передачи 6...10 дБ, максимальное вы-
ходное напряжение 0,7 В, напряжение питания 6... 12 В, потребля-
емый ток 0,6.,.0,8 мА. Минимальная ширина полосы режекции на
уровне 3 дБ составляет 5 %, а на уровне 10 дБ — 1,5 % от частоты
настройки контура.
Подавитель состоит нз перестраиваемого контура LI, С2...С12
и линейного сумматора на транзисторной сборке А1. Сигнал по-
мехи, выделенный койтуром, подается на вход А1.2, а инверти-
рованный сигнал с катушки L2 — на вход А1.1. Частота режекции
изменяется переключателем S1 (грубо) и конденсатором С12
(точно), ширина полосы режекции контура достигается изменением
глубины положительной ОС переменным резистором R7, напряже-
ние которой поступает с этого резистора на часть витков катушки
300
12 Амплитуда инвертируемого сигнала регулируется переменным
резистором R1, неинвертнруемого — резистором R.3. При замы-
кании кнопки S2 подавитель становится узкополосным фильтром
с регулируемой частотой настройки, что может быть использовано
в SsA-транснверах и другой KB-аппаратуре. В комплексе с милли-
вольтметром подавитель можно также использовать в качестве из-
мерителя нелинейных искажений различных радиоэлектронных
устройств.
Детали: катушки L1 н L2 выполнены на кольце М6000НМ-А-
К45 Х 28 X 8, содержат 1000 витков провода ПЭЛШО-0,1 и 70 +
30 витков провода ПЭЛШО-0,2 соответственно. Катушку L2
наматывают поверх катушки L1 н отделяют от нее двумя слоями ла-
Рис. 13.11. Подавитель
интерференционных
свистов в радиоприем-
нике
О! 0,!мн
।—|р- вход
сг/ооорг-
2000W-
ЗООО'А^
№И ‘ЮОО'Л'г
Т зооо> 4|-
оооо- 4|-
zw 4г
BOOoU-
т|1 9000' 41-
| сн,0,0!'*\\-
мк
R3
№.
В
/м
Юк*1№
то
!к
аз Юм«х
x/SB
L2 ВО З.дк
М.2
М.1
R1
3,3к
V!
KT32SB
Выход
СИ
/Оикх/ВВ
R9
3,3п
+9В
012 2И...990 АШСЮЧГ
И
коткапи, отвод выполняют от 30-го витка, считая от нижнего по
схеме вывода.
В сумматоре используют сборку КПС104Г с транзисторами,
имеющими высокую крутизну. Вместо сборки можно использовать
транзисторы КПЗОЗА, КПЗОЗБ с одинаковыми крутизной и началь-
ными токами стока.
Налаживают подавитель следующим образом. Вначале уста-
навливают режимы работы транзисторов, для чего на вход подави-
теля подают от генератора сигнал частотой 400...600 Гц с ампли-
тудой 0,3...1 В и, подбирая резистор R5, добиваются симметричного
ограничения сигнала на выходе, движок резистора/?/ при этом уста-
навливают в нижнее по схеме положение. Затем замыкают выклю-
чатель S2 и устанавливают переключатель S/ и движок резистора
R1 в верхнее по схеме положение, а конденсатор С12 — в положе-
ние минимальной емкости. На вход устройства от генератора 34
подают сигнал частотой 6,5...7,5 кГц, амплитудой 100 мВ и настра-
ивают режекторный контур на эту частоту. Затем, уменьшив вход-
ной сигнал до нуля, устанавливают движок резистора R7 в верхнее
по схеме положение. В случае возникновения генерации сопротив-
ление резистора R6 увеличивают.
Для проверки работы подавителя с включенным неинверти-
РУющим каналом размыкают выключатель S2 и подают на вход
сигнал 6,5...7,5 кГц амплитудой 100 мВ и, перестраивая в неболь-
301
ших .пределах режекторный контур, настраивают его по минимуму
сигнала на выходе подавителя. Прн перемещении движка резистора
R1 сигнал должен пропадать.
13.7. отладка радиоприемников
Перед отладкой радиоприемников следует убедиться в исправ-
ности источника питания. Питать приемники следует от источников
тока с малым внутренним сопротивлением. Это могут быть гальва-
нические элементы различных типов, дающие необходимое для ра-
диоприемника напряжение под нагрузкой.
При ремонте либо настройке радиоприемника необходимо про-
верить параметры каждого транзистора. Основные параметры, по ко-
торым можно судить о пригодности транзистора, — обратный
ток коллектора /ко и коэффициент усиления по постоянному току
в схеме с общим эмиттером. Режимы транзисторов по постоянному
току, а следовательно, и работу каскадов с транзисторами следует
в основном определять не по напряжениям на электродах, а по ве-
личине токов базы и коллектора. Ток базы однозначно определяет
величину тока коллектора, поэтому вместо карты напряжений
в описании приемников часто указывают величины токов коллектора.
Измерение коллекторных токов производится миллиамперметром
или авометром.
Перед отладкой приемника следует тщательно проверить пра-
вильность монтажа. Отладку приемника прямого усиления начина-
ют с проверки и установки режимов транзисторов по постоянному
току, затем переходят к отладке усилителя звуковой частоты. Двух-
каскадный усилитель обычно работает устойчиво, без самовозбуж-
дения. В трехкаскадных усилителях самовозбуждение может воз-
никнуть из-за паразитной связи через общий источник питания.
Для устранения этой связи необходимо зашунтировать источник
питания электролитическим конденсатором емкостью 100....500мкФ,
либо включить в цепь питания первого каскада усилителя RC-
фильтр, состоящий из сопротивления 0;5...1,5 кОм и конденсатора
емкостью 2... 10 мкФ.
Самовозбуждение усилителя на высших звуковых частотах
обычно удается устранить путем шунтирования транзистора оконеч-
ного каскада конденсатором емкостью 0,15...0,25 мкФ. Самовоз-
буждение усилителя на низких частотах можно устранить, несколь-
ко урезав частотную характеристику усилителя на низких частотах.
Для этого необходимо уменьшить емкости переходных конденсато-
ров, а также увеличить коллекторный ток транзистора предоконеч-
иого каскада до 2...3 мА. Устранив самовозбуждение усилителя,
проверяют его работоспособность при работе с громкоговорителем.
Чувствительность усилителя должна быть такой, чтобы максималь-
но возможная громкость на выходе усилителя получалась примерно
прн среднем положении регулятора громкости. Корректировку
частотной характеристики для улучшения качества звучания в диа-
пазоне 3...5 кГц производят подбором емкости, шунтирующей око-
нечный каскад усилителя звуковой частоты. Затем приступают к на-
лаживанию высокочастотной части приемника.
При самовозбуждении приемника на высоких частотах в гром-
коговорителе прослушивается сильное шипение. Наиболее вероят-
ная причина такого самовозбуждения — паразитная связь между
ферритовой антенной н высокочастотными дросселями, трансфор-
маторами, громкоговорителями. Изменение взаимоположения этих
деталей приводит к срыву самовозбуждения. Иногда для устране-
ЗС-2
ния генерации достаточно изменить направление включения обмоток
тоансформаторов или шунтировать их первичные обмотки резисто-
оамн 5...15 кОм. Причиной самовозбуждения может быть неудач-
ный выбор места заземления блокировочных конденсаторов или
подключение проводов источника питания поблизости к высокоча-
стотным цепям приемника.
Устранив самовозбуждение, настраивают приемник на сигнал
радиостанции. Для этого к антенному контуру необходимо допол-
нительно подсоединить антенну через конденсатор 5... 15 пФ и под-
бором величины тока в коллекторных цепях УВЧ добиться макси-
мальной громкости приема. При этом при подборе резисторов нельзя
пользоваться потенциометрами, так как это может привести к са-
мовозбуждению. В этом случае необходимо следить, чтобы коллек-
торный ток транзисторов не превышал 2.5...3 мА. Затем произво-
дят корректировку границ диапазонов путем изменения индуктив-
ности контурной катушки ферритовой антенны и, наконец, в заклю-
чительном этапе отладки транзисторного приемника подбирают
число витков катушки связи антенного контура с входным сопротив-
лением транзистора первого каскада УВЧ н взаимное расположе-
ние катушки связи и контурной катушки. Следует помнить, что
увеличение числа витков катушки связи приводит к увеличению
чувствительности приемника, но при этом ухудшается его избира-
тельность.
Налаживание супергетеродинного приемника также начина-
ют с каскадов усиления 34 при отключенной высокочастотной части
приемника. Вначале измеряют потребляемый ток усилителя. Он
сбычно составляет 3...10 мА.
При наличии генератора 34 и осциллографа необходимо че-
рез конденсатор емкостью 1...5 мкФ подключить ко входу усилителя
звуковой генератор и установить частоту порядка 1000 Гц, плавно
увеличить напряжение на выходе генератора до 250 мВ. Осциллог-
раф подключают параллельно громкоговорителю. По форме сину-
соиды судят о работе усилителя звуковой частоты. Искажения в вы-
ходном каскаде двухтактного УЗЧ могут возникнуть из-за отсут-
ствия согласования выходного каскада с сопротивлением нагрузки,
асимметрии плеч выходного каскада, неправильного выбора напря-
жения смещения или тока покоя выходного каскада.
В оконечном каскаде следует применять транзисторы, имею-
щие примерно одинаковые значения обратного тока коллектора
и коэффициента усиления по току.
Искажения в предоконечном каскаде могут возникнуть вслед-
ствие неправильного выбора рабочей точки из-за отклонения ве-
личины резисторов, с помощью которых задается коллекторный ток
транзисторов предоконечного каскада. При правильно выбранном
режиме с изменением уровня входного сигнала в рабочем диапазо-
не ток коллектора транзистора предоконечного каскада не должен
изменяться. Настройку УПЧ осуществляют генератором стандарт-
ных частот. С выносной головки через конденсатор емкостью не
менее 0,1 мкФ на базу первого транзистора УПЧ подают сигнал от
ГСС с уровнем 200 мкВ, глубиной модуляции 50...70 % и частотой,
равной промежуточной (обычно 465 кГц).
Подстраивают контуры УПЧ с помощью подстроечных сердеч-
ников катушек по максимуму сигнала на выходе приемника. По мере
настройки контуров УПЧ глубину модуляции уменьшают до 30 %,
а амплитуду сигнала—до 15...20 мкВ. После настройки УПЧ
переходят к настройке фильтра ПЧ. Сигнал с ГСС амплитудой
э--.10 мкВ и глубиной модуляции 50...70 % подают на базу сме-
303
снтеля и производят настройку фильтров ПЧ подстроечными сер-
дечниками контуров ПЧ по максимуму громкости на выходе при-
емника.
Отладка преобразователя частоты приемника сводится к про-
верке наличия генерации в гетеродине, установлению границ
диапазонов и сопряжению настроек гетеродинных и входных конту-
ров. Если имеется ламповый вольтметр, то наличие генерации мож-
но проверить, измерив напряжение РЧ на эмиттере транзистора ге-
теродина. Это напряжение должно быть порядка 150...180 мВ. Про-
верку работы гетеродина производят во всех точках диапазона.
Устойчивую работу гетеродина осуществляют правильным подбо-
ром величины положительной обратной связи в гетеродине.
Сопряжение входного и гетеродинного контуров производят
с помощью ГСС н рамочной антенны. Рамочную антенну выполня-
ют из металлического прутка или трубки диаметром 3...5 мм в виде
квадрата со стороной 380 мм. Такую рамочную антенну подключа-
ют к генератору через непроволочное сопротивление 80 Ом. Приемник
с ферритовой антенной располагают на расстоянии 1 мот плоскости
рамки, причем ось ферритовой антенны ориентируют перпендику-
лярно плоскости рамки.
Прн отсутствии сигнал-генератора входные контуры можно на-
строить по сигналам радиостанций.
После подстройки гетеродинной катушки, изменяя положение
ферритовой антенны и катушкн связи, добиваются максимальной
громкости принимаемой станции.
Глава 14
ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА
14.1. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ
Амплитудные ограничители. Амплитудным ограничителем на-
зывают устройство, на выходе которого напряжение остается
практически постоянным, когда входное напряжение либо превы-
шает некоторое пороговое значение (ограничение сверху), либо
становится ниже порогового значения (ограничение снизу). Одно-
временное ограничение сверху и снизу называют двусторонним.
На рнс 14.1, а показан последовательный диодный двусторон-
ний ограничитель, в котором при входных напряжениях — 0,5...
...4-0,5 В напряжение иа выходе практически равно нулю и отли-
чается от нуля, если входное напряжение выходит за указанные
рамки. Это позволяет подавить нежелательные сигналы малого
уровня (фон, шумы). На рис. 14,1,6 показан параллельный диод*
ный двусторонний ограничитель, в котором напряжения — 0,5...
...4-0,5 В передаются иа выход без изменений, а напряжения, вы-
кодящие за указанные рамки, ограничиваются. Эта схема защищает
последующие устройства от импульсных помех большой амплиту-
ды. Для получения уровней ограничения ±0,1...0,2 В используют
германиевые диоды (Д9Е и др.). Если нужны уровни ±1 В и более,
вместо одного диода VI или V2 включают последовательно по два
я более кремниевых диодов.
Двусторонний ограничитель на стабилитроне (рис. 14.1, в)
позволяет получить уровни ограничения ±58 н более (в зависимо-
сти от типа стабилитрона). Если необходимо одновременно усилить
ограниченный сигнал, используют ограничитель на транзисторе
304
, с 14.1,г), в котором ограничен;,'г снизу происходит за счет запи-
нания транзистора, а ограничение сверху — за счет насыщения
базо-эмнттерного перехода. На рис. 14.1,6 показан двусторонний
ограничитель на логическом ТТЛ-элементе, особенность которого —
весьма узкие рамки ограничения (±0,02 В) и возможно^ йепосред-
ственного подключения выхода к другим ТТЛ-элемейтаМ.
Рис. 14.1. Амплитудные ограничители:
а — последовательный диодный; б — параллельный диодный; е—иастабили»
троне; « — транзисторный; д—на логическом элементе
Формирующие цепи. Наборы из диодных ограничителей могут
быть использованы для преобразования импульсов одной формы
в импульсы другой. Наиболее часто встречается преобразование
треугольного напряжения в синусоидальное. В формирователе
рнс. 14.2, а при уровнях входного пилообразного напряжения
"+0,5в <>+/в ЧЦЗв
°-0,Я b-/g
VL,. V6 -КД803А
a
Рис. 14,2. Формирующие цепи:
я—’ диодная; б— на полевом транзисторе
г1 Ви менее сигнал поступает на вход без изменений, при выходе
за эти рамки начинает проводить ток один из диодов VI или V2,
тем самым включается делитель R1,R2, при дальнейшем повышении
Уровня подключаются также R3 н /?4. При этом верхняя н ннжияя
части треугольного напряжения сглаживаются и выходное напря-
Жение^становится близким к синусоиде.
На рис. 14.2,6 показана формирующая цепь, использующая
нелинейность стоковой характеристики полевого транзистора.
305
Такая цепь проще в настройке, но имеет ограничение по частоте (не
выше 1 МГц).
Пороговые устройства. Пороговые устройства осуществляют
переключение уровня выходного напряжения, если входной сигнал
становится больше плн меньше порогового напряжения, В отлнчие
от ограничителя пороговое устройство имеет только два выходных
уровня. К пороговым устройствам относятся триггеры Шмитта
и компараторы.
Триггеры Шмитта имеют фиксированный порог срабатывания
п обладают гистерезисом, т. е. при повышении входного напряже-
ния у них порог срабатывания один, а при понижении другой. Обычно
триггеры Шмитта используют для повышения крутизны фронтов
“"J" £
°-К] л- и—г~-
vt,V2 и
Юк И /Лг
X
а
УпрГ__& 11
Ут>2 ед
Упван\
УпрУ 71
Tattrl_1_
Такт2.
ТактВ
Rtt«
яЬмгЗ в
в
3 Вх/Вых!—
ц Вх/Вых! Ц
5
V2
V1
Р2
!к
Вх/ВыхЧ //
Ct
С2
Vt,V2
КТВ15Г
32
В
7
utx 3
ивых
R2
!к
т
KIBIffTI
В1
—Bx/Swt 6 1
—Вх/Вых?
t-BxlB^B
(И—вх/вмц
7
К
В
К
Рис. 14.3. Ключи:
а — диодный: б — транзисторный; в — на интегральном прерывателе; г— схе-
ма включения ключей 564КТЗ
импульсов, например, для улучшения качества искаженных импуль-
сов. Выпускаются в микросхемном исполнении: в серии КП9
триггер Шмитта КП9ТЛ1 имеет пороги срабатывания, близкие
к нулю при питающих напряжениях ±3 В. В серии К155 выпуска-
ются наборы из 2, 4, 6 триггеров Шмитта в одном корпусе:
К155ТЛ1 — 2 четырехвходовых триггера Шмитта, К155ТЛ2—
6 триггеров Шмитта, К155ТЛЗ — 4 двухвходовых триггера Шмитта.
В компараторах порог срабатывания можно задавать любым,
в том числе и меняющимся во времени. Компараторы широко ис-
пользуют в аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразовате-
лях. Выпускается большая номенклатура компараторов в микро-
схемного исполнении: в серии 512 — 521СА1, 521СА2, 521САЗ,
521СА4, в серии 554 — 554СА1, 554СА2, 554САЗ, в серии 597 —
597СА1, 597СА2, 597САЗ. У наиболее быстродействующих компара-
торов крутизна фронта переключения составляет 100 нс и менее.
Ключи. Ключ — электронный управляемый контакт, т. е.
устройство, у которого при подаче управляющего сигнала сопро-
тивление между входом и выходом мало, а при отсутствии управля-
ющего сигнала — велико. В качестве управляющего обычно исполь-
зуется сигнал с выходов логических схем. Ключи характеризуются
сопротивлением в открытом состоянии 7?о, в закрытом состоянии —
306
д u их соотношением RJR0- Чем больше это соотношение, тем
'выше качество работы ключа.
На рис. 14.3, а представлена схема диодного ключа, управля-
емого двухполярным сигналом. При подаче положительного управ-
ляющего сигнала С/ > С/вх оба диода VI и V2 открываются
и входной сигнал проходит на выход. Для диодных ключей R3'R0
невелико, оно составляет 1О4...1О5, но быстродействие доходит до сотен
мегагерц. В транзисторном ключе (рис. 14,3,6) управляющее на-
пряжение однополярное, но быстродействие ниже. Ключ на ин-
тегральном прерывателе (рис. 14.3,в) позволяет передавать биполяр-
ное напряжение и. имеет R3lR0 до 10е.
В настоящее время выпускается большая номенклатура клю-
чей в микросхемном исполнении, например, 143КТ1, 168КТ2,
176КТ1, 564КТЗ (по 2 или 4 ключа в одном корпусе). На рис. 14.3,г
показана схема четырехканального ключа 564КТЗ, работающего
в обоих направлениях передачи биполярного сигнала с амплитудой
от —5 до +5 В. Управляющие сигналы для этого ключа формиру-
ются триггерным регистром D1.
Из ключей могут быть построены многоканальные коммутаторы
сигналов (например, имеющие 8 входов и 1 выход). Такие коммута-
торы выпускаются в микросхемном исполнении: 564КП2 (восьми-
канальный коммутатор), 564КП1 (два четырехканальных коммута-
тора), 590KHI (восьмиканальный коммутатор) и др. Управляющие
сигналы для них могут формироваться непосредственно на цифро-
вых счетчиках.
14.2. ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ
И ЭЛЕМЕНТЫ ИХ ЗАДЕРЖКИ
Формирователи импульсов — устройства, вырабатывающие
импульсы необходимой длительности из других импульсов либо
из перепада напряжения (фронта).
Рис. 14.4. Формирователи импульсов:
° — на логических элементах; б—с интегрирующей цепью; «—с эмиттер-
ным повторителем; г, д — на микросхемах К1оЗАГ1 и К155АГЗ
Схемы формирователей, приведенные на рис. 14.4, отличаются
по диапазонам длительностей формируемых импульсов. Схема
(рнс. 14.4,а) формирует весьма короткие импульсы, длительность
которых определяется числом последовательно включенных инвер-
торов (D1...D5) перед выходной схемой совпадения D6i nt3.
Время задержки одного элемента t3 определяется типом использу-
307
емых микросхем. Так, для ТТЛ-элементов серии К155 /3^ 20 нс,
поэтому в схеме (рис. 14.4,а), где п = 5, Ти ж 100 нс.
Для получения более длинных импульсов (до десятков мил-
лисекунд) используется схема с интегрирующей цепью (рис. 14.4,6),
Длительность импульсов прн использовании ТТЛ-элементов при-
мерно равна 0,7 R1C1. Величина емкости С1 может изменяться
в широких пределах, величина R1 в ТТЛ-схемах не должна пре-
вышать 1 кОм, в МОП-схем? R1 может составлять десятки и сотни
килоом. Ограничение величины R1 в ТТЛ-схемах может быть сня-
то, если на входе ТТЛ-элемента включить эмиттерный повторитель,
как это показано на рис. 14.4,в. Благодаря высокому входному со-
противлению эмиттерного повторителя (десятки килоом) постоянная
времени R1C1 может быть доведена до единиц секунд. Если вместо
эмиттерного повторителя поставить истоковый повторитель на по-
Рис. 14.5. Элементы задержки импульсов:
а—с интегрирующей цепью, б—иа операционном
ватель импульсов с линией задержки
усилителе; в — формиро-
левом транзисторе, то длительность формируемого импульса может
быть увеличена еще на один-два поряпка.
В серии К155 выпускаются формирователи импульсов К155АГ1
и К155АГЗ. Схемы их включения показаны на рис. 14.4,<- и д.
Эти формирователи могут запускаться как положительными, так
и отрицательными фронтами.
Элементы задержки импульсов обеспечивают задержку на тре-
буемое время прямоугольного импульса. На рис. 14.5,а показано
устройство задержки импульсов с интегрирующей цепью и диа-
грамма его работы. Интегрирующая цепь R1C1 растягивает во вре-
мени входной импульс (диаграмма в точке А). Логический элемент
1)1 работает как пороговое устройство с уровнем порога 1/гор «
«з 1,4 В. На выходе логического элемента формируется задержан-
ный импульс отрицател! нон полярности. Для ТТЛ-схем: время за-
держки равно (1,0. ..1,2) R1C1, прячем R1 не должно превышать
1 кОм. Для увеличения R1 можно на входе логического элемента
установить эмиттерный повторитель, подобно тому, как это сделано
в схеме (рис. 14,4,«). Еще одно ограничение связано с тем, что время
задержки не должно превышать длительность входного импульса.
Чтобы получить большую задержку, необходимо включить последо-
вательно несколько схем (рис. 14.5,а), так как этн схемы paf отают
с импульсами обеих полярностей.
Операционный усилитель (ОУ) обладает высоким входным со-
противлением, поэтому в схеме (рис. 14.5,6) можно получить боль-
шой диапазон задержек. Время задержки в этой схеме определя-
308
я постоянной времени R1C1. ОУ О/ также является пороговыт,
5гтоойством с уровнем порога, близким к нулю (cty диаграмму
точке А). Двусторонний ограничитель на стабилитронах у/, V2
поедохраняет вход ОУ от пробоя.
Е Точные формирователи импульсов. В описанных выщ^ слегла
длительность сформированного импульса зависит от температуры
и напряжений питания. Для стабилизации длительности импуль-
са и используют линии задержки (ЛЗ). На рис. 14.5,в показана схе-
ма формирователя с линией задержки. Импульс формируется на
выходе элемента И—НЕ О?: начало импульса совпадает со входным
перепадом напряжения, окончание импульса зависит от времени
задержки в ЛЗ- Резистор R1 служит для согласования входа логи-
ческого элемента с волновым сопротивлением ЛЗ.
14.3. ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ
Для получения прямоугольных импульсов с крутыми фронта-
ми применяют релаксационные генераторы, которые могут работать
в автоколебательном, ждущем и синхронизированном режима^.
По физическим принципам генерации различают мультивибраторы
и блокинг-генераторы.
Мультивибраторы. Колебания прямоугольной формы на мульти-
вибраторах возникают за счет положительной обратной связи через
активный электронный элемент: транзистор, операционный усили-
тель, логический элемент, тиристор и т.п. Поэтому основные пара-
метры прямоугольных импульсов: частота (длительность), ампли-
туда и их стабильность зависят от характеристик активного эле-
мента — напряжения питания, порогового уровня, быстродействия
и т. д.
Наиболее часто в настоящее время упо ребляются мультиви-
браторы на логических элементах интегральных микросхем, что
связано с нх использованием в цифровой аппаратуре. На рнс. 14.6,я
показана схема ждущего мультивибратора на двух логических эле-
ментах. Его запуск производится отрицательным импульсом отно-
сительно напряжения питания. Длительность импульса Т «г 1,1
R1C1. Н а рис. 14.6,6 представлена схема автоколебательного мульти-
вибратора, у которого период колебаний примерно равен 2 R1C1.
Стабильность длительности или периода повторения импульсов
в мультивибраторах на логических элементах невелика (примерно
3 % при изменении температуры на 10 °C), вследствие низкой ста-
бильности порогового уровня ТТЛ-микросхем. Поэтому для повы-
шения стабильности часто в качестве порогового элемента вводят
транзистор, у которого стабильность примерно на порядок выше.
Схема ждущего мультивибратора (рис. 14.6,д) обладает стабиль-
ностью длительности импульса примерно 1 % в диапазоне темпе-
ратур и широким диапазоном перестройки (до 200 раз).
В ряде серий интегральных микросхем выпускаются устройства,
которые могут работать как ждущие и автоколебательные мульти-
?”“РатоРы. Таким устройством является интегральный таймер
(ИТ). На рис. 14.6,г приведена схема ждущего мультивибратора
на ИТ типа КРЮ06ВИ. Длительность импульса на входе равна по-
стоянной времени R1C1. В сериях 119, 218 выпускаются мульти-
вибраторы, у которых частота колебаний выбирается посредством
рнсКЛиЧб К° взгодам конДенсатоРов различной емкости (схема
Управление длительностью импульсов (частотой автоколеба-
ии) может производиться тремя способами: ручной регулировкой,
309
о. изменением сопротивленья (реже емкости) — как это делается
в схеме (рис. 14.6,в); с помощью напряжения смещения, вводимого
во входные цепи логических элементов; цифровым кодом. На рис.
14.6, е показана схема автоколебательного мультивибратора, у ко-
торого трехразрядиым цифровым кодом подключаются требуемые
емкости из набора С, 2С, 4С, причем 4С включается старшим разря-
дом кода.
На мультивибраторах с логическими элементами чаще всего
выполняются высокочастотные кварцевые генераторы. На рис.
14.6,ж показана схема кварцевого генератора на ТТЛ-элементах
па частоты до 10 МГц. Для более высоких частот (до 110 МГц) при-
Рис. 14.6. Мультивибраторы на микросхемах:
« — ждущий; б — автоколебательный; в — с транзистором в качестве порого-
вого элемента; г — на интегральном таймере; д — иа микросхеме 11С>ГФ2; е —
с управлением цифровым кодом; ж — i варцевый генератор; з — высокочастот-
ный кварцевый генератор
меняются схемы на элементах эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ-
элементах) (рис. 14.6,з), работающие на гармониках частоты квар-
цевого резонатора.
На рнс. 14.7 изображены схемы мультивибраторов на других
электронных элементах. Схема мультивибратора иа транзисторах
(рис. 14.7,я) в отличне от схем на логических элементах может ра-
ботать прн значительных изменениях питающего напряжения при
сравнительно малом изменении частоты. Управление частотой авто-
колебаний можно производить напряжением смещения Есм. Диоды
V2, V3 улучшают форму прямоугольного напряжения на коллекто-
рах VI, V4 (если в этом нет на обности, элементы R2, R5, V2, V3
можно убрать). Период автоколебаний
£ £
Т s (R3C1+R4C2) In —.
^см
Схема может работать и в ждущем режиме, для этого в одну
из цепей базы вводят запирающее напряжение. Схема ждущего
310
мультивибратора на операционном усилителе (ОУ) показана на
пне. 14.7,6. Эта схема позволяет получить биполярный импульс
большой амплитуды (±15 В). Длительность сформированного им-
пульса определяется как
Г 2(/ Р/ 1
T=(R1 + R2)Cnn[-^^\,
где ^нас — напряжение насыщения ОУ по выходу, например, при
питающих напряжениях ±12 В 4/нас = 10 В.
Ждущий мультивибратор на полевом транзисторе (ПТ) (рис.
14.7,в) позволяет получить импульсы большой длительности, так
Рис. 14.7. Мультивибраторы па электронных элементах:
а — автоколебательный на транзисторах; б—’Ждущий на операционном усили*
теле: в — ждущий на полевом транзисторе; г — ждущий на однопереходиом
транзисторе; д — ждущий на тиристоре
как R1 может составлять единицы н десятки мегом. Длительность
импульса в схеме
Т = R1C2 in (£п/{/пор),
где С/пор— пороговое напряжение данного ПТ (например, для
КП103М—порядка 4-4,5 В).
На рис. 14.7,6 показана схема ждущего мультивибратора
на однопереходном транзисторе (ОТ). Благодаря малому входному
току ОТ длительность импульса может регулироваться в широки»
пределах. Напряжение включения ОТ стабильно, поэтому стабиль-
на и длительность формируемого импульса. Прн подаче запуска-
ющего импульса на S-вход триггера D1 на его выходе появляется
положительный потенциал U1. Конденсатор С1 заряжается через
резисторы Rl, R2, пока напряжение иа нем не достигнет напряже-
ния включения ОТ. Прн включении ОТ С1 быстро разряжается до
выключения ОТ. Положительный нмпульс на резисторе R3 уста-
навливает триггер D1 в исходное состояние. Длительность импульса
в этой схеме
ВКД' *
311
где /7ВКЛ— напряжение включения ОТ; Ui— амплитуда импульса
на выходе триггера D1.
На схеме (рис. 14.7,5) показан ждущий мультивибратор на
тиристоре, позволяющий получить импульсы большой мощности.
В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен до напряжения гс-
точника Еи. Положительный импульс в цепи базы тиристора VI
отпирает тиристор, и конденсатор С1 разряжается через обмотку
трансформатора Т1 и тиристор VI. По мере разряда конденсатора
напряжение на тиристоре падает до тех пор, пока он не закроется.
После этого конденсатор С1 вновь заряжается через дроссель/./
до напряжения источника питания. На выходной обмотке Т1 обра-
зуется импульс мощностью единицы и даже десятки киловатт. Та-
Рис. 14.8. Блокинг-генераторы:
а — ждущий иа микросхеме 119ГФ1; б — ждущий на мощном полевом транзис-
торе; в — автоколебательный иа оптроне
кая схема лежит в основе телевизионных генераторов строчной раз-
вертки.
Блокинг-генераторы. Блокиш-генераторами называют генера-
торы прямоугольных импульсов, в которых положительная обрат-
ная связь осуществляется через трансформатор или другой пассив-
ный элемент. Как и мультивибраторы, блокинг-генераторы могут
работать как в ждущем, так и в автоколебательном режиме. Обычно
блокинг-генераторы используют для получения коротких (десятки,
сотни наносекунд или единицы микросекунд) и мощных прямоуголь-
ных импульсов.
Элементы транзисторного блокииг-генератора входят в состав
микросхемы 119ГФ1 (рис. 14,8,а), где длительность импульса опре-
деляется постоянной времени R1C4 и параметрами импульсного
трансформатора. Интервал между импульсами запуска должен быть
намного больше, чем длительность импульса. На рис. 14.8,6 показана
схема ждущего блокинг-генератора на мощном ПТ КП901. Благо-
даря малому выходному сопротивлению мощного ПТ (порядка 0,7...
...1 Ом) в схеме достигается высокая крутизна фронтов (передний
фронт — 1,6 нс, спад — 11 нс). Приданных, приведенных на схеме,
длительность импульса — 60 нс, амплитуда — 25...30 В. Кроме
импульсного трансформатора элементом развязки, через который
осуществляется положительная обратная связь, может быть и опт-
рон. Схема блокинг-геиератора на оптроне приведена на рис.
14.8, в.
312
14.4. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ ПИЛООБРАЗНОЙ ФОРМЫ
Пилообразные (треугольные) импульсы находят широкое при-
менение в измерительных устройствах, в преобразователях пара-
метров сигналов (аналого-цифровых преобразователях, преобразо-
вателях напряжение — частота импульсов н т. п.), в устройствах
развертки осциллографов и пр.
н Для получения пилообразного (линейно изменяющегося) на-
пряжения обычно используется принцип заряда конденсатора по-
стоянным током. На схеме (рис. 14.9,а) при подаче на вход отрица-
тельного импульса транзистор Т2 запирается н конденсатор С1
Рис. 14.9. Генераторы пилообразных импульсов:
а — на тра1 з.1сторах; б — иа операционном усилителе; в — на лавинном тран-
зисторе; а—на цифровых схемах
начинает заряжаться через транзистор Т1, который включен так,
что напряжение на С1 приложено к его коллектору. Ток базо-эмит-
терного перехода VI определяется разностью напряжений Е1—Е2
и сопротивлением R3, т. е. постоянен. Поэтому и коллекторный
ток VI практически постоянен. Нелинейность пилообразного на-
пряжения в данной схеме определяется в основном коэффициентом
усиления f> транзистора VI и может составлять 1...3 %. Более вы-
сокая линейность пилообразного напряжения может быть достиг-
нута в схемах с ОУ благодаря высоким коэффициентам усиления
ОУ (десятки тысяч). На рис. 14.9,6 показана схема автоколебательно-
го генератора пилообразных колебаний, в котором пилообразное
напряжение на выходе ОУ формируется за счет конденсатора С1.
Как только напряжение на С1 достигает напряжения включения
ОТ У/ (/вкл, конденсатор С1 разряжается, VI выключается и на-
чинается новый заряд С1. Длительность пилообразного импульса
в этой схеме
Т = R3C1
"вил +
313
где Уд— падение напряжения на открытом диоде У2. Для полу-
чения высоковольтных пилообразных напряжений (например, для
развертки осциллографа) используется схема (рис. 14.9,в) на ла-
винном транзисторе УЗ. Амплитуда пилообразного напряжения со-
ставляет 30...50 В при частоте повторения до 10 мГц. Частоту пов-
торения можно регулировать в широких пределах резистором R3.
Особо точные пилообразные напряжения формируют цифро-
вым методом. Он заключается в том, что при подаче на цифровой
счетчик импульсов постоянной частоты кодовое число в счетчике
линейно нарастает. Остается только преобразовать это число в на-
пряжение. В схеме (рис. 14.9,г) кодовое число (12 разрядов) со счет-
чика D1...D3 поступает на цифроаналоговый преобразователь D4,
с выхода которого снимается пилообразное напряжение. Точность
его составляет примерно 0,01 % . Счетчик DI...D3 работает при пода-
че на входы R нулевого потенциала. Выход D4 — высокоомный,
поэтому нужно устанавливать согласующий элемент (эмиттерный
повторитель, ОУ и пр.).
14.5. ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ
РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ИМПУЛЬСОВ
Описанные в предыдущих разделах генераторы прямоуголь-
ных и пилообразных импульсов являются теми исходными узлами,
на основании которых можно конструировать генераторы импуль-
Рис. 14.10. Генераторы импульсов различных видов:
а — генератор пачки импульсов; б — генератор параболического импульса; в —
синтезатор на ждущих мультивибраторах; г — синтезатор иа цифровых элемен-
тах
сов более сложного вида. В приложениях часто встречается необхо-
димость получения определенного количества импульсов («пачки»).
В простейшем случае эта задача решается на двух мультивибрато-
рах — ждущем (ЖА4) и автоколебательном (AAf) (рис. 14.10,а).
Импульс на выходе ЖМ в необходимое число раз длиннее периода
колебаний АМ. Этот импульс разрешает работу AM («стробирует»
его). Например, в схеме AM (рис. 14.6, б) импульс ЖМ можно
подключить ко второму входу элемента D2.
Пилообразный импульс можно видоизменить по форме с по-
мощью нелинейных формирующих цепей (см. рис. 14.2,а), где пило-
образные (треугольные) сигналы преобразуются в синусоидаль-
ные. Выбором напряжений смещения и величин резисторов можно
получить большой набор различных нелинейных законов изменении
814
мы импульса. Еще одним способом видоизменения формы пило-
боазных импульсов является использование средств аналоговой
вычислительной техники. На рис. 14.10,6 показан способ получе-
ния импульсов параболической формы с помощью аналогового пе-
пемножителя (например, на микросхеме 525ПС2). Импульс с гене-
ратора пилообразного напряжения (ГПН) поступает на оба входа
перемножителя, который в таком случае работает как квадратор.
F Импульсы сложной формы могут быть синтезированы нз набора
прямоугольных импульсов различной амплитуды. На рис. 14.10,в
показана схема синтезатора, содержащая цепочку последовательно
включенных ЖМ. Окончание импульса одного ЖМ запускает сле-
дующий ЖМ. С выхода каждого ЖМ прямоугольные импуль-
сы поступают на весовые потенциометры RI, R2,...R!l, на которых
выставляется требуемый закон изменения амплитуды. С помощью
диодов VI, V2, ... Vk импульсы различной амплитуды объединяются
на резисторе Rc и образуют синтезированный импульс сложной
формы.
Наиболее универсальным способом формирования импульсов
произвольной формы является использование устройств цифровой
техники. На рис. 14.10,г представлена схема синтезатора, которая
отличается от схемы (рис. 14.9,г) наличием постоянного запоминаю-
щего устройства (ПЗУ). В ПЗУ может быть записана в виде набора
кодовых чисел таблица любой функции. Прн работе счетчика Сч
адреса ПЗУ последовательно опрашиваются, на выходе ПЗУ
появляются последовательно кодовые числа заданной функции,
которые с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП)
преобразуются в напряжение импульса заданной формы.
14.6. ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ УСТРОЙСТВ
Удвоитель частоты прямоугольных импульсов (рис. 14. И,а)
содержит элемент задержки импульсов RI, С!, DI (рис. 14.5,а)
и логический элемент совпадения полярностей D2. На выходе D1
имеется последовательность импульсов, задержанная относительно
входной последовательности на время т3 и имеющая обратную по-
лярность. На входах D2 на время т3 полярности двух последователь-
ностей совпадают, поэтому на выходе D2 импульсы длительностью
т3 появляются на положительном н отрицательном фронтах вход-
ного напряжения. Очевидно, что их частота вдвое выше, чем у вход-
ной последовательности.
Селектор уровней (амплитудный селектор) (рис. 14.11,6)
дает на выходе напряжение «логической Ь. если входное напряже-
ние (или амплитуда импульсов) находится между напряжениями
«4 и U2 : l/j < £/вх< (/2. В остальных случаях — на выходе
«логический 0». Рассмотрим случаи: a) и t/BX < (/2, на
выходах компараторов D1 и D2 будут «логические 0», при таком
совпадении полярностей на выходе D3 также будет «логический 0»;
б) Увх> Ult Um> U2 на выходах компараторов будут «логические 1»,
при таком совпадении полярностей на выходе D3 также будет «логи-
ческий 0»; в) U1<UBX<U2, на выходе компаратора D1 будет
«логическая 1», а на выходе компаратора D2—«логический 0»; по-
скольку полярности на входах D3 не совпадают, на выходе D3 будет
«логическая 1».
. . Преобразователь напряжение — частота импульсов (рис.
*4.11,в) построен на основе генератора пилообразного напряжения
315
на ОУ D3. Схема генератора отличается от схемы (рис. 14.9,6)
тем, что вместо разрядного ОТ установлен ключ D2, управляемы,;
компаратором D1. Как только пилообразное напряжение с выход,;
D3 сравнивается с опорным напряжением Uon, на выходе компара
тора D1 появляется напряжение «логической 1», которое включает
ключ D2, замыкающий конденсатор С1. Конденсатор быстро разря-
жается, при этом на выходе компаратора D1 снова появляется «ло-
гический 0», и ключ размыкается. Длительность пилообразного
сигнала определяется тем же выражением, что и в схеме (рис.
14.9,6), только вместо ^окл + ^ будет напряжение Uоп, т. е. Т =
Рис, 14.il. Импульсные устройства-
а — удвоитель частоты импульсов; б — амплитудный селектор; в — преобразо-
ватель напряжение — частота импульсов; а — устройство управляемой задержки
нмпульса
= R1C1 , Если пренебречь временем разряда конденсатора, то
^вх
Частота импульсов на выходе компаратора D1
f™x=l/r = EBX/RlClUon,
т. е. прямо пропорциональна входному напряжению £вх. Для
получения симметричных прямоугольных импульсов устанавливают
счетный триггер D4. Преобразователи напряжение — частота им-
пульсов используются в цифровых вольтметрах, аналого-цифровые
преобразователях н т. п. Выпускаются онн также и в микросхемном
исполнении (микросхема КРИ08ПП1).
Устройство управляемой задержки импульса (рис, 14.11, <0
также построено на генераторе пилообразного напряжения D3.
В исходном состоянии на инверсном выходе триггера находится
потенциал «логической 1», ключ D2 замыкает конденсатор С/-
При подаче входного отрицательного импульса на S-вход триггера
D1 триггер опрокидывается, ключ D2 размыкается и на выходе
D3 появляется линейно изменяющееся напряжение, начинающееся
316
овня Uо- Когда это напряжение сравнивается на входах компара-
С ’''я D4 с напряжением С73, на входе D4 появляется напряжение «ло-
гическо о 0», которое сбрасывает триггер D1 по входу R. Схема
возвращается в исходное состояние. Время задержки импульса на
выходе D4 ts=RlCl е- зависит °т иъ-
Изменяя 17»
потенциометром R2, можно изменять время задержки в широкие пре-
делах. В то же время если рассматривать импульс на выходе триггера
£)/ то схему (рис. 14.11,г) можно считать ЖМ с перестройкой
длительности импульса. Напряжение (/2 можно подавать от построен-
ного модулирующего источника. Если теперь входные импульсы
подавать периодически, то схема (рис. 14.11,г) может работать по
выходу D4 как время-импульсный модулятор, а по выходу D1 — как
шнротно-импульсный модулятор.
Глава 15
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
15.1. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЕЛ В ЦИФРОВЫХ
УСТРОЙСТВАХ
Система счисления — способ выражения и обозначения чисел.
В настоящее время общепринято позиционное счисление, в ко-
тором любая цифра определяется не только видом ее символа,
но и положением (позицией) этого символа в числе. Количество раз-
личных символов, принятых для обозначения чисел, называют ос-
нованием счисления. В повседневной практике принято счисление
с основанием десять и, соответственно, десять символов (0,1 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9). Любое число в позиционном десятичном исчислении
Можно представить в виде
ак- 10к + пк_]. Ю^Ч- - . .+а. ЮЧ-Оо,
например, 352 = 3 • 102+ 5 • 10’+ 2.
В цифровых устройствах наиболее удобно счисление с осно-
ванием два, так как при этом требуется всего два символа (0 и 1),
поэтому число в двоичной системе имеет вид
ак ' 2К + ак—1 ‘ 2К 1 + • • • + «1 • 21 + а0,
например, число одиннадцать выражается так: 1 • 23 + 0 • 22 -f-
+ 1 - 21 -f- 1 пли 1011. Такая запись называется двоичным кодом.
Используются также другие виды цифровых кодов, в которых
информация также выражается в виде нулей и единиц. Двоично-
оеоятичныч код используется для преобразования двоичного кода
в привычный десятичный код. В двоично-десятичном коде цифры
от нуля до девяти представляются в обычном двоичном коде, десят-
кИ Т.СНоБа в Двоичгсм коде и т. д. Например, число 53 выражается
акО1О1 СОН, т. е. каждый десятичный разряд представляется в ви-
де четырех двоичных, называемых тетрадами. Аналогично строятся
и другие комбинированные коды (двоично-пятеричный, код 1—2—3
‘ т> п-)- В коде Грея прн переходе от одного числа к следующему
п меняется значение только одного разряда. В унитарном коде число
редставляется в виде позиционного положения единицы в серии
317
нулей. Например, в шестипозиционном унитарном коде нуль вы-
ражается как 000001, а четыре — как С10000. В табл. 15.1 приве-
дены числа от нуля до десяти, выраженные в различных кодах.
Указанные коды могут быть параллельными, если значения
всех разрядов кода передаются по параллельным шинам од.
повременно, и последовательными, если эти разряды передаются
по очереди по одной
15.1. Таблица цифровых кодов шине. Код называется об. ратным (или инверсным)
са
о X СЗ , 3 Q ® СЗ 3 к данному‘коду, если в
в1 я X X а. двоичной записи числа
Десят число S R § « S о Код Грея Увита код все единицы заменить нулями, а нули — еди- ницами. Код называется
дополнительным к дан-
0 0000 0000 0000 0000000001 ному коду, если сум-
1 0001 0001 0001 0000000010 ма данного и дополни-
2 0010 0010 ООН 0000000100 тельного кодов равнд
3 ООП ООН 0010 0000001000 единице следующего за
4 0100 0100 оно 0000010000 самым ставшим разряда.
5 0101 0101 0111 0000100000 Например, коду 1011
6 оно оно 0101 0001000000 (одиннадцать) обратный
7 0111 0111 0100 0010000000 код 0100 (четыре), а до- полнительный код 0101
8 1000 1000 1100 0100000000
9 1001 1001 1101 1000000000 (пять), так как 1011 +
10 1010 10000 1111 — -|- 0101 = 10000 j (шест- надцать).
15.2. АЛГЕБРА ЛОГИКИ И ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
Поскольку в цифровых устройствах используются только два
символа (0 и 1), то алгебра логики использует логические перемен-
ные и функции от них, принимающие также только два значения
0 и 1.
Основные операции алгебры логики: отрицание (инверсия)
характеризует перемену значения функции с 0 до 1 нли наоборот,
ее обозначают чертой сверху над обозначением переменной — А;
логическое умножение АВ — 1, еслиА=1 и В=1, н АВ=0 —
во всех остальных случаях; логическая сумма А + В = 1, если
А = 1 или В — 1 и А + В = 0, если А — 0 и В = 0. Логическое
умножение иногда называют операцией И, а логическое суммирова-
ние — операцией ИЛИ. Нетрудно заметить, что операция И для
<диниц является операцией ИЛИ для нулей, а операция ИЛИ для
единиц — операцией И для нулей.
Существуют определенные правила, по которым производятся
преобразования логических переменных в алгебре логики. Эти пра-
вила изложены в соответствующих пособиях. С помощью преоб-
разований можно значительно упростить выражения для логичес-
ких функций, что позволяет более просто построить схемы логичес-
ких цифровых устройств.
Для одной переменной существуют две логические функции —
повторение и отрицание F = А и F = А. В логических схемах
нм соответствуют повторитель (рис. 15.1,а) и инвертор (рис. 15.1,6)-
Для двух логических переменных А и В существуют 16 функций,
сведенных в табл. 15.2.
318
Из этих 16 функций две неинформативны, т. е, не зависят
вида переменных (константы 1 и 0), четыре — функции одной
пепеменной (тождественность А и В, инверсия А и В).
и С увеличением числа переменных количество функций резко
возрастает, так, для трех переменных существует 256 функций, для
четырех —65384 функции н т, д. Поэтому, если иа практике тре-
буется построить логическое устройство с большим числом перемен-
ных, то их строят на основе схем (рис, 15,1), Исключением явля-
ются многовходовые схемы И, ИЛИ и их комбинации.
Рис. 15.1. Схемотехническое представление логических функций
.одной и двух переменных
В микросхемном исполнении выпускается большая номенкла-
тура логических устройств. На рис. 15.2 представлены примеры
различных типов логических устройств: схемы И—НЕ (рис. 15.2,а),
15.2. Таблица логических функций
Функ- ция Выраже- ние Наименование Графическое представлен ие
Е0 0 Константа 0
Е1 АВ Логическое умножение (И) Рис. 15.1, в
F2 АВ Запрет А — В Рис. 15.1, г
F3 А Тождественность А Рис. 15.1, а
F4 АВ Запрет В — А Рис. 15.1, д
F5 В Тождественность В Рис. 15.1, а
F6 ЛВ-[- АВ Неравнозначность Л и В Рис. 15.1, е
гЧ А-\-В Логическая сумма (ИЛИ) Рис. 15.1, ж
F8 А + В Инверсия логической суммы Рис. 15.1, з
F9 АВ А- АВ Равнозначность Л и В Рис. 15.1, и
ЕЮ В Инверсия В Рис. 15.1, б
El 1 A "h В Импликация В— Л Рис. 15.1, к
Е12 _ А Инверсия Л Рис. 15.J, б
Е13 А + В Импликация Л — В Рис, 15.1, л
г 14 F1 АВ Инверсия логического умножения Рис. 15.1, м
I Константа 1 —
319
т. е. схема И для нескольких переменных (их бывает 2, 3, 4, 8 и даже
12) с инверсией — условное обозначение ЛА; схемы ИЛИ — НЕ
(рис. 15.2,6) — условное обозначение ЛЕ; схемы И (рис. 15.2, в) _
условное обозначение ЛИ; схемы ИЛИ (рис. 15.2, г) — условное
обозначение ЛЛ; схемы инвертора (рис. 15.2,6) — условное обозна-
чение ЛИ; схемы повторителя К155ЛП9 (рис. 15.2,е); схемы равно-
значности К155ЛП5 (рис. 15.2,ж); комбинированные схемы 2x2
И—ИЛИ—НЕ (рис, 15.2,ч) — условное обозначение ЛР.
К более Сложным логическим схемам относят коммутатор,
схему сравнения кодов, мажоритарный элемент, шифратор, деши-
фратор, схему контроля четности, двунаправленный переключа-
тель.
KtSSJlEH
S
/ $
1 $
1 т
/ ч
t ч
1 т
кюзлпд
е
кизлт
К135ЛР1
Рис. 15.2. Типы логических схем в микросхемном исполнении
Коммутатор (другие названия: селектор, мультиплексор) —
управляемый кодом переключатель нескольких входов на один вы-
ход. Обычно число входов кратно двум в целой степени. На рис.
15.3 приведены примеры коммутаторов в микросхемном исполнения:
два входа на один выход (рнс. 15.3,а), четыре входа на один выход
(рис. 15.3,6), восемь входов на один выход (рис. 15.3,в), шестнад-
цать входов на один выход (рис. 15.3,г). Соответственно, число раз-
рядов управляющего кода V равно 1, 2, 3 н 4. Обычно в коммутато-
рах имеются и входы стробирования, с помощью которых можно
либо запереть выход коммутатора (/?), либо перевести его в третье
состояние (Ц7).
Схема сравнения кодов (цифровой компаратор) сравнивает
между собой два «-разрядных входных кода X и У н выносит одно
из трех решений: X > Y, X = Y, X < Y, поэтому имеет три соот-
ветствующих выхода. В ТТЛ-сериях микросхем имеется цифровой
компаратор К555СП1, в МОП-сериях— 564ИП2. Для наращивания
разрядности входных кодов предусмотрены также и входы X >
X = Y, X < Y, на которые подключаются выходы одноименное
микросхемы (рнс, 15.4,а).
320
Мажоритарный элемент (МЭ). Для п входных переменных на
выходе МЭ появляется «логическая 1», если на входах более чем
у k переменных имеется значение «1», в противном случае на выходе
МЭ___«О». В микросхемном исполнении выпускаются МЭ для п =3
и £ = 2; в ТТЛ-сериях — 533ЛПЗ, в МОП-сериях — 564ЛП13
(рис. 15.4,6).
— АО
---А!
--- А2
---АЗ
---АЧ
—АО
---АО
---А7
---Ав
---АО
---АЮ
---Aff
---А!2
---А!3
--- 70
--- Vf
--- V2
--- 73
Ktss/an
г
S
Рис. 15.3. Типы коммутаторов в микросхемном исполнении
Шифратор—устройство для преобразования унитарного ко-
да в двоичный. Примером может служить шифратор приоритета
К155ИВ1 (рис. 15.4,в), в котором трехразрядный двоичный код
на выходе микросхемы показывает номер самого старшего разряда,
в котором имеется «I».
₽ис. 15.4. Логические схемы:
° — сравнения кодов; б — мажоритарного элемента; в — шифратора; а — дешиф-
ратора для семисегментных индикаторов
- Дешифратор — устройство преобразования двоичного кода
s Унитарный, обычно имеет р входов н 2Р выходов. На рнс. 15.5,
о и б показаны примеры дешифраторов в микросхемном исполнении:
4 Двоичных разряда в 16 унитарных — К155ИДЗ, два двоичных
Разряда в 4 унитарных — К531ИД14П. Часто встречаются дешифра-
торы на 10 выходов, например для подключения к индикаторным
ч 7-34 321
лампам (К155ИД1). К дешифраторам относят также формирователи
кодов для семисегментных цифровых индикаторов, например
К155ПП5 (рис. 15.4,г).
Схема контроля четности (другое название — сумматор по
модулю 2) выдает на выходе «логическую 1», если число единиц
на входах четное, и «логический 0» — если нечетное. В ТТЛ-сериях
микросхем имеется 8-входовая схема контроля четности — К155ИП2,
в МОП-сериях — 12-входовая схема — 564СА1 (рис. 15.5,в). Управ-
ляющий вход р позволяет изменить функцию схемы на обратную
(О вместо 1 или наоборот),
Двунаправленный переключатель (шинный формирователь)
предназначен для коммутации сигналов в схемах ЭВМ и микро-
процессоров, где необходимо подключиться к общей шине данных,
Рис. 15.5. Логические схемы
а, б — дешифраторов в микросхемном исполнении; в — контроля четно-
сти; £ — двунаправленного переключателя
причем либо для передачи данных на шнну, либо для приема дан-
ных с шины. Примером может служить переключатель К589АП16
(рис. 15.5,г), в котором шина данных подключается ко входам DB.
Если по входам CS и BS установлены нули, то происходит передача
данных со входов D1 на входы DB (на шину), если CS = О, BS = 1,
то данные с DB передаются на DO, при CS — 1 входы DB от-
ключены.
Программируемые логические матрицы (ПЛМ) представляют
собой устройства, в которые пользователь может сам внести нужную
ему логическую структуру. ПЛМ выполняются на основе ПЗУ.
Примером может служить ПЛМ типа 556РТ1, имеющая 16 входных
переменных.
15.3. ТРИГГЕРЫ, СЧЕТЧИКИ, РЕГИСТРЫ
В описанных выше логических схемах выходная функция или
код полностью определяются входными переменными и не зависят
от предыдущего состояния схемы. Триггеры относятся к другому
классу устройств, у них выходная функция определяется не только
комбинацией сигналов иа входах, но и состоянием схемы до подачи
этих сигналов. Из триггеров строятся счетчики, регистры, некото-
рые виды запоминающих устройств.
Чаще всего используются следующие виды триггеров: О-триг-
гер (рис. 15,6,а) имеет два входа — информационный вход D и так-
322
товый вход С. Импульс по тактовому входу С записывает н триггер
тот сигнал, который имеется в данный момент на D-входе.
” Т-триггер (счетный) (рис. 15.6,6) имеет вход С. Состояние триг-
а меняется на обратное при подаче каждого тактового импульса,
Г Р RS-триггер (рис. 15.6,в) имеет два информационных входа R
S. При подаче на вход S импульса триггер переходит в состояние
В
Рис. 15.6. Виды триггеров:
а — D-триггер, б — Т-триггер (счетный); в — RS-триггер; г — /«-триггер
«логической 1» по выходу Q при подаче на вход 7? импульса триггер
переходит в состояние «О». Если на входах R и S — логические ну-
ли, то триггер сохраняет неизменным какое-либо состояние. Одно-
временная подача импульсов на входы R и S не допускается.
•/«-триггер (рис. 15.6,г) имеет два информационных входа
J и К, тактовый вход С. Если J = 1, « = О, триггер работает ана-
логично Е)-трнггеру, т. е. записывает «1» по выходу Q, прн J =0,
— д/
— п
—13
~1Ч
— 1S
— т
— Т
т—
92 —
93 —
99—
93 —
96—
1
кнзт/нд
Рис. 15.7. Типы
триггеров в микросхемном исполнении
К = 1 триггер также работает аналогично D-триггеру, ио «1»
записывается по выходу. При J = 0, « — 0 триггер хранит какое-
либо состояние. При J = 1, К. = 0 триггер хранит какое-либо со-
стояние. При J = 1, К = 1 триггер работает как счетный.
Типы триггеров, выпускаемых н микросхемном исполнении,
представлены на рнс. 15.7. D-триггеры выпускаются наборами по
4 или 6 в одном корпусе, тактовый вход С у них обычно объединен
(рис 15.7,а). В ТТЛ-сернях наборы D-триггеров: К155ТМ5,
К155ТМ7, К155ТМ8; К555ТМ9, в МОП-сериях: 564ТМЗ. RS-
триггеры в ТТЛ-сернях — К555ТР2 (рис. 15.7,6), в МОП-сериях —
1111 323
С64ТР2. Универсальным триггером является К155ТМ2 (рис. 15.7,в):
ои может работать как D-триггер, как /?5-триггер и как счетный
т рпггер, если соединить выход Q со входом D (в МОП-сериях
564ТМ2). Наиболее универсальны триггеры с индексом ТВ: онн мо-
гут работать во всех 4 вариантах. В ТТЛ-сернях имеются триггеры
К155ТВ1, К555ТВ6, К555ТВ9 (рис. 15.7,г), К531ТВ10П, К155ТВ15.
в МОП-сериях — 564ТВ1.
Счетчики. Счетчик — устройство, преобразующее количество
импульсов, поступающих на его вход, в цифровой код. Счетчики
бывают чисто двоичные и счетчики с другими основаниями Счета
(чаще всего десятичные). По характеру работы счетчики бывают
асинхронные и синхронные. В асинхронном счетчике срабатывание
жаждой следующей ступени происходит под влиянием перепада
напряжения с предыдущей ступени, в результате по разрядам
счетчика накапливается некоторая задержка. В синхронном счет-
С1
С2
СТ2
/ —
2 —
Ч —
S —
Ю83ИЕ2
а
К155ИСВ
I
— Ш
Ш
Рис. 15.8. Типы счетчиков в микросхемном исполнении
чике срабатывание каждой ступени происходит от входных такто-
вых импульсов, прохождение которых на данную ступень опреде-
ляется состоянием предыдущей ступени. В результате смена потен-
циалов на разрядах счетчика происходит одновременно (синхрон-
но).
В настоящее время в микросхемном исполнении выпускается
весьма большая номенклатура счетчиков, позволяющая решать раз-
нообразные задачи. В серии К155 выпускаются асинхронные счет-
чики с заранее заданными коэффициентами пересчета: на 10 —
К155ИЕ2 (рис. 15.8,a), на 12 — К155ИЕ4, иа 16 — К155ИЕ5.
Кроме тактовых входов Cl, С2 в таких счетчиках предусмотрены
входы установки в нуль R (в счетчике К155ИЕ2 также вход уста-
новки на 9). К синхронным счетчикам относятся, например,
К155ИЕ6 — десятичный и К155ИЕ7 (рис. 15.8,6) — двоичный.
В этих счетчиках заложена возможность прямого (в сторону увели-
чения кода) и обратного (в сторону уменьшения кода) счета входных
импульсов, для чего входные импульсы подаются либо на вход+1.
либо на выход —1 (такие счетчики называют реверсивными). Кроме
этого счетчик имеет информационные входы D1...D4-, если на эти
входы подать цифровой код, а иа вход С — тактовый импульс, то
этот код запишется в счетчик, т. е. счетчик сработает как счетверен-
ный D-триггер. Имеются также выходы переполнения: больше или
равно 15 н меньше илн равно 0. Входы D, С и выходы переполнения
позволяют получить на счетчиках этого типа любые коэффициенты
пересчета. Если, например, на входы D подать код 0100, тактовые
импульсы подать на вход —1, выход меньше или равно 0 замкнуть
на вход С, то на выходах счетчика будут изменяться с каждым так-
’24
импульсом значения 0100, ООП, 0010, 0001. При появлении
1ОВтоянпя 0000 нмпульс с выхода меньше илн равно 0 снова запи-
С°тв счетчик состояние 0100. Таким образом коэффициент пересчета
“ Оавен 4 (т. е. коду 0100, поданному иа входы D). Счетчик
К155ИЕ8 (рнс. 15.8,в) делит частоту импульсов, поступающих на
вход в дробное число раз: М/64, где М — шестнраэрядное число,
поданное на входы D1.--D32, выходные импульсы снимаются с выхо-
да А. Микросхемы К155ИЕ8 могут устанавливаться каскадно, при
этом коэффициент М становится 12-разрядным. Для каскадного сое-
динения выход больше или равно 63 первой микросхемы соединя-
ется со входами V0 н С второй микросхемы, выход А первой микро-
схемы подключается ко входу С1 второй, тактовые импульсы пода-
ются на входы Т обеих микросхем, выход снимается с выхода В
второй микросхемы.
кюнимз
Рис. 15.9. Типы
В!
вг
вз
м
В5
BS
В7
SSHHPS
SBUHPtZ
регистров в микросхемном исполнении
В МОП-сериях микросхем имеются еще более сложные счетчики:
счетчики для электронных цифровых часов, содержащие делители
частоты секунд, минут, часов, а также календарь — К176ИЕ17,
К176ИЕ18, счетчики, имеющие до 14, 15 двоичных разрядов
К176ИЕ12, 564ИЕ16, программируемый счетчик, в котором коэф-
фициент пересчета может быть установлен от 1 до примерно 18000—
564ИЕ15. Специально для работы с цифровыми индикаторами раз-
работаны счетчики с выходными дешифраторами — десятичные (па-
пример, К176ИЕ8) и семнсегментные (например, К176ИЕЗ,
К176ИЕ4). Имеются счетчики, у которых может изменяться основа-
ние счета, например, счетчик 564ИЕ14 может работать как двоичный,
если на входе 2/10 «логическая 1», н как двоично-десятичный, если
на входе 2/10 «логический 0».
Регистры. Регистр — устройство, позволяющее осуществить
преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот,
а также хранение цифровой информации. Чаще всего регистры
используются как буферная память при передаче информации из
одного блока в другой в ЭВМ и других устройствах.
В микросхемном исполнении выпускается большая номенкла-
тура регистров разнообразного назначения. На рнс. 15.9,а дан
пример многофункционального регистра на 8 разрядов К155ИР13.
гистр может работать в следующих режимах: параллельная за-
сь кода — код подается на входы D0...D7, входы 5/, 80 в поло-
ла„НлИ ВХ°ДЫ RD, DL, R в положении «0», при этом на выхо-
''7 появляется входной код, если на вход С подать положн-
ьныи перепад напряжения; последовательная запись кода осу-
325
ществляется по входу DR, если необходимо сдвигать информацИ1о
в направлении от выхода 0 к выходу 7 (сдвиг вправо) или по входу
DL, если необходимо сдвигать информацию от выхода 7 к выходу
О (сдвиг влево). Сдвиг на один разряд происходит по каждому так-
товому импульсу, подаваемому на-вход С. При сдвиге вправо SO =
= 1, S1 = О, R = 1, DL — О, при сдвиге влево SO = О, SI = 1
R = 1, DL = 0. Кроме этих режимов есть еще режим хранения ин-
формации (S0, 5/ = 0, R = 1) и режим сброса (SO, SI, R = п
К многофункциональным относятся четырехразрядные регистры
К155ИР1, К155ИР15, К555ИР16 (ТТЛ), 564ИР2, 564ИР9 (МОП).
Имеются регистры только с последовательным вводом информации на
большое число разрядов, служащие устройствами цифровой задерж-
ки. Так, регистр К176ИР4 — 64-разрядный, а микросхема 505ИР6
содержит 4 регистра по 256 разрядов.
Для сопряжения с устройствами цифровой вычислительной тех-
ники разработаны обратимые регистры, в которых входы и выходы
параллельной информации могут меняться местами. Примером мо-
жет служить регистр 564ИР6 (рис. 15.9,6). Если А/В = 1, то А1...
...AS являются входами, а В1...В8—выходами регистра, если
А/В — 0 —то наоборот. Функции этого регистра также универсальны:
при P/S = 1 осуществляется параллельная запись информации,
при P/S = 0 — последовательная запись по входу СР, если А/S =’
— 0, то запись осуществляется синхронно подачей положительного
перепада по входу С, если А/S = 1, то запись — асинхронная,
т. е. то, что подается на входы регистра, записывается без такто-
вого импульса. Наконец, вход А/Е управляет входами А; если
AlЕ = 0, то входы А отключаются от регистра.
Многоцелевые регистры по своим свойствам приближаются
к оперативным запоминающим устройствам (ОЗУ), в них запомина-
ется не одно слово, как в других регистрах, а несколько. Примером
может служить регистр 564ИР12 с объемом памяти 4X4 бит
(т. е. 4 четырехразрядных слова) (рис. 15.9,в). Но в отличие от ОЗУ
в этом регистре можно осуществлять считывание одновременно двух
слов: первое задается адресом ROA, R1A и поступает на выходы
А, второе задается адресом ROB, RIB и поступает на выходы В,
поэтому иногда такие регистры называют сверхоперативными за-
поминающими устройствами (СОЗУ). Запись в регистр производит-
ся прн наличии разрешающего потенциала на входе WR по адресу
ЕО, Е1 и при подаче тактового импульса на вход С. Имеется также
возможность отключить выходы А (по входу REA) или выходы В
(по входу REB.) К этому классу регистров относится в МОП-
сериях 564ИР11, в ТТЛ-сериях К155РП1, К155РПЗ.
К особому типу относятся регистры последовательных прибли-
жений, которые обычно используются в аналого-цифровых преобра-
зователях. На вход D регистра (рис. 15.9,г) поступает информация
с устройства сравнения. Запись информации производится в два
такта по входу С на каждый разряд регистра — в первом такте,
например, в разряд QI 1 записывается «1», во втором такте она либо
подтверждается, либо отменяется в зависимости от потенциала вхо-
да D, после этого записывается «Ь> в разряд Q10 и т, д. В результате
записанное после 24 тактов число на выходах Q0....Q11 оказывается
цифровым эквивалентом аналоговой величины, подаваемой на уст-
ройство сравнения. Вход Е разрешает работу регистра (Е = 0),
вход S — вход стартового запуска, выход DO —выход последователь-
ного кода, выход СО — импульс конца преобразования. В ТТЛ-сериях
регистр последовательных приближений — К155ИР17, в МОП-сс-
риях — 564ИР13,
326
15 4. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
Арифметические устройства (АУ) предназначены для различных
ислений с цифровыми кодами. Основные операции в АУ — сло-
ВЫние (вычитание) и умножение. Остальные операции могут быть
Ж<едставлены через сложение и умножение. АУ бывают последова-
Прльного и параллельного действия. В ЭВМ и микропроцессорах
в основном используются АУ параллельного действия. Для таких
ду разработаны микросхемы сумматоров, умножителей, а также
многофункциональные схемы — арифметико-логические устрой-
ства (АЛУ). „
Сумматор — устройство, обеспечивающее суммирование двух
чисел. Для одноразрядных двоичных чисел сумматор-логическое
PO
J
AO
в/—a
82— "
At-
/л
sm
St
S2
S3
S8
82
83
88
P3
si
42
Д7—33
A8— 81
83—.
88
Bt
82
83
88
SM
St
S2
S3
S8
Р8
.so
S3
St
~S2
S3
_S8
S3
~S6
S
Рис. 15.10. Построение многоразрядных сумматора (а) и умножи-
теля (б)
устройство, у которого две входные переменные (А и В) н две вы-
ходные функции (сумма 5=0, если А,Д = 0илиА,В = 1 и 5 =
~ 1, если А = 0, В = 1 или А = 1, В = 0 и перенос Р = 1, если
А, В == 1 иР = 0 в остальных случаях, т. е. 5 — функция нерав-
нозначности, а Р — функция И). Если добавить третью входную пе-
ременную г — перенос нз предыдущего разряда, то образуется пол-
ный сумматор, в котором S = АВг -ф- АВг -ф- АВг -ф- АВг и Р =
— АВ-ф-Дг-f- Вг. Параллельный сумматор на «разрядах образует-
ся объединением п одноразрядных сумматоров, при этом выход пере-
носа предыдущего разряда подключается ко входу переноса
следующего разряда г>. В ТТЛ-микросхемах выпускаются сумма-
jopbi К155ИМ1 (одноразрядные), К155ИМ2 (двухразрядные),
^‘ооИМЗ (четырехразрядные). В МОП-сериях — четырехразряд-
ыи сумматор 564ИМ1. На рис. 15.10,а показано построение восьми-
разрядного сумматора из двух четырехразрядных.
н Операция вычитания осуществляется как операция суммирова-
вач числа в прямом коде с числом в дополнительном коде. Если
рзность больше нуля, то результат будет в прямом коде, если мень-
нуля,—то в дополнительном, Разберем пример: 7 — 5= 2,
327
7 = 0111, 5 = 0101, в дополнительном коде числу 5 соответствует
код 1011 (т. е. одиннадцать, так как 5 + 11 = 16 = 24). Тогда one.
рация 7—5 выглядит так: 0111 + 1011 = 10010. Пятый разряд ре.
зультата (перенос) отбрасывается, остается 0010 = 2. Если выпол-
няется операция 5—7 = —2, то дополнительный код 7 равен 9 ==
= 1001 и 0101 + 1001 = 1110, т. е. 14, что является дополнитель-
ным кодом для 2. Таким образом, для вычитания необходимо преоб-
разовать одно из чисел в дополнительный код, что осуществляется
инверсией прямого кода и добавлением единицы.
Умножитель. Рассмотрим на примере процедуру умножения
двоичных чисел 5 X 7 = 35: 101 X 111 = 00101 + 01010 +10100=
= 100011. Очевидно, что умножение сводится к суммированию мно-
жимого, сдвинутого в каждом слагаемом на 0, 1, 2 и т. д. разрядов
ALU
---А2
---Ад
— Но
---В1
— вг
— 0L
— so
---Sf
---32
---Sd
— M
— co
a
Рис. 15.11. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) (а), со-
пряжение АЛУ со схемой быстрого переноса (б)
(слагаемое равно нулю, если в соответствующем разряде множителя—
нуль). В таком случае умножитель строится на сумматорах и реги-
страх (регистры нужны для сдвига на 1, 2 и более разрядов), а время
выполнения операции умножения дв>х n-разрядных чисел равно вре-
мени выполнения п — 1 операций суммирования и п — 1 операций
сдвига.
В микросхемном исполнении выпускаются устройства умноже-
ния для малоразрядных чисел. Например, микросхема 564ИП5
выполняет операцию 5 = XY + К + А4, где каждое из чисел X,
Y, К, М —двухразрядное. Для выращивания разрядности устанав-
ливают по несколько микросхем. На рис. 15.10,6 показано включе-
ние указанных микросхем для четырехразрядных чисел X, Y, К, М-
В ТТЛ-сериях также имеются микросхемы умножителей: К531ИК1Н>
К531ИК1П, К531ИК2П.
Арифметико-логическое устройство — многофункционально
устройство, в котором над двумя входными числами А и В могут
быть выполнены различные логические и арифметические операции-
В ТТЛ-сериях микросхем выпускается АЛУ для четырехразряд-
ных входных чисел — К155ИПЗ, в МОП-сериях — 564ИПЗ. На рис-
15.11,а дано схематическое представление АЛУ. В АЛУ н“еЮсч
входы чисел А и В (АО...АЗ, ВО...ВЗ), входы управления SO.--* >
328
м 'вход переноса СО, выходы результата F0...F3, выход переноса
С4 выход Л" равенства кодов (Я — В) н выходы Р н G для схемы
быстрого переноса. В табл. 15.3 приведены операции, выполняе-
ДПУ при различных сочетаниях сигналов на входах SO.,,S3,
М (для случая, когда СО — 0).
1В.З. Операции, выполняемые АЛУ
Состояние входов Состояние входа М
S3 S3 S1 so 1 М = 0
0 0 0 0 А F12 А++1
0 0 0 1 А + В F8 (А + В)++1
0 0 1 0 А В F4 (А + В)++1
0 0 1 1 0 F0 0
0 1 0 0 А • В F14 А++А В++1
0 1 0 1 В F10 (Д -|- 5)-|—|-А • 5-4”Ч~1
0 1 1 0 А • В+ А . В F6 А— В
0 1 1 1 А В F2 А • В
1 0 0 0 А + В F13 А++А•В++1
1 0 0 1 А • В А- А • В F9 А++В++1
1 0 1 0 В F5 (А + В)++А • В++1
1 0 1 1 А В F1 А В
1 1 0 0 1 F15 А++А1++1
1 1 0 0 АА-В F11 (А + В)++А++1
1 1 1 0 А + В F7 (А + В)++А++1
1 1 1 1 А F3 А
Как видно из таблицы, при М = 1 над А и В выполняются 16
логических операций (см. табл. 15.2). При М = 0 выполняются так-
же и арифметические операции, причем арифметическое суммиро-
вание обозначается символом ++, а логическое -]-, умножение (•)—
только логическое, А1 — число А, сдвинутое на один разряд вправо.
Рассмотрим некоторые примеры использования АЛУ: сумми-
рование— вычитание чисел, в режиме S3...S0 = 1001, Al = 0—
суммирование четырехразрядных чисел (так же, как и в сумматоре
К155ИМЗ), в режиме S3...S0 =0110, М = 0 — вычитание четы-
рехразрядных чисел; сравнение чисел, для этого устанавливается
режим вычитания S3...SO — 0110, М = 0, С0=1, при А = В
на выходе появляется сигнал «логической 1», на выходе С4 прн
> 5 С4 = 0, при А < В С4 = 1; формирование модуля числа
А, М = 1, на выходы S3...SO параллельно подается потенциал
знака числа, если А > 0, то все 3» 1, если А •< 0, то все S = 0,
ТУ же операцию можно проделать н с числом В, если на S3, S1 по-
дать «1», на S2, S0 подать «0» и поменять местами эти потенциалы
при перемене знака числа В; преобразование двоично-десятичного
кода в двоичный, 4 младших разряда двоично-десятичного кода
Ч9ДаслСЯ на входы пятый разряд (десятки) подается на входы
in л о на входы S1’ S2 подается «О», на входы В подается число
" (1010), М = о, СО = 1, Как видно иЗ табл, 15.1, пока число на
329
входах А меньше 10, т. е. на пятом разряде «0», то значения двоичного
и двоично-десятичного кодов повторяются, если на пятом разряде
«1», то к числу на входах А нужно добавить 10. По этому же прин-
ципу производятся другие преобразования кодов.
Приведенные примеры показывают гибкость АЛУ его возмож-
ность выполнять разнообразные операции.
Обычно наращивание разрядов АЛУ производится подключе-
нием выхода С4 ко входу СО следующей АЛУ. Однако при большом
числе разрядов время выполнения операций нарастает из-за боль-
шого числа переносов из разряда в разряд. Для ускорения этого
процесса используется микросхема К155ИП4 (ТТЛ) или 564ИП1
(МОП). Одна такая микросхема обслуживает до четырех АЛУ.
Подключение АЛУ к микросхеме ускоренного переноса показано
на рис. 15.11,6.
15.5. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Запоминающие устройства (ЗУ) служат для приема, хранения
и выдачи информации, представленной в виде двоичных кодов.
В универсальных вычислительных машинах ЗУ делятся на внеш-
ние и внутренние. Внешние ЗУ обычно имеют большую емкость —
до 10й бит н выполняются на магнитных дисках и лентах. Внутрен-
ние ЗУ выполняются на микросхемах и имеют емкость до 10’ бит.
По выполняемым функциям ЗУ делятся иа оперативные и по-
стоянные. Оперативные ЗУ осуществляют запись, хранение и счи-
тывание информации только при включенном питании. Постоянные
ЗУ хранят информацию и при выключенном питании.
Основными параметрами ЗУ являются информационная ем-
кость н быстродействие. Информационная емкость современных
ЗУ обычно выбирается равной 22п, где 2и — число двоичных адре-
сов, например, при 2л = 8 емкость N = 256 бит, при 2л = 10
N — 1024 бит ит.д. Организация этого объема памяти может быть
различной. Обычно ЗУ имеют 1 вход записи и 1 выход считывания,
такая организация обозначается 1 X 1024. Входов записи и выходов
считывания может быть и больше (4 X 256,8 X 128 и т. п.). Быстро-
действие ЗУ оценивают максимально .возможной частотой смены
адреса, оно зависит от технологии выполнения ЗУ: для ЭСЛ-техио-
логии — до 20 МГц, для ТТЛ-технологии — до 5 МГц, для МОП-
технологии — до 1...1.5 МГц.
Оперативные запоминающие устройства в зависимости от ти-
пов запоминающих ячеек делятся на статические и динамические.
В статических ОЗУ запоминающей ячейкой является триггер,
в динамических ОЗУ — конденсатор. В статических ОЗУ потенциал
0 и 1 при включенном питании может храниться сколь угодно дол-
го, в динамическом ОЗУ напряжение на запоминающем конденса-
торе постепенно уменьшается из-за разряда, что вызывает необхо-
димость периодического подразряда (регенерации).
В состав ОЗУ входит набор запоминающих ячеек (накопитель)
и схема управления. Внешними сигналами для схемы управления
являются сигналы WR (переключение режимов записи-считывания)
и CS (выбор кристалла). При Ц7А? = 1 ОЗУ находится в режиме
считывания, при IF/? = 0 — в режиме записи, при CS — 1 — в ре-
жиме хранения информации, прн CS — 0 — в рабочем режиме.
В динамических ОЗУ имеются кроме WR и CS также входы
регенерации. Так, в ОЗУ типа 565РУ1 таким входом является CF,
на него должны подаваться периодические импульсы. Схема управ-
ления преобразует также адреса для доступа к нужной ячейке.
330
R современных ОЗУ адрес ячейки задается двоичным кодом, напрй-
рп код 10010011 на адресных входах означает, что необходим
доступ к 147-й ячейке. Поэтому схема управления содержит деши-
ФРаТВРдинамических ОЗУ объем памяти обычно больше, чем в ста-
тистических. Выпускаются динамические ОЗУ с объемом памяти
65536 бит в одной микросхеме — 565РУ5. Адрес для такой ОЗУ
содержит 16 разрядов. Чтобы не увеличивать размеры корпуса
микросхемы, используют мультиплексирование адреса, т. е. пере-
дачу адреса по частям. В том же ОЗУ (565РУ5) вначале передаются
8 разрядов адреса на 8 адресных входов микросхемы и записывают-
ся в ОЗУ сигналом RAS, затем передаются остальные 8 разрядов
на те же входы и записываются сигналом СЛЗ. Сигналы RAS
и C.AS одновременно являются и сигналами регенерации.
В настоящее время выпускается большая номенклатура микро-
схем ОЗУ. Статические ОЗУ выпускаются по КМОП-технологии:
К176РУ2, 561РУ2 (организация I X 256), 537РУ1 (1 х 1024),
537РУ2 537РУЗ (1 X 4096), по n-МОП-технологни: 132РУ1,
132РУ2, 132РУЗ, 132РУ4 (1 X 1024), 132РУ5 (1 X 4096), 132РУ6
(1 X 16384), 565РУ2 (1 X 1024), по И2Л-технологии: К541РУ1
(1 X 4096), К541РУ2, (4Х 1024), по ТТЛ-технологии: К155РУ5
(1 X 256), К155РУ7 (1 X 1024), по ЭСЛ-технологни — 500РУ415
(1 X 1024). Динамические ОЗУ выпускаются в основном по и-
МОП-технологпи: 565РУ1 (1 X 4096), К565РУЗ (1 X 16384),
К565РУ5 (1 X 65536).
ЗУ вычислительных машин и других цифровых устройств
обычно содержат большое количество микросхем ОЗУ. Пример
наращивания объема памяти при большом числе микросхем ОЗУ
показан на рис. 15.12. Первый счетчик на микросхемах D1...D4
формирует 16-разрядный адрес записи AW1...AW16, второй счет-
чик на микросхемах D5...D8 — 16-разрядный адрес считывания
AR1...AR16. Эти адреса поступают на коммутатор на микросхемах
D9...D12 — на их входы в режиме записи поступают A W1...A W16,
в режиме считывания — AR1...A R16. Переключение адресов
производится тем же сигналом 1УР, который управляет режимами
записи-считывания в микросхемах ОЗУ D14..~D29. Каждая микро-
схема ОЗУ в данном примере имеет 12 адресных входов (при орга-
низации 1 X 4096), поскольку всего адресов — 16, то 12 из них не-
посредственно подаются на адресные входы, а 4 разряда поступают
на дешифратор D13, 16 выходов которого подключаются ко входам
выбора кристалла. CS шестнадцати микросхем ОЗУ, при этом в лю-
бой момент времени в рабочем: состоянии находится только одна
нз микросхем ОЗУ, остальные — в режиме хранения. Запись
и считывание в схеме (рис. 15.12) могут производиться с различ-
ными скоростями при разных тактовых частотах fTl, fT2.
Постоянные запоминающие устройства делятся на трн типа.
1-й тип — ПЗУ, программируемые изготовителем. В такие ПЗУ
записываются таблицы функций, коэффициентов, таблицы знаков
(знакогенераторы). Примером такого ПЗУ могут быть различные мо-
дификации микросхемы 505РЕЗ. Так, в 505РЕЗ (0002, 0003) записа-
Ны символы русского и латинского алфавитов, цифры, изображение
которых составляет 7X9 элементов развертки индикаторного
Устройства, в 505РЕЗ (0068...0071) записана таблица синусоидаль-
ной функции. В ПЗУ типа 568РЕ1 содержится таблица знаков рус-
ского, латинского алфавитов, цифры и ряд других знаков (знако-
генератор). К знакогенераторам относится и ПЗУ по ТТЛ-техноло-
гин (К555РЕ4), Выпускаются ПЗУ большого объема^ содержащие
331
сложные инструкции, например, микросхема КР568РЕЗ (8 X
X 16384) содержит редактор текстов языка ассемблера.
2'-й тип — ПЗУ с однократным программированием. В такое
ПЗУ пользователь сам может записать те данные, которые затем
нет необходимости изменять (функциональные таблицы и пр.).
К этим ПЗУ относятся микросхемы серии 556: 556РТ4 (4 X 256),
556РТ5 (8 X 512), 556РТ7 (8 X 2048), а также микросхемы в дру.
гнх сериях; К155РЕЗ (8 X 32), 541РТ1 (4 X 256).
3-й тип — перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ), которые до.
пускают многократную смену информации, Запись новой информа»
цяи производится электрически, а по тому, каким способом стира.
I < _____________
1 ™ '
чт
AWt
I AW4
Ж
ТУТ
4/
44
Mt_gf
84
MS
У!
У2
УЗ
УЧ
-м
g if
AW!3
AWtf
RAM
Чк
At .
М2
-T
tys\3f4
Вых.
ищ.
At
44
MJLTt
84
1
ARM
MS
мз
УЧ
3t2
—3t
— 32
— 33
*~34
ЗС
At
М2
&
RAM
Чк
4/ ‘
М2
- 3
чт
-•cs
ММ
Чк
Bt.UHtp. О—
Ч+5В
2
; AR4
9
/
3t... 38 -Ktsstte? Bt3 -Ktssttas
39... 3t2-K8SSRI1l1 3tf...329-RP54tPyt
Рис. 15.12. Пример построения ОЗУ большой емкости
ется старая информация, ППЗУ делятся на ППЗУ с электрическим
стнраннем (558РР1, К1601РР1 — организация, соответственно
8 X 256 и 4 X 1024) и ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием
(К573РФ1 (8 X 1024), К573РФ2 (8 X 2048)). Ультрафиолетовое
с:ирание производится в течение 30 мин потоком ультрафиолетового
излучения через окно в корпусе микросхемы. ППЗУ чаще всего
используют для записи программ в микропроцессорных устройствах.
15.6. СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОННЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН
При ручном выполнении вычислений записывают условие за-
дачи, т. е. исходные данные н формулы расчета, затем составляют
таблицы для промежуточных н конечных результатов. Формулу
расчета разбивают на отдельные операции, которые выполняются
в определенной последовательности, По мере выполнения этих
332
операций промежуточные данные заносят в таблицу, а затем их ис-
пользуют при выполнении последующих операций.
При автоматическом выполнении вычислений точно также в вы-
числительную машину вводят исходные данные н программу расче-
та ЭВМ должна иметь арифметическое устройство для выполнения
расчетов, запоминающее устройство для хранения промежуточных
и окончательных результатов, устройство ввода-вывода для ввода
исходных данных и вывода результатов, устройство управления
и пульт ручного управления для оператора. Типичная структура
ЭВМ показана на рис. 15.13.
Основным узлом ЭВЛ1 является процессор, содержащий АЛУ
н устройство управления. Связь между процессором и другими уз-
Рис. 15.13. Структура ЭВМ
лами ЭВМ осуществляется с помощью шин. Шнна — набор прово-
дов (по числу разрядов обрабатываемой информации), на который
с одного узла подаются информационные слова в виде логических
единиц или нулей и передаются на другой узел ЭВМ, причем каж-
дый узел может быть и передатчиком, н приемником информации.
Порядок пользования шиной определяет устройство управления.
Шина может быть одна или несколько, так на рис. 15.13 показана
структура ЭВМ с тремя шинами: данных, адреса и управления.
Чем больше шин, тем выше быстродействие ЭВМ, но тем сложнее
управление.
Процессор. В устройство управления процессора с пульта опе-
ратора или через устройства ввода (с помощью перфокарт, перфо-
лент и пр.) вводится программа работы ЭВМ. С помощью програм-
мы устройство управления определяет последовательность работы
узлов ЭВМ, вырабатывает адреса обращения к другим узлам, син-
хронизирующие и управляющие сигналы, управляет работой АЛУ,
которое выполняет необходимые по программе арифметические
и логические операции.
Устройство памяти. Внутренняя память (ОЗУ) может быть’ор-
ганизована по различным принципам: адресному, ассоциативному
и стековому. В адресной памяти размещение и поиск информации
основаны на использовании адреса хранения данного числа, т. е.
333
номера ячейки ОЗУ, где это число размещается. При записи и счи-
тывании числа в команде операции программы должен указываться
адрес. В ассоциативной памяти поиск нужной информации произ-
водится по всем ячейкам ОЗУ по заданному признаку. При этом
в ячейку ОЗУ записывается не только заданное число, но и число-
признак, по которому можно отыскать все числа с заданным призна-
ком. В стековой памяти ячейки ОЗУ связаны друг с другом в после-
довательную цепочку. При записи в последнюю ячейку цепочки
число, которое было в ней ранее, перезаписывается в предпоследнюю
и т. д. Чем раньше записано число, тем дальше оно уходит по цепоч-
ке. Прн считывании вначале считывается число, записанное послед-
ним, а затем остальные по порядку следования.
Внешние запоминающие устройства являются электромехани-
ческими, запись и считывание производится с помощью магнитных,
головок на диски и барабаны. Емкость внешних ЗУ может составлять
до 10й бит.
Устройства ввода-вывода (УВВ). УВВ включают в себя: 1.
Устройства длительного хранения информации в виде, удобном для
ЭВМ (перфокарты, перфоленты, магнитные карты), или в виде,
удобном для оператора (графики, печатный текст, таблицы). Сюда
относятся н технические средства — устройства магнитной записи,
перфораторы, фоторегнстраторы, пишущие машинкн, самописцы.
2. Устройства взаимодействия оператора с ЭВМ, включающие
устройства оперативного ввода (клавиатура, световое перо, микро-
фон) и устройства оперативного отображения (цифровые индика-
торы, дисплеи, звуковые сигнализаторы).
3. Устройства связи ЭВМ с объектами — датчики, аналого-
цифровые преобразователи, коммутаторы.
Существуют два вида взаимодействия между процессором и
н УВВ: программно-управляемый и автономный. Переключение
процессора на работу с УВВ называется прерыванием. В 1-м слу-
чае прерывания заложены в программу, запланированы заранее
(например, если в процессоре закончен расчет какой-либо функции,
то осуществляется ее печать или вывод на экран дисплея). Во 2-м
случае прерывание может наступить посреди расчетов (например,
с объекта поступили новые данные, по которым нужно корректиро-
вать расчет).
Одним из видов УВВ является интерфейс* — устройство со-
пряжения между собой различных ЭВМ или ЭВМ с другим электрон-
ным устройством.
Программирование. Для решения любой задачи необходимо
записать последовательность операций (алгоритм) в виде элементар-
ных действий. Эту последовательность называют программой, а
каждый элемент этой последовательности — командой. Для про-
стейших ЭВМ, например, для программируемых микрокалькулято-
ров, команда состоит из двух частей: символа операции и номера
ячейки памяти, где хранятся или куда заносятся данные для расче-
тов (или только символа операции), например, в микрокалькуляторе
«Электроника БЗ-21» запись в программе Р7 означает, что число
в регистре нужно записать в 7-ю ячейку памяти. Символьные обозна-
чения используются в языке программирования ассемблера, на ко-
тором обычно пишутся программы для микропроцессоров. Запись
в условных обозначениях (символах) удобна для программиста и
близка к машинным языкам. В ЭВМ каждый символ записывает-
• Вообще под интерфейсом понимают не только аппаратные, но и про-
граммные средства сопряжения.
331
ся в виде цифрового кода, например, вычитание — 011010, запись
в память — 001110. Программировать непосредственно в машинных
кодах утомительно, поэтому программу составляют на ассемблере,
а затем переводят (транслируют) в машинные коды.
Однако для сложных программ, содержащих сотни н тысячи
операций, программирование в условных обозначениях также гро-
моздко. Поэтому разработаны процедурно-ориентированные языки
типа АЛГОЛ, ФОРТРАН и др. В этих языках вычислительный про-
цесс записывается как последовательность процедур, не зависящих
от машины, в них используются символические обозначения общего
вида, что позволяет записать программу компактно. Однако пере-
вести такую программу на машинный язык вручную невозможно,
такой перевод осуществляет специальная программа — транслятор.
Дальнейшее развитие процедурно-ориентированных языков —
проблемно-ориентированные. Эти языки используют средства, близ-
кие к терминологии потребителя (PUM, БЕЙСИК и др.).
Типы ЭВМ. По размерам н сложности решаемых задач ЭВМ
можно разделить на микроЭВМ и большие ЭВМ. МикроЭВМ Выпол-
няются на базе микропроцессорной техники и включают в себя
микрокалькуляторы, специализированные микроЭВМ (устройства
числового программного управления, контроллеры), микроЭВМ
общего назначения. Примерами серийно выпускаемых микроЭВМ
являются «Электроннка-60», «Электроника С5-21». МикроЭВМ
применяются для научно-технических расчетов, для автоматизации
систем управления производством н технологическими процессами
(АСУП), для систем автоматизации проектирования (САПР).
Большие ЭВМ имеют гораздо большие возможности по объему
программ, объему устройств памяти, быстродействию. Как правило,
это стационарные ЭВМ, устанавливаемые в специальных помеще-
ниях. В настоящее время большие ЭВМ выпускаются в рамках Еди-
ной Серии (ЕС) ЭВМ. Примерами могут служить ЭВМ ЕС-1045,
ЕС-1033 н многие другие.
15.7. МИКРОПРОЦЕССОРЫ
По структуре микропроцессор (МП) аналогичен процессорам
больших ЭВМ, обработка информации н которых производится по
программе. Само название МП связано с исполнением в объеме одной
или нескольких микросхем. МП являются функциональными частя-
ми микроЭВМ.
Обычно МП состоит из АЛУ, набора регистров и устройства
управления. Разберем н качестве примера структуру МП серии
5S0. На рнс. 15.14 показано схемотехническое представление цент-
рального процессорного элемента (ЦПЭ) серии 580 — микросхемы
КР580ИК80 и его структура. АЛУ обеспечивает выполнение ариф-
метических, логических операций н операций сдвига над двоичными
или двоичио-десятичнымн данными. Блок регистров предназначен
Для приема, хранения и выдачи различной информации, участвую-
щей в процессе выполнения программы. Счетчик команд предназна-
чен для приема и хранения текущего адреса команды. Содержимое
счетчика автоматически изменяется после выборки каждого слова
команды. Указатель стека предназначен для приема и хранения
адреса ячейки стека. Устройство управления формирует машинные
Л1ПТЫвИ циклы> которые координируют выполнение нсех команд
UJ. Регистр команд предназначен для приема команд, поступаю-
щих- в МП по шпие данных. Дешифратор команд вырабатывает
«налы микроопераций на основе данных команды.
JO
or
02
JB
00
J>S
OS
1?
CPU
Гот
РПр.
Приел
Выд.
Сшигр
АО
АЗ
Ав
А1
АВ
А1Г
AJ2
АГЗ
АШ
АГЗ
_jz
JI Шит
V адреса
Аа.,Л/В
а
Рис. 15.14. Центральный процессорный элемент КР580ИК80 (а)
И его структура (б)
Рис. 15.15. МикроЭВМ на МП серин 580
МикроЭВМ, схема которой приведена на рис. 15.15, содержит
МП КР580ИК80, генератор тактовых импульсов на микросхеме
КР580ГФ24, ППЗУ, ОЗУ, два устройства ввода-вывода информации
на регистрах RQ2, RQ3, буферный регистр RQ] для вывода ин-
формации из ОЗУ и ППЗУ на шнну данных и регистр RQ4 для за-
поминания так называемого «слова признаков».
Частота работы генератора тактовых импульсов задается квар-
цевым резонатором. Команды МП могут состоять из 1..5 машинных
циклов, каждый из которых включает в себя 3...5 тактов. Особен-
ность МП серии 580 состоит в том, что в начале каждого машинного
цикла он выдает на шину данных 8-разрядное слово, содержащее
8 признаков, которые МП вырабатывает на основе анализа очеред-
ной команды программы: JNTA— признак начала реакции иа
прерывание; WO — признак того, что в данном машинном цикле бу-
дет выполняться запись в память или вывод информации; STACK —
признак, указывающий на то, что на шину адреса выдан адрес зоны
ОЗУ, используемой как стек; НЕТ А — признак остановки по
команде HALT, OUT — признак того, что иа шине данных есть ин-
формация для вывода, а на шине адреса — адрес устройства вы-
вода; ЛП — признак машинного цикла выборки первого байта ко-
манды; JN — признак, что на .адресной шине есть адрес устройства
ввода, а на шину данных необходимо подать вводимую информа-
цию; MEMR — признак того, что в данном машинном цикле будет
выполнено чтение данных из памяти. В схеме (рис. 15.15) исполь-
зуются признаки OUT, JN, MEMR, которые запоминаются по сиг-
налам ПрС в регистре RG4 в виде «логического 0» или «логической
1» н управляют регистрами ввода-вывода RG2, RG3 и регистром вы-
вода из памяти RG1. Обращение к памяти ОЗУ или ППЗУ произ-
водится подачей адреса по шине адреса на ОЗУ и ППЗУ и разреше-
нием работы ОЗУ по входу CS (по признаку OUT). При этом данные
из памяти заносятся в RG1, а из него — на шину данных. При за-
несении данных в ОЗУ выход МП «Выдача» переводит ОЗУ по
входу WR в режим записи. В данной микроЭВМ имеется по УВВ
(RG2 и RG3), в более сложных микроЭВМ таких устройств много
и каждому присваивается свой адрес, выдаваемый на шину адреса.
Данный МП имеет 72 команды, которые делятся наб групп: коман-
ды пересылки, загрузки, хранения (13 команд), например MOV
Ч, г2 означает передачу данных внутри МП из одного регистра rL
в другой г., в блоке регистров (рис. 15.14); арифметические (20 ко-
манд), например, ADDr означает сложение числа в АЛУ с содер-
жимым регистра г; логические (12 команд), например, AN Аг — ло-
гическое умножение содержимого АЛУ и регистра г; оперативные
(7 команд), например, RLC — циклический сдвиг влево содержи-
мого АЛУ; управления п связи (8 команд), например, JМР — безу-
словный переход, при этом в счетчик команд заносится содержимое
2-го и 3-го байтов данной команды; ввода-вывода н связи со стеком
(12 команд), например PUSH г, р — занесение в стек содержимого
регистров г, р. Условному обозначению команды соответствует
8-разрядный машинный код. МП серии 580 имеет фиксированную
систему команд. В других МП (например, в серии К589) команды
составляются из определенных блоков (микрокоманд), имеется фик-
сированная система микрокоманд, из которых могут быть составле-
ны любые команды. Кроме МП в состав микропроцессорного комп-
лекта (МПК) входят микросхемы другого назначения. Рассмотрим
в качестве примера МПК серии 580. Программируемый синхронно-
асинхронный передатчик КР580ИК51 представляет собой устройст-
во для стыковки МП с линиями связи, он преобразует последова-
337
тельиыеданные в параллельные и наоборот. Программируемое УВВ
КР580ИК55 заменяет регистры RG2, RG3 в схеме (15.15) и имеет
более широкие возможности, в частности, программное управление.
Таймер КР580ВИ53 является устройством для получения програм-
мно-управляемых временных задержек. Микросхема КР580ИК57—
устройство прямого доступа к памяти, она позволяет внешнему
устройству, минуя МП, обмениваться данными с ОЗУ. Микросхема
КР580ВН59 — программируемый контроллер прерываний, он ц0-
звотяет прервать программу МП по внешним запросам. Применение
•генератора тактовых импульсов КР580ГФ24 показано на рис. 15.15.
В МПК имеются контроллер связи с электронно-лучевой трубкой
КР580ВГ75, контроллер связи с клавиатурой КР580ВВ79 и ряд
других вспомогательных устройств.
* МПК других серий также содержат различные вспомогательные
устройства, но, кроме того, имеются и различные виды процессор-
ных устройств. Так, в МПК серии К1802 кроме собственно МП
КР1802ВС1 имеется схема умножителя КР1802ВР2 и другие АЛУ.
В табл. 15.4 приведены основные отечественные МПК и их харак-
теристики. Символ п в графе «разрядность» означает возможность
наращивания разрядности ступенями по 2, 4, 8, 16 разрядов.
15.4. Основные отечественные МПК и их характеристики
Технология Серия Разрядность Время выполнения операций, Мкс Количество БИС
процес- сорных вспомога- тельных
р-МОП К536 8 20,0 6 6
р-МОП К145 4 0,6 84 —
Л-МОП К587 4га 2,0 3 1
/г-МОП К 588 16га 2,0 3 8
га-МОП •580 8 2,0 3 10
га-МОП К 581 8 0,4 4 3
га-МОП К586 16 0,5 2 2
га-МОП К1801 16—32 2,0 2 11
ТТЛШ К1802 8п 0,14 4 10
ТТЛШ К1804 4п 0,11 6 14
ТТЛШ К589 2п 0,0.8 4 5
И2Л К582 4га 1,75 2 3
И2Л К583 8га 1,0 4 11
И2Л К584 4га 20 2 3
ЭСЛ К1800 4га 0,01 4 4
Выбор вида МПК зависит от требований к микроЭВМ. Для
микрокалькуляторов, где нет высоких требований к быстродей-
ствию, но требуется низкое потребление от источников питания,
используются МПК серии К145. Для микроЭВМ среднего быстродей-
ствия подходят МПК га-МОП серий (580, К581, К586, К1801). На
таких МПК выпускаются серийные микроЭВМ «Электроннка-60»,
«Электроника С5-21». МПК ТТЛ-серий обеспечивают высокое
быстродействие и применяются в специальных вычислителях
и контроллерах. Сверхбыстродействующий МПК К1800 использу-
ется в вычислителях, больших ЭВМ серии ЕС, Кроме микроЭВМ
338
МПК широко используются в измерительных и регистрирующих
приборах, дисплеях, в устройствах управления, контроля и диаг-
ностики.
15 8 ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ
И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи яв-
ляются устройствами сопряжения аналоговой (усилители, фильтры
и пр.) и цифровой аппаратуры. От их характеристик во многом
зависят параметры всей аппаратуры обработки.
Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для
преобразования цифровых кодов в аналоговые величины — напря-
жение, ток, сопротивление. Построение ЦАП основано на суммиро-
Рис. 15.16. Схемы цифроаналоговых преобразователей (ЦАП)
вании напряжений или токов, пропорциональных весам разрядов.
В двоичном коде вес от разряда к разряду изменяется вдвое. На
рис. 15.16 показаны две наиболее распространенные схемы сумми-
рования токов: параллельная и последовательная. В схеме (рис.
15.16,а) ключи К1...К.П открываются, если соответствующий раз-
ряд кода равен «логической 1», при этом опорное напряжение U в
подается на соответствующий резистор. Значения сопротивлений
резисторов от старших разрядов к младшим прогрессивно нарастают
в 2 раза. Во второй схеме ключи KJ ...Кп более сложные: при «логи-
ческой 1» на входе разряда резисторы подключены к (70П, при «ло-
гическом 0» — к земле. Но в этой схеме используют резисторы толь-
ко двух номиналов: R и 2R.
В настоящее время выпускаются пять типов ЦАП в микро-
схемном исполнении. ЦАП К572ПА1 (10-разрядный) н К572ПА2
(12-разрядный) имеют время установления выходного тока порядка
б мкс. Особенностью этих двух ЦАП является широкий диапазон
изменения опорного напряжения: 15 В, нз-за чего нх называют
Умножающими ЦАП, так как выходной ток определяется произве-
дением значения цифрового кода на Uon. К594ПА1 — 12-разрядный
ЦАП со временем установления порядка 3,5 мкс, в нем есть возмож-
ность получить биполярный выходной ток. КН08ПА1 — 12-разряд-
ыи ЦАП с высоким быстродействием (0,4,,,0,7 мкс). ЦАП К572ПА1
339
н К1108ПА1 работают по входам от ТТЛ-микросхем. ЦАП
К572ПА2 и К594ПА1 могут работать как от ТТЛ, так и от МОП-
микросхем. КН18ПА1 —высокоскоростной ЦАП со временем уста,
новлення 20 яс и 8-раэрядным входом для подключения к ЭСЛ-
схемам, в нем предусмотрена возможность подключения к МП серии
К1800.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП). АЦП предназначе-
ны для преобразования аналоговой величины (напряжения, тока)
в цифровой код. На рис. 15.17,а изображена функциональная схема
последовательного АЦП. На один вход компаратора поступает
преобразуемое напряжение, на другой — напряжение пилообраз-
Рис. 15.17. Схемы аналого-цифровых преобразователей (АЦП)
ной развертки с выхода ЦАП, который преобразует в напряжение
линейнонарастающий код счетчика СТ2 (см. схему рис. 14.9,г).
В начале цикла преобразования счетчик установлен в нулевое
состояние, напряжение на выходе ЦАП равно нулю. При подаче
строба на счетчик начинается счет импульсов генератора тактовых
импульсов ГТИ, проходящих через открытую схему И. При этом
напряжение на выходе ЦАП линейно нарастает, пока не станет рав-
ным преобразуемому напряжению С/вх. В этот момент напряжение
на выходе компаратора становится равным «логическому 0», схема
И закрывается и счет импульсов в счетчике останавливается. Число,
установившееся на счетчике, пропорционально t/BX, и остается
неизменным, пока длится входной строб. После прекращения строба
счетчик устанавливается в нуль и схема возвращается в исходное
состояние. АЦП такого типа имеют низкое быстродействие, на-
пример, для получения 10 разрядов потребуется время 1024 такто-
вых интервалов (210= 1024),
340
Более быстродействующими являются АЦП последовательного
ближения (рис. 15.17,6), в которых в качестве регистра RG
П ользуется регистр последовательных приближений. После по-
,1СПИ импульса «пуск» иа выходе самого старшего разряда регистра
^является напряжение «логической 1», следовательно, на выходе
ЦАП появляется напряженке UL. Если это напряжение меньше[/вх,
о включается «лргическая 1» на выходе следующего по счету раз-
т а регистра, если больше, то «1» на выходе старшего разряда
отменяется. Так методом проб перебираются все разряды до самого
младшего. На это требуется количество импульсов ГТИ всего
в 2 раза больше, чем число разрядов.
Самым быстродействующим является параллельный АЦП (рнс.
15 17,в). Напряжение VBX сравнивается в k компараторах с набором
опорных напряжений, снимаемых с резистивного двигателя. На тех
компараторах, где UBX больше, чем соответствующее напряжение
с делителя, на выходе будет «логическая 1», на остальных — «ло-
гический 0». Шифратор (ШФ) преобразует цифровой код такого вида
в двоичный. Быстродействие такого АЦП определяется н основном
быстродействием компараторов н может быть доведено до десятков
или сотен наносекунд. Недостаток параллельного АЦП—аппара-
турная сложность, определяемая числом компараторов, которое
равно 2п, где п — число двоичных разрядов. Уменьшение числа ком-
параторов н сохранение высокого быстродействия достигается в двух-
тактных схемах (рис. 15.17,г). АЦПХ преобразует в цифровой код kt
старших разрядов. Этот цифровой код преобразуется ЦАП в на-
пряженке, которое вычитается из Увх. Разность напряжений пре-
образуется АЦПа в код младших разрядов. Например, оба АЦП —
4-разрядиые (по 16 компараторов), всего потребуется 32 компара-
тора, а если строить 8-разрядный АЦП параллельного типа, то потре-
буется 2S= 256 компараторов. Быстродействие такого АЦП несколь-
ко хуже (примерно вдвое), чем параллельного, и это окупается эко-
номией числа компараторов.
В микросхемном исполнении выпускаются два типа АЦП:
последовательного приближения и параллельные. К572ПВ1 — 12-
разряднын АЦП последовательного приближения с временем пре-
образования порядка 170 мкс. АЦП К572ПВ2 имеет 3,5 десятичных
разрядов и выход непосредственно на семисегментные цифровые ин-
дикаторы. К1108ПВ1 — 10-разрядный АЦП последовательного при-
ближения с временем преобразования порядка 0,9 мкс. Специально
Для работы с МП предназначен 10-разрядный АЦП КИ13ПВ1 по-
следовательного приближения, его выходы могут подключаться
к шинам ЭВМ и поэтому могут отключаться внутри микросхемы по-
тенциалом «1» по входу гашения.
„ АЦП параллельного типа выпускаются в серии 1(1107;
КИ07ВП1—6-разрядный АЦП с временем преобразования по-
рядка 0,1 мкс, КП07ПВ2 — 8-разрядный АЦП с временем преобра-
зования порядка 0,2 мкс, КП07ПВЗ — сверхбыстродействующий
"'Разрядный АЦП, выход которого предусмотрен на ЭСЛ-схемы,
ремя преобразования — порядка 20 нс.
Глава 16
ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
16.1. ВИДЫ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ
И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Цифровой фильтр — устройство, пропускающее либо подавля-
ющее заданные в цифровой форме снгиалы в определенной полосе
частот. В отличие от аналоговых фильтров, у которых входной
сигнал изменяется непрерывно, в цифровых фильтрах (ЦФ) входной
сигнал представляется в дискретной форме, т. е. принимает каждый
раз новое значение через интервал дискретизации. Величина, обрат-
ная этому интервалу — частота дискретизации, — в большинстве
практических случаев должна превышать полосу частот входного
сигнала в 4...8 раз. Основное преимущество ЦФ перед аналоговыми
фильтрами — высокая стабильность характеристик. В ЦФ эта ста-
бильность определяется в основном стабильностью частоты дискре-
тизации, которая, как правило, задается кварцевым генератором.
Второе преимущество ЦФ — Простота перестройки частотной ха-
рактеристики. Обычно перестройка осуществляется изменением ча-
стоты дискретизации. Третье преимущество ЦФ — возможность
в одном устройстве выполнить сразу несколько ЦФ. ЦФ могут быть
использованы для качественного формирования сигналов в электро-
музыкальных инструментах, в устройствах звуковоспроизведения
и магнитной записи, при синтезе н анализе речевых сигналов нт. п.
В диапазоне звуковых частот особенно удобно на ЦФ строить на-
боры фильтров (гребенки).
Основные элементы ЦФ — устройства преобразования сигнала
из аналоговой формы в дискретную н обратно, устройства задержки
дискретных сигналов и арифметические . Устройства преобразога-
ния:АЦП и ЦАП. Устройства задержки реализуются на регистрах
сдвига или на ОЗУ, арифметические устройства — либо аппаратур-
по (сумматоры, умножители и пр.), либо в виде программы вычис-
лений. В последнем случае ЦФ выполняется в виде микроЭВМ
и реализуется микропроцессорными средствами.
Способы реализации ЦФ делятся на временные и частотные.
К временным относятся ЦФ с конечной импульсной характеристи-
кой (КИХ-фнльтры) и с бесконечной импульсной характеристикой
(БИХ-фильтры). В таких ЦФ синусоидальный сигнал, частота кото-
рого располагается в полосе частот ЦФ, поданный на вход ЦФ
в виде дискретных отсчетов, сохраняет свою синусоидальную форму.
К частотным способам реализации ЦФ относятся фильтры с дискрет-
ным преобразованием Фурье (ДПФ) и быстрым преобразованием
Фурье (БПФ). В таких ЦФ при подаче на вход дискретного синусо-
идального сигнала на одном их выходов будет наблюдаться сигнал
постоянного уровня, т. е. такие ЦФ осуществляют одновременно
и детектирование сигнала.
16.2. ЦФ С ВРЕМЕННОЙ РЕАЛИЗАЦИЕЙ -
Для большинства практических случаев основной характерис-
тикой любого фильтра является его частотная характеристика.
Преобразование Фурье от частотной характеристики называется
импульсной характеристикой фильтра.
34г
Выходной сигнал ЦФ можно представить в виде суммы сдвину-
тых во времени импульсных характеристик, амплитуда которых
соответствует амплитуде дискретных отсчетов сигнала на входе
Цф. В соответствии с этим ЦФ представляет собой набор устройств
задержки входного сигнала во времени и сумматор, на который
сдвинутые сигналы подаются с различными коэффициентами пере-
дачи (весами) —tz0, otj,... (рис. 16.1,а). На рис, 16.1,6 показано, как
формируется импульсная характеристика ЦФ: если на вход подается
отсчет с единичной амплитудой, то на выходе получается набор
Рис. 16.1, Цифровые КИХ-фильтры:
а — структурная схема; б — принцип формирования импульсной характерис-
тики; в — принципиальная схема простейшего КИХ-фнльтра; г — частотная
характеристика простейшего КИХ-фнльтра при п = 2; е— то же при п « 6;
о, яс —импульсные характеристики ЦФ, для которых построена частотная
характеристика
сдвинутых на интервал дискретизации Тд отсчетов с амплитудами
а8, «1 .... Длительность импульсной характеристики определяется
количеством устройств задержки, поэтому эти ЦФ называются К.ИХ-
фильтрами или нерекурсивными1 ЦФ.
Простейший КИХ-фнльтр состоит из одного устройства задерж-
ки и сумматора (весовой коэффициент а0== 1). На рис. 16.1,в пред-
ставлена схема такого фнльгра. Напряжение Пвх подается на АЦП,
количество разрядов АЦП (k + 1) определяет динамический диа-
пазон ЦФ. Устройством задержки может служить любой параллель-
ный регистр, в который информация из АЦП записывается с часто-
той дискретизации f^. Частотная характеристика такого простей-
шего фильтра представлена на рис. 16.1,г — он может быть исполь-
зован как режекторный фильтр на частотах ^д/2, 3^д/2, 5/д/2 и т. д.
Ьслн увеличить количество элементов задержки, но весовые коэф-
343
фициенты а0, а1( ... оставить равными единице, то можно получить
частотную характеристику (рис. 16.1,е— сплошная линия) и им-
пульсную характеристику (рис. 16.1,д). Такая частотная характе.
ристика в области частот, прилегающей к нулю, позволяет считать
этот ЦФ фильтром нижних частот. Но, чтобы улучшить качество
фильтра нижних частот, нужно, чтобы импульсная характеристика
напоминала функцию sinX/X. На рис. 16.1,ж показано приближение
функции sinX/X с помощью 6 отсчетов (а0 = 1.0Н = 0,83, а2
= 0,41, а3 =0, а4 = —0,2, а6 — —0,16). Прн этом образуется
частотная характеристика, показанная пунктирной линией (рис.
Рис. 16.2. Цифровые БИХ-фильтры:
а — структурная схема; б — принципиальная схема простейшего БИХ-фильт-
ра; в — частотные характеристики для различных величин сдвига кода р;
г — частотные характеристики филыра нижних частот одно- и двухзвенного
БИХ-фильтра
16.1,е). Введение не равных единице или нулю весовых коэффици-
ентов требует применения умножителей, что усложняет аппаратур-
ную реализацию КИХ-фильтров. Установка на выходе ЦФ ЦАП
позволяет при необходимости получить выходной эффект в виде на-
пряжения.
Разрядность арифметических устройств в таком ЦФ нарастает
с увеличением числа элементов задержки и весовых коэффициентов
п на р = log2n, например, при п = 8 разрядность сумматора долж-
на быть иа р = 3 больше, чем у АЦП.
Структура БИХ-фильтра или рекурсивного представлена на
рис. 16.2,а. Если на вход такого ЦФ подать отсчет единичной ам-
плитуды, то выходные отсчеты будут формироваться как сумма за-
держанных отсчетов с различными весами alt ct2.которые снова
через сумматор подаются на устройства задержки. Процесс этот
может длиться бесконечно, откуда и название ЦФ.
344
Простейший БИХ-фильтр построен так же, как н КИХ-фильтр
(рис. 16.1,а), стой разницей, что регистр сдвига включен после сум-
матора. Однако эта схема при <Xi = 1 представляет собой накопи-
тель: если на входе установить сигнал постоянного уровня, то на
выходе сумматора сигнал будет бесконечно нарастать. Поэтому
принимают «j меньше 1, например, = 1 — 1/2₽, В этом случае
после регистра необходимо включить вычитающее устройство, в ко-
тором из числа в регистре вычитается это же число, но сдвинутое
на р разрядов (рис. 16.2,6). Разрядность сумматора, регистра и вы-
и* *
%,
С!
К1
С2
К2
сэ
КЗ
сч
кч
гвдгетт
и.
О
Рис. 16.3. Цифровые синхронные фильтры:
а — аналоговый вариант; б — диаграмма коммутирующих импульсов анало-
гового варианта; а — принципиальная схема цифрового варианта
читающего устройства должна быть на р больше, чем у АЦП. В ка-
честве вычитающего устройства можно, например, применить АЛУ
типа К155ИПЗ.
На рис. 16.2,в представлена нормированная частотная характе-
ристики ЦФ (рис. 16.2,6) при различных значениях р: р = 1 («1=
= 0,5), р = 2 ( aj= 0,75), р = 3 (04= 0,875). Изменяя величи-
ну сдвига на входе АЛУ — р, можно регулировать полосу пропус-
кания ЦФ. Схема (рис. 16.2,6) в области низких частот является
аналогом интегрирующей /?С-цепочки, увеличение р на единицу
эквивалентно удвоению постоянной времени цепочки. Характери-
стики (рис. 16.2,«) в области низких частот имеют плохую избира-
тельность, поэтому в более качественных БИХ-фильтрах устанав-
ливают большее число элементов задержки. На рис. 16.2,г показана
несколько лучшая характеристика двухзвенного БИХ-фильтра как
фильтра нижних частот.
Разновидностью простейшего БИХ-фильтра является синхрон-
ный Цф, Аналоговый вариант синхронного фильтра (рис, 16.3,а)
345
представляет собой /?С-цепочку с одним резистором и набором кон-
денсаторов С1...С4, подключаемых через ключи К1---К4 по очереди
с помощью импульсов Ux-.-Ut (рис. 16.3,6). Если частота входного
сигнала совпадает с частотой коммутации конденсаторов fK< то вы-
ходное напряжение достигает максимального значения, что соответ-
ствует резонансу. При перестройке частоты коммутации перестра-
ивается и частота резонанса. Ширина полосы частот определяется
постоянной времени КС. Так как схема (рис. 16.2,6) является ана-
логом /?С-цепочки, то на ней может быть построен цифровой вари-
ант синхронного фильтра (рис. 16.3,в).
Результат вычислений в АЛУ заносится в оперативное запоми-
нающее устройство (КАМ) по адресу, задаваемому счетчиком СТ2.
Первый разряд счетчика используется для управления режимами
записи и считывания, остальные I — 1 разрядов указывают номер
ячейки запоминающего устройства. При считывании из содержимого
f-й ячейки оно записывается в регистр, подается на сумматор, где
суммируется с кодом АЦП, пропорциональным входному сигналу,
затем в АЛУ производится вычитание части кода сумматора и ре-
зультат заносится в i-ю ячейку КАМ. При смене адреса та же про-
цедура повторяется по i 4- 1-й ячейке и т. д. Число ячеек памяти
равно числу коммутируемых ветвей синхронного фильтра (рис,
16.3,а). Резонансная частота цифрового синхронного фильтра fpe3 =
=/к/2'*1. Поскольку входной сигнал дискретизируется с частотой /д,
то необходимо выдерживать условие fK < /д.
Частотная характеристика синхронного фильтра имеет резонансы
также на частотах 2/рез, 3/рез и т. д. Для подавления второго
резонанса на выходе схемы (рис. 16.3, в) можно подключить ЦФ
(рис. 16.1, в), у которого нулевой коэффициент передачи имеет место
иа частоте Ц./2. Поскольку 2/рез = 2/к/2г-2 =/т/2, то fT = fK/2z-3,
т. е. в качестве /т для этого режекторного фильтра берутся импульсы
с I — 3-го разряда счетчика СТ2.
Динамический диапазон синхронного ЦФ определяется разряд-
ностью АЦП, остальные узлы ЦФ имеют разрядность такую же,
как и в схеме (рис. 16.2,6).
16.3. ЦФ С ЧАСТОТНОЙ РЕАЛИЗАЦИЕЙ
ЦФ такого типа реализуют приближенно преобразование
Фурье. В отличие от временных методов, где анализируется каждый
отсчет входного сигнала, в ЦФ с частотной реализацией анализи-
руется набор из п отсчетов. Существуют различные алгоритмы об-
работки этих п отсчетов, из которых наиболее часто применяются ал-
горитмы ДПФ и БПФ.
Алгоритм ДПФ состоит в умножении значений входных отсче-
тов на значения опорного сигнала синусоидальной формы заданной
частоты и накоплении суммы этих произведений. Поскольку входной
сигнал дискретизирован, то н опорный сигнал представляется в ви-
де «т» дискретных значений на периоде (т — точечное ДПФ).
Минимальное число т — 2, при этом опорный сигнал принимает
всего два значения (+1 и—1), н умножение на такой сигнал сводит-
ся к перемене знака отсчета входного сигнала. На рис. 16.4,а этот
процесс показан для случая п = 8. Если входной сигнал имеет
ту же частоту, что и опорный, то результат накопления будет за-
висеть от взаимной фазировки входного и опорного сигналов.
Чтобы устранить эту зависимость, ЦФ при использовании делают
346
пвухкзиальиым — в одном канале опорный сигнал сдвигают по фа-
зе на 90° по отношению к опорному сигналу в другом канале
При аппаратурной реализации ЦФ операция умножения много-
разрядного кода иа —1 является операцией инверсии кода. Она
Рис. 16.4. ЦФ на основе ДПФ:
a — принцип действия; б — принципиальная схема ЦФ; а частотная
характеристика
выполняется на логических схемах равнозначности (например,
К155ЛП5). Общая схема ДПФ-фильтра представлена на рис. 16.4,5.
Входной сигнал поступает иа АЦП, а с него — на два блока схем
равнозначности. На вторые входы первого из блоков схем равнознач-
ности поступает опорный сигнал прямоугольной формы с выхода
второго триггера с частотой fT/4, а на второй блок из схем равнознач-
ности поступает сдвинутый по фазе на 90° прямоугольный сигнал
347
с выхода схемы равнозначности, иа входы которой подаются сигна-
лы обоих триггеров. Сумматор и регистр в каждом канале образуют
накопитель, который накапливает сумму по каждому импульсу
частоты дискретизации /д. Через п тактов этой частоты резуль-
таты накопления заносятся в функциональный преобразователь
Х1У и регистры обнуляются. Функциональный преобразователь
выполняет операцию Х'Ха4- У2, где X и. У — результаты суммиро-
вания на выходах регистров. Функциональный преобразователь
можег быть выполнен в виде таблицы, записанной в ПЗУ.
Частотная характеристика ДПФ-фильтра представлена на рис.
16.4, в. Ширина полосы пропускания определяется примерно как
Рис, 16.5. ЦФ на основе БПФ:
а — граф БПФ при п = 8; б —реализация БПФ-фильтра иа микро-
процессоре
/д/п, а резонансная частота /рез = /т/4. У такого ЦФ имеются по-
бочные резонансы на частотах 3/рез, 5fpe3, 7fpe3 ... с относитель-
ными уровнями 1/3, 1/5, 1/7 ... Для получения более приемлемой
формы частотной характеристики устанавливают несколько ДПФ-
фильтров со сдвинутыми друг относительно друга частотами fT,
и их результаты вычислений объединяют на сумматоре. В этом
случае общая частотная характеристика определяется как сумма
частотных характеристик (рис. 16.4,«). Разрядность сумматоров,
и регистров в схеме (рис. 16.4,6) определяется как разрядность
АЦП н двоичный логарифм от числа накоплений п. Например, при
р = 8 разрядность сумматоров и регистров на 3 больше, чем разряд-
ность АЦП.
Алгоритм БПФ состоит из р этапов, иа каждом из которых я
входных отсчетов (а затем и промежуточных результатов) умножа-
ются на комплексные коэффициенты Wk. Эти коэффициенты опре-
деляются так:
360% , . . 360%
= cos-------1- / sin-.
я 1 1 я 1
348
„ ь = 0 1 2...п — 1. Например, при п = 8 W'°= 1, W1 = 0,7+
/07 ^3= —°>7+ /°>7> ^=—1, №6= — 0,7—/0,7,
W1— 0,7 — /0,7. Базовая операция БПФ имеет вид X =
। W^B, Y = А — WkB, где А, В — значения входного сигна-
ла Операции над значениями входного сигнала производятся в р=
== log’И этапов (например, при п = 8, п = 3). На рис. 16.5,а пока-
зана схема выполнения операций при 8-точечном БПФ. На первом
япе из значений входного сигнала А0...А7 образуются комбинации:
л0+вх= Лх+ ТГ»Л6...В5 = Ло— гм4, в«= лх-
IF Лч... На втором этапе из полученных значений Ва...В7 форми-
руются комбинации Со= Be+ Сх= Вх+ 1У°В3... И, наконец,
на третьем этапе формируются комбинации Do= Со+ IF0^, £)х=
_ Cnl^Ci и т- Д- Числа Do....D7 являются выходным результатом
БПФ-фильтра — отсчетами спектра сигнала. В данном случае
БПФ-фильтр является блоком из 8 фильтров. Аппаратурная реали-
зация БПФ-фильтров довольно сложна. Чаще всего их реализуют
в микропроцессорном исполнении. Общая структура вычислителя
БПФ на МП представлена на рис. 16.5,6. Аналоговый сигнал, кото-
рый необходимо фильтровать, поступает на АЦП, с которого запи-
сывается в ОЗУ данных. МП производит операции вычисления по
программе, записанной в ПЗУ. Для ускорения вычислений может
использоваться специализированное АУ. Выдача результатов вы-
числений потребителю (ЭВМ, устройство отображения) производит-
ся через УВВ. Прн обработке сигналов работа вычислителя БПФ
состоит из трех этапов: прием входной информации, выполнение
БПФ, выдача обработанной информации.
Глава 17
АВТОМОБИЛЬНАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
17.1. ПРОТИВОУГОННЫЕ УСТРОЙСТВА
(Я звестно большое количество электрических противоугонных
‘ 1 устройств, препятствующих пуску двигателя автомобиля либо
сигнализирующих о проникновении в автомобиль посторонних лиц.
Простейшим противоугонным устройством является скрытно уста-
новленный тумблер, с помощью которого производятся одна либо
несколько следующих коммутаций: отключается либо замыкается
первичная обмотка катушки зажигания, отключаются конденсатор,
подключенный к контактам прерывателя распределителя зажигания,
реле стартера, напряжение аккумулятора, поступающее в бортовую
сеть, размыкаются концы резистора величиной 10...20 Ом, после-
довательно включенного с первичной обмоткой катушки зажигания.
последнем случае существенно снижается величина тока в обмотке
катушки зажигания, что препятствует запуску двигателя. Такой
резистор может быть изготовлен самостоятельно из части электри-
спиК°И спнРали утюга либо электроплитки. Необходимая длина
«Р- 2^,д*тиР0В0ЧН0 может быть определена величиной I =
~~ & (Ji----> где Р — электрическая мощность, Вт, на которую
кп?лЧИТана спиРаль; U — напряжение сети, В, к которой под-
см- Ч,ается спнРаль (обычно 220 или 127 В); L — длина спирали,
cn’ й коэФФициент, характеризующий отличие сопротивления
Ради в холодном и нагретом состоянии и обычно выбираемый
349
k « 3...5, Прн включенном резисторе внешне сохранены признаки
работоспособности электрооборудования, однако пуск двигателя
невозможен.
Очень распространены охранные устройства, которые позволя-
ют включить звуковые сигналы в случае проникновения злоумыш-
ленника в салон автомобиля.
В некоторых случаях автомобиль либо мотоцикл удобно огра-
дить двухпроводным охранным шлейфом, выполненным из тонкого
провода, оголенного и незаметно уложенного вокруг транспортного
средства, либо прикрепленного к нему. Прикосновение к такому
шлейфу или обрыв одного из его проводов вызывает срабатывание
охранной сигнализации.
Нарис. 17.1 приведена схема такого устройства, разработанного
В. Алексеевым. Оно состоит из измерительного моста на резисторах
R1...R4, диодного моста VI...V4, транзистора V5, нагрузкой кото-
Рис. 17.1. Схема охранного устройства на основе измеритель-
ного моста
рого является обмотка реле Rt. Резистор R1 подключен к концу ох-
ранного шлейфа. При замыкании при обрыве проводов шлейфа проис-
ходит разбалансировка измерительного моста и между точками
А Б возникает напряжение. Благодаря диодному мосту на базу тран-
зистора V5 это напряжение поступает всегда отрицательной поляр-
ности, при этом транзистор V5 открывается, реле R1 срабатывает
и своими контактами замыкает цепь сигнализации. Устройство
питается от двух источников: элемента 37 в диагонали моста на-
пряжением 1,5 В и батареи Б1 напряжением 9...12 В. Для баланси-
ровки измерительного моста применяется резистор -R2, сопротив-
ление которого должно быть примерно в 1,2...1,5 раза выше сопро-
тивления резисторов Rl, R3, R4. У этих резисторов разброс сопро-
тивлений не должен превышать 10 %, а их величина выбирается
в пределах 3...10 кОм. Сопротивление резистора R5 равняется со-
противлению резисторов измерительного моста. В устройстве
можно применить реле РЭС-6 (паспорт РФО.452.116 или РФО.452.
136), РЭС-9 (паспорт РС4.542.202), РЭС-10 (паспорт РС4.524.303
илн РС4.524.308), РЭС-15 (паспорт РС4.591.002 или РС4.591.003),
РЭС-34 (паспорт РС4.524.373 нли РС4.524.378) и др. В дежурном ре-
жиме устройство потребляет весьма незначительный ток (0,2...
...0,5 мА), обеспечивающий непрерывное использование источников
напряжения типа «Марс», «Сатурн» в течение длительного времени
(десятки дней).
На рнс. 17.2 изображена простая схема противоугонного уст-
ройства, устанавливаемого внутри автомобиля и обеспечивающего
включение звукового сигнала при проникновении злоумышленника
н автомобиль. Работает устройство следующим образом, Перед вы-
350
ом из автомобиля водитель включает тумблер S1, установлеи-
К" в потайном месте. При этом конденсатор С] емкостью 100...
НЫ220 мкФ и рабочим напряжением не менее 16 В заряжается через
” зистор R2 сопротивлением 5....10 МОм. За время заряда конден-
Pe30Da С1 (5... 10 с) водитель должен выйти из автомобиля и закрыть
С3 епь По истечении примерно 10 с конденсатор заряжается до на-
пряжения, при котором открывается полевой транзистор VI типа
КП103 либо КП201 и на-сток транзистора V2 (такого же типа, как
VI) поступает напряжение отрицательной полярности, близкое
по величине к напряжению аккумулятора. Затвор транзистора V2
через резистор R1 сопротивлением 10 кОм подключей к клемме лю-
бого плафона освещения салона, связанной с кнопочными переклю-
чателями и к запоминающему конденсатору С2 емкостью 50...100мкФ
с рабочим напряжением ие менее 16 В. При открывании какой-либо
двери автомобиля включается освещение салона и с клеммы плафона
освещения через резистор R1 на затвор транзистора V2 поступает на-
пряжение, обеспечивающее открытие транзистора V2. Конденсатор
С2 при этом быстро заряжается н в течение 1...2 мин поддерживает
транзистор V2 в открытом состоянии, если даже дверь салона после
открывания будет закрыта. Током транзистора V2 через резистор
R6 заряжается конденсатор СЗ н по истечении 5... 10 с напряжение
на конденсаторе достигает 4 В. Если за это время тумблер S1 не
будет выключен, то мультивибратор на транзисторах V3, V4 из за-
торможенного состояния перейдет в автоколебательный режим. При
этом периодически будет открываться транзистор V5, в эмиттере
которого включено реле /(/ такого же типа, как в ранее описанном
охранном устройстве. Контактами этого реле периодически включа-
ется звуковая сигнализация. Время звучания звуковой сигнализа-
ции после закрывания дверей автомобиля может регулироваться
подбором величины конденсатора С2. Длительность сигнальных посы-
Р°к и пауза между ними определяются величинами конденсаторов
Г''* и Со. Для указанных на схеме номиналов этих конденсаторов
^цИде^ьн°СдЬ звучания сигнализации н паузы соответственно рав-
При открывании капота нли крышки багажника включаются
«икротумблеры В6 и В7, которые следует установить под крышками
апота и багажника. При этом конденсатор СЗ быстро заряжается до
351
напряжения аккумулятора, что немедленно вызовет срабатывание зву.
ковой сигнализации автомобиля. Развязывающий кремниевый то-
чечный диод V6 типа Д223, Д101, Д102, ДЮЗ служит для того,
чтобы звуковая сигнализация была включенной как после открыва-
ния капота либо крышки багажника, таки при последующем их за-
крывании. Все электролитические конденсаторы в схеме должны
быть с малыми токами утечки. Этим требованиям удовлетворяют тан-
таловые конденсаторы типа ЭТ, ЭТО.К52 н К53 с различными до-
полнительными индексами. Допускается замена транзисторов
П213 на П201, П203, П214, П216 с любыми буквенными индексами.
При монтаже схемы следует пользоваться заземленным паяль-
ником, иначе его электростатический потенциал может вывести
из строя полевые транзисторы. Для придания влагоустойчивых ха-
рактеристик смонтированной схеме ее следует покрыть лаком (на-
пример, лаком для ногтей). Работоспособность схемы проверяется
поэтапно. Сначала измеряется ток потребления схемы в дежурном
режиме. Этот ток не должен превышать 15 мА. При включении схе-
мы напряжение на резисторе R4 должно расти в течение 1,5...2 мин.
Это время нарастания регулируется подбором величины конденса-
тора С1. Затем, измеряя напряжение на резисторе R5 при закрыты*
дверях с последующим открыванием одной из них, убеждаются, что
это напряжение изменяется в пределах от 9...10 В до 4 В в течение
2...3 мин. Это время характеризует время звучания сигнализации.
Увеличивая либо уменьшая величину емкости конденсатора С2,
соответственно увеличивают либо уменьшают время звучания сиг-
нализации. Напряжение на конденсаторе СЗ должно достигнуть
уровня 4 В за 5...10 с после открывания дверей автомобиля. Это время
необходимо, чтобы водитель автомобиля успел выключить тумблером
S1 сигнализацию до ее срабатывания. Изменением емкости конденса-
тора СЗ регулируют время задержки срабатывания сигнализации
после открывания дверей автомобиля. От величины резистора R8
зависит пороговое напряжение, при котором срабатывает мульти
вибратор на транзисторах V3, V4. Если переход в автоколебательный
режим возникает при напряжении на СЗ меньше 4 В, то следует уве-
личить величину резистора R8. Следует отметить, что контакты реле
К1 рассчитаны иа ток до 2 А. Поэтому в автомобилях, не оборудо-
ванных реле включения автомобильных сигналов, необходимо по-
ставить дополнительное реле типа РС-527 включения фар автомо-
биля ВАЗ-2103 или реле стартера РС-507Б либо РС502 от автомоби-
лей ГАЗ-24 и «Запорожец». Обмотка такого реле должна быть под-
ключена последовательно с контактами /</.
Недостатком охранного устройства (рис. 17.2) является то.
что в нем применены электромагнитные реле, снижающие надеж-
ность работы схемы. Устранить этот недостаток можно, применит
вместо реле тринистор типа КУ202Н, не показанный на схеме. Ка-
тод тринистора подключают к клемме — 12 В, а анод через обмотку
звукового сигнала — к клемме+ 12 В. На управляющий электрод
тринистора подается напряжение запуска с согласующего каскада,
выполненного на транзисторе V5. Эмиттер этого транзистора должен
быть соединен с положительной шиной аккумулятора, а коллектор—
через два последовательно включенных резистора с сопротивления-
ми по 100 Ом с отрицательной шиной. Управляющий электрод три-
нистора подключают к общей точке соединения этих резисторов. База
транзистора V5 через резистор 100 Ом подключена к коллектору
транзистора УЗ.
На рис. 17.3 изображена схема охранного устройства, разра'
ботанного П, Хаврюченко. Устройство выполнено на интегральных
352
микросхемах 561 серии со структурой КМОП, благодаря чему
в тежурном режиме потребление тока невелико. На микросхеме D1
типа К561ЛЕ5 (четыре логических элемента 2 ИЛИ — НЕ) реали-
зованы развязывающие йнвертирующие усилители, необходимые
Рио, 17.3, Охранное устройство на микросхемах
Для управления микросхемой D3.1, светодиодами V5, V6 и электро-
магнитным реле Д’/.1.
S,jV.a микросхеме типа К561ЛА7 (четыре логических элемента
2 2 Ч?) реализованы схема совпадений D2.1, мультивибратор
’ и развязывающий усилитель-инвертор D2.4.
L”
353 -
На микросхеме Ш.типа К561ТМ2 (два £)-триггера с установкой
«О» и «1») реализованы формирователи импульсов, обеспечивающие
блокировку либо деблокировку схемы совпадений D2.1.
На микросхеме D4 также типа К561ТМ2 выполнены формирова-
тели импульсов, обеспечивающие запуск триггера D3.2, свечение
светодиода V6 (триггер D4.1) и срабатывание реле К1.1 от ключевого
транзистора V7, а также свечение светодиода V5 (триггер D4.2).
На микросхеме D5 типа К561ИЕ10 (два четырехразрядных счет-
чика) выполнено устройство формирования двух интервалов вре-
мени, определяемых частотой срабатывания мультивибратора D2.2,
D2.3 и коэффициентом деления счетчика D5. В течение одного из
этих интервалов времени (около 8... 10 с ) водитель автомобиля после
отключения клеммы «сброс» от источника напряжения +12 В должен
выйти из автомобиля и закрыть дверь, либо зайти в автомобиль
и отключить охранную сигнализацию, подключив потайным выклю-
чателем клемму «сброс» к источнику напряжения +12 В.В течение
другого интервала времени с помощью контактов К1.2 реле К1.1
звуковой сигнализатор подключается к источнику питания.
При открывании дверей автомобиля с помощью контактных дат-
чиков, не показанных на рис. 17.3, клеммы «Вх1.1», «Вх1.2» под-
ключаются к земляному проводу. В качестве контактных датчиков
могут быть использованы кнопочные выключатели, обеспечивающие
включение освещения в салоне автомобиля при открывании дверей.
В этом случае достаточно использовать лишь одну клемму «Вх1.1»,
так как все кнопочные выключатели включены параллельно. Под-
ключение любой из клемм «Вх1» к земляной шине обеспечивает пе-
редачу напряжения высокого уровня («логическая 1») на клемму 6
микросхемы D2. Благодаря этому мультивибратор £>2.2, £>2.3 начи-
нает работать в автоколебательном режиме. От первого перепада
напряжения положительной полярности с выхода буферного уси-
лителя-инвертора D2.4 срабатывает триггер £>3.1. На его выходе
1 появляется потенциал низкого уровня («логический 0»), благодаря
которому «блокируется» схема D2.1 н на ее выходе устанавливается
потенциал высокого уровня независимо от величины потенциала
на клемме «Вх1.1». Импульсы мультивибратора через усилитель-
инвертор D2.4 поступают на вход 1 микросхемы D5 и после отсчета
128 импульсов на выходе 14 возникает перепад напряжения. Этим
перепадом на выходе D-триггера микросхемы D4.1 устанавливает-
ся потенциал высокого уровня и обеспечивается загорание свето-
диода V6, что свидетельствует о переходе охранного устройства в
дежурный режим.
С выхода микросхемы D4.1 потенциал высокого уровня посту-
пает также на вход 9 микросхемы D3.2, с помощью которой форми-
руется импульс запуска микросхемы D3.1. На выходе этой микро-
схемы устанавливается потенциал высокого уровня, благодаря чему
при закрытых дверях автомобиля на выходе микросхемы D2.1
устанавливается потенциал низкого уровня н мультивибратор
D2.2, D2.3 переходит в заторможенный режим. Одновременно
потенциалом высокого уровня с выхода 1 микросхемы D3.1 устанав-
ливается в исходное состояние счетчик на микросхеме D5. Если
теперь открыть дверь автомобиля, то начинает работать мульти-
вибратор D2.2, D2.3, срабатывает триггер D3.1 и на его выходе ус-
танавливается потенциал низкого уровня, благодаря чему не сраба-
тывает работа мультивибратора даже при закрывании дверей. По
истечении времени, соответствующего отсчету 128 импульсов муль-
тивибратора, на выходе 14 микросхемы D2.5 появляется импульс
с положительным перепадом напряжения, с помощью которого на
854
. 13 микросхемы D4.2 устанавливается потенциал низкого
ВЫ пня обеспечивающий на выходе 10 микросхемы D1.3 потенциал
У пкого уровня. С выхода 12 микросхемы D5.2 на входы мнкро-
выс° . D1 3 поступают импульсы, частота которых в 32 раза меньше
С'стоты мультивибратора. В результате этого начинает зажигаться
Чветодиод V5, транзистор V7 периодически открывается, срабатыва-
СБ оете К/-/ и своими контактами К1.2 периодически подключает
еТаКкумулятору звуковую сигнализацию. Звуковая сигнализация
срабатывает без задержки, если при открывании капота либо ба-
гажника с помощью контактных датчиков к земляной шине подклю-
чается клемма «Вх2». В этом случае на выходе инвертора D1.1
возникает потенциал высокого уровня, с помощью которого на вы-
ходе 13 микросхемы D4.2 формируется потенциал низкого уровня,
что вызывает открывание транзистора У7 и включение звуковой
сигнализации. Потенциал высокого уровня с выхода микросхемы
D1.1 воздействует на микросхему D3.1 и на ее выходе 1 образуется
потенциал низкого уровня, с помощью которого «блокируется»
микросхема D2.1 и мультивибратор D2.2, D2.3 переходит в автоко-
лебательный режим даже при закрывании капота. При этом частота
срабатывания звуковой сигнализации будет определяться частотой
поступления импульсов на вход 9 микросхемы £>1.3 с делителя часто-
ты D5.1, D5.2. Для выключения звуковой сигнализации необхо-
димо потайным тумблером клемму «сброс» подключить к источнику
напряжения -j- 12 В.
В схеме охранного устройства использованы ключевой транзис-
тор V7 типа П307В, реле К.1.1 типа РЭС-22 (паспорт РФ4.500.129),
диоды типа Д237А, светодиоды типа АЛ102. Вместо транзистора
П307В можно использовать КТ315 с любым буквенным индексом.
В этом случае реле К1-1 должно быть типа РЭС-49 (паспорт РС4.
569.421-02(-08)).
На транспортных средствах, предназначенных для перевозки
ценных грузов, могут быть применены радиосигнализаторы с даль-
ностью действия до нескольких сотен метров. Для установки такого
радиосигнализатора в автомобиле необходимо получить разрешение
в радиоклубе либо в комитете ДОСААФ. Такой радиоспгнализатор
состоит из УКВ передатчика, включаемого с помощью одного либо
нескольких микротумблеров В1, и приемника прямого усиления.
Передатчик и приемник настроены на частоту 27...28 МГц. Миниа-
тюрный радиопередатчик со штыревой антенной в виде отрезка про-
вода устанавливается у переднего стекла в кабине автомобиля.
Штыревая антенна радиоприемника должна быть сориентиро-
вана на антенну радиопередатчика и расстояние между этими антен-
нами не должно превышать 20...30 м.
На рис. 17.4 и 17.5 изображены соответственно схемы приемной
и передающей частей радиосторожа. Приемник выполнен по схеме
прямого усиления на гибридной интегральной микросхеме 1ММ60
либо К2НТ171 и транзисторе V5. Вместо микросхемы могут быть
применены транзисторы типа КТ315Г или КТ301. Выделение излу-
чаемого сигнала в приемной части радиосторожа производится с по-
колебательного контура L1C2, настроенного на частоту
9 МГц. Усиление выделенного сигнала осуществляется с помощью
апериодического усилителя на транзисторе Y6. Двухполупериодный
Детектор V2V3 позволяет выделить сигнал на частоте 1..-.5 кГц,
оторым промодулирован сигнал передатчика.
Выделенный низкочастотный сигнал усиливается в трехкаскад-
усилителе V7...V9 с непосредственной связью, а затем поступает
базу транзистора V5, коллекторной нагрузкой которого является
12*
355
обмотка реле. Тип реле может быть таким же, как в охранном уст.
ройстве рнс. 17.1. Контактами этого реле может подключаться на-
пряжение к осветительной лампе, к звуковому сигналу от автомо-
биля и др.
Корректирующая катушка L2 намотана на резисторе МЛТ-
0,5 56 кОм проводом ПЭВ 0,15. На резисторе наматывают 27 витков
что обеспечит индуктивность около 1,8 мкГн.
Катушка L1 — бескаркасная, выполняется голым медным (же-
лательно посеребренным) проводом диаметром 1 мм па болванке
диаметром 16 мм. После намотки 15 витков их раздвигают на длину
20 мм и делают отвод от середины. Конденсатором С2 типа КПК-М
производят настройку контура на частоту передатчика.
Рис. 17.4. Схема приемной
части радиосторожа
Рис. 17.5. Схема передающей
части радиосторожа
Передатчик представляет собой два генератора на транзисторах
VI и V2 (рис. 17.5), один из которых позволяет формировать низко-
частотный модулирующий сигнал, а второй — высокочастотный.
Высокочастотный генератор на V2 на высокой частоте включен по
схеме с общей базой, что повышает устойчивость генерации. Моду-
лирующий сигнал снимается с обмотки трансформатора 7'и через
конденсатор СЗ поступает на базу транзистора V2. В качестве транс-
форматора применяют согласующий трансформатор от какого-либо
малогабаритного радиоприемника. Катушка высокочастотного ге-
нератора L1 такая же, как в приемной части. Перестройка частоты
производится конденсатором С5 типа КПК-М. При налаживании
передатчика проверяют наличие генерации на транзисторе VI путем
включения капсюля ДЭМ-4М, ДЭМШ-1 либо низкоомного науш-
ника с сопротивлением обмоток 50...100 Ом последовательно с пер-
вичной обмоткой I трансформатора. При этом прослушивается
громкий звук. При отсутствии генерации необходимо концы любой
из обмоток поменять местами.
Частоту звука и его громкость можно изменить подбором ем-
кости С2. Наличие генерации в высокочастотном генераторе может
быть проверено с помощью детекторного индикатора, выполненного
на индуктивности LO, сигнал с которой после выпрямления диодом
V3 типа Д9 поступает на капсюль, Подбором емкости связи С6 добИ'
356
ются'устойчивой генерации, которая индицируется путем проеду-
в вяния частоты модулирующего генератора с помощью капсюля.
Стешка индикатора L0 наматывается так же, как и контурная ка-
К ка L1 ио количество витков должно быть меньшим (10... 12).
п™ проверке наличия высокочастотной генерации детекторный ин-
пкятор устанавливают на расстоянии нескольких десятков сантк-
ртпов от контура L1. Наибольшая дальность работы охранного уст-
ройства при излучаемой мощности 15 мВт обеспечивается при точной
настройке контура L1C2 приемника на частоту передатчика,, а также
пои одинаковой ориентации приемной и передающей антенн.
‘ В качестве простейших антенн может использоваться медный
прут либо трубка диаметром до 10 мм и длиной несколько десятков
сантиметров (100... 120 см). Передающую антенну можно установить
горизонтально непосредственно перед передним илн задним ок-
ном автомобиля. Приемную антенну устанавливают горизонтально
и в пределах прямой видимости на балконе, в конце дома, в палат-
ке и т. п.
Частоту генерации передатчика проверяют и устанавливают по
УКВ приемнику этого же диапазона частот (28...30 МГц) или по
волномеру. В качестве передающей антенны можно использовать
вертикально сориентированную штыревую антенну автомобильно-
го радиоприемника. Приемная антенна может быть выполнена в виде
отрезка толстого провода длиной 1,5 м.
17.2. ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
Классические батарейные системы зажигания обладают рядом
существенных недостатков. На холостых оборотах двигателя между
контактами прерывателя такой системы возникает дуговой разряд,
поглощающий заметную часть энергии искры. На высоких оборотах
двигателя уменьшаются: вторичное напряжение катушки зажи-
гания из-за дребезга контактов прерывателя, возникающего при их
замыкании; время замкнутого состояния контактов, из-за чего
в первичной обмотке катушки зажигания запасаемая энергия может
оказаться недостаточной для формирования мощной искры зажига-
ния. В результате снижается мощность двигателя, увеличивается
концентрация углекислого газа, не полностью сгорает горючее. В ба-
тарейной системе зажигания быстро изнашиваются контакты пре-
рывателя, что снижает надежность запуска и работы двигателя.
Электронные системы могут исключить перечисленные недостат-
ки батарейной системы зажигания. Во многих случаях они позволя-
ют формировать искру повышенной энергии и длительности, благо-
даря чему возможен переход на бедные смеси, что повышает топлив-
ную экономичность двигателя. С увеличением длительности искры
до 3...5 мс при зазорах в свечах до 1,2...1,5 мм в широком диапазоне
изменения оборотов двигателя существенно снижается падение мощ-
ности двигателя и уменьшается расход горючего, возникающие
прн отклонении момента зажигания от его оптимального значения.
Различают две основные электронные системы зажигания:
транзисторную и тиристорную (конденсаторную). Транзисторная
система позволяет резко увеличить долговечность и надежность ра-
боты контактов прерывателя, существенно увеличить длительность
и энергию искры, улучшить условия запуска двигателя, повысить
его мощность и экономичность и др.
К достоинствам тиристорных систем зажигания относят высо-
кУю скорость, нарастания вторичного напряжения, благодаря чему
пробой искрового промежутка свечи надежно обеспечивается даже
357
При загрязненных и покрытых нагаром изоляторах свечи. Потреб-
ляемая мощность тиристорных систем меньше транзисторных. Не-
достатком тиристорной системы зажигания по сравнению с транзис-
торной является существенно меньшая длительность искры (обычно
менее 0,3 Мс), большее на 30 % напряжение пробоя искрового проме-
жутка в свече зажигания, ухудшение воспламенения и сгорания ра-
бочей смеси в цилиндрах двигателя на режимах частичных нагрузок,
меньший допуск установки оптимального угла опережения зажига-
ния (±1° вместо ~3“), при котором незначительно снижается кру-
тящий момент на валу двигателя. При использовании тиристорных
систем зажигания наблюдается большая чувствительность двига-
Рис. 17.6. Схема тиристорного миогоискрового устройства зажи-
гания
теля к низкосортным бензинам и не полное сгорание бензиновой сме-
си. Для улучшения запуска холодных двигателей в тиристорных си-
стемах зажигания часто используют многоискровой режим.
Схема тиристорного устройства зажигания, предложенного
Г. Срединиковым, изображена на рис. 17.6. Достоинством этого уст-
ройства является автоматическое отключение многоискрового ре-
жима после пуска двигателя. Благодаря этому исключается воз-
можность остановки двигателя при многоискровом зажигании, если
в контактах прерывателя размер зазора больше оптимального. При
больших углах разомкнутого состояния контактов прерывателя
искра может проскочить в следующий по ходу распределителя
цилиндр, что вызовет остановку двигателя. Схема может работать
при напряжении питания от 5 до 20 В. При частоте вращения вала
двигателя 1000 об/мин устройство электронного зажигания потреб-
ляет ток около 0,3 А. С увеличением оборотов двигателя потребля-
емый ток растет и при 6000 об/мин досгигаег величины примерно 1 А-
Напряжение около 4000 В, до которого заряжается накопительный
858
ипенсатор Св, формируется с помощью преобразователя напряже-
я выполненного по схеме с внешним возбуждением. Задающий
не’патор выполненный по схеме мультивибратора на элементах
л? 1 и D2.2, работает на частоте 5...6 кГц, когда на входах 2 и 13
присутствует «логическая 1».
F разделительные инвертирующие каскады на элементах D2.3
П2 4 обеспечивают передачу противофазных прямоугольных им-
пульсов мультивибратора на входы ключей Уб, У7 и V8, V9, под-
ключенных к обмоткам 1 vt II трансформатора Т1. В обмотке II!
индуцируется напряжение прямоугольной формы с амплитудой около
400 В. Это напряжение выпрямляется с помощью моста К/2и заря-
жает накопительный конденсатор С8.
Многонскровый режим зажигания при запуске двигателя обес-
печивается с помощью мультивибратора на элементах D1.3 и D1.4.
Частота мультивибратора около 200 Гц устанавливается подбором
конденсаторов CI и С2. Мультивибратор переходит в автоколеба-
тельный режим, когда с реле включения стартера поступает 12 В
на катод диода V2 и закрывает его. С выхода 3 элемента D1.3 пря-
моугольные импульсы мультивибратора поступают на вход 4 триг-
гера Шмнтта, выполненного на элементах D1.1 и D1.2. Когда кон-
такты прерывателя замкнуты, на входе 5 элемента D1.1. присут-
ствует «логический 0», а на его инверсном выходе — «логическая 1»
независимо от уровня напряжения на входе 4. Тогда мультивибра-
тор D2.1, D2.2 работает, и накопительный конденсатор заряжается
до напряжения 400 В. Если контакты прерывателя разомкнуты,
то на выходе 6 элемента D1.1 «логическая 1» появляется с частотой
мультивибратора D1.3, DIA. Отрицательным перепадом напряже-
ния продифференцированный нмпульс с этого выхода открывает
транзистор УЗ, обеспечивающий запуск тиристора V10. Конденса-
тор С8 разряжается через тиристор и первичную обмотку катушки
зажигания, создавая искру в свече. Этот же отрицательный пере-
пад напряжения поступает на входы 2 и 13 мультивибратора D2.1,
D2.2 и затормаживает его, благодаря чему ключи V6...V9 закрыты,
и энергия от аккумулятора не потребляется. После разряда конден-
сатора Св тиристор УЮ закрывается. Благодаря колебательному
процессу в первичной обмотке катушки зажигания конденсатор С8 .
заряжается до уровня 0,4...0,5 первоначального напряжения.
Процесс многократного искрообразования происходит до тех пор,
пока контактные пластины прерывателя разомкнуты. После запуска
двигателя и отключения стартера диод V2 открывается, мульти-
вибратор D1.3, D1.4 затормаживается и устройство переходит в од-
ноискровый режим зажигания. Конденсатор С, шунтирующий пре-
рыватель, обеспечивает защиту от «дребезга» контактов. С помощью
выключателя S1 включается преобразователь напряжения для пита-
ния электробритвы. Этот тумблер может быть использован в качестве
противоугонного средства.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом сердечнике Щ16 X
X 8 типа М2000НМ и состоит из четырех половинок Ш8 X 8. Об-
мотки I и II содержат по 22 витка провода ПЭВ-2 0,25. В устройстве
применены резисторы МЛТ-0,25, электролитические конденсаторы
К50-6, С8-МБГО, 1,0 X 600 В. Транзисторы Уб, V8 типа КТ503,
£‘630, МП37, V7, V9 — КТ817, КТ819, КТ805 А, КТ808 А с коэф-
фициентом передачи тока не менее 10. Транзисторы УЗ — КТ502Г,
МП25Б, МП26Б, У4 — КТ815 А ...Г, КТ404 А...Г. Диоды VI,
"2 — любые маломощные. Транзисторы V7, V9 установлены на
отдельных радиаторах с суммарной площадью рассеивания не
359
При установке устройства зажигания откорректировать угол
опережения зажигания целесообразно с помощью стробоскопа. Пра-
вильно собранное устройство в налаживании не нуждается.
Для увеличения долговечности автомобильных двигателей
(особенно новых) целесообразно ограничивать частоту вращения
коленчатого вала автомобильного двигателя. Это снижает износ дви-
гателя и препятствует возможности возникновения его аварийного
режима работы, снижает нагрузку на коробку перемены передач.
Ограничитель частоты вращения коленчатого вала автомобиль-
ного двигателя, предложенный А. Копаневым, изображен на рис.
17.7. В схеме предусмотрена защита системы зажигания от перебоев
и отказов в работе при возникновении дребезга контактов прерыва-
теля. Управление запуском тиристора 1/5 производится с помощью
Преобразова-
тель напряже-
ния
кчгозн д_
Vt
КПП 5 А_____
\RZ
\гги
R3
51К
Rtf
too
сг
10/м*158
R9
75
0320
+ 128
V5
КТ3155
МО
75
и R5
'1/,^
R6
2,2к
R7 1,2к
формирователя, выполненного
на транзисторах VI и V2. При
замкнутых контактах прерыва-
теля S3 транзистор V2 закрыт
и с его коллекторной нагрузки
R5, R6 напряжение около
10,3 В подается на одну из баз
однопереходного транзистора
VI (точка А). При этом конден-
сатор СЗ заряжается до напря-
жения, которое определяется
коэффициентом передачи тран-
зистора VI и напряжением в
точке А. При размыкании кон-
тактов прерывателя S3 тран-
зистор V2 открывается и шун-
Рис. 17.7. Схема ограничителя
частоты вращения коленчатого
вала автомобильного двигателя
тирует транзистор VI. Напряжение в точке А становится рав-
ном примерно половине напряжения источника питания, а значит,
и меньше напряжения на конденсаторе СЗ, который начинает раз-
ряжаться. Благодаря этому однопереходный транзистор VI откры-
вается и входит в лавинный режим. В результате на резисторе R1
формируется импульс, открывающий тиристор V3 и осуществля-
ющий разряд накопительного конденсатора СЗ через первичную об-
мотку катушки зажигания. В результате этого во вторичной обмотке
катушки зажигания возникает высокое напряжение, как в обычной
тиристорной системе зажигания. При достаточно низкой частоте
замыкания контактов S3 за время их замкнутого состояния конден-
сатор СЗ успевает зарядиться так, что напряжение заряженного
конденсатора существенно превышает напряжение разряженного.
Поэтому частота формирования импульсов, управляющих работой
тиристора V3, определяется только частотой размыкания контак-
тов прерывателя S3. При повышении частоты вращения коленчатого
вала двигателя сверх некоторого предельного значения конденса-
тор СЗ уже не будет успевать заряжаться до напряжения включе-
ния транзистора V3. Поэтому воспламеняющие импульсы будут
сформированы не при каждом цикле размыкания контактов S3,
а через один. В результате снижается реальная мощность двигате-
ля и обороты коленчатого вала не могут быть повышены. Описанная
S60
схема ограничения частоты вращения коленчатого вала исключает
рывки двигателя. Требуемую максимальную частоту вращения уста-
навливают подбором конденсатора С1 и регулировкой потенцио-
метра R6. Увеличение емкости конденсатора С1 приводит к сниже-
нию максимальной частоты вращения коленчатого вала. При ем-
кости С1 около 0,3 мкФ максимальная частота вращения коленчато-
го вала четырехцилиндрового двигателя не превышает 5000 об/мин.
Точная установка максимальной частоты вращения должна
контролироваться с помощью тахометра. В схеме транзистор
КТ117Б можно заменить на КТ117Г, а КТ315Б — на любой из се-
рий. КТ315, КТ312 со статическим коэффициентом передачи тока
не.менее 60. В приведенном устройстве вместо двух включенных па-
раллельно резисторов R9 н R10 можно использовать лишь один.
Однако при этом может ухудшиться работа устройства при загряз-
ненных контактах прерывателя S1.
Рис. 17.8. Схема конденсаторно-транзисторного устройства за-
жигания
Конденсаторно-транзисторное устройство зажигания, разра-
ботанное С. Стефановым, изображено на рис. 17.8. В отличие от
тиристорного конденсаторного такое устройство позволяет формиро-
вать искру зажигания с большой длительностью. Благодаря этому
процесс сгорания рабочей смеси в двигателе внутреннего сгорания
становится близким к оптимальному в большом диапазоне измене-
ния оборотов двигателя и его нагрузки.
Переключатель S1 в устройстве позволяет перейти с электрон-
ного зажигания (положение 2) на обычное (положение /).
Конденсаторно-транзисторное устройство зажигания состоит
из триггера Шмитта на транзисторах VI и V2, развязывающих уси-
лителей V3, V4 и электронного ключа V5, с помощью которого ком-
мутируется ток в первичной обмотке катушки зажигания. Триггер
Шмитта позволяет формировать коммутирующие импульсы с кру-
тым фронтом и спадом при замыкании и размыкании контактов пре-
рывателя. Благодаря этому в первичной обмотке катушки зажи-
гания увеличивается скорость прерывания тока, что увеличивает
скорость изменения и амплитуду высоковольтного напряжения на
выходе вторичной обмотки катушки. В результате существенно
улучшаются условия для возникновения искры в свече зажигания.
Когда контакты прерывателя Пр замыкаются, транзистор VI зак-
рывается, а транзистор V2 форсированно открывается. Перепад
напряжения с коллектора V2 передается через усилители V3, V4 на
0азу ключевого транзистора V5 и открывает его. Через первичную
вбмотку катушки зажигания начинает протекать ток, идет процесс
361
накопления энергии в катушке зажигания. При этом конденсатор С2
заряжается до напряжения, которое подведено к первичной обмотке
катущки зажигания. Прн размыкании контактов прерывателя
транзистор VI открывается, a V2 запирается. В результате ключ
V5 скачкообразно закрывается и резко прерывает ток в первичной
обмотке катушки зажигания. Благодаря этому на первичной об-
мотке появляется импульс напряжения с амплитудой, примерно
на 20 % большей, чем в стандартной системе зажигания. В катушке
зажигания возникает переходной процесс в двух индуктивно свя-
занных контурах: один образован первичной обмоткой катушки,
емкостью первичной цепи и конденсатором С2, а другой — вторич-
ной обмоткой катушкн и емкостью вторичной цепи. Применение вы-
соковольтного стабилитрона Д817Г, включенного последовательно
с конденсатором С2, позволяет изменять во времени частоту колеба-
ний в первичной обмотке катушки зажигания. До тех пор, пока на-
пряжение на стабилитроне не превысит 100 В и он находится в за-
пертом состоянии, конденсатор С2 отключен от первичной обмотки
катушки зажигания и частота колебательного процесса в ней вы-
сокая. При напряжении на стабилитроне, превышающем 100 В,
конденсатор С2 подключается к первичной обмотке катушкн зажи-
гания н скорость изменения напряжения в ней уменьшается. Бла-
годаря этому на выходе вторичной обмотки катушкн зажигания
формируется напряжение, создающее пакет искр в катушке зажига-
ния. Общая продолжительнось такого пакета искр несколько пре-
вышает длительность искры в обычной системе зажигания. В опи-
санном устройстве магнитные потери в катушке зажигания умень-
шаются, благодаря чему КПД такой системы достигает 95 % при
65...70 % в электромеханической системе.
Высокие энергетические характеристики искры в описанной
системе зажигания способствуют улучшению запуска автомобильного
двигателя и более полному сгоранию горючей смеси. При эксплуа-
тации конденсаторно-транзисторного устройства зажигания было
зарегисгрировано снижение в выхлопных газах окиси углерода
с 2,4 до 0,2 %, а также снижение расхода горючего примерно
на 4 %.
В устройстве зажигания могут быть применены стандартные
катушкн зажигания (Б115, Б117), используемые в легковых
автомобилях.
В свечах зажигания целесообразно увеличить зазор искрового
промежутка примерно на 20 %. В устройстве применены транзисто-
ры VI, V2, V3— КТ312В, W— КТ608, V5 — КТ809А. Конденсатор
С2 — с рабочим напряжением не ниже 400 В. Правильно собранное
устройство зажигания не нуждается в дополнительной настройке.
17.3. ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Регуляторы напряжения в автомобиле поддерживают напря-
жение генератора в определенных границах при изменении оборотов
двигателя и потребляемой мощности в бортовой сети автомо-
биля.
При существенной нестабильности напряжения бортовой^сети
(±1,5...2’В) сокращается вдвое срок службы аккумуляторной ба-
тареи и осветительных ламп автомобиля. Даже отклонение напряже-
ния заряда аккумулятора только на 0,2. ..0,4 В сокращает срок его
службы почти на 25 %.
Рекомендуемая величина напряжения заряда батарей в зависи-
мости от температуры электролита может быть определена с помощь*0
£62
ы у 14,56 — 0,024;, где U — напряжение бортовой
ФорМУВ измеренное на клеммах аккумулятора; t — температура
^Лктролита в градусах Цельсия. Например, прн t = 0 и t «= 20 '“С
эЛ_нмальное напряжение заряда должно примерно составлять со-
ответственно 14,6 н 14,1 В.
Исли измерение температуры электролита затруднено, то для
эеделения напряжения бортовой сети можно пользоваться сле-
°ую-Д11"ми рекомендациями. Для северных районов страны н районов
пезко континентальным климатом при подкапотной установке
аккумулятора поддерживаемое напряжение зимой должно быть рав-
НЫЛ1 14,5, а летом — 13,7 В. Для центральных районов страны с тем-
пературой зимой до минус 40 °C прн эксплуатации автомобиля в те-
ченчегода поддерживаемое напряжение должно равняться 13,7...
13 9 В. Для южных районов страны летом напряжение бортовой
сети должно равняться 13,5, а зимой 13,7 В. При наружной вне-
капотной установке ак-
кумулятора поддержи-
ваемое напряжение ле-
том следует увеличить
на 0,3, а зимой — на
0,5 В.’
Б большинстве слу-
чаев для стабилизации
напряжения бортовой
сети применяют элек-
тромеханические устрой-
ства, в которых с по-
мощью вибрирующих
контактов изменяется
Рис. 17.9. Схема простого электрэниого
регулятора напряжения
ток в обмотке возбуж- ,
дения генераторов переменного тока. Работа вибрирующих контак-
тов обеспечивается таким образом, чтобы с ростом напряжения бор-
товой сети уменьшался ток в обмотке возбуждения.
Однако вибрационные регуляторы напряжения обладают ря-
дом существенных недостатков. Точность поддержания напряжения
низка и составляет 5...10 % от номинального напряжения. Из-за
этого существенно снижается долговечность аккумулятора и осве-
тительных ламп автомобиля. Регуляторы ненадежны в работе, на-
стройка их может изменяться прн тряске, подгорании контактов,
изменении температуры и влажности п др. Электронные регуляторы
напряжения лишены перечисленных недостатков.
Простая схема электронного регулятора напряжения, которая
может устанавливаться на автомобилях с генератором переменного
тока н минусом, подсоединенным к массе, показана на рцс. 17.9.
В схеме могут быть выделены измерительный элемент VI, усили-
тельный V2 и управляющий V3. В качестве измерительного элемента
применен высокостабильный стабилитрон VI типа Д818Е. В соответ-
ствии с ранее приведенной зависимостью напряжения заряда ба-
тареи от температуры электролита определяют величину оптималь-
ного напряжения бортовой сети (обычно 14,2 ±: 0,2 В). При рабо-
тающем двигателе с помощью делителя напряжения RI, R2, R3
устанавливают такое регулируемое напряжение генератора, кото-
рое обеспечивает необходимое напряжение бортовой сети. Измери-
тельный элемент позволяет выработать сигнал, необходимый для
срабатывания регулятора, если напряжение бортовой сети превы-
сит Номинальное значение. С помощью транзистора VI повышают
увствптельность электронного регулятора. Мощный транзистор
363
V3 служит управляющим элементом регулятора и обеспечивает
коммутацию тока в обмотке возбуждения генератора. Диод yi
шунтирующий обмотку возбуждения, предохраняет транзистор ]
от перенапряжений во время возникновения переходных процессе
в обмотке возбуждения. С помощью штекера 15 регулятор напрящ(,
ния через замок зажигания автомобиля подключается к положитель-
ной клемме аккумулятора и плюсовому выводу выпрямителя гене-
ратора. Обмотка возбуждения генератора подключается к коллек-
тору транзистора V3 через штекер 67. Указанные на рис. 17.9 номера
штекеров приняты в автомобилях «Жигулш>, на которых устанав-
ливается генератор Г221.
При включении замка зажигания напряжение Д-12 В через ште-
кер 15 подается на схему электронного регулятора. Если напряже-
ние, поступающее на стабилитрон VI с делителя напряжения /?/,
R3, недостаточно для его пробоя, то транзистор У2наход1пся
в закрытом состоянии, a V3 — в открытом. Через обмотку возбуг.-
дения протекает максимальный ток, выходное напряжение генера-
тора начинает расти и при достижении величины 13,5...15 В (в зави-
симости от положения движка потенциометра R2) возникает прсб( п
стабилитрона. Благодаря этому открывается транзистор V2, закры-
вается V3, ток обмотки возбуждения уменьшается и снижается вы-
ходное напряжение генератора. Снижения выходного напряжен, я
примерно на 0,1.. 0,2 В достаточно, чтобы стабилитрон VI перешел
в запертое состояние, после чего транзистор V2 закрывается, a V3 —
открывается и через обмотку возбуждения снова начинает проте-
кать ток. Этот процесс непрерывно повторяется с частотой до 2G0 .
300 Гц, которая определяется инерционностью нарастания и спа-
дания магнитного потока возбуждения.
При изготовлении электронного регулятора напряжения сле-
дует обратить особое внимание на отвод тепла от транзистора V3
На этом транзисторе, работающем в ключевом режиме, при переклю-
чении выделяется значительная мощность. Поэтому транзистор ]/3
следует монтировать на радиаторе, а электронный регулятор уста-
навливают на значительном расстоянии от нагревающихся частей
двигателя. Если вместо ключевого транзистора П217В применить
два параллельно включенных кремниевых транзистора типа КТ816
с индексами В либо Г, то значительно увеличится надежность ра-
боты электронного регулятора. Такие транзисторы необходимо вы-
бирать с идентичными характеристиками. Правильно собранный ре-
гулятор напряжения не нуждается в особой настройке и обеспечивает
стабильность напряжения бортовой сети около 0,1 В при изменении
числа оборотов двигателя от 800 до 5500 об/мин. При использовании
электромеханического регулятора типа РР380 в указанном диапа-
зоне изменения числа оборотов двигателя напряжение бортовой сети
изменяется на 0,5...0,6 В. Таким образом, благодаря более жесткой
регулирующей характеристике электронного регулятора увеличи-
вается долговечность и надежность работы аккумулятора автомо-
биля.
На рис. 17.10 изображена схема более совершенного электрон-
ного регулятора напряжения. В отличие от описанной (рис. 17 9)
такая схема имеет меньшую нестабильность напряжения бортовой
сети, обеспечивает высокую скорость перключения ключевых тран-
зисторов V3, V4. Благодаря этому за меньшее время переключения
ключевых транзисторов на них рассеивается меньшая мощность,
поэтому транзисторы могут быть использованы без громоздких ради-
аторов. Применение кремниевых транзисторов позволило значитель-
но повысить надежность работы регулятора напряжения в условия»
364
повышенной температуры. В регуляторе напряжения можно приме-
нить лишь один ключевой транзистор, однако при этом увеличится
рассеиваемая на нем мощность и несколько уменьшатся пределы
регулирования тока возбуждения, что ощутимо на холостых обо-
ротах двигателя по сравнению с регулятором (рис. 17.9).
Измерительный элемент регулятора напряжения выполнен на
ОУ D1 (140УД7, 140УД6, 140УД8), к инвертирующему входу кото-
рого подключен параметрический стабилизатор напряжения VI
/?/. К неинвертирующему входу операционного усилителя подклю-
чен делитель напряжения R2, R3, R4, R5. С помощью переключа-
теля 5/ напряжение бортовой сети может быть изменено примерно
Рис. 17.10. Схема усовершенствованного электронного регулятора на-
пряжения
на 0,2 В. Управляющими элементами регулятора напряжения яв-
ляются транзисторы V2, V3, V4. Обмотка возбуждения генератора
через штекер 67 подключена к коллекторам коммутирующих транзис-
торов V3 ,V4. При включении замка зажигания напряжение Ч- 12 В от
аккумуляторной батареи поступает на штекер 15 регулятора. Если
напряжение на инверсном входе ОУ D1, равное разности напряже-
ний бортовой сети и стабилизации (для стабилитрона типа Д818Е
около 9 В), меньше напряжения на неинверсном входе, то на выходе
ОУ поддерживается потенциал высокого уровня. Благодаря этому
транзисторы У2, V3, V4 находятся в открытом состоянии и через
обмотку возбуждения генератора протекает ток максимальной
величины. В результате напряжение на выходе генератора начинает
расти. При этом напряжение на инверсном входе растет быстрее,
чем на неинверсном. Когда напряжение на инверсном входе превы-
сит напряжение на неинверсном, то на выходе ОУ устанавливается
потенциал низкого уровня. В результате транзисторы V2, V3, V4
закрываются, и через обмотку возбуждения протекает ток минималь-
ной величины, равный обратному току коллектора транзистора УЗ,
У4 (для двух транзисторов менее 2 мА). Это вызывает уменьшение на-
пряжения на выходе генератора. Такое увеличение н уменьшение
365
выходного напряжения генератора повторяется периодически с ча-
стотой до 300 Гц, определяемой инерционностью нарастания и спа-
дания магнитного потока возбуждения. Среднее значение выходного
напряжения генератора зависит как от величины напряжения ста-
билизации VI, так и от напряжения, снимаемого с делителя R2,
R3, R4, R5. Диод V5 позволяет защитить ключевые транзисторы
бт высокого напряжения, которое возникает на обмотке возбужде-
ния при коммутации ее тока. Настройка правильно собранного регу-
лятора напряжения сводится к подбору резисторов R2 и R5 для обес-
печения необходимого напряжения бортовой сети.
17.4. АВТОМАТИКА В АВТОМОБИЛЕ
Электронный автомат обеспечивает работу автомобильного
стеклоочистителя в непрерывном или прерывистом режиме по про-
грамме, задаваемой водителем.
Автомат (рис. 17.11), предложенный В. Бобыкиным и Б. Ла-
дейщпковым, в зависимости от погодных условий позволяет регу-
лировать время паузы между взмахами щеток в пределах 3...10 с.
Такой автомат включают последовательно с переключателем ре-
жима работы стеклоочистителя. Это позволяет реализовать возмож-
ность включения двухскоростного движения щеток, предусмотрен-
ного на современных автомобилях. При замыкании контактов вы-
ключателя S1 восстанавливается обычная схема стеклоочистителя.
Устройство можно также подключать параллельно контактам ко-
нечного выключателя стеклоочистителя. При этом переключатель
S1 необходимо включить последовательно с выходом электронного
автомата. Такое включение автомата целесообразно, если вышло из
строя реле времени стеклоочистителя, установленное на автомобиле.
При размыкании выклю-
чателя S1 и включении пе-
реключателя режима рабо-
ты стеклоочистителя к авто-
мату подводится напряже-
Рис. 17.11. Электронный
автомат для стеклоочисти-
теля автомобиля
ние бортовой сети п конденсатор С2 быстро заряжается через элек-
тродвигатель, а конденсатор С1 заряжается медленно через резисторы
R2, R3. Когда напряжение на конденсаторе С1 достигает примерно
1,8 В, открывается транзистор V2, а вслед за ним — и тиристор VI.
Поскольку тиристор VI замыкает цепь питания электродвигателя
стеклоочистителя, то ротор электродвигателя начинает вращаться,
приводя в движение щетки стеклоочистителя. Скорость движения
щеток соответствует ускоренному режиму работы. После замыкания
контактов конечного выключателя конденсатор С1 быстро разряжа-
ется через открытый диод V3 и тиристор вместе с транзистором за-
крываются. В конце цикла движения щеток контакты конечного
выключателя размыкаются, щетки останавливаются, а конденсаторы
С! и С2 снова заряжаются. При этом наступает новый цикл работы
автомата. Конденсатор С2 необходим для защиты контактов конеч-
ного выключателя от обгорания.
В автомате для стеклоочистителя можно применять транзи-
сторы КТ315 и тиристоры типа КУ202 с любым буквенным индек-
366
м Тиристор типа КУ202 при необходимости может быть заменен
таоистором типа КУ201 с любым индексом, хотя такая замена
может снизить надежность работы автомата. Поскольку в момент пус-
ка электродвигателя через тиристор VI протекает значительный ток,
то цепь нагрузки тиристора VI следует монтировать проводами дос-
таточно большого сечения. Такие провода следует подключать непо-
средственно к выводам тиристора. Выключатель S1 должен быть рас-
считан на ток не менее 6 А.
Желаемую периодичность работы электродвигателя устанав-
ливают подбором величины резисторов R2 и R3.
Рис. 17.12. Звуковой индикатор указателя поворотов и сигнализатор
неисправности лат указателей поворота и стоп-сигнала
Звуковой индикатор указателя поворотов н сигнализатор
неисправности ламп указателей поворота и стоп-сигнала позволяют
предупредить водителя транспортного средства периодическими
звуковыми сигналами о включенном состоянии реле поворотов. При
перегорании нигн накаливания или нарушении контакта в патроне
одной нз ламп системы указателен поворота или стоп-сигнала с по-
мощью такого сигнализатора автоматически подается непрерыв-
ный тональный сигнал. Наличие дополнительного звукового сигнала
не отвлекает водителя от наблюдения за дорогой, практически
исключает езду с включенным сигналом поворота после выполнения
маневра и позволяет контролировать состояние ламп наружной сиг-
нализации автомобиля.
Схема такого индикатора, разработанная Э. Шашиным и Л. Ша-
ховым, изображена на рис. 17.12.
Работа устройства индикации основана на учете изменения
величины тока в цепи питания ламп при перегорании одной из них.
Проволочный резистор R8 используется в качестве чувствительного
элемента, При исправных лампах мощностью 19,..25 Вт величина
367
тока, протекающего через резистор R8, достаточна для открывания
электронного ключа на транзисторе V5, через который подается на-
пряжение на звуковой генератор на транзисторах VI, УЗ. Поло
хительное напряжение на коллекторе V5 позволяет выключить вто-
рой электронный ключ V8, V10, обеспечивающий непрерывную ра-
боту звукового генератора. При включении переключателя указа-
теля поворота S1 в одно из положений срабатывает реле Ki и свои-
ми нормально разомкнутыми контактами К.1.1 подключает устрой-
ство сигнализации к минусовой шине источника, питания. Диод
V2 и конденсатор СЗ обеспечивают задержку реле на отпускание.
Вместе с реле К1 срабатывает реле К2 прерывателя указателя пово-
ротов, контакты которого нормально разомкнуты, и загораются
лампы указателей поворота Hl, Н2 либо Но, ti4. При загорании
этих ламп на резисторе R8 появляется напряжение, величина и по-
лярность которого обеспечивают открывание ключевого транзис-
тора V5. Напряжение питания через транзистор V5 и диод V4 по-
дается на релаксационный генератор VI, V3.
В коллекторной цепи транзистора УЗ включен телефон Bi,
с помощью которого обеспечивается подача звукового сигнала на час-
тоте около 1 кГц одновременно с включением ламп указателя пово-
рота. При размыкании контактов реле К2 лампы гаснут и напряже-
ние на резисторе R8 уменьшается до величины, при которой тран-
зистор V5 находится в закрытом состоянии. В результате звуковой
генератор обесточивается. При замыкании контактов реле /С/ конден-
сатор С4 начинает заряжаться по цепи R9V7. Постоянная времени
заряда конденсатора выбрана так, что транзистор V8 откроется че-
рез З...4с после подачи напряжения — 12 В. При нормально функ-
ционирующих лампах указателей поворота и реле К2 транзистор
И 5 открывается каждые 0,5...1,5 с и разряжает конденсатор С4
через диод Уб. Поэтому транзисторы У8 и V10 закрыты и через них
не происходит запуска релаксационного генератора на транзисторах
VI, V3.
При перегорании одной из ламп падение напряжения на резис-
торе R8 уменьшается вдвое и транзистор V5 не открывается. Теперь
при заряде конденсатора С4 ток базы транзистора V8 достигает ве-
личины, достаточной для открывания составного транзистора V8,
VI0, и напряжение -|-12 В через транзистор V10 непрерывно пода-
ется на звуковой генератор. Для предотвращения срабатывания схе-
мы от мощных импульсных помех применен диод V9. Диод V4
исключает взаимное влияние электронных ключей. Если перемычку,
соединяющую аноды диодов V4 и Уб, перепаять в положение, при
котором она соединит анод диода V5 с резистором R6, то звуковой
генератор будет включен лишь при обрыве одной из ламп.
Подключение устройства к электрооборудованию автомобиля
показано в верхнем правом углу схемы. При исправных включателе
стоп-сигнала и его лампах Н5, Н6 нажатие на педаль тормоза вы-
зывает отпирание транзистора У5, что блокирует работу ключа
V8, V10, н звуковой сигнал не включается. При перегорании одной
из ламп Н5 или Нб напряжение на резисторе R8 недостаточно для
открывания транзистора У5. Поэтому звуковой генератор подклю-
чается к источнику питания через транзистор V10.
В описанном звуковом индикаторе применено реле 7(7 типа
РЭС-10 (паспорт РС4.524.303). Для изготовления резистора R8
можно использовать обрезок манганинового привода диаметром
0.4 мм и длиной 3...4 см. Все остальные резисторы типа МЛТ-0,25;
конденсаторы СЗ, С4 типа К50-3, CI и С2 типа КМ5 илн Д73-11»
Транзисторы VI, V3, V8, V10 могут быть типа МП25, МП40, МП4(
368
с любыми буквенными обозначениями. В качестве телефона В1
можно использовать электродинамический капсюль типа ТА-56М.
Настройка схемы в основном сводится к подбору величины резистора
р8 такого размера, чтобы при двух включенных лампах в зависимо-
сти от включения перемычки, соединяющей анод диода V4 с кол-
лектором транзистора V5, звуковой генератор не работал либо ра-
ботал в прерывистом режиме, а при перегорании хотя бы одной лам-
пы — в непрерывном режиме. Подбором элементов С4, R9, R10
устанавливается необходимое время задержки срабатывания релак-
сационного генератора с момента подачи на схему напряжения пи-
тания.
При установке звукового индикатора в салоне автомобиля про-
вод, подходящий к клемме 5 реле-прерывателя, снимают и подклю-
чают к контакту 4 индикатора, контакт 3 подсоединяют проводни-
ком к клемме Б реле-прерывателя /С2, контакт 2 — к контакту СЛ
реле К2, а контакт 1 — к массе автомобиля в ближайшей точке от
расположения звукового индикатора.
Если звуковой индикатор используют как сигнализатор неис-
правности ламп стоп-сигнала, то от включателя стоп-сигнала
S3 отсоединяется провод, идущий к лампам фонарей и подключается
к контакту 3 устройства. Контакт 4 соединяют проводником с осво-
бодившимся контактом включателя стоп-сигиала. Контакты 1 и 2
подключают к массе автомобиля.
Если звуковой индикатор используют как сигнализатор неис-
правности ламп указателя поворота, то его располагают рядом с ре-
ле-прерывателя К2 указателя поворота.
Электронные индикаторы уровня жидкости в системе гидро-
привода тормозов и сцепления, а также в системе охлаждения поз-
воляют предупредить водителя о недопустимо низком уровне жид-
кости в системе. Важным элементом такого индикатора является
датчик уровня, который погружают в электропроводящую жидкость.
В системе гидропривода тормозов и сцепления используется жид-
кость ГТЖА-2 или «Нева», а в системе охлаждения — антифр’ з
А40, А60, вода, водный раствор метилового спирта с глицерином
и др. В качестве датчиков уровня жидкости используют металличе-
ский контактный стержень либо пластину, которые устанавливают
на минимально допустимом уровне жидкости в заливочных бачках
системы гидропривода либо горловине радиатора автомобиля.
Пластину либо стержень датчика изготовляют из нержавеющей
стали, которую плотно вклеивают в трубу из несмачнваемого жид-
костью материала (полиэтилен, фторопласт). Датчик должен быть
тщательно заизолирован от массы автомобиля. Обычно к датчику
через высокоомный резистор подается напряжение бортовой сети,
вызывающее ток, направленный к массе автомобиля через пласти-
ну датчика и жидкость. Если жидкость опускается ниже пластины
Датчика, то прерывается ток через пластину, благодаря чему можно
регистрировать понижение уровня жидкости до недопустимых пре-
делов.
На рис. 17.13 изображена схема электронного индикатора уров-
ня жидкости в системе гидропривода тормозов и сцепления, разра-
ботанная Э. Кагановым. Индикатор представляет собой ключевое
устройство, выполненное на транзисторах VI, V3, V5. В качестве
индикаторного устройства применена лампа Н1 типа МН-14 (6,3 В,
0,22 А), включенная в коллекторную цепь транзистора V5. Затвор
полевого транзистора VI связан с датчиком с помощью гибкого про-
вода с двойной изоляцией. Датчик в виде металлического стержня
Устанавливается в крышке пластмассового заливного бачка гидро-
13 ..34 369
привода тормозов либо сцепления. Прн завинченной крышке ниж-
ний конец стержня датчика должен находиться на минимально до-
пустимом уровне жидкости в бачке. Для автомобилей «Жигули»
..такой уровень расположен в 45 мм от верхнего края бачка. Пока
электропроводная жидкость соприкасается со стержнем датчика,
транзисторы VI и V2 открыты, а транзистор V5 закрыт. Поэтому
лампа Н1 не горит. При понижении уровня жидкости прекращается
протекание тока через пластину датчика, транзисторы VI и V3
закрываются, a V5 открывается. В результате загорается лампочка
Я/, что свидетельствует о низком уровне жидкости в бачке. Конден-
сатор С1 шунтирует по высокой частоте резистор R1, что повышает
помехоустойчивость индикатора при появлении бросков напряжения
в бортовой сети автомобиля. При включении питания в течение вре-
мени заряда конденсатора С1 транзисторы VI и V3 находятся в за-
Рис. 17.13. Индикатор уровня жидкости в системе гидропривода тор-
мозов и сцепления
Рис. 17.14. Индикатор уровня жидкости в системе охлаждения авто-
мобиля
крытом состояни, a V5 — н открытом, н лампа Н1 кратковремен-
но вспыхивает. Это свидетельствует об исправности устройства.
На рис. 17.14 изображена схема устройства электронной ин-
дикации уровня жидкости в системе охлаждения автомобиля, пред-
ложенная Н. Тарановым. Такое устройство обеспечивает подачу
прерывистых световых и звуковых сигналов при недопустимом по-
нижении уровня охлаждающей жидкости. Устройство состоит из
управляемого релаксационного генератора на транзисторах VI,
V2, V3 и звукового генератора на транзисторе V4. Контактная плас-
тина датчика, укрепленная в горловине радиатора на минимально
допустимом уровне охлаждающей жидкости, через резистор R1
подключена к базе транзистора V2. Если пластина датчика сопри-
касается с охлаждающей жидкостью, то через резисторы R2, R1
и охлаждающую жидкость к массе автомобиля протекает ток. Бла-
годаря этому транзистор V2 открыт, a V3 закрыт и лампа Н1 не за-
горается, а на звуковой генератор не подается напряжение питания,
и он не работает. Если уровень жидкости в горловине радиатора
будет ниже пластины датчика, то транзистор V2 закрывается, а
V3 открывается. При этом загорается лампа Н1, и начинает ра-
ботать звуковой генератор на транзисторе V4. Тогда через резисто-
ры R4, R5 начинает заряжаться конденсатор С/, благодаря чему
через некоторое время откроется транзистор VI, что вызовет откры-
вание транзистора V2 и закрывание транзистора V3. Свечение лам-
пы Н1 и работа звукового генератора прекратятся. Теперь кондеи-
370
сатор Cl начнет разряжаться через резистор R4, открытый транзис-
тор V2 и лампу Н1. Через некоторое время конденсатор С1 разря-
дится до такой степени, что транзисторы VI, V2 закроются, a V3 —
откроется. Такой цикл прерывистой работы устройства будет повто-
ряться, пока не будет долита охлаждающая жидкость в радиатор
двигателя.
В устройстве индикации применен трансформатор Т1 от любого
громкоговорителя. Головка В1 может иметь мощность от 0,25 до
2 Вт. Однотипные транзисторы VI, V2, V4 можно заменить любыми
низкочастотными с допустимой мощностью рассеивания на коллек-
торе не менее 50 мВт и допустимым напряжением между коллекто-
ром и эмиттером более 30 В. Транзистор V4 можно взять типа П4,
П201, П202, П203, П210, П213...П217 с любыми буквенными индек-
Рис. 17.15. Схема блокировки включения стартера для
автомобилей ВАЗ
сами. При напряжении питания схемы 24 В (грузовые автомобили
некоторых типов) выбирают лампу Н1 типа МН-18 на 26 В, 0,15 А.
При напряжении питания схемы 12 В (легковые автомобили)
выбирают лампу H1 типа МН-14 на 6,3 В, 0,22 А, номинал конден-
сатора С1 увеличивают до 50 мкФ, а резистора R1 уменьшают до
2 кОм. При напряжении питания 6 В лампу Н1 необходимо заменить
на МН-3 (2,5 В, 0,15 А). При настройке электроннЬго индикатора
следует учитывать, что звуковой генератор работает в автоколе-
бательном режиме при определенной полярности включения обмо-
ток трансформатора Т1. Поэтому если лампа Н1 мигает, а звуковые
сигналы отсутствуют, то необходимо поменять местами выводы лю-
бой из обмоток трансформатора Т1. Характер мигания лампы Н1
устанавливают подбором резистора R4 и конденсатора С1. Тембр
и частоту звука изменяют подбором резистора R6 и конденсатора
С2.
Блокировка включения стартера предотвращает возможность
его поломки либо повреждения привода стартера, если невниматель-
ный водитель пытается пустить малошумно работающий двигатель,
полагая, что он не заглох.
На рис. 17.15 изображена схема блокировки включения стар-
тера для автомобилей ВАЗ. В схеме применено имеющееся в автомо-
билях штатное реле РС702, с помощью которого иа приборном щит-
ке включается контрольная лампочка красного цвета, сигнализи-
рующая об отсутствии напряжения иа выходе генератора, а также
Дополнительное реле типа РС527 либо РС507Б. Реле РС527 обычно
применяют на автомобилях ВАЗ-2103 и ВАЗ-2106 для включения
Фар, а реле РС507Б — на автомобилях ГАЗ-24 в качестве реле
371
стартера. Вывод 1 схемы подключают красным проводом к клемме
50 стартера; вывод 2 — красным проводом к клемме 50 замка за-
жигания; вывод 3 — черным проводом к клемме контрольной лампы
генератора; вывод 4 — оранжевым проводом к блоку предохрани-
телей; вывод 5 — желтым проводом к генератору. Диод VI типа
КД202А является развязывающим и предотвращает включение
контрольной лампы генератора при включенном стартере, когда на
выходе генератора возникает напряжение, достаточное для сраба-
тывания штатного реле РС702. Диод V2 типа КД202А обеспечивает
самоблокировку реле РС527 при включении стартера. Благодаря
этому можно «сопровождать') двигатель стартером, пока двигатель
не запустится. Такой режим запуска двигателя бывает необходим
в холодную либо сырую погоду или при затрудненном пуске. Диод
V3 типа КД202А повышает надежность работы контактов реле
PC 702
Рис. 17.16. Схема блокировки
включения стартера с увеличе-
нием надежности работы кон-
тактов выключателя зажигания
РС527 и замка зажигания от экстратоков, возникающих в обмотке
реле.
Выключатель В, смонтированный в потайном месте салона,
может быть использован для предотвращения угона автомобиля
посторонними лицами.
Если при неработающем двигателе включить тумблер В и за-
жигание, то через нормально замкнутые контакты реле РС702,
контакты выключателя В и диод VI на обмотку реле РС527 поступит
напряжение. При срабатывании этого реле его контакты замыкают-
ся и обмотка реле через диод V2 самоблокируется. С одного из кон-
тактов реле РС527 на тяговое реле стартера поступит напряжение
с аккумулятора. Стартер окажется включенным до тех пор, пока во-
дитель не отпустит ключ зажигания. При заведенном двигателе
н повторном повороте ключа зажигания на тяговое реле стартера уже
не поступит напряжение, так как под воздействием напряжения ге-
нератора сработает реле РС702 и через его разомкнутые контакты
не будет подведено напряжение к обмотке реле РС527.
Более совершенная схема блокировки включения стартера при-
ведена на рис. 17.16.
Благодаря применению дополнительного реле РС527 либо
РС507Б в схеме разгружаются контакты 30 и 50 включателя зажига-
ния, управляющие включением стартера. Через эти контакты может
протекать ток величиной до 30 А. Поэтому контакты являются сла-
бым местом включателя зажигания и часто выходят из строя
из-за подгорания.
372
Для включения реле РС527, через клеммы 30/51 н 87 которого
будет подаваться напряжение на тяговое реле стартера, необходимо
применить коммутационную кнопку включения В1 типа КМ, RH-1,
КП-1 и др. В этом случае провод красного цвета, связывающий
через разьемное соединение клемму 50 на замке зажигания и клем-
му 50 на тяговом реле стартера, отключают от замка зажигания
и подключают к выводу 1 схемы (клемма 87 реле РС527). Вывод
2 схемы (клемма 30/51 реле) надежно соединяют с положительной
клеммой аккумулятора либо с клеммой 30 замка зажигания. Один
из контактов обмотки (85) реле РС527 подсоединяют к массе авто-
мобиля, а второй (85) — к одному из контактов кнопки S1. Второй
контак! кнопки S1 через контакты потайного выключателя S2
подсоединяют к контакту 30 51 штатного реле РС702 контрольной
лампы заряда аккумуляторной батареи. Потайной выключатель
S2 устанавливают в незаметном месте салона автомобиля и приме-
няют как охранное устройство для предотвращения угона автомо-
биля. Диод VI типа КД202А уменьшает подгорание контактов реле
РС527, через которые может протекать ток до 30 А. Диод V2 необхо-
дим для самоблокировки этого реле. Если при неработающем дви-
гателе повернуть ключ зажигания в положение «зажигание» и зам-
кнуть контакты кнопки В/, то через нормально замкнутые контакты
штатного реле РС702 питание поступит на обмотку реле РС527 и оно
сработает. Тогда через контакты этого реле (вывод схемы 1) будет
подведено напряжение к обмотке тягового реле стартера, что обеспе-
чит запуск двигателя. В момент замыкания контактов реле РС527
благодаря наличию диода V2 к обмотке этого реле будет подводить-
ся напряжение аккумулятора до тех пор, пока не будет отпущена
кнопка S1. Благодаря этому обеспечивается режим «сопровожде-
ния» работы двигателей стартером, пока двигатель не запустится
несмотря на то, что контакты штатного реле РС702 могут разомкнуть-
ся раньше прн первых вспышках в двигателе. Если двигатель ра-
ботает н контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи пога-
шена, то через разомкнутые контакты штатного реле РС702 не может
подводиться напряжение к обмотке реле РС527. Поэтому исключа-
ется возможность включения стартера. В схеме можно использо-
вать диоды V242...V248 с любыми буквенными индексами. Через
указанные на рис. 17.16 выводы схемы 3, 4, 5 в автомобилях ВАЗ
реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи подклю-
чено соответственно к контрольной лампе (проводом черного цвета),
блоку предохранителей (проводом оранжевого цвета) и к генератору
(проводом желтого цвета).
Если в схеме вместо реле РС527 применить реле РС507Б с более
мощными контактами, то клеммы К этого реле подключают взамен
клемм 85 и 86, а клеммы С н Б — взамен клемм 87 и 30/51.
Монтаж схемы блокировки включения стартера необходимо
выполнять с помощью хорошо изолированного многожильного гиб-
кого провода сечением не менее 1 мм2. Проводники, через которые
подается напряжение на обмотку тягового реле стартера, должны
быть сечением ие менее 2 мм2, так как по ним может проходить ток
До 30 А.
17.5. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ
Контроль за частотой вращения коленчатого вала, напряжением
бортовой сети, углом замкнутого состояния контактов прерывателей
позволяет повысить экономичность и надежность эксплуатации
автомобильного двигателя. С помощью приборов, обеспечивающих
такой контроль, осуществляют регулировку двигателя н электро-
оборудования автомобиля. Систематическое наблюдение за напря-
жением бортовой сети позволяет увеличить долговечность аккуму-
ляторной батареи, ламп, катушек реле и зажигания, генератора стар-
тера и др. Для нормальной работы электрооборудования автомобиля
напряжение бортовой сети должно быть в пределх 13...14 В. На этом
Рис. 17.17. Индикатор напряжения
уровне его удерживает ре-
ле-регулятор, изменяющий
гок через обмотку возбуж-
дения генератора в зависи-
мости от выходного напря-
жения. Если реле-регуля-
тор выйдет из строя и на-
пряжение бортовой сети бу-
дет отличаться от номиналь-
ной величины, то это может
привести к выходу из строя
аккумуляторной батареи,
выпрямительных диодов ге-
нератора, ламп, катушки
зажигания и других потре-
бителей энергии. В руко-
водствах по эксплуатации
автомобилей рекомендуют устанавливать напряжение генератора
определенной величины и поддерживать его неизменным с точ-
ностью до —0,1 В. Для измерения напряжения с такой точностью
необходимы вольтметры с растянутой шкалой.
На рис. 17.17 изображена схема такого вольтметра, выполнен-
ная на микросхеме А1 типа К142ЕН5. Входное напряжение подается
на вывод 17 микросхемы, а выходное стабилизированное напряжение
около 6 В снимается с вывода 2. Диоды VI и V2 типа Д311 или
Д312 с любым буквенным индексом обеспечивают защиту микро-
схемы от пробоя при изменении полярности питающего напряжения.
Индикатор напряжения выполнен на основе измерительного моста.
Два плеча моста выполнены на микросхеме А1, а другие два -- на
резисторах RI, R2, R3. В диагональ моста включен микроампер-
метр и резисторы R4, R5, с помощью которых ограничивается ток
микроамперметра. Применение измерительного моста позволяет
растянуть на всю шкалу прибора интервал напряжения 10...15 В,
что повышает точность отсчета. С помощью переключателя S1 микро-
амперметр может отключаться от микросхемы А1, благодаря чему
достигается измерение напряжений в интервале 0...15 В. Такой ре-
жим работы индикатора напряжения удобен для измерения напряже-
ния на батарее аккумуляторов при запуске двигателя автомобиля
и в ряде других случаев.
Сопротивления резисторов на схеме (рис, 17.17) указаны для
микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА. Настройку
индикатора напряжения производят сначала для режима растянутой
настройки, когда переключатель Sl,l находится в замкнутом поло-
374
жении, a S1.2 — в левом крайнем. К индикатору напряжения подво-
дят напряжение U = 10 В, которое контролируют с помощью вольт-
метра класса 0,5 либо с помощью цифрового вольтметра. Вращая
ручку потенциометра R2, добиваются, чтобы ток через микроампер-
метр был равен нулю. Затем при входном напряжении, равном 15 В,
подбирают резистор R4 до установления стрелки на конечную отмет-
ку шкалы, после чего переводят выключатель S1 в режим измерения
напряжения 0...15 В и подбором резистора R6 добиваются установ-
ления стрелки на конечную отметку шкалы. При использовании
измерительного прибора с другим значением тока полного отклоне-
ния стрелки суммарное сопротивление резисторов R4 н R5 опреде-
ляют путем вычисления частного от деления напряжения 5 В на
•значение тока полного отклонения стрелки прибора. При этом сум-
марное сопротивление резисторов RI, R2, R3 должно быть значи-
тельно меньше суммарного сопротивления резисторов R4 и R5,
суммарное сопротивление резисторов RI, R2, R4...R7 — равным
частному от деления напряжения 15 В на значение тока полного от-
клонения стрелки прибора. В схеме микросхема А1 может быть ис-
ключена, если вместо диода V2 применить стабилитрон типа Д814А,
а вместо диода VI — резистор с сопротивлением .430 Ом. При этом
к измерительному прибору стабилизированное напряжение через
выключатель S1.1 должно сниматься с точки соединения резистора
н стабилитрона.
Для оценки состояния аккумуляторной батареи индикатор на-
пряжения переводят в режим измерения 10... 15 В. Напряжение из-
меряют после трех-четырехчасовой стоянки автомобиля. Батарея
заряжена полностью, если показания вольтметра превышают 12,5 В.
Электрическая емкость батареи составляет 50 %, если напряжение
равно 12,2...12,3 В, а при напряжении 12 В — 25 % номинального
заряда.
При включении стартера напряжение на* исправной батарее
аккумулятора должно снижаться не более’чем до 10,5 В. Когда дви-
гатель работает на средних оборотах, напряжение бортовой сети
должно составлять 14,2 ±=0,1 В.
В карбюраторных автомобильных двигателях надежное нскрооб-
разование во всем диапазоне частот вращения вала в значительной
мере зависит от правильной регулировки зазора в контактах пре-
рывателя. Величина зазора определяет соотношение периодов замк-
нутого и разомкнутого состояний контактов. Такое соотношение
характеризует углы этих состояний контактов прерывателя, кото-
рый образует распределительный вал или кулачок от момента за-
мыкания до момента размыкания. Для четырехцилиндровых двига-
телей сумма углов замкнутого и разомкнутого состояний контактов
прерывателя равна 90°. Уменьшение угла замкнутого либо уве-
личение угла разомкнутого состояний контактов прерывателя отри-
цательно сказывается на энергии искрообразования. При большом
зазоре в контактах прерывателя (малый угол замкнутого состояния)
и высокой частоте вращения вала двигателя время, в течение кото-
рого контакты замкнуты, недостаточно для того, чтобы ток в катушке
зажигания достиг максимальной величины. Тогда искра в свече
зажигания будет слабой, и возможны пропуски в воспламенении ра-
бочей смеси. При малом зазоре в загрязненных контактах прерыва-
теля (большой угол замкнутого состояния) в момент размыкания
контактов между ними возникает дуга. Это затрудняет запуск дви-
гателя и его нормальную работу на холостых оборотах. Оптимальное
значение угла разомкнутого состояния для автомобилей «Жигули»
равно 35 ±= 3°, а для остальных марок машин — 47 ±= За.
375
Если на автомобиле установлено электронное зажигание, то
для проверки и регулировки угла можно воспользоваться индика-
тором напряжения (см. рис. 17.17) в режиме измерения напряжений
0...15 В. При электронном зажигании напряжение на контактах
прерывателя изменяется скачкообразно от нуля до напряжения бор-
товой сети ((7g). Если подключить индикатор напряжения (или тес-
тер) к контактам прерывателя, то при работающем двигателе вольт-
метр покажет напряжение U = (7б (ср/90°), где <р—угол разомкну-
того состояния контактов. В обычной системе зажигания, чтобы
обеспечить поступление на индикатор прямоугольных импульсов
напряжения, необходимо между зажимами индикатора включить
стабилитрон, а между индикатором и клеммой прерывателя— ре-
зистор на 400...600 Ом. При работающем двигателе с помощью ин-
дикатора напряжения будет регистрироваться напряжение U =
= Uст (<р/90°), где Uст — напряжение стабилизации стабилитрона.
Загрязненные контакты прерывателя вызывают ненадежную
работу электромеханической системы зажигания, в результате че-
го уменьшается мощность двигателя либо двигатель не заводится.
При загрязненных, обгоревших либо окислившихся контактах уве-
личивается их переходное сопротивление. Для определения состояния
контактов на них производят измерение падения напряжения при
неработающем двигателе, замкнутых контактах и включенном за-
жигании. Для контактов, находящихся в хорошем состоянии, па-
дение напряжения на них не должно превысить 2 % от напряжения
на аккумуляторе. Для проверки состояния контактов пригоден
вольтметр с конечным диапазоном измерения до 1 В. Для этой цели
может быть приспособлен микроамперметр индикатора напряжения
(см. рис. 17.17). Микроамперметр следует отключить от схемы ин-
дикатора напряжения и последовательно подключить к нему огра-
ничительный резистор такой величины, чтобы при подведении на-
пряжения 1 В отклонение стрелки микроамперметра достигало мак-
симального значения.
Автомобильный стробоскоп (рис. 17.18), предложенный В. Ру-
денко, Позволяет определять исправность работы центробежного
н вакуумного регуляторов опережения зажигания, а также обеспечи-
вает правильную установку начального момента зажигания. Непра-
вильная установка момента зажигания всего на 2...3° приводит
376
к заметному уменьшению мощности двигателя и увеличению расхода
топлива. В этом случае двигатель может перегреваться и становиться
чувствительным к сортности бензина.
Работа стробоскопа основана на формировании вспышек света
в моменты появления искры в свече первого цилиндра двигателя.
Вследствие этого подсвечиваемые вспышками света установочные
метки на маховике либо шкиве коленчатого вала кажутся неподвиж-
ными. Это позволяет наблюдать сдвиг между моментом зажигания
н моментом прохождения поршнем верхней мертвой точки на всем
режимах работы двигателя. Если угол опережения выставлен не-
правильно, то по взаимному расположению меток на шкиве колен-
чатого вала и корпусе работающего двигателя можно определить,
в какую сторону и насколько необходимо повернуть планку регуля-
тора угла опережения зажигания.
Источником света в приборе служит импульсная фотолампа
HI от фотовспышки «Луч-70». Напряжение питания около 250 В,
необходимое для работы лампы, вырабатывается с помощью преоб-
разователя на транзисторах VI, V2 и трансформаторе TI. Выпря-
митель выполнен на диодной сборке V3. Импульс поджига лампы
Н1 снимается со свечи первого цилиндра через ограничительные ре-
зисторы Возможен и другой способ съема импульса под-
жига с помощью емкостного датчика. Датчик представляет собой
10...15 витков любого провода диаметром около 0,5 мм в изоляции
толщиной около 1 мм, намотанных на высоковольтный провод,
соединяющий распределитель со свечой зажигания первого ци-
линдра.
Трансформатор выполнен на магнитопроводе Ш16 X 20. Об-
мотки I н II наматывают одновременно двумя проводами ПЭВ-2
0,5, число витков —21. Аналогичным образом наматывают обмотки
II проводом ПЭВ-2 0,15, число витков — 7. Полуобмотки На и Пб
соединяют так, чтобы начало одной из них было соединено с концом
другой, а это соединение будет служить отводом. Обмотка IV со-
держит 500 витков провода ПЭВ-2 0,2. Конденсаторы С2 и СЗ—бу-
мажные типа МБМ на рабочее напряжение не менее 400 В. Харак-
теристики транзисторов VI и V2 необходимо подобрать с близкими
параметрами. Резистор R1 — проволочный, остальные — МЛТ.
Транзисторы П217А могут быть заменены на П214А. Стробоскоп
удобно собрать в двух упаковках. В одной из них размещают пре-
образователь с накопительными конденсаторами, а в другой — стро-
боскопическую лампу. Правильно собранный прибор наладки не
требует. Работать с прибором удобно при наличии тахометра. Уста-
новку начального угла опережения зажигания производят на хо-
лостых оборотах хорошо прогретого двигателя. Подключают:
к электроду свечи зажигания первого цилиндра высокоомные огра-
ничительные резисторы, к поджигающему электроду фотовспышки
при использовании емкостного датчика его выход (один из концов
обмотки, намотанный на высоковольтный провод), к аккумулятор-
ной батарее преобразователь напряжения.
В зависимости от типа автомобиля установочные метки угла
опережения зажигания наблюдают либо на маховике и корпусе
двигателя, либо на шкиве коленчатого вала и одной из меток на кор-
пусе двигателя. При работающем двигателе направляют свет стро-
боскопа на маховнк либо шкив, и если кажущиеся неподвижными
метки на маховике (шкиве) н корпусе двигателя не совпадают, то
смещают планку регулятора угла опережения зажигания до совпа-
дения меток. На корпус некоторых двигателей нанесены три метки,
соответствующие углу опережения зажигания 0, 5 и 10°. В этом слу-
377
чае добиваются совпадения метки на маховике (шкиве) с такой мет-
кой на корпусе двигателя (обычно 5°), которая оговорена в инструк-
ции по эксплуатации автомобиля.
Чтобы проверить характеристику центробежного регулятора;
необходимо белой краской нанести на шкиве коленчатого вала дви-
гателя две метки. Положение меток отсчитывается от имеющейся
на шкиве риски, по которой устанавливается начальный момент
зажигания. Первая метка наносится на расстоянии, соответствую-
щем удвоенному углу поворота центробежного регулятора при часто-
те вращения х.х., а вторая — на расстоянии, соответствующем уд-
военному углу наибольшего поворота кулачка распределителя за-
жигания (эти данные берутся из характеристики регулятора). Затем
нужно установить по первому цилиндру момент размыкания контак-
тов прерывателя, а на блоке цилиндров напротив первой метки на
шкиве нанести неподвижную метку. Если имеется вакуумный регу-
лятор, то его отсоединяют от карбюратора. Датчик стробоскопа
подключают к проводу высокого напряжения свечи первого цилинд-
ра. После запуска двигателя лампа стробоскопа будет вспыхивать
в момент появления искры в свече первого цилиндра. В импульсном
свете лампы метки на шкиве будут казаться неподвижными. Если
же эти метки беспорядочно перемещаются, то это указывает на неу-
довлетворительное крепление корпуса распределителя или кулачка.
После устранения этой причины по тахометру с помощью винта ре-
гулирования количества рабочей смеси устанавливают необходи-
мую частоту вращения вала двигателя, соответствующую приве-
денной в руководстве по эксплуатации автомобиля. Если первая
подвижная и неподвижная метки при этом не совпадают, то их со-
вмещают с помощью октаи-корректора. Увеличивая плавно частоту
вращения коленчатого вала, наблюдают за перемещением меток. При
слабых пружинках центробежного регулятора («мягкий» регулятор)
вторая метка совместится с неподвижной при частоте вращения вала
двигателя, которая меньше частоты, приведенной в характеристике
регулятора.
При сильных пружинках центробежного регулятора («жесткий»
регулятор) последнее значение частоты вращения уже достигнуто,
а вторая метка еще не подошла к неподвижной.
Для двигателей с «мягким» регулятором недопустима их экс-
плуатация прн низкосортных бензинах, а для двигателей с «жест-
ким» регулятором мощность двигателя и экономичность снижаются
более чем на 5 %.
После проведенных наблюдений окончательно момент опереже-
ния зажигания нужно установить так, чтобы вторая подвижная
метка совместилась с неподвижной при указанной в характеристике
регулятора частоте вращения вала двигателя.
Работу вакуумного регулятора проверяют при частоте враще-
ния вала 2000...2500 об/мин, быстро подсоединив трубку регулятора
к карбюратору. Метка на шкиве, наблюдаемая в свете стробоскопа,
должна резко переместиться. Если этого не произошло, значит,
либо разрежение из впускного коллектора не передается на вакуум-
ный регулятор, так как помята или засорена трубка, либо повреж-
ден сам регулятор (заедает шток; или помята мембрана).
“^Работоспособность самодельных либо промышленных конден-
саторных (тиристорных) систем зажигания целесообразно проверять
перед установкой на автомобиль. Схема устройства для контроля
таких систем зажигания, разработанная Л. Кузьминым, указана на
рис. 17.19., Устройство содержит симметричный мультивибратор,
выполненный на транзисторах V2 и V4, и электронный ключ на тран-
378
зисторе Г5. С помощью описанного устройства имитируется работа
распределителя зажигания, который для четырехцилиндрового
двигателя при скорости вращения коленчатого вала 6000 об/мин
осуществляет прерывание тока в первичной обмотке катушки зажи-
гания с частотой 200 Гц. Поэтому при указанных на схеме номиналах
элементов мультивибратора частота генерации приблизительно рав-
на 200 Гц. Эту частоту можно понизить до 100 Гц путем подключе-
ния с помощью переключателя SJ дополнительных конденсаторов
С2 и С4. С помощью электронного ключа V5 имитируется работа кон-
тактов прерывателя. Коллектор транзистора V5 подключается к це-
пи запуска тиристора в системе зажигания. В качестве искрового
разрядника удобно применить стандартную свечу зажигания. На
открытом воздухе в свече сохраняются условия искрообразования
Рис. 17.19. Схема устройства для контроля электронных систем за-
жигания
такие же, как в двигателе, если зазор между электродами свечи уве-
личить примерно в два раза. Поэтому перед проверкой электронной
системы зажигания зазор между электродами свечи следует увеличить
примерно до 1,2 мм. Подключение устройства к испытуемой системе
зажигания н к источнику питания (аккумуляторной батарее) про-
изводят с помощью пяти зажимов. Работоспособность испытуемой
системы зажигания контролируют по наличию искры в зазоре раз-
рядника F1, ее интенсивности, форме и величине тока протекающего
через искровой разрядник. Величину и форму тока необходимо
контролировать с помощью осциллографа (Cl-19, Cl-49, С1-83
и др.). Амплитудное значение тока цепи разряда определяют на ос-
новании измеренного значения амплитуды напряжения на резисто-
ре, который включают между разрядником F1 и шиной питания —
12 В, и учета сопротивления резистора (100...300 Ом). Амплитудное
значение тока разряда может достигать величины 80 мА. Ток в цепи
разряда существует в течение времени действия искры, которое долж-
но достигать величины 300...500 мкс. Прн меньшем времени дей-
ствия искры затрудняется пуск холодного двигателя, снижается
полнота сгорания топлива, что приводит к уменьшению мощности
двигателя и увеличению токсичности отработанных газов.
С увеличением времени действия искры до 1,2... 1,5 мс сущест-
венно снижаются требования к точности установки требуемого
угла опережения зажигания (с 1...2 до 3,..5°), однако прн этом
379
из-за электроэрозни электродов свечей зажигания снижается
долговечность.
При работе с устройством для контроля электронных систем за-
жигания необходимо помнить, что на высоковольтном выводе катушки
зажигания напряжение может достигать 20 кВ. Поэтому конструк/
иля устройства должна обеспечивать безопасность работающего
с прибором. Описанный прибор пригоден и для проверки электронных
систем зажигания с питанием ог источника напряжением 6 В.
Напряжение на накопительном конденсаторе тиристорной си-
стемы зажигания нельзя измерять обычным вольтметром, а необхо-
димо пользоваться осциллографом или импульсным вольтметром,
иапример ИЧ-3. Если их нет, то измерение можно произвести с по-
мощью схемы (рис. 17.20), где применены диоды типа КД104А;
КД105В, Г; КД109Б, В, которые шунтируют высокоомными ре-
зисторами для выравнивания их обратных сопротивлений. При ис-
пользовании диодов КД150Г, КД109В высокоомные резисторы
0,5икх500В
к диодам можно не подклю-
чать. Вольтметр постоянно-
го тока PV должен быть
Рис. 17.20. Схема измерения
напряжения на накопитель-
ном конденсаторе
на напряжение 400...500 В с током потребления не более 50 мкА.
Интегрирующий конденсатор 0,5 мкФ, шунтирующий вольтметр
РУ, должен быть типа МБГ4 либо МБМ на рабочее напряжение
не ниже 500 В.
Измерение напряжения на накопительном конденсаторе элек-
тронной системы зажигания производят при работающем двигателе
либо с помощью устройства для контроля электронных систем зажи-
гания (см. рис. 17.19). На максимальных оборотах двигателя это
напряжение не должно снижаться ниже 300 В, иначе возможны от-
дельные пропуски зажигания, что снюкает мощность двигателя
и увеличивает расход бензина.
Автомобильные тахометры позволяют обеспечить значительное
количество испытаний и регулировок двигателей. Это‘регулировка
карбюратора, распределителя и коробки передач, контроль соеди-
нений зарядного устройства, регулировка и проверка автомобиль-
ных регуляторов напряжения, а также контроль режима работы дви-
гателя во время движения автомобиля с целью обеспечения макси-
мальной мощности двигателя (примерно 5000...5500 об/мин колен-
чатого вала) либо обеспечения максимального момента на валу
(примерно 3000...3500 об/мин).
На рнс. 17.21 изображена схема автомобильного тахометра иа
транзисторах, предложенная А. Синельниковым. Работа тахометра
основана на формировании протекающего через прибор РА1 тока,
средняя величина которого пропорциональна частоте повторения
импульсов, поступающих с прерывателя системы зажигания на за-
жим XI прибора. Протекающий через измерительный прибор ток
определяется фиксированными по амплитуде и длительности импуль-
сами, которые вырабатываются с помощью ждущего мультивибра-
тора на транзисторах V2, УЗ. В исходном состоянии диод VI и тран-
зистор V2 открыты, а транзистор УЗ закрыт. Ток через измеритель-
ный прибор РА1 не течет, а конденсатор С2 заряжен практически
до напряжения стабилизации стабилитрона V4. При поступлении
380
системы зажигания на зажим XI прибора электрического импуль-
са отрицательной полярности диод VI и транзистор V2 запирают-
а транзистор V3 открывается. С этого момента через прибор РА1
начинает протекать ток, величина которого определяется напряже-
нием стабилизации стабилитрона V4 и суммарным сопротивлением
езисторов R7, RS. Время, в течение которого протекает этот ток,
пропорционально постоянной времени R3, С2. Ток разряда конден-
сатора С2 со временем падает, что вызывает рост напряжения на ано-
де диода VI. При достижении этого напряжения примерно -ф- 1,2В
диод VI н транзистор V2 открываются, транзистор V3 запирается
и прекращается протекание тока через прибор РА1. Таким образом,
среднее значение тока, протекающего через микроамперметр РА1,
пропорционально частоте нскрообразования в системе зажигания'
Рис. 17.21. Схема автомобильного тахометра на транзисторах
двигателя или числу оборотов его коленчатого вала. При выборе
постоянной времени R3, С2 необходимо учитывать, что продолжи-
тельность формируемого мультивибратора импульса не должна
быть ии слишком большой, ни слишком маленькой. С уменьшением
длительности импульса должна увеличиваться чувствительность из-
мерительного прибора РА1, а конденсатор СЗ необходимо выбирать
высокого качества с малыми значениями потерь и паразитной индук-
тивности. Благоприятной считается продолжительность формируе-
мого мультивибратором импульса, составляющая приблизительно
70...80 % минимального периода повторения импульсов на макси-
мальных оборотах коленчатого вала двигателя.
В приборе применены: переменный резистор R8 типа СП5-1А,
постоянные резисторы типа МЛТ, электролитические конденсаторы
типа К50-15 с рабочим напряжением не менее 15 В, конденсатор
С! типа KM-ЗА на рабочее напряжение не менее 200 В, а С2 — типа
КМ-5, микроамперметр РА1 типа М4200 на 100 мкА. Можно приме-
нить микроамперметр другого типа с током полного отклонения стрел-
ки до 500 мкА, при этом понадобится увеличить емкость конденса-
Т?ра С2. Транзисторы КТ315А могут быть заменены на К.Т315,
КГ342, КТ3182, МП 101, МП111 и др. Диод Д223 может быть заменен
на Д219, Д220, стабилитрон Д814А — на Д814Б, Д808, Д809.
Шкала прибора, проградуированная в оборотах в минуту, по-
лучается практически линейной. Частоту градуировки F определяют
по формуле F= Nn/30k, гдеЖточка градуировки по шкале при-
бора, об/мин; N — число цилиндров, количество тактов двигателя
(два или четыре). Например, для четырехтактного двигателя часто-
та градуировки точки шкалы, соответствующей 1500 об/мин, равна
50 Гц. Это позволяет градуировать прибор в одной точке шкалы по
частоте сети. Для градуировки прибора в нескольких точках шкалы
необходим генератор импульсов с частотой следования от 20 до
200 Гц и амплитудой не менее 20 В, например, типа Г5-54.
Перед подключением тахометра к источнику питания с током
до 200 мА во избежание порчи микроамперметра необходимо сопро-
тивление резистора R8 установить максимальным. При включенном
питании и отсутствии запускающих импульсов от генератора стрел-
ка микроамперметра должна находиться на нулевом делении шка-
лы. Если стрелка микроамперметра отклоняется, то это может сви-
детельствовать о том, что в исходном состоянии транзистор V3 за-
крыт не полностью.
Подключение прибора производят при остановленном двига-
теле. Зажим «—» соединяют с корпусом автомобиля, зажим —
с положительным зажимом аккумулятора, а зажим Xh подключают
к датчику числа оборотов. Датчик представляет собой 10 витков про-
вода диаметром 0,5...1 мм в изоляции, намотанных на центральный
высоковольтный провод, идущий к распределителю от катушки
зажигания. Провод, с помощью которого датчик подключается к за-
жиму XI тахометра, це должен быть в экранированной оплетке. Пос-
ле установки тахометра запускают двигатель и по шкале прибора
отсчитывают число оборотов коленчатого вала в минуту.
Автомобильный тахометр (рис. 17.22), предложенный Ю. Бе-
лицким, выполнен на микросхеме К1ЛБ553. Принцип работы тахо-
метра такой же, как и в схеме на рис. 17.21. Ждущий мультивибратор
собран на элементах D1.1 и D1.2. Времязадающая цепочка образо-
вана конденсатором С2 и резисторами R3, R4. Развязывающий ин-
вертор D1.3 предотвращает влияние нагрузки на работу мульти-
вибратора. Постоянство амплитуды импульсов мультивибратора
обеспечивается с помощью параметрического стабилизатора напря-
жения на элементах V3, R5. Цепи питания микросхемы D.J, не по-
казанные на рисунке, также подключены к стабилизатору напряже-
ния. Ограничительные диоды VI, V2 позволяют сформировать им-
пульсы для запуска мультивибратора. Запускающие импульсы по-
ступают с датчика, аналогичного описанному для тахометра (сМ.
рис. 17.21). При постоянстве амплитуды и длительности импульсов
ждущего мультивибратора средний ток, протекающий через мил-
382
-„амперметр РА1, будет пропорционален частоте запускающих им*
пульсов, а значит, и частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Гоадуир'овка шкалы измерительного прибора РА1 производится
так же, как для автомобильного тахометра на транзисторах.
Т В схеме (рис. 17.22) применен миллиамперметр с током полного
отклонения стрелки 1 мА. Если при настройке тахометра установить
длительность импульса мультивибратора, составляющую 70...
*§0 % минимального периода повторения запускающих импульсов,
то для предотвращения перегрузки измерительного прибора после-
довательно с ним необходимо включить токоограничительный рези-
стор сопротивлением не менее 240 Ом. Миллиамперметр РА/
следует выбирать из группы приборов, стойких к тряске и вибрации.
Глава 18
ИЗМЕРЕНИЯ В РАДИОТЕХНИКЕ
И РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ
18.1. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ ВИДЫ
Прн измерении та или иная физическая величина сравнивается
с единицами, отмеченными на шкале приборов. Измерение иа-
вывают прямым, если шкала прибора отградуирована в единицах
измеряемой величины, и косвенным, если для получения искомой
физической величины необходимы соответствующие вычисления,
например, определение обьема тела'по его высоте, ширине и длине.
Правильно выполнить измерения можно лишь при условии со-
ответствия параметров измерительного прибора параметрам измеря-
емого сигнала. При измерении возникает погрешность, заключаю-
щаяся в отклонении результата измерения от истинного значения
измеряемой величины. Абсолютная погрешность измерения ДЛ =
= А — Ло — погрешность, выраженная в единицах измеряемой
величины, где А — результат измерения; Ао— истинное значение
измеряемой величины. Относительная погрешность- измерения
6Л = ДЛ/Л0. Абсолютная погрешность измерительного прибора
АИП — это разность между показаниями прибора Лп и истинным зна-
чением измеряемой величины: ДЛП= Лп— Ло. Относительная по-
грешность измерительного прибора 6ЛП= ДЛП/ЛО« ДЛП/ЛП.
Максимальная (без учета знака) погрешность измерительного
прибора определяет его класс точности, который условно, обычно
в процентах, обозначается рядом чисел (1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6).
Например, при классе точности вольтметра 4 и показании стрелки
вольтметра 100 В погрешность измеренного напряжения составит
18.2. ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ
Режимы работы радиотехнических устройств чаще всего харак-
теризуются напряжениями и токами в их цепях. Постоянный ток
и среднее значение переменного тока обычно измеряют магнито-
электрическими приборами. Такие приборы можно использовать
Для измерения амплитуды тока в диапазоне инфранизких частот
максимальному отклонению стрелки. Средневыпрямленное зна-
чение тока в звуковом диапазоне частот измеряют амперметрами,
383
которые представляют собой сочетание преобразователя (диодного
выпрямителя) и магнитоэлектрического прибора. Эффективное зна-
чение тока в диапазоне частот до сотен мегагерц измеряют ампермет-
рами термоэлектрической системы, состоящей нз термопары, подо-
греваемой измеряемым током.
Амперметры средневыпрямленного значения реализуют по не-
скольким схемам, отличающимся способом построения выпрямителя
(рис. 18.1).
Показание прибора (рис. 18.1,о) пропорционально среднему
значению положительных полуволн тока, т. е. половине средневы-
прямленного значения. Сопротивление резистора выбирают равным
сопротивлению рамкн, благодаря чему обеспечивается линейность
прибора относительно внешней цепи. Прибор (рис. 18,6) содержит
мостовой преобразователь средневыпрямленного значения. Пока-
зания прибора соответствуют средневыпрямленному значению изме-
Рис. 18.1. Схемы амперметров средневыпрямленного зна-
чения
ряемого тока. Нижняя граница частотного диапазона амперметров
средневыпрямленного значения ограничена частотой 10...30 Гц,
что обусловлено инерционностью подвижной части магнитоэлектри-
ческого прибора. Верхняя частотная граница обычно не превышает
10...30 кГц. В рабочем диапазоне частот погрешность измерения
средневыпрямленного значения составляет 1.5...3 %.
Амперметры эффективного значения, построенные на основе
термоэлектрических преобразователей, состоят из термопары и по-
догревателя, по которому течет измеряемый ток. Холодные спан тер-
мопары подключены к магнитоэлектрическому прибору.
Простейшие вольтметры постоянного и средневыпрямленного
значения выполняются аналогично измерителям тока, но последова-
тельно с прибором ставится добавочный резистор. Существенно
большим входным сопротивлением (несколько десятков мегом)
обладают электронные вольтметры, которые применяют в диапазоне
частот до единиц гигагерц.
Для непосредственного измерения напряжений в цепях посто-
янного тока наибольшее распространение получили магнитоэлек-
трические вольтметры. Они позволяют измерять обычно напряжение
до 300 В, а их катушки рассчитаны на ток не более 50 мА. Расширить
диапазон измерения вольтметра можно при помощи добавочного
резистора или делителя напряжения. Малые напряжения перемен-
ного тока РЧ обычно измеряют с помощью РЧ головки, которую
подключают к вольтметру постоянного тока. РЧ головка (рис. 18.2)
представляет собой выпрямитель и /?С-фильтр 34. В таких вольт-
метрах обычно применяют германиевые диоды, так как у кремниевых
прн малых амплитудах эффективность выпрямления резко падает.
384
Сопротивление резистора R1 рассчитывается таким образе,
чтобы совместно с микроамперметром был образован вольтметр
постоянного тока с пределом измерения 1 В.
При точности измерений в 15...20 % шкалу микроамперметра
можно не калибровать. Для повышения точности измерения можно
воспользоваться градуировочной таблицей, рассчитанной по форму.
ле N = (/Эфф> где — полное число делений шкалы микро-
амперметра; # — число делений, на
измерительного прибора при подаче
на его вход напряжения (/эфф <
ag: 1 В; п — показатель степени, за-
висит от тока полного отклонения
измерительного прибора и для мик-
роамперметра на 50 мкА состав-
ляет 1,22, на 100 мкА — 1,26, на
200 мкА — 1,3.
Расчетные данные для градуиров-
ки шкалы вольтметра с измерителем
на 100 мкА приведены в табл. 18.1.
которое отклонится стрелка
Выпрямитель ФНЧ
ВЧ го лайка
Рис. 18.2. < лс,на для изме-
рения малых ВЧ напряже-
ний
18.1. Зависимость числа делений от входного напряжения
N |(Л. 90 so 7G (>0 э 60 30 2G 10
^Эфф 1 0,92 0,84 0,75 0,66 0,57 0,48 0,38 0,28 0,16
С повышением частоты падает эффективность выпрямления пе-
ременного тока. Ориентировочные данные по эффективности вы-
прямления kf на частоте 30 МГц по сравнению с частотой-0,3 МГ ц
для различных типов диодов приведены в табл. 18.2. Входное со-
противление такого ВЧ вольтметра примерно равно 0,33 R1. При
выборе диода следует учитывать, что обратное напряжение, воз-
действующее на диод, составляет примерно 3(7Эфф.
18.2 Эффективность выпрямления для различных типов диодов
Тип Диода Д2 Д9 Д18 Д20 дзю а зп Д312 ГД 102 ГД507 ГД508
kf 0,6 0,6 0,9 0,85 0,6 0,85 0,4 0,9 0,8 1
В цепях постоянного тока мощность просто определить косвен-
ным методом. Для этого измеряют напряжение и ток в цепне после-
дующим перемножением измеренных величин. Однако такой метод
измерения мощности малоудобен и не обеспечивает низкой погреш-
ности измерения.
В однофазных цепях синусоидального тока промышленной
частоты активную мощность измеряют электродинамическими
(рис. 18.3) и реже ферродинампческими ваттметрами. Погрешность
измерений зависит в основном от сопротивления параллельной цепи
385
прибора, которое определяет угол сдвига фаз <рц между векторами
напряжения и тока подвижной катушки. Угловая погрешность ватт-
метра бср„% = cputgtp • 100. Отсюда также следует, что применение
ваттметра для измерения мощности в цепи с низким coscp приводит
к значительным погрешностям.
Для измерения реактивной мощности с помощью электродина-
мического ваттметра необходимо, чтобы угол сдвига фаз между век-
торами напряжения и тока в катушке ваттметра был равен л/2
Это достигается включением резистора R и дополнительной катушки
(рис. 18.4). Тогда угол поверь га подвижной части прибора опреде-
лится выражением а = S/Hl/cos (90° — ф) = SJHUsin <р, где S —
чувствительность прибора; /н— ток нагрузки; (/ — напряжение на
нагрузке.
Рис. 18.4. Схема измерения реактивной мощности
Рис. 18.3. Схема включения ваттметра в цепи постоян-
ного тока
В высокочастотных цепях мощность измеряют в основном элек-
тронными ваттметрами илн косвенным способом с помощью осцил-
лографа.
18.3. ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ,
ПЕРИОДА ПОВТОРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛА
И ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ
Различают два основных метода измерения временных интер-
валов и периода повторения; осциллографический и электронно-
счетный.
Осциллографический метод производится по осциллограмме
исследуемого напряжения в режиме линейной развертки. Погреш-
ность такого измерения составляет единицы процентов. Значительно
меньшей погрешностью обладают осциллографические измерители
временных интервалов со спиральной разверткой. В настоящее
время наиболее распространены электронно-счетные методы изме-
рения периода повторения н временного интервала. Такие методы
основаны на подсчете числа импульсов генератора образцовой часто-
ты [0 в пределах измеряемого интервала времени. Приборы для из-
мерений интервалов времени содержат два формирователя ФУ1
и ФУ2 стартового импульса и импульса сброса (рис. 18.5). Эти им-
пульсы, соответствующие началу и окончанию измеряемого"иптер-
вала времени, через блок управления воздействуют на селектор
импульсов. Благодаря этому в течение измеряемого интервала вре-
мени на вход селектора с блока образцовых частот постхпают им-
пульсы с частотой регистрируемые счетчиком. Измеренный ин-
Звб
ал времени равен числу зарегистрированных импульсов, умно-
енному на период их повторения. Снижение погрешности измере-
ния интервала времени достигается повышением частоты f0.
Н Измерение частоты производится на основе следующих методов:
„ектронно-счетного, заряда и разряда конденсатора, сравнения
Э"бпаздовой частоты с измеряемой, а также с помощью избиратель-
°ых пассивных цепей. Измерители частоты по первому методу на-
зываются цифровыми частотомерами, а по другим методам — анало-
говыми частотомерами.
Электронно-счетный метод заключается в подсчете числа пе-
риодов измеряемого сигнала в течение образцового интервала вре-
мени. При помощи этого метода можно производить измерение час-
тот до 500 МГц.
сатора, зависящего ог
величины измеряемой частоты. Погрешность такого метода поряд-
ка 1 % в диапазоне частот до соген килогерц.
Путем сравнения измеряемой частоты с образцовой можно по-
лучить погрешность измерения до 10"13 в широком диапазоне час-
тот, включая СВЧ-. Такое сравнение производится обычно с помощью
осциллографа.
Измерение частоты с помощью избирательных пассивных цепей
(резонансных контуров и резонаторов) сводится к настройке цепи
в резонанс. По значению номиналов элементов настроенного контура
определяют частоту. Погрешность такого метода составляет !0~4.
Электронно-счетный частотомер (рис. 18.6) содержит входное
устройство (формирователь), временной селектор, десятичный
счетчик, блок управления селектором, блок образцовых интервалов
времени, индикатор. Формирователь преобразует входной сигнал
измеряемой частоты fs в импульсы малой длительности (счетные им-
пульсы), которые в течение времени То поступают через временной
селектор на вход десятичного счетчика. Управляющий импульс
длительностью Та формируется с помощью блоков управления се-
лектором и образцовых интервалов времени. С помощью индикатора
регистрируется количество импульсов N, посчитанное счетчиком
за время То и пропорциональное частоте fx: N = Tofx. Если от-
сутствует соответствие между моментом формирования измери-
тельного интервала времени Та и моментом поступления одного из
импульсов с частотой fx, то максимальная относительная погреш-
387
ность измерения частоты определится величиной 6 — \/Tef
Отсюда следует, что измерение указанным методом звуковых частот
производится с высокой погрешностью. В таких случаях произво-'
дяг измерение периода низкочастотных колебаний (рис. 18.7).
Входной сигнал с помощью формирующего устройства и блока
управления селектором преобразуется в управляющий импульс
длительностью Тх, на время которого открывается селектор, и счет-
чик при этом регистрирует N импульсов образцовой частоты fa. Пе-
риод измеряемого колебания определяют как Тх=- N/f = Nt0, где
<0= 1/fo-
Максимальное значение относительной погрешности измерения
периода не превысит величины 6 == ± 17о7'х± 1/.V.
частотой /и подключать к источнику напряжения и разряжать
через измеритель V магнитоэлектрической системы, то через
измеритель будет протекать ток разряда, среднее значение которого
Zo= Cfn(U1— U2), где Ut, U2 — соответственно напряжения, до
которых заряжается н разряжается конденсатор. Электрическая
схема конденсаторного частотомера, использующего этот метод,
представлена на рис. 18.9.
Роль переключателя выполняет транзистор VI, который в отри-
цательные полупериоды измеряемого сигнала открыт, благодаря
чему один из конденсаторов С2...С5 заряжается. В течение поло-
388
тигельного полупериода сигнала транзистор закрыт и конденсатор
разряжается через измеритель V. Заряд конденсатора осуществляется
чепез транзистор и открытый диод V2. Разряд конденсатора проис-
ходит через резистор R3, открытый диод V3 и индикатор V.
Среднее значение тока, протекающего
ирпез измеритель, пропорционально измеряе-
мой частоте: 1а= (2 — 5)UfK, где U — на-
пряжение батареи. Для устранения погреш-
ности, возникающей при изменении уровня
входного сигнала его уровень Должен превы-
шать 0,5 В. Диапазон измеряемых частот
прибора' разбит на четыре поддиапазона 0,1;
]• 10; 100 кГц. Резистором R4 производится
калибровка прибора иа предельных частотах
поддиапазонов. Калибровка осуществляется
с помощью образцового измерительного гене-
Рис. 18.8. Конден-
саторный частото-
мер
ратора. В частотомере применен индикатор с током предельного
отклонения 50 мкА.
Измерение частоты fx путем сравнения с образцовой fa произво-
дится при перестройке частоты fa, когда выполняется равенство
fx = f0 — Дср, где Аср — погрешность сравнения частот. Погрешность
С? 0,!нк
СЗ OPIhk
04 /ООО
05 ЮО
S2
V3
Д9Е
YlV2
Д9Е
к<0
*Ю0
хЮОО
Рис. 18.9. Схема электрическая кон-
денсаторного частотомера
сравнения зависит от стабильности образцового генератора и способа
индикации равенства частот. При индикации с помощью головных
телефонов н измерении неизвестной частоты по методу нулевых биений
(Рис. 18.10, а) в смесителе возникают колебания комбинационных
частот вида т/х±п/0, где т и п — целые числа. Изменяя /0, доби-
ваются в головных телефонах наиболее низкого тока Рн, а затем
отсчитывают /0 по шкале образцового генератора. При этом частоту
389
сигнала определяют из условия mfx — nfa = FB. При неизвесть
т и п этот метод определения частоты неоднозначен. Для устране!
неоднозначности необходимо ориентировочно знать величину fx. В д-
случае подбором частоты /0 ~ обеспечивают условие пг — п = 0.
Наименьшую погрешность при сравнении частот можно пс
чить, если сравнивать фазы колебания частот^ и fx (рис. 18.1С
Изменяя f0, устанавливают постоянную разность фаз (<f = (а
— cooV обоих колебаний. При этом <ох= со0. При использова
фазометра в качестве индикатора равенства частот погрешность
мерения определяется в основном неточностью задания сбра.
вой частоты.
Измерения частоты с помощью избирательных пассивных цепей
сводится к настройке избирательной цепи на частоту сигнала
В настоящее время практическое применение нашли резонансное
волномеры, которые охватывают частотный диапазон от сотен ки. о-
герц до сотен мегагерц.
0fit2
Рис. 18.11. Зависимость частоты
/3 выходного сигнала Д-триг-
гера от частоты /\ входного
сигнала на информационном
Д-входе при фиксированной час-
тоте /2 сигнала на С-входе
Сигнал неизвестной частоты подводится к контуру, состоя-
щему из образцовых катушки I. и переменного конденсатора С,
с помощью которого производится настройка контура. Резонанс
определяется по максимальному показанию магнитоэлектрического
прибора, подключаемого через детектор к контуру. Отсчет измерен-
ной частоты производится по шкале конденсатора. В диапазоне
метровых и дециметровых волн роль колебательной системы выпол-
няет короткозамкнутый отрезок коаксиальной линии с волновым
сопротивлением W. Максимальная длина линии выбирается меньше
четверти длины волны.
Точность аналоговых частотомеров уступает точности цифровых,
однако аналоговые частотомеры существенно проще, дешевле и до-
ступнее цифровых. Основной недостаток аналоговых частотомеров —
возрастание абсолютной погрешности измерения на высоких часто-
тах. Для устранения этою недостатка можно использовать преобра-
зования частоты, заменяя измерение неизвестной частоты измере-
нием разности между ней и близкой к ней опорной частотой. Для
смешивания частоты можно применить синхронный /Э-тритгер с ди-
намическим управлением записью, подав на его информационный
вход D прямоугольные импульсы с частотой следования flt а на вход
С — прямоугольные импульсы с частотой следования /2. На выходе
триггера получим импульсы с частотой fSl равной абсолютному зна-
чению разности между частотой и ближайшей гармоникой частоты
f2. Зависимость /3 от Д при фиксированной показана на рис. 18.11.
Таким образом, если в качестве ft взять измеряемую частоту, h —
стабильную опорную частоту, а частоту f3 измерять аналоговым
частотомером, то диапазон измерений составит: 0. ./3, 2f2.-
...3f3 и т. д.
В пределах каждого поддиапазона при увеличении измеряемой
частоты частота на выходе смесителя f3 сначала линейно вс.-ра-
стает, достигая значения 0,5/а, затем также линейно уменьшается
от этого значения до нуля.
390
Аналоговый частотомер (рис. 18.12) работает в частотном диа-
зоне от 100 Гц до 10 МГц. Амплитуда входного сигнала — 0,5...
П 5 В Входное сопротивление прибора — около 50 Ом. Макснмаль-
••• погрешность измерения — 100 Гц. Потребляемая мощность —
9 Вт Входной сигнал преобразуется входным преобразователем
(DI 1 D1 -2 и D1.3) в прямоугольные импульсы и поступает на вход
елит’елей частоты D2, D6, D7. В зависимости от выбранного подди-
апазона измерений эти делители частоты включаются либо ,^пепь
измеряемой частоты, либо в цепь опорной, так что на вход смеси-
теля (триггер D4.1) поступают сигналы с частотой одного порядка,
^го исключает неоднозначность измерений. На вход смесителя
12,DB,V1 KI55KI
Рис. 18.12. Ана-
логовый часто-
томер
с формирователя поступают импульсы, скважность которых равна
2. Формирователь прямоугольных импульсов калиброванной амп-
литуды и длительности для конденсаторного частотомера выполнен
на триггере D4.2 и элементе D5.4. Кварцевый генератор 100 кГц
выполнен на элементах D5.1 и D5.2. Подстройка генератора на час-
тоту 100 кГц осуществляется конденсаторами С4 и С5. Высшие гар-
моники подавляются конденсаторами СЗ н С7. Калибровка измери-
теля Р] осуществляется резисторами R4 и R5 путем установки пол-
ного отклонения стрелки измерительного прибора прн максимальной
Для данного поддиапазона частоте. Отсчет вёдется либо по прямой
шкале, либо по обратной. Индикация прямой и обратной шкалы
производится с помощью светодиодов УЗ и V4, управление которыми
осуществляется с помощью элементов D8, D9, DIO, D11. Калибров-
ка прибора сводится к следующему. Потенциометром R5 устанавли-
ают стрелку измерителя на конечное значение шкалы, предвари-
ельно переведя триггер D4.1 в режим деления частоты на два на-
391
жатием на кнопку' S/. Последовательно нажимая на кнопки «х 1<
«х 10», «х1» и «х01», отсчитывают на стрелочном измерителе снач
единицы мегагерц, затем сотни килогерц, десятки килогерц, ед.,
цы килогерц и сотни герц. Пользуются прямой или обратной <
лой в зависимости от того, какой из светодиодов включен.
Измерение девиации частоты, основанное на преобразов-
переменной частоты ЧМ колебаний в переменное напряжение, .
порциональное девиации, позволяет достичь точности около
...7 %. Повысить точность до 2 % можно, применив методы изп
иия девиации частоты с помощью электронно-счетных частотам,
путем регистрации нулевых биений сигналов опорного гетеро,
и ЧМ.
При измерении ЧМ сигнал смешивается с сигналом вспомога-
тельного гетеродина (рис. 18.13), в результате чего на выходе уси-
лителя выделяется разностный сигнал, который подается на осцчл-
Рис. 18.13. Структурная схема измерителя девиации частоты методом
индикации нулевых биений
лограф для индикации. На экране осциллографа наблюдаются ну-
левые биения, для которых свойственно наличие горизонтальных
участков, которые возникают каждый раз, как только частота вход-
ного сигнала совпадает с частотой сигнала гетеродина. В случае,
когда частота сигнала гетеродина равна средней частоте ЧМ сигна-
ла, нулевые биения появляются через каждые полпериода частоты
модуляции. Методика определения девиации частоты заключается
в следующем. Гетеродин настраивается на максимальную и ми-
нимальную f-i частоты ЧМ сигнала и его частоты при соответствую-
щих настройках измеряются электронно-счетиым частотомером.
Девиация частоты вычисляется по формуле А/Дев= (fi — ft)m,
где т — номер гармоники сигнала.
18.4. ИЗМЕРЕНИЕ ФАЗЫ
Разностью фаз двух гармонических колебаний ui=U1 cos
и и2 = Uг cos + ф2) называют разность аргументов косинусов.
Ф = (Wji + ф0 — (ш2/ 4- ф2) = («! — w2) t + (ф1 — ф2). При »!= о>2=
= и разность фаз ф = Ф1 — ф2 от времени не зависит. Обозначив
через и /2 моменты времени, когда изменяющееся напряжение
совпадает по фазе, на основании равенства ы/j + Ф1 = ®/2 +
получим ф = ф! — ф2 = w (t2 — /,) = 2л (/2 — ti)/Tx или в градусной
мере ф° = 360 (t2— tx)ITx = 360T1/Tx = 360fxT1, где Tx=Ufx-
период колебаний; fx — частота измеряемого сигнала; 7\ — интервал
времени между моментами, когда колебания имеют одинаковую фазу.
О”юда следует, что при известной частоте колебаний разность их
392
фаз может быть определена на основании измерения интерв'ла
ВРеМИзмерёние разности фаз можно осуществить следующими основ-
мп методами: осциллографическим, основанным на преобразова-
Яин пазности фаз в траекторию движения пятна на экране осциллог-
пафа соответствующую эллипсу (по фигурам Лиссажу); с преобра-
зованием разности фаз в ток или напряжение последующим изме-
рением этих величин; компенсационным, путем сдвига фазы одного-
из колебаний с помощью калиброванного фазовращателя на величину,
равную разности фаз исследуемых напряжений,и отсчета этой ве-
н ____ лтргтя* пиЖпЛ-
личины по шкале фазовращателя; цифро-
вым, путем преобразования разности фаз
в цифру, которая считывается с цифрового
отсчетного устройства.
При измерении разности фаз по фигу-
рам Лиссажу сравниваемые напряжения
подаются на усилители напряжения верти-
кальной и горизонтальной разверток ос-
циллографа. В результате на экране ос-
циллографа наблюдается эллипс, форма
которого зависит от разности фаз гармони-
ческих колебаний. Определение разности
фаз колебаний <р по эллипсу (рис. 18.14)
может быть произведено на основании вы-
ражений зшф = hlН либо tg<p/2 = Ь/а, т. е.
сводится к измерению длины отрезков h и Н
либо а и Ь, а величина угла может быть
найдена по любой таблице тригонометри-
ческих функций.
Рис. 18.14. Определение разности фаз коле-
баний на основании размеров эллипсов
18.5. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ
При измерении емкости и индуктивности необходимо учитывать,
что эти параметры могут зависеть от частоты, температуры, влаж-
ности, внешних электрических и магнитных полей и т. п.
Косвенный метод определения емкости состоит в измерении па-
раметров цепи с конденсатором н расчете значения неизвестной ем-
кости. На рис. 18.15 указаны схемы для косвенного определения
емкости. Без учета активных потерь в конденсаторе емкость рассчи-
тывается по показаниям амперметра и вольтметра: Сх— U^li
(Рнс. 18.15,а).
С учетом потерь в конденсаторе емкость можно определить (рис.
18.15 б) по формуле Сх = 12/а>У U2!2 —Р2, где I — ток, протекающий
через конденсатор; U — напряжение, приложенное к конденсатору;
У — мощность потерь.
Потери в конденсаторе определяют либо через мощность потерь
— UI cos ф, либо с учетом тангенса угла потерь Р = I2 tg 6.
Р =
отсюда cos ф = P/UI, tg бх = PwC//2.
Точность измерения емкости косвенным методом невелика,
значительно меиьшие погрешности дают приборы сравнения и не-
посредственной оценки. К приборам сравнения относятся мосты
Переменного тока, В одно из плечей моста, собранного по схеме
393
(рис. 18.16), включен измеряемый конденсатор Сх с сопротивлением
потерь Rx, в другое — образцовый Со5 с сопротивлением R
Остальные плечи моста образованы резисторами Rlt R2.
Условие равновесия моста: (Ях + 1//<оСх) R2 = (Доб+ Ч1и>СОб)К1-
Отсюда при RXR2 = Ro6Rt получим СЛ=Соб/?2//?1. Сопротивление
активных потерь определится как Rx = RO5Ri/R2-
Потери в конденсаторе определяются по формуле tg6A=
= а/?обСо3.*^1ост предварительно уравновешивается резисторами
Rjg и R), снабженными шкалами с градуировкой в единицах tg6x
и емкости. Для балансировки моста следует изменять как Ro(.t
таа н Со6. Балансировка моста производится методом последова-
тельных приближений: поочередно регулируют каждый из элемен-
тов до получения минимального показания индикаторного прибора.
Рис. 18.15. Схемы косвенного измерения емкости
Рис. 18.16. Мостовая схема для измерения емкости
Минимально необходимое число операций при балансировке моста
определяет его сходимость. В качестве индикатора может служить
магнитоэлектрический прибор с детектором, но значительно лучшие
результаты получаются с использованием индикатора на ЭЛТ. На
одну пару отклоняющих пластин подают некоторое опорное на-
пряжение, а на другую — напряжение с диагонали моста. При та-
ком способе индикации можно следить за изменением как модуля,
так и фазы напряжения, что позволяет ускорить процесс баланси-
ровки В качестве регулировочных элементов используют образцовые
резисторы и конденсаторы. Аналогичным образом можно измерить
индуктивности, если вместо неизвестного и образцового конденсато-
ров соответственно включить неизвестную и образцовую индуктив-
ности.
Погрешности измерения параметров L, С, R с помощью мосто-
вых схем обусловлены следующими основными факторами: по: petu-
иост ью установки баланса моста, непостоянством сопротивлений
его плеч, неточностью отсчета значений образцовых элементов по
шкалам и нестабильностью питающего напряжения. Погрешность
установки баланса моста уменьшается с увеличением чувствитель-
ности индикатора.
Для измерения емкости широко используется метод замещения
(рис. 18.17).
Контур образован катушкой L и образцовым конденсатором пе-
ременной емкости Со5. На вход контура поступает напряжение от
394
енератора высокой частоты. Изменяя величину емкости калиброван-
ного конденса гора Со5, настраивают контур в резонанс и определяют
величину емкости Соб1, затем параллельно Соб подключают измеря-
емый конденсатор и вновь настраивают контур в резонанс, определив
величину Соб2. Емкость измеряемого конденсатора определяют по
формуле Сх — Соб1 — Соб2. Если
С > то измерение осу-
ществляется при последователь-
ном соединении конденсаторов
^об и Емкость измеряемого
конденсатора определяют по Рис. 18.17. Схема измерения ем-
формуле Сх= Соб1Со62/Со61Со62. кости методом замещения
Метод замещения можно
использовать и для измерения индуктивности и добротности ка-
тушек.
Схема косвенного измерения индуктивности показана на рис.
18.18.
По показаниям приборов вычисляют полное сопротивление цепи
(рис. 18.18, a) Zx = UV/IA = <a‘2L2x. Отсюда неизвестная ин-
дуктивность Lx — 1 Z2 — Rx-
a
Рис. 18,18. Схемы косвенного измерения индуктивности
Для схемы на рис. 18.18, б
Схема косвенного измерения взаимной индуктивности показана на
рис. 18.19. Сняв показания приборов, определяют взаимную индук-
тивность по формуле Л-1, 2 == «s
°—\Я)------j I-----1 Чем больше входное сопро-
тивление используемого вольтметра, тем
k J ,-L. меньше погрешность измерения. Для из-
4/j \l.2 (у) мерения индуктивности наиболее часто
2 ill--------------------------------------------
Рис. 18.19. Схема косвенного измерения
о------- взаимной индуктивности
применяют метод сравнения при помощи мостов переменного тока
(рис. 18.20.).
В схеме на рис. 18.20, а с использованием образцовой индуктив-
ности условие равновесия моста определится выражением (/? + Rx Д-
395
+ ju>Lx]R.2 = (Ro6 + ju>Lo6)R1, отсюда Rx = R^Ri/Rf-R,LX .
Для моста (рис. 18.20, б), в котором используется образцовый
конденсатор, условие равновесия моста (Rx-{-j<i>Lx) Ro6/(l-]-j4>CoiRo^^
= RjR2. Отсюда Rx = RiR2/Ro6 и Lx = C^R^R^ Мост уравновеши-
вается переменными резисторами Ro6 н R2. При неизменных Соб и
перемещение движка резистора пропорционально измеряемой индук-
тивносгн.
При помощи моста с образцовым конденсатором Со3 можно также
определять добротность катушек: Q = mLx/Rx = wCog/?o5.
Взаимная индуктивность двух катушек может быть измерена
при помощи моста переменного тока и определена по результатам
Рис 18.20. Мостовые схемы сравнения для измерения ин-
дуктивности и взаимной индуктивности
измерения индуктивности при последовательном согласном La
и встречном LB включении катушек но формуле Л112 = (ic—
Широкими возможностями обладает щирокодиапазонный из-
мерительный RLC мост, предложенный чехословацкими радиолю-
бителями.
Прибор позволяет измерять сопротивления резисторов от 0,1 Ом
до 12 МОм в девяти поддиапазонах (1,2; 12; 120 Ом; 1; 2; 12; 120 кОм;
Г, 2; 12 МОм), емкос!и конденсаторов от 1 пФ до 120 000 мкФ (преде-
лы — 12, 120, 1200 пФ; 0,012; 0,12; 1,2; 12; 120; 1200; 12 000 мкФ)
и индуктивности катушек от 10 мкГн до 1200 Гн (пределы —
120 мкГн; 1,2; 12; 120 мГн; 1,2; 12; 120; 1200 Гн). Питание прибора
производится от двух батарей напряжением по 4,5 В каждая.
Схема такого прибора (рис. 18.21) представляет собой изме-
рительный мост переменного тока, генератор звуковой частоты
(1000 Гц) иа транзисторе VI и усилитель сигнала рассогласования
на транзисторе V2. Индикатором баланса служат высокоомные
(2 кОм) телефоны. Род измерений выбирается переключателем S?
. "" _________ т '—нлчл-1/auno) — ичмрпрние сопро*
.влений; II, III — измерение емкостей, причем в III положении
образцовому конденсатору СЗ подключается конденсатор С4,
результате чего все пределы измерения емкости увеличиваются
раз; IV — измерение индуктивностей («£»).
Пределы измерений выбирают переключателем S1, а баланс*1*
------------------------. п 1п
^Z КС/М^ телефоны. Г-е/д П ----- - г
на 4 положения: I (крайнее левое положение) — измерение сопро-
тивлений; II, III — измерение емкостей, причем в III положении
. ‘~'л ---- ..-„..лплПТ’ПП С14.
К (
в 1 .
в 10 раз; IV
руют мост переменным резистором Riff.
Детали: образцовые резисторы R2...R8 с допустимым отклоне-
нием от номинала не более =Ы.,,2 %, резистор R1 подбирают при
налаживании прибора, резисторы R10 и R16 — проволочные
(RI0 — желательно открытой конструкции, чтобы можно было
очищать от пыли и загрязнений резистивную поверхность).
Конденсаторы С1, СЗ п С4 составлены из нескольких конденса-
торов меньшей емкости с малыми потерями. Трансформатор Т1
содержит обмотки: I — 2000, II — 1500 витков провода ПЭЛ 0,15;
III — 600 витков провода ПЭЛ 0,2. Магнитопровод трансформатора
выполнен из пластин Ш8 X 8. Транзисторы серии КТ315 или лю-
бые низкочастотные п-р-п-структуры со статическим коэффициентом
передачи тока /121э 30.
Рис. 18.21. Широкодиапазонный измеритель RCL
Налаживание прибора начинают с проверки работы генератора,
подключая параллельно резистору RI7 поочередно резисторы с со-
противлением 100, затем 50 и, наконец, 30 Ом. Подбором резистора
R12 и изменением сопротивления резистора R13 добиваются устой-
чивой генерации при подключении первых двух резисторов. Срыв
генерации допускается при подключении иа короткое время рези-
стора в 30 Ом.
Градуировка шкалы переменного резистора R10 производится
при включении переключателя $2 в положение «R», a SI — в поло-
жение 3. К зажимам XI и Х2 поочередно подключают образцовые
резисторы (1000, 200, 300 Ом до 1,2 кОм), и прн каждом уравнове-
шивании моста на шкале переменного резистора делают отметку.
Промежутки между отметками делят на 10 равных частей.
В положении 1 переключателя SJ (пределы измерения 0,1...
••1,2 Ом) устанавливают движок резистора R10 в положение, со-
ответствующее отметке 10, и, подключив к зажимам XI, Х2 образ-
цовый резистор сопротивлением 1 Ом, подбирают резистор R1,
пока мост опять не сбалансируется. Конденсатор СЗ подбирают,
Установив: S1 — в положение 4, S2 — в положение «С». К зажи-
мам моста XI, Х2 подключают образцовый конденсатор емкостью
1 мкФ и балансируют мост (по минимуму громкости звука в телефо-
нах) подбором конденсатора СЗ и переменным резистором R16.
397
396
Затем устанавливают переключатель 5/ в положение 3 и подбирац
конденсатор С4.
Калибровку моста в режиме измерения индуктивности можно
не делать, достаточно лишь на уже откалиброванном мосту подо-
брать емкость конденсатора С/. В этом режиме точной балансировки
добиваются переменными резисторами R10 и R11.
Прн измерении емкости из полученного значения необходь
вычесть собственную емкость прибора, которая может быть опред
лена при свободных зажимах XI, Х2 и переводе переключат?
SI в положение 8, a S2 — в положение «С».
18.6. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Основными параметрами колебательного контура являются его
резонансная частота н добротность, характеризующие полосу про-
пускания. Эти параметры определяются значениями индуктивности,
емкости и сопротивлением потерь контура.
В колебательном контуре конденсатор представляет для перемен-
ного тока определенное реактивное сопротивление XJ=l/wC =
= 1/2л/С, где С — емкость, Ф; f — частота, Гц; со — круговая частота.
При резонансной частоте w0 | X L | = [ Хс |. Эту частоту приближенно
можно определить из условия w0L=l/w0C, откуда to0 = или
/0 = 1 /2л у"[£. Частота /0 — резонансная данного контура. Однако
реальный контур обладает еще и активными потерями, из-за которых
происходит необратимое поглощение энергии источника. Потери воз-
никают за счет активного сопротивления провода катушки и вихревых
токов в проводнике, а также в диэлектрике каркаса катушки. Чем
больше активное сопротивление RL по отношению к реактивному
индуктивному сопротивлению XL,' тем хуже добротность контурной
катушки Q = Xl/R — waL/R = 2n/0L/R.
При последовательном включении конденсатора, индуктивно-
сти и резистора (последовательный контур) на резонансной частоте
напряжение на индуктивности либо емкости в Q раз больше подво-
димого к контуру напряжения. На этом основании для определения
добротности контура на резонансной частоте измеряют напряжение
на индуктивности либо емкости и относят его к подводимому напря-
жению.
При параллельном соединении конденсатора и индуктивности
(параллельный контур) его эквивалентов сопротивление на резонан-
сной частоте со0 определяется величиной R3 — (aaL)2/R. Сопротив-
ление потерь R в основном определяется активным сопротивлением
индуктивности. На эквивалентной схеме параллельного контура
сопротивление потерь обычно представляют последовательно вклю-
ченным с индуктивностью L. Добротность параллельного котпура
Q = R3/uL показывает, во сколько раз эквивалентное сопротивле-
ние контура на резонансной частоте больше (по модулю) реактивного
сопротивления индуктивности либо емкости.
Полоса пропускания контура также зависит от добротности
контура и определяется выражением 2Д/ = /OZQ. Полоса Д/ харак-
теризует такое приращение к резонансной частоте f0, при котором
напряжение на реактивном элементе контура уменьшится до уровня
0,7 от максимального значения.
398
Последовательный колебательный контур на резонансной час-
оте обладает минимальным сопротивлением н может применяться
в качестве частотного фильтра, пропускающего только колебания
частотами, входящими в полосу пропускания. Для получения
обратной картины применяют параллельный колебательный контур.
Р Основные характеристики одиночного контура измеряют на ос-
новании приведенных определений. При измерении характеристик
оадИосхем чаще всего интересуются их амплитудно-частотными (АЧХ)
п фазочастотными (ФЧХ) характеристиками. При измерении АЧХ
на вход радиосхемы подают напряжение с генератора синусоидаль-
ного сигнала фиксированной амплитуды. АЧХ характеризует вз-
менение выходного напряжения, ФЧХ — изменение разности фаз
выходного и входного сигналов в зависимости ог частоты сигнала
генератора. Существенно упрощается измерение АЧХ при исполь-
зовании измерителей частотных характеристик типа Xl-7, X1-19,
Х1-30 и др.
18.7. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
В процессе налаживания радиоаппаратуры из множества па-
раметров, характеризующих транзисторы, обычно достаточно из-
мерить два параметра: обратный ток коллектора /к60 н статический
коэффициент передачи тока й21э.
Измерить указанные параметры транзисторов можно с помощью
промышленных приборов Л2-2, Л2-22 и других или авометров
ЦЧ341, ТЛ-4М и др.
Рис. 18.22. Схема измере-
ния обратного тока коллек-
тора /кб0
Рис. 18.23. Схема измере-
ния коэффициента передачи
тока й2|э
Обратный ток коллектора /кб0 можно измерить, используя
схему (рис. 18.22). Лучшие экземпляры транзисторов имеют обрат-
ный ток коллектора — несколько микроампер, поэтому в качестве
измерителя желательно применить микроамперметр стоком полного
отклонения не более 50 мкА. При измерении /кб0 транзисторов
п-p-n структуры необходимо поменять полярность батареи и прн-
На рис 18.23 показана простейшая схема для определения коэф-
фициента передачи тока яа /,,/Л.
К' о
1 ок оазы можно либо измерить прибором, либо определить по
закону Ома: /б = (/б/Я6.
Точное выражение коэффициента передачи тока находят из урав-
нения h2ls=(I-h2^K60)/f6.
При расчетах каскадов и для оценки усилительных свойств
транзисторов часто пользуются не статическим коэффициентом пере-
399
дачи тока, а коэффициентом передачи тока транзистора в режиме ма-
лого сигнала. Этот коэффициент определяется как отношение при
ращения тока коллектора к приращению тока базы относительно
некоторого установленного режима по постоянному .току при неиз-
менном напряжении коллектор—эмиттер: h2i = А/к/Д/б.
При изготовлении различных радиолюбительских конструкци;
необходимо знать характеристики полупроводниковых диодов и ста
билитронов. На рис. 18.24 приведена схема приставки для проверки
полупроводниковых приборов и стабилитронов. На транзисторе
VI и стабилитронах V2, V3 выполнен стабилизатор питающего на-
пряжения. Регулировка выходного напряжения может производить-
ся в пределах 0...20 В при максимальном токе до 20 мА. Гнезда
Xl, Х2 предназначены для подключения внешнего источника пи-
тания; Х5, Х6 — испытываемого полупроводникового диода или
стабилитрона; ХЗ, Х4 — вольтметра постоянного тока. Верхний
Рис. 18.24. Схема для проверки дио-
дов и стабилитронов
предел измерения стрелоч-
ного прибора обеспечива-
ется включением шунта /?.3
при нормально замкнутом
положении кнопки SJ. Ре-
жим измерения обратных
токов полупроводниковых
диодов обеспечивается пу-
тем нажатия кнопки S1.
Шунт R3 при этом отклю-
чается. Напряжение стаби-
лизатора можно плавно ре-
гулировать резистором R2.
Резистором R2 устанавли-
вают минимальное выходное напряжение и увеличивают его до ве-
личины требуемого номинального тока стабилитрона. С помощью
вольтметра определяют величину напряжения стабилизации. Обрат-
ный ток измеряют при нажатой кнопке S1.
Детали', микроамперметр типа М494 стоком полного отклонения
100 мкА и с сопротивлением рамки 1000 Ом; стабилитроны V2, V3—
любые с суммарным напряжением стабилизации не менее 20 В.
Шунт R3 подбирают такой величины, чтобы обеспечить ток полного
отклонения микроамперметра 50 мА. Транзистор VI — любой сред-
ней мощности с Рст не менее 30, например, П213...П217.
Проведенные исследования для германиевых и кремниевых
транзисторов показали, что имеется достаточно сильная связь меж-
ду шумовым током, измеренным на частоте 550 Гц, коэффициентом
усиления и его нестабильностью, т. е. существует непосредственная
связь между шумовыми параметрами приборов и их качеством. Эф-
фективное значение шумового тока у транзисторов малой мощности
(₽ < 1 Вт) обычно определяют для схемы с общим эмиттером при
токе эмиттера 1 мА, напряжении на коллекторе UK = 3 В и закоро-
ченном по переменному току входе.. Экспериментально доказано,
что при отбраковке транзисторов с эффективным значением шумового
тока в полосе 1 Гц 2 • 10-10А/ К Гц можно отсеять практи-
чески все потенциально нестабильные приборы (и около 15 % по-
тенциально стабильных).
Транзисторы, обладающие повышенным шумом, имеют и худ-
ший параметр пробивного напряжения. Структурная схема установ-
ки для измерения .уровня шумов транзисторов приведена на рис.
400
18 25 Испытываемый транзистор VI включается в схему усилитель-
ого каскада с общим эмиттером. Входная цепь с помощью конден-
сагора емкостью несколько сотен микрофарад замыкается по пере-
менному току.
Напряжение шумов снимается с коллекторной нагрузки и по-
пяптся на вход малошумящего предварительного усилителя 2,
а с его выхода — на вход селективного микровольтметра 3, по пока-
заниям которого определяется уровень напряжения шума. Визу-
альное наблюдение «шумовой дорожки» ведется с помощью осцил-
лографа 4. Обычно нормируется значение эффективного напряже-
ния шума, приведенного к базе, которое вычисляется по формуле
и б= ушизА’ где ^ш.изм- измеренное значение шумового на-
пряжения; К — коэффициент усиления измерительной установки по
напряжению, измеряемый с помощью генератора 5, равный произ-
ведению коэффициентов усиления усилителей предварительного
и на исследуемом транзисторе.
Рис. 18.25. Структурная
схема устройства для изме-
рения шумовых характерис-
тик транзисторов:
/ — исследуемый транзистор; 2 —
малошумящий усилитель; 3—
селективный микровольтметр;
4 осциллограф; 5 — генератор
сигналов
Эффективное значение шума в полосе I Гц получают делением
измеренной величины иш б на УAf, где Af — эффективная полоса
пропускания селективного усилителя. Для ее определения необхо-
димо найти площадь графика, ограниченного возведенной в квад-
рат частотной характеристикой селективного усилителя, и получен-
ное значение разделить на квадрат частотной характеристики на ре-
зонансной частоте.
18.8. ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ НАСТРОЙКЕ
И РЕГУЛИРОВКЕ РАДИОАППАРАТУРЫ
Измерение параметров усилителя звуковой частоты. К основным
параметрам усилителя 34 относятся: выходная мощность, частотная
и амплитудная характеристики, чувствительность, уровень шумов
и гармонических искажений.
Структурная схема устройства для измерения основных харак-
теристик усилителя показана на рис. 18.26. Чувствительность уси-
лителя, т. е. наименьшее напряжение входного сигнала, обеспечи-
вающее номинальную выходную мощность, определяют на частоте
1000 Гц. Постепенно увеличивая амплитуду входного сигнала, с по-
мощью измерителя гармонических искажений либо по осциллогра-
фу наблюдают за изменением величины коэффициента гармоник.
По достижении коэффициентом гармоник заданной величины либо
заметному визуально искажению сигнала измеряют напряжение на
входе (JBK н на выходе С/вых усилителя. Измерение напряжений про-
изводят с помощью вольтметра эффективных значений (14эф) либо
определяют амплитуду напряжения ((/а) по осциллографу. За-
Гем определяют номинальную выходную мощность на нагрузке по
14 7-34 4 91
формуле RH= (/2эф/рн= ul’2RH. Величина входного напряжения
прн этом н будет характеризовать чувствительность усилителя при
данной номинальной выходной мощности. Максимальная выходная
мощность усилителя обычно измеряется по достижении коэффициен-
та гармоник 10 %. При определении частотной характеристики уси-
лителя уровень входного сигнала выбирают0,5£/вх. Амплитудная ха-
рактерпстика усилителя на частоте 1000 Гц определяется при вход-
ном напряжении U =
— 1>5(/вх п. Затем умень-
шают входное напряжение
усилителя до минимально
возможного выходного
уровня, при котором сиг-
нал на выходе не меиее
чем в 1,5 раза превышает
уровень шумов. По резуль-
Рис.
схема
рения
теля
18.26. Структурная
устройства для изме-
характеристик усили-
татам измерений строят график амплитудной характеристики уси-
лителя (рис. 18.27).
Определение уровня собственных шумов усилителя сводится
к измерению отношения напряжения шумов (7Ш к номинальному на-
пряжению полезного сигнала (7И на выходе усилителя и выражается
в децибелах: Уш = 20 lg Um/Ua.
Уровень шума измеряют милливольтметром со среднеквадра-
тичным детектором. При этом вход усилителя шунтируют резисто-
ром, сопротивление которого рав-
но выходному сопротивлению ге-
нератора, используемого прн из-
мерении номинального выходного
напряжения.
Измерение нелинейных искаже-
ний. Искажения в тракте пе-
Рис. 18.27. График амплитудной
характеристики усилителя
редачи сигнала проявляются в изменении формы выходного сигнала
относительно входного синусоидального. Транзисторы, трансфор-
маторы и многие другие радиотехнические элементы, строго говоря,
не являются линейными. В результате прохождения синусоидаль-
ного сигнала на выходе тракта передачи кроме основной возникают
дополнительные гармонические составляющие, частоты которых
кратны частоте входного сигнала. Возникающие пскажения^сигнала
называют нелинейными. Величина нелинейных искажений харак-
теризуется коэффициентом нелинейных искажений ~~
= Vu\ + t/з + • • • + Uli VU2x + ' + ип или коэффицн-
402
еитом гармоник Кг = I ‘ /^1> гДе • • •
U — действующие значения гармоник выходного сигнала.
‘ ' 'Если сумму действующих гармоник (кроме первой) сравнивать
с действующим значением выходного сигнала, а не с первой гармо-
никой то измерительный прибор получится несложным. Разница
между' Кя и и Кг невелика при малой величине нелинейных искаже-
ний. Это следует из соотношения Кг = Кя н /J/ 1 _ и .
На рис. 18.28 изображена схема измерителя нелинейных искаже-
ний. В измерителе используется частотно-зависимый фазовращатель
С2...С9, R7, R11, R12, с помощью которого на измеряемой
частоте производится смещение фазы сигнала первой гармоники на
Рис. 18.28. Схема измерителя нелинейных искажений
180°. Грубая регулировка фазовращателя производится путем ком-
мутирования конденсаторов С2...С9 с помощью переключателя S2,
а точная регулировка — с помощью резистора R12. Высшие гар-
монические составляющие анализируемого сигнала на выходе фазо-
вращателя приобретают смещение фазы, отличающееся от 180°.
Сигналы с выхода фазовращателя поступают через суммирующие
резисторы R13, R16, R17 на вход усилителя V5, а затем на активный
фильтр верхних частот (V6, С13, С14, CJ5, R22, R23). С помощью
резисторов Rl, R16 можно уравнять по амплитуде составляющие
первой гармоники, поступающие на вход усилителя V5. В результа-
те эти составляющие компенсируются, и на выходе V6 при замкну-
той кнопке S1 будет присутствовать лишь сумма высших гармониче-
ских составляющих входного сигнала. С помощью фильтра верхних
частот компенсируются наводки с частотой 50 и 100 Гц. При разомк-
нутой кнопке S1 на выходе V6 будет исследуемый сигнал U. Коэф-
фициент гармоник ориентировочно может быть определен отноше-
нием Кг « urfu.
Прибор позволяет измерять коэффициент гармоник усилите-
лей звуковой частоты иа частотах 0,33; 1; 8 и 12 кГц. При выходном
напряжении усилителя 2 В (эффективное значение) можно измерить
<103
коэффициент гармоник до 0,15 % с погрешностью около 0,07 %,
Входное сопротивление прибора — порядка 5 кОм, а коэффициент
передачи Д' ~ 2. Исследуемый сигнал подается на регулятор урон,
ня резистор R1, а с его движка поступает на фазовращатель и через
контакты кнопки S1 — на усилитель V5. Коэффициент передачи
усилителя выбран таким, чтобы скомпенсировать потери в фазовра-
щателе. Питание прибора осуществляется от источника питания
8В через контакты 2 и 7 разъема Х2. Измерительный милливольт-
метр переменного тока подключают к контакту 1 разъема Х2.
Детали: транзисторы любые высокочастотные соответствующей
структуры с Л21э >- 60; конденсаторы МБМ, КМ (С2...С5, С6...С9,
С73...С/5) и К50-6 (остальные); резисторы МЛТ-0,125 (МЛТ-0,25,
0,125), переменные — СП-1.
Налаживание прибора сводится к проверке режимов транзис-
торов по постоянному току, затем с помощью генератора 34 и мил-
Рис. 18.29. Схема подключения прибора для проверки детектора
ливольтметра снимают АЧХ активного ФВЧ н подбирают резистор
R26 так, чтобы коэффициент передачи на частоте 250...300 Гц стал
близким к 1.
В процессе измерений на вход прибора подают исследуемый
сигнал с частотой, соответствующей частоте измерений, выбранной
переключателем S2. Постепенно увеличивают чувствительность ре-
зистором R1 и переключателем пределов измерения милливольтмет-
ра, а затем с помощью переменных резисторов R12 и R16 добивают-
ся минимума показаний прибора. После этого производят калибров-
ку измерителя при нажатой кнопке S1 и разомкнутых ее контактах.
Переменным резистором R1 устанавливают выходное напряжение
прибора близким к 2 В. Отпустив кнопку, по шкале милливольт-
метра отсчитывают напряжение гармоник. При измерении необхо-
димо учитывать и коэффициент гармоник КГЗТ, который следует
заранее измерить таким же способом.
Действительный коэффициент гармоник можно оценить по фор-
муле Кт дедств = Хгзг
Измерения в цепях детектора. Основными характеристиками
детектора являются коэффициент передачи (по напряжению) и сте-
пень гармонических искажений. Коэффициент передачи детекторного
каскада в супергетеродинных приемниках составляет 0,6...0,8.
Для проверки детектора на его вход подается модулированное
напряжение ПЧ с амплитудой порядка 0,5... 1 В и глубиной моду-
ляции 30 %. Прн этом выход детектора подключают к УЗЧ (рис.
18.29).
404
При исправном детекторе в громкоговорителе будет прослу-
шиваться чистый тон с частотой модуляции сигнал-генератора, а
мощность на выходе усилителя будет близкой к номинальной.
N Настройка УПЧ А М тракта. От правильной настройки УПЧ
ппиемника зависят его чувствительность, селективность по сосед-
нему каналу, а также качество воспроизведения радиопередач.
' Настраивают УПЧ приемника визуально с помощью осцилло-
графа или вольтметра, подключенных к выходу приемника. При ре-
гулировке УПЧ генератор стандартных сигналов подключают к вхо-
ду каскада преобразования частоты через разделительный конден-
сатор, предварительно отключив схему АРУ. Глубину модуляции
сигнала устанавливают выше 30 % . Настройка производится после-
довательным вращением сердечников ФПЧ до получения макси-
мального выходного напряжения, которое регистрируется на вы-
ходе УЗЧ. При сильной расстройке контуров рекомендуется такая
Рис. 18.30. Схема подключения к приемнику эквива-
лента антенны
покаскадная настройка, начиная с последнего каскада. В случае
применения пьезокерамического фильтра (ПКФ) кроме подстройки
контура первого каскада УПЧ настраивают контур, согласую-
щий ПКФ с коллекторной цепью транзистора.
Ширина полосы пропускания приемника определяется путем
такой расстройки частоты генератора относительно среднего значе-
ния ПЧ, при которой выходное напряжение приемника уменьшится
на 30 % . Разность этих частот расстройки ГСС , выраженная в кило-
герцах, определяет ширину полосы пропускания.
Измерения в узкополосном УРЧ. Перестраиваемый по частоте
резонансный УРЧ радиоприемника настраивают иа частоту при-
нимаемого сигнала. Полоса пропускания УРЧ обычно шире полосы
пропускания УПЧ. Перестройка УРЧ приводит к тому, что изби-
рательность усилителя неодинакова в различных точках диапазона
из-за зависимости добротности колебательного контура от частоты
настройки. Настройку УРЧ начинают с низкочастотного конца диа-
пазона путем изменения индуктивности контура. Затем переходят
на высокочастотный конец диапазона и настройку производят изме-
нением емкости контурного конденсатора. Повторяя такую настрой-
ку несколько раз, добиваются, чтобы контур перекрывал диапазон
частот соответственно шкале приемника.
Для учета влияния реактивного и активного сопротивлений
антенны при настройке контура между ГСС и приемником включают
эквивалент антенны.
В диапазонах ДВ, СВ и КВ (до 10 м) эквивалент наружной
антенны соответствует рис, 18,30.
405
Эквиваленты различных типов антенн радиоприемников пока-
ваны соответственно на рис. 18.31.
При настройке приемников с внутренней магнитной антенной
выход ГСС нагружают на рамку из медной проволоки диаметром
4...5 мм. Плоскость рамки располагают на расстоянии 1 м от сере-
дины ферритового стержня антенны (рис. 18.32). В этом случае на-
пряженность Е поля вокруг магнитной антенны приемника будет
£ = ОГСС'Ю мкВ/м, где Urcc— выходное напряжение ГСС.
Рис. 18.31. Схемы эквивалентов различных типов антенн:
а —штыревой переносного приемника; б—автомобильного приемника; в, г -
для работы в УКВ диапазоне
При использовании дипольной антенны в диапазоне УКВ между
ГСС и антенным входом приемника включают резистор сопротив-
лением 50 Ом.
Измерение диапазона принимаемых частот приемника осуще-
ствляется по шкале настройки ГСС, подключенного ко входу прием-
ника через эквивалент антенны. Измерение чувствительности при-
емника производится в нескольких точках диапазона. При этом
с помощью ГСС устанавливают такое напряжение высокочастотных
колебаний, промодулированных частотой 400 Гц при глубине моду-
ляции 30 %, при котором на выходе радиоприемника при макси-
мальном уровне гром-
кости будет развиваться
выходная мощность 50
или 5 мВт (5 мВт — для
приемников с выходной
мощностью до 150 мВт).
Рис. 18.32. Схема под-
ключения ГСС для на-
стройки приемников
с ферритовой антенной
Полученное напряжение на выходе ГСС, выраженное в микро-
вольтах, является показателем чувствительности радиоприемника.
Реальная чувствительность обычно ниже абсолютной из-за влияния
напряжения шумов.
Определение селективности радиоприемника. Селективность
по соседнему каналу определяется как ослабление чувствительности
радиоприемника при расстройке его на =t9 кГц. Для этого устанав-
ливают на выходе сигнал-генератора напряжение сигнала, соответ-
ствующее чувствительности приемника, и в середине диапазона из-
меняют частоту генератора на 4*9 и —9 кГц от резонансной. При
этом каждый раз увеличивают сигнал ГСС до тех пор, пока выходное
напряжение приемника не достигнет номинальной величины (обыч-
но Рвых— 50 мВт). Определив отношение напряжения генератора
при расстройке^иа 9 кГц к его напряжению при настройке в резо*
406
нале, получают параметр селективности по соседнему каналу. Из-
бирательность приемника по зеркальному каналу оценивают путем
сравнения напряжений на выходе УЗЧ при частоте сигнала ГСС,
соответствующей частоте настройки приемника, и при расстройке
ГСС на частоту, равную удвоенной промежуточной.
f Ослабление сигнала ПЧ оценивают при настройке приемника
еа частоты, наиболее близкие к ПЧ, например, в начале ДВ (410 кГц)
и в конце СВ (520 кГц) диапазонов. Затем измеряют чувствитель-
ность приемника при точной его настройке на частоту сигнала, после
чего, настроив генератор на ПЧ, увеличивают напряжение сигнала
до получения прежней величины выходного напряжения приемника.
Отношение напряжения сигнала ПЧ к напряжению принимаемой
частоты, выраженное в децибелах, дает величину ослабления сиг-
нала ПЧ.
Для проверки эффективности АРУ определяют изменение на-
пряжения на выходе приемника при изменении величины сигнала
на входе. Измерения обычно производятся на СВ диапазоне с часто-
той модуляции 1000 Гц и глубиной модуляции 30 %.
Уровень фона приемника определяют при закороченном входе
усилителя 34 и полностью введенном регуляторе громкости.
Отношение измеренного напряжения фона к напряжению, со-
ответствующему номинальной выходной мощности, является пока-
зателем уровня фона приемника: Кф = ^ф/^ном- гДе —коэффи-
циент фона; 1/ф — остаточное напряжение фона, В; Г7Н0М — напряжение,
соответствующее номинальной мощности, В.
Измерительный прибор для налаживания трактов ПЧ и 34
радиовещательных супергетеродинных приемников (рис. 18.33) име-
ет два генератора колебаний фиксированных частот — промежуточ-
ной (465 кГц) н звуковой (1000 Гц), модулятор, эмиттерный повто-
ритель и аттенюатор. Глубина модуляции составляет 30 %, ампли-
туда выходного сигнала регулируется в пределах 1 мкВ...100 мВ.
Напряжение питания 9 В при потребляемом токе 10 мЛ.
Генератор ПЧ выполнен на транзисторах VI и V2 с кварцевой
стабилизацией частоты по схеме с последовательным резонансом.
Генератор 34 в 1000 Гц выполнен на транзисторе V3 по схеме одно-
каскадного усилителя с фазосдвигающей трехзвенной ДС-цепью
обратной связи, образованной конденсаторами С2...С4, резистора-
ми RIO, R11 и входным сопротивлением транзистора УЗ. Баланс
фаз обеспечивается на частоте 1000 Гц (сдвиг фазы иа 180°).
Модулятор выполнен на транзисторе V4, в цепь эмиттера кото-
рого подается сигнал ПЧ. а в цепь базы — сигнал 34. Уровень вы-
ходного сигнала регулируется переменным резистором R17 — плав-
но я переключателем S2 — грубо.
Летали-, резисторы МЛТ-0,25, переменный резистор R17—СП-1;
конденсаторы С), С5, С6 — типа КТ, остальные конденсаторы
типа КМ или КЛС; транзисторы высокочастотные П423 или
П401, П402, П403, П416, П422 со статическим коэффициентом уси-
ления не менее 30; транзистор УЗ — МП41А или МП39...МП42 со
статическим коэффициентом усиления не менее 50; дноды Д223,
Д219А, Д220, Д220Б с любым буквенным индексом; переключатель
S2 галетного типа. Трансформатор питания: первичная обмотка —
2200 витков, вторичная— 170 витков провода ПЭВ-1 0,12, намотан-
ные на магнитопроводе Ш12 X 14.
Наладка генератора ПЧ сводится к подбору резисторов R5
и RS таким образом, чтобы генератор устойчиво возбуждался, а фор-
ма сигнала на выходе была близкой к синусоидальной. Близкую
407
Рис. 18.34. Функциональная схема устройства для измерения нестабильности
частоты
синусоидальной форму колебаний 34 обеспечивают'подбором
пезистора R7. Подбором конденсатора С1 (в положении переключа-
теля S1 _ПЧ) устанавливают на эмиттере транзистора V4 на-
пряжение сигнала ПЧ, равное 100 мВ. Требуемую глубину модуля-
ции обеспечивают подбором конденсатора С6, а затем в положении
переключателя S1 — Н1', подбирая конденсатор С5, добиваются на
эмиттере транзистора V5 напряжения сигнала 34, равного 100 мВ.
После этого по осциллографу или ВЧ вольтметру градуируют шкалу
резистора R17.
Измерение нестабильности частоты колебаний. Нестабильность
ввуковой частоты измеряется разностью А/ между текущим значе-
нием частоты f и некоторым средним ее значением/0. Непосредствен-
ное измерение истинного значения разности частот А/ дает боль-
шие погрешности, так как приходится определять незначительные
отклонения частоты при ее сравнительно большом значении.
Более точные результаты дает нулевой метод измерений, кото-
рый сводится к сопоставлению частоты колебаний, нестабильность
которых измеряется с частотой более стабильных колебаний. Функ-
циональная схема устройства для измерения абсолютной нестабиль-
ности частоты Л/ колебаний генератора Г1 показана на рис. 18.34.
Сравнение частоты исследуемого колебания с колебаниями вы-
сокостабильиого генератора Гст<16 производится с помощью фазо-
вого детектора (ФД), на выходе которого выделяется сигнал разност-
ной частоты Af = fa—fCTaT. Величина A/ измеряется с помощью
частотомера, а результат измерений заносится в регистриующее
устройство.
18.9. ИЗМЕРЕНИЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ ТОКОВ
В цепях с несинусоидальным током чаще всею возникает необ-
ходимость измерять действующее значение несинусоидального тока
или напряжения, его среднее и амплитудное значения. Промышлен-
ные приборы градуируются, как правило, в действующих значе-
ниях тока или напряжения синусоидальной формы независимо от
их системы. В то же время приборы различных систем по-разному
реагируют на несинусоидальный ток, т. е. имеют различную зависи-
мость вращающего момента от формы тока или напряжения. Это
является основным источником погрешности при измерении сину-
соидальных токов. Показания электродинамического амперметра
(вольтметра) зависят от действующего значения измеряемого тока
(напряжения) несинусоидальиой формы.
Электромагнитный амперметр (или вольтметр) гак же, как и
электродинамические приборы, измеряет действующее значение тока
(напряжения) несинусоидальной формы независимо от начальных фаз
гармоник. Однако частотный диапазон этих приборов ограничен.
Современные электромагнитные приборы класса точности 0,5 имеют
весьма малые расхождения показаний на переменном и постоянном
токе.
Выпрямительные или детекторные магнитоэлектрические си-
стемы состоят из выпрямительного устройства, вилюченного в цепь
измеряемого переменного тока, и магнитоэлектрической системы,
позволяющей измерять выпрямленный ток по шкале, проградуиро-
ванной, как правило, в действующих значениях синусоидального
тока (напряжения). В магнитоэлектрических приборах с выпрями-
телем стрелка отклоняется на некоторый угол, пропорциональный
среднему значению выпрямленного тока за полупериод. При несину-
409
соидальиом токе такой прибор измеряет сумму средних значений
(по модулю) всех гармоник периодического тока (напряжения)
несинусоидальной формы, причем показания прибора зависят от
фазы гармоник относительно основной, т. е. зависят от формы тока
(напряжения). Шкала при-
боров с выпрямителями гра-
дуируется в действующих
значениях синусоидального
тока.
Принципиальная схема
вольтметра со среднеквад-
ратичной характеристикой
показана на рнс. 18.35,а.
Прибор содержит двухполу-
периодную схему выпрями-
теля с трансформатором Т
и диодами VI и диодную
цепочку с параболической
вольт-амперной характе-
ристикой. Формирование
вольт-амперной характе-
ристики, имитирующей по-
лупараболу, показано на
рис. 18.35, б.
Показания таких вы-
прямительных приборов
пропорциональны среднему
Рис. 18.35. Схема вольтмет-
ра со среднеквадратичной ха-
рактеристикой (а); формиро-
вание квадратичной харак-
теристики выпрямительного
вольтметра (б)
значению квадратов амплитуд мгновенных значений измеряе-
мого периодического напряжения (тока) любой формы, а граду-
ировка шкалы прибора может быть выполнена в среднеквадратичных
значениях напряжения или тока. В соответствии с указанным прин-
ципом выполнен вольтметр типа ВЗ-20, позволяющий измерять сред-
Рис. 18.36. Схема пикового вольтметра переменного тока
неквадратичные значения напряжений от 2 мВ до 300 В в диапазоне
частот от 50 Гц до 300 кГц.
Для измерения амплитудных значений переменных напряжений
сложной формы применяют пиковые вольтметры. Принципиальная
схема пикового вольтметра переменного тока с закрытым входом
и параллельным включением диода V и нагрузочного резистора R
410
с последовательно включенным конденсатором показана на рис.
18.36. Сопротивление резистора R и емкость С выбираются такой
величины, чтобы постоянная времени RC была значительно больше
периода измеряемого напряжения. Средний вращающий момент
пикового вольтметра пропорционален наибольшему амплитудному
значению положительной полуволны периодического напряжения
и не реагирует на постоянную составляющую. При измерении импуль-
сного напряжения неизбежна погрешность измерения, растущая
с увеличением скважности Q = Т/t,,, где Т — период импульсного
напряжения и fH— длительность импульса. Поэтому при измерении
вносят поправку: Л(/т ~ + Qr/R, где R— сопротивление нагру-
зочного резистора; г — сопротивление цепи для положительной вол-
ны измеряемого напряжения, определяемое сопротивлением измеря-
емой цепи и прямым сопротивлением диода.
Фильтр на элементах /?ф, Сф уменьшает пульсации напряжения
на выходе пикового вольтметра. Постоянная времени , Сф должна
существенно превышать RC. Усилитель У позволяет подключить
низкоомный индикатор к фильтру с высоким выходным сопротив-
лением.
18.10. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Приставка к авометру (рис. 18.37) позволяет повысить входное
сопротивление аво.мегра до 10 МОм. Пределы измеряемых напряже-
нки: 1,5; 6; 15; 60 В при использовании миллиамперметра с током
Рис. 18.37. Схема приставки к авометру
полного отклонения 0,3 мА. Высокое входное сопротивление при-
ставки достигается за счет применения в ней ПТ, включенного по схе-
ме нстокового повторителя. Пределы измерения выбираются пере-
ключателем SI, коммутирующим резисторы делителя R/...R5,
Измеряемое напряжение Подается на гнезда XI и Х2. Фильтр
R6CJ позволяет исключить влияние наводок переменного напряже-
ния на высокоомный вход приставки. Питание приставки осуще-
ствляется от источника постоянного тока напряжением 4,5 В.
Де,пали: резисторы МЛТ, ВС, МТ мощностью не ниже 0,25 Вт;
резистор R9—СП-1; переключатель Si галетный на 5 положений
411
и 2 направления (типа 5П2Н); конденсаторы С1 типа БМ, МБМ,
КСО-5; транзистор серии КПЗОЗ с начальным током стока (при на^
пряжении 4,5 В) не менее 5 мА и крутизной характеристики не менее
2 мА/В.
Наладка прибора сводится к подбору резистора R7. К зажимам
ХЗ, Х4 подключают миллиамперметр с максимальным током полного
отклонения 0,3 мА либо авометр в режиме измерения тока. Переклю-
чатель 5/ устанавливают в положение 1,5 В, и с помощью резистора
R9 устанавливают стрелку миллиамперме1ра на нулевое деление.
После этого к клеммам XI, Х2 подключают источник напряжения
1,5 В и подбором резистора R7 добиваются, чтобы стрелка индика-
тора отклонилась до конечного деления шкалы. После этого прове-
ряют показания индикатора на других диапазонах. Питание пристав-
ки целесообразно производить от стабилизированного источника
напряжения.
Р1
Х2
62
9.7к
р 4
w'n "гш
SI
RIO
3
ХЮ
R8
29,1
Хв
R11
1,3
ХН
R9
8,6
Х9
R7
86
Х7
Ю Й
у
,3“ „10“ „30“ .Я” „Г „3“ „10“ „30“ „100“ Общ
ХЗ
Рис. 18.38. Схема миллиампервольтомметра
На рис. 18.38 показана простая схема миллиампервольтомметра.
Интервал измерений с помощью прибора постоянного тока—до
100 мА, постоянного напряжения — до 30 В, сопротивлений — от
50 Ом до 50 кОм. Переключение видов н пределов измерений осуще-
ствляется путем включения щупа в соответствующее гнездо XI...
...ХЮ. Вольтметр прибора выполнен на основе микроамперметра
Р1 с добавочными резисторами R1*...R4*. Омметр (однопредельный)
образован измерителем, источником питания G1 напряжением!,5 В
и добавочными резисторами R5, R6. Калибровку омметра произво-
дят при закороченных гнездах й, XII с помощью резистора R5 пу-
тем установки стрелки прибора на конечное значение шкалы (нуль
омметра). Амперметр прибора содержит измеритель Р1 и универсаль-
ный четырехпредельный шунт, подключаемый к микроамперметру
при помощи кнопки S1. Калибровка вольтметра и миллиамперметра
производится путем подгонки сопротивлений добавочных резисторов
R]*...R4* и универсального шунта R7*,...R11* под максимальные
напряжения нтоки соответствующих пределов измерения. Разметку
шкалы омметра производят по образцовым резисторам.
Комбинированный измерительный прибор позволяет измерять
емкость конденсаторов, частоту и фазу исследуемого сигнала. Пре-
делы измерения прибора: частоты — до 300 кГц (верхние пределы-
100, 300 Гц; 1, 3, 10, 30, 100, 300 кГц) прн амплитуде входного сш-
нала 20 мВ...50Вс погрешностью 3 %; относительного фазового сдви-
га двух сигналов — ±50 и ± 180° (при минимальной амплитуде
входных сигналов 0,5 В) с погрешностью при частоте до 5 кГп ие
болееЗ °; до 10 кГц — 4\ до 20 кГц — 5°; емкости конденсаторов при
частоте внешнего генератора 20 Гц — до1 мкФ; 200 Гц — до 0,1 мкФ
412
"3
»J*00£
W®
«Ж
W
w
ПМ£
»J00l
ягчги
би
£
'Ч *
с погрешностью 3 %. Входное сопротивление прибора — 47 кОм.
Принципиальная схема прибора показана на рис. 18.39. На опе-
рационных усилителях А1 и А2 выполнены усилители-ограничители,
которые из входных сигналов произвольной формы формируют
последовательность прямоугольных импульсов, совместимых по
уровню с логическими микросхемами. Инверторы D1.1 и D1.2 —
буферные и служат для улучшения формы сигнала. С них сигнат
через дифференцирующую цепочку C3R14 поступает на ждущий
мультивибратор, выполненный на транзисторах V8 и V9, который
управляет зарядом и разрядом образцового конденсатора. Среднее
значение тока через конденсатор пропорционально измеряемой час-
тоте н регистрируется микроамперметром Р1.
Диапазон измерения частоты выбирают переключателем 54
прн включении S3 в положение «Работа», a S2 — в положение
Режим измерения’ емкости устанавливается переключателем
Рис. 18.41. Колебания на
выходе контура
Рис. 18.40. Схема фа-
зосдвигающей цепочки
которое соответствует ожидаемому фазовому сдвигу (180 или
50°), переключатель 52 — в положении <р, S3 — в положении «Ра-
бота». В этом режиме сигналы с инверторов D1.1 н D1.2 поступают
на схему «исключающее ИЛИ» (D2), на выходе которой получают
модуль величины фазового рассогласования двух сигналов. С выхо-
да элемента D2.4 сигнал поступает на транзисторный ключ (V8),
в коллекторную цепь которого включен микроамперметр Р1. Сред-
ний ток через микроамперметр пропорционален скважности импуль-
сов, характеризующей сдвиг двух колебаний. Предел шкалы фазо-
метра меняют при шунтировании измерительного прибора с помощью
резистора. Знак фазы указывают индикаторные лампочки, вклю-
ченные в коллекторные цепи транзисторов V10 и VII, базы которых
соединены с выходом триггера D3.1, на вход которого (С и D) по-
ступают соответственно опорный и исследуемый сигналы.
Детали', конденсаторы и резисторы любого типа (в задающих
цепях желательно использовать конденсаторы с малым ТКЕ);
микроамперметр Р1 типа М24 (чувствительность 100 мкА); лампоч-
ки Н1 и H2 любого типа напряжением 6В при потребляемом токе
20...60 мА.
Налаживание прибора начинают с установки переключателя
S3 в положение «Калибр». Вращая движок резистора R19, доби-
ваются отклонения стрелки микроамперметра до отметки 180°.
Затем на входы <роп, fx и <рж подают синусоидальный сигнал с часто-
той 1 кГц и амплитудой до 0,5 В и подбором резисторов R3 и R8
добиваются на входах D1.1 и D1.2 прямоугольных импульсов со
скважностью 2. После этого уровень сигнала генератора увеличива-
ют до 2 В и подают на вход фазосдвигающей 'цепочки (рис. 18,40)t
414
к которой подсоединяют также’и опорный вход фоп прибора. Выход
цепочки подключают ко входу <рх прибора. Переключатель SJ уста-
навливают в положение 180°, S2 — в положение срх, а S3 — в поло-
жение «Работа». Изменяя частоту генератора, добиваются показа-
ний фазометра 50°. С помощью резистора R11 добиваются на этом
поддиапазоне показания 50°. После этого калибруют частотомер и из-
меритель емкости, переведя S2 в положение fx, Сх и подстраивая
резисторы R26...R34. При этом с генератора подают сигналы соот-
ветствующих частот.
Быструю оценку величины добротности, полосы пропускания
и резонансного сопротивления LC-контура можно сделать с помощью
осциллографа. Через добавочный конденсатор С1 с небольшой ем-
костью на контур подают импульсы напряжения обратного хода гори-
зонтального отклонения луча осциллографа. Напряжение с выхода
резонансной цепи подается на усилитель вертикального отклонения
осциллографа. Импульсы обратного хода горизонтальной развертки
возбуждают в измеряемой LC-цепи периодически затухающие сину-
соидальные колебания (рис. 18.41). На осциллограмме определяется
количество периодов N, когда амплитуда сигнала периодически за-
тухающего синусоидального напряжения уменьшается в два раза.
Если пренебречь шунтирующим действием усилителя вертикаль-
ной развертки осциллографа, то добротность контура можно опре-
N
делить, пользуясь формулой Q = При высокой добротности
контура удобно отсчитывать количество периодов М, когда амплиту-
да сигнала периодически затухающего синусоидального напряжения
уменьшается в 1,25 раза. Тогда добротность контура’ Q вычисли-
. „ М
ется по формуле Q — 'д-дуу- .
Если известна резонансная частота контура fa, то полоса про-
.. , 0,22 , 0,071
пускания Д/ = f0 = f0 .
Если известна индуктивность контура L или емкость его кон-
денсатора С, то можно определить сопротивление контура на резонан-
„ _ a>LN N k>LM М
снои частоте R = 0,071ыС ’
Резонансную частоту контура можно определить после измерения
длительности периода Т наблюдаемого колебания fa = -у- . Полосу и
сопротивление контура можно определить также по формулам Д/ =
__ to и р__ 2nfaL
Q R~ Q '
Измерения должны проводиться при входном сопротивлении усили-
теля вертикального отклонения R и при величине добавоч-
ного конденсатора Сх< С,
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1. Базовые единицы СИ
Величина Наимено ваиие Обо- значе- ние Определение
- Основные единицы
Длина метр м Метр равен длине 1 650 763, 73 длин волн в вакууме излучения, соответст- вующего переходу между уровнями 2р10 и 5d6 атома криптона-86
Масса кило- грамм кг Килограмм равен массе международ- ного прототипа килограмма
Время секунда с Секунда равна 9. 192.631.770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133
Сила элек- трического тока ампер А Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и нич- тожно малой площади кругового по- перечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один ст другого, вызвал бы на участке про- водника длиной 1 м силу взаимодей- ствия, равную 2 • 10“’ Н
Термодина- мическая температура Кельвин К Кельвин равен 1/273,16 части термо- динамической температуры тройной точки воды
Сила света кандела ВД Кандела равна силе света, испускае- мого с поверхности площадью 1/600 000 м2 полного излучателя в пер- пендикулярном направлении, при тем- пературе излучателя, равной темпера- туре затвердевания платины при дав- лении 101 325 Па
Количество вещества моль моль Моль равен количеству вещества си- стемы, содержащей столько структур- ных элементов (атомов, молекул, ионов, электронов или других частиц) сколько их содержится в углероде-12 массой 0,012 кг
416
Продолжение прил. П1
Величина Наимено ванне Обо- значе- ние Определение
Плоский угол радиан \ополн рад отельные единицы Радиан равен углу между двумя ра- диусами окружности, длина дуги меж- ду которыми равна радиусу
Телесный угол стера- диан ср Стерадиан равен телесному углу с вер- шиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, рав- ную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы
П2. Производные единицы электрических и магнитных величин
Величина Наимено- вание Обо значе иие Определение
Количество электричества кулон Кл Кулон равен количеству электри- чества, протекающему через попе- речное сечение проводника при токе силой 1А за время 1с
Электрическое напряжение вольт В Вольт равен электрическому напря- жению на участке электрической цепи при прохождении 1Кл элект- ричества н выполнении работы в 1Дж
Электрическая емкость фарад ф Фарад равен электрической емкости конденсатора, прн которой заряд 1Кл создает на конденсаторе на- пряжение 1В
Электрическое сопротивление ом Ом Ом равен электрическому сопро- тивлению участка электрической цепи, при котором постоянный ток силой 1А вызывает падение на- пряжения 1 В
Удельное элек- трическое соп- ротивление омметр Ом-м Омметр равен удельному электри- ческому сопротивлению вещества, при котором участок (выполненный из этого вещества) электрической цепи длиной 1м и площадью по- перечного сечения 1м2 имеет со- противление 10м
417
А
Продолжение прил. П2
Величина Наимено- вание Сбо- значе- ние Определение
Электрическая проводимость сименс См Сименс равен электрической про- водимости участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом
Магнитный поток вебер Вб Вебер равен магнитному потоку, при изменении которого со ско- ростью в 1 Вб в течение 1 с в цепи индуцируется электродвижущая сила в 1 В
Магнитная индукция тесла Тл Тесла равна магнитной индукции, при которой магнитный поток сквозь поперечное сечение пло- щадью 1 м2 равен 1 Вб
Индуктивность генри Гн Генри равен индуктивности элект- рической цепи, с которой при силе постоянного тока в ней 1 А сцеп- ляется магнитный поток, равный 1 Вб
Напряженность магнитного ПОЛЯ ампер на метр А/м Ампер на метр равен напряжен- ности магнитного поля, создавае- мого прямолинейным бесконечно длинным проводником при силе тока в 4 л А на расстоянии 2 м от про- водника с током
Магнитная проницаемость генри на метр Гн/м Генри на метр — абсолютная маг- нитная проницаемость вещества, в котором при напряженности маг- нитного поля в 1 А/м создается магнитная индукция, равная 1 Тл
ПЗ. Рекомендации по замене транзисторов малой мощности
Транзисторы Аналог
МП9А МП10 МП13, МП14, МП15, МП39, МП40, МП41 МП 16, МП20 МП21 МШО, МП11, МП35, МП101, КТ201 МП11, МП35, МП101, KT20J, КТ312, КТ315 КТ209, КТ3107, КТ361, КТ501, КТ502 КТ209, КТ501, КТ502 КТ209Ж—КТ209М, КТ501Ж—КТ501М
418
Продолжение прил. ПЗ
Транзисторы Аналог
МП25 К.Т209И—КТ209М, КТ501Ж-КТ501М КТ502В-КТ502Е ’
МП26 МП27, МП28 КТ502Е, КТ601А КТ3107Е, КТ3107Ж, КТ3107Л, ГТ310 КТ501А—КТ501М
МП35, МП36, МП37, МП38 МП37А, МП37Б КТ503А—КТ503Е, КТ201А—КТ201Г КТ315А—КТ315И, КТ3102А—КТ3102Е КТ503А—КТ503Е, КТ315В—КТ315И, КТ3102А—КТ3102Е (кроме КТ3102Г1
МП42 МП101, МП102, - МП 103 МП 104 МП 105 МП106 КТ501 КТ201, КТ312, КТ315А-КТ315И КТ203А, КТ203Б, КТ203Г КТ203А, КТ203Б, КТ203Г, КТ361В-КТ361Е КТ203А—КТ203Д, КТ361А—КТ361Е, КТ3107А—КТ3107Г
МП111 КТ203А—КТ203Д, КТ361В—КТ361Е, КТ3107А—КТ3107Г
МПН4 МПН5 КТ203А, КТ209Л, КТ209М, КТ501Л, КТ501М КТ203А, КТ203Б, КТ203Г, КТ209Г—КТ209М, КТ501Г—КТ501М
МП116 КТ203А—КТ203Д, КТ209А—КТ209М, КТ501А — КТ501М, КТ361А—КТ361Е
ГТ108А—ГТ108Г КТ361А—КТ361Е, КТ502А—КТ502Е, ГТ308А—ГТ308В, KT3I07A—КТ3107Л
ГТ308А—ГТ308В КТ343А—КТ343В, КТ361А—КТ361Е, КТ3107А—КТ3107Е
ГТ309А—ГТ309Е КТ3107А—КТ3107Л, КТ361А—КТ361Е, КТ347А, КТ347Б, КТ316
ГТ310А—ГТ310Е ГТ313А—ГТ313В КТ3107А—КТ3107Л. КТ343, КТ347А КТ316А—КТ316Д, КТ326А, КТ326Б, КТ349Л—КТ349В
ГТ328А—ГТ328В ГТ402А—ГТ402Г ГТ403А—ГТ4ОЗЕ ГТ403Ж, ГТ403И ГТ404 ГТ404А—ГТ404Г КТ201 ГТ346А—ГТ346В, КТ349А—КТ349В, КТ363 КТ814А—КТ814Г, КТ816А—КТ816Г КТ814А—КТ814Г, КТ816А—КТ816Г КТ814В—КТ814Г, КТ816В—КТ816Г КТ815А КТ815А—КТ815Г, КТ817А—КТ817Г П307, М37А, М37Б, КТ502А—КТ502Е, КТ312А—КТ312И, КТ315А—КТ315И
КТ203А, КТ203Г КТ501Л, КТ501М, КТ502Д, КТ502Е, КТ209Л, КТ209М
КТ203Б КТ209Г—КТ209М, КТ501Г—КТ501М, КТ502В—КТ502Е, КТ361В—КТ361Е
КТ203В, КТ203Д КТ361А—КТ361Е, КТ209А—КТ209М, КТ502А—КТ502Е
КТ209А—КТ209В К.Т209Г—КТ209Е КТ209Ж—КТ209К КТ209Л, КТ209М КТ501А—КТ501М, КТ350А КТ501Г—КТ501М, КТ350А КТ501Ж—КТ501М КТ501Л-КТ501М
419
Продолжение прил, Пз
Транзисторы
КТ312А, КТ312В
КТ312Б
КТ315А, КТ315Б
КТ315В—КТ315Е
КТ361А—КТ361Е
КТ501 А-КТ501В
КТ501Г—КТ501Е
КТ501Ж—КТ501К
КТ501Л—КТ501М
КТ502А, КТ502Б
КТ502В, КТ502Г
КТ502Д
КТ503А-КТ503Г
КТ603А—КТ603Г
П29, ПЗО
П307, П308, П309
П401, П402
П403
П414, П415, П416
2Т326А, 2Т326Б
Аналог
КТ315А—КТ315И, КТ3102А—КТ3102Е,
2Т603А, 2Т608А, 2Т608Б
КТ315В-КТ315И, КТ3102А—КТ3102В, КТ3102П
KT3102F, КТ3117А, 2Т608А, 2Т608Б
КТ3102А-КТ3102В, КТ3102Д-КТ3102Е,
КТ608А, КТ603А, КТ603Б
КТ3102А, КТ3102А, КТ3102Б, КТ3102Д,
КТ3102Е, КТ608А, КТ608Б
КТ3107А-КТ3107Л
КТ209А—КТ209В, КТ350А
КТ209Г—КТ209Е
КТ209Ж-КТ209К
КТ209Л-КТ209М
КТ501Г, КТ501Д, КТ209Г—КТ209Е
КТ501Ж— КТ501К, КТ209Ж—КТ209К
КТ501Л—КТ501М
КТ608А
КТ608А, КТ608Б, КТ3117А, КТ608А, КТ608Б
МП42, КТ209А—КТ209М, КТ502А—К.ТБ02Е
КТ605
КТ361А—КТ361Е, КТ3107А—КТ3107Л,
ГТ309А—ГТ309Е, КТ343А-КТ343В
КТ361А—КТ361Е, КТ3107А—КТ3107Л,
ГТ309А—ГТ309Е, КТ343А—КТ343В
КТ361А—КТ361Е, КТ3107А—КТ3107Л,
КТ343А-КТ343В
КТ349А, КТ349В, КТ363
П4.
Рекомендации по замене транзисторов большой мощности
Транзисторы Аналог
П4А, П4Г, П4Д
П4Б
П201
П202, П203
П210А, П210Ш
П213А, П213Б
П214А—-П214Г
П217А- П217Г
П302
ПЗОЗ, П306
П306А
Г1601, П602
ГТ701А
.П214А-П214Г, П215, П217, КТ818В, КТ818Г
П215, П217, КТ818Г
П202, П213А, П213Б, П214А-П214Г,
КТ814Б-КТ814Г, КТ816Б-КТ816Г
КТ816В, КТ816Г, П217А—П217Г, П215
ГТ806А—ГТ806Д, КТ813А, КТ818В, КТ818Г
КТ816Б—КТ818Г
КТ818В, КТ818Г
КТ818В, КТ818Г
П213, П214А—П214Г, КТ814А—КТ814Г,
КТ816Б—КТ816Г
П214А—П214Г, КТ814В—КТ814Г,
КТ816В—КТ816Г
П215, КТ814Г, КТ816Г
КТ814А-КТ814Г, КТ816А—КТ816Г
ГТ806А—ГТ806Д, КТ818В, КТ818Г
420
Продолжение прил. П4
Транзисторы Аналог
ГТ703 КТ816Б—КТ816Г, КТ818Б—КТ818Г
КТ814А КТ816А
КТ814Б КТ816Б
КТ814В КТ816В
КТ814Г КТ816Г
П701, П701Б КТ801А, КТ801Б, КТ807А, КТ807Б, КТ815А—КТ815Г
П701А КТ801А, КТ801Б, КТ807А, КТ807Б, КТ815В—КТ815Г, КТ817В, КТ817Г
П702 КТ801А, КТ801Б, КТ817В, КТ817Г, КТ819В—КТ819Г
ГТ704А—ГТ705В КТ824А, КТ826, КТ828А, КТ828Б
КТ801А КТ817Г, КТ819Г, КТ829А, КТ829Б
КТ801Б КТ817В, КТ817Г, КТ819В, КТ819Г, КТ829А—КТ829В
КТ803А КТ808А, КТ802А, КТ819В, КТ819Г, КТ908А, КТ908Б
КТ808А КТ802А
КТ809 2Т824А, КТ228А
КТ812А—КТ812В КТ824А—КТ824В
КТ815А КТ817А
КТ815Б КТ817Б
КТ815В КТ817В
КТ815Г КТ817Г
КТ903А, КТ903Б КТ902А
КТ604А, КТ604Б КТ904А, КТ904Б
П605 ГТ905
П607, П608, П609 КТ626А—КТ626Д
П5. Рекомендации по замене диодов
Диоды Анало!
Д2Б Д9Е Д20 Д26 ДЮ4 Д226Б Д814 Д814Б Д814Г КДЮ5Б КД 105 Г КД 109 А КД202Б КД205Д Д2Д, Д2Е, Д2Ж Д9Ж, Д9И-Д9Л Д18, ДЮ Д2Д, Д2Е, ДЮ ДЮ4А, Д105, ДЮ5А Д7Ж, КДЮ5Б, Д226В Д813 Д811 Д813 КД109А, Д226Б Д7Ж КД Ю5В КДЮ5Б КД205Г КД205А—КД205В
421
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев Ю. П. Бытовая радиоаппаратура и ее ремонт.— Мл
Радио и связь, 1984.— 312 с.
2. Алексеенко А. Г., Шагурин И. И. Микросхемотехннка.— Мл
Радио и связь, 1982.— 416 с.
3, Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы / Под ред.
С, В. Якубовского.— Мл Радио и связь, 1984.— 432 с.
4. Ануфриев Ю. А., Гусев В. И., Смирнов В. Ф. Эксплуатацион-
ные характеристики и надежность электрических конденсато-
ров.— Мл Энергия, 1976.— 225 с.
5. Артамонов Б. И., Бокуняев А. А. Источники электропитания
радиоустройств.— М.: Энергоиздат, 1982.— 296 с.
6. Варламов Р. Г. Мастерская радиолюбителя.— Мл Радио и связь,
1983,— 64 с.
7. Васильев В. А., Веневцев М. К- Транзисторные конструкции
сельского радиолюбителя.— М.: Энергия, 1980.— 120 с.
8. Васильев В. А. Радиолюбители сельскому клубу.— Мл Радио
и связь, 1983.— 88 с.
9, Вдовикин А. И. Занимательные электронные устройства.— М.|
Радио и связь, 1981.— 80 с.
10. Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки.— М.: Сов. радио,
1976,— 608 с.
11. Гармаш И. И. Занимательная автоматика.— К.: Рад. шк.,
1982,— 168 с.
12. Гордии А. Б. Занимательная кибернетика.— Мл Энергия,
1974,— 64 с.
13. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных
устройствах,— Л.: Энергия, 1980.— 248 с.
14. Дворянкин Б. В., Кузнецов Л. И. Радиотехнические измерения.—
Мл Сов. радио, 1978.— 360 с.
15. Ермуратский В. В., Ермуратский П. В. Конденсаторы перемен-
ного тока в тиристорных преобразователях.— Мл Энергия,
1979,— 224 с.
16. Иванов Б. С. В помощь радиокружку.— Мл Радио и связь,
1982.— 128 с.
17. Игловский И. Г., Владимиров Г. В. Справочник по слаботочным
электрическим реле,— Лл Энергоатомиздат, 1984.— 584 с.
18. Кононович Л. М. Современный вещательный приемник.— Мл
Радио и связь, 1986.— 144 с.
19. Конструкции советских н чехословацких радиолюбителей.—
Мл Энергия, 1979.— 384 с.
20. Кравцов А. В., Рыбинский Ю. В. Электрические измерения.—
М; Колос, 1979.— 351 с.
21. Михайлова М. М., Филиппов В. В., Муслаков -В. П. Магни-
томягкие ферриты для радиоэлектронной аппаратуры.— Мл
Радио и связь, 1983.— 200 с.
22. Мишустин И. А. Повышение помехоустойчивости радиолюби-
тельского приема.— Мл Энергия, 1974.— 88 с.
23. Приборы и техника эксперимента: Ежемес. журн. — Мл На-
ука, 1980—1986.
422
44 Радио. Ежемес. науч.-попул. радиотехн. жури.—М.: Изд-во
’ ДОСААФ СССР, 1975 — 1986.
25- Радио, телевизия, электроника. Ежемес. науч.-попул. журн.,
Болгария, София, Изд-во м-ва машиностр. и электрон. 1980—1986.
26. Резисторы. Справочник / Под ред. И. И. Четверткова,— М.:
Энергоиздат, 1981.— 352 с.
27. Румянцев М. М. Конструирование радиовещательных приемни-
ков.— М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1982,— 208 с.
28. Терещук Р. М., Терещук К. М., Седов С. А. Справочник радио-
любителя.— К.: Наук, думка, 1982.— 672 с.
29. Титце У., Шенк К- Полупроводниковая схемотехника.— М.:
Мир, 1982.— 512 с.
30. Томас Р. К- Коммутационные устройства.— М.: Радио и связь,
1982,— 80 с.
31. Справочник по микроэлектронной импульсной технике/Под
ред. В. Н. Яковлева.— К: Техника, 1983.— 359 с.
32. Справочник по электрическим конденсаторам / Под ред. И. И.
Четверткова, В. Ф. Смирнова.— М.: Радио и связь, 1983.—
576 с.
33. Справочник радиолюбителя-конструктора / Под ред. Н. И. Чис-
тякова,— М.: Радио н связь, 1983.— 560 с.
34. Фролов Ф. ф. Радиотехнические игры и игрушки.— М.: Энер-
гия, 1979.— 72 с.
35. Шлеициг К-, Штаммлер В. Самодельные электронные устрой-
ства в быту.— М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1984.— 144 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Автомат в будильнике «Слава»
210
— выключатель освещения 211
—для поливки растений 210
— для стеклоочистителя автомо-
биля 366
— игровой 140
— команда голосом 134
— «Кто быстрее?» 140
— отгадчик 143
— отключения телевизора 211
— «Реакция» 141
Автоматика в автомобиле 366
— радиолюбительская 196
Автоматический выключатель
телевизора 204
— регулятор температуры 206
Автомобильная электроника 349
Аккумуляторы 181
Акустические величины 4
—параметры 104
— системы 99, 101
— экраны 105
Алгебра логики 318
Амплитудные значения тока 5
Ампер 416
Амперметр средневыпрямлеино-
го значения 384
Аналого-цифровой преобразова-
тель (АЦП) 306, 313, 316, 326,
339—341, 342, 343, 345—348
— двухтактный 341
— параллельный 341
— последовательного приближе-
ния 341
— последовательный 340
Антенны внешние дополнитель-
ные 221
— для радиоприемных устройств
215
— зигзагообразные 225
— рамочные 216
— с переизлучением сигнала 221
— ромбические 223
— телевизионные 223
— ферритовые 217
— характеристики 214
— штыревые 215
Аппарат для лечения заикания
137
Аппаратура радиоуправления
200
Арифметико-логическое устрой-
ство (АЛУ) 328—330, 333,
335, 346
Арифметическое устройство 327
342 ’
Ассемблер 332
Аудиометр 133
Б
Базовые единицы СИ 416
Батареи аккумуляторные 181
— гальваническая 181
— солнечная 180
— термоэлектрическая 180
Блоки питания 189
Блокинг-генератор автоколеба-
тельный 312
— ждущий 312
— на мощном полевом транзи-
сторе 312
— на оптроне 312
«Бустер-прнставка» 156
В
«Вау-приставка» 155
Вебер 418
Велоодометр 119
Велоспндометр электронный
Влажности измеритель 123
Вольт 417
Восстановление радиотехниче-
ских элементов 165
Времяимпульсиый модулятор
Выключатель освещения (ав-
томат) 113
— сенсорный 115
Вход информационный 322
— тактовый 323
Выпрямители 259
—двухполупериодные 186
— выбор схемы и расчет 184
— однополупериодные 186
— мостовая схема 187
Г
Генератор импульсов пилооб-
разной формы на лавинном
транзисторе 313
— на операционном усилителе
313
— иа транзисторах 313
— нй цифровых схемах 313
Генератор «курица» 148
— «мяу» 146
— параболического импульса
314
— пачки импульсов 314
— пилообразного напряжения
314, 315
424
__ прямоугольных импульсов 309
г- тактовых импульсов 337, 340
Генри 418
Гетинакс 21
Гистерезис 306
Головки магнитные 45, 46
Громкоговорители 99
д
Датчики сигналов 166
— температуры 21
— электромагнитные 171
Двунаправленный переключа-
тель 322
Действующее значение тока 5
Демодуляторы сигналов ампли-
тудные 277
— фазовые 279
— частотные 278
Детекторы сигналов 259
— линейные 261
— частотные 273
Дешифратор 321
— команд 335
Динамические головки громко-
говорителей 100
Дифференцирующие схемы 282
Е
Единицы электрических и маг-
нитных величин 417
3
Зажигалка газовая электронная
120
Зажигание электронное конден-
саторно-транзисторное 361
— с ограничителем частоты вра-
щения коленвала двигателя
360
— тиристорное многоискровое
358
Запись асинхронная 326
— параллельная 325
— последовательная 326
— синхронная 326
Запоминающее устройство 322
-— внешнее 330
— внутреннее 330
— динамическое 330, 331
-—оперативное (ОЗУ) 326, 330,
331, 333, 342, 346
— перепрограммируемое
(ППЗУ) 331
— программируемое изготовите-
лем 330
— постоянное (ПЗУ) 330, 331
— сверхоперативное 326
— с однократным программиро-
ванием 331
Зарядное устройство автомати-
ческое 190
—Десульфатирующее 192
— для восстановления емкости
батареи 192
Звонок двухтональный 120
Звукосниматели 98
Знакогенератор 331
И
Измерение тока, напряжения,
мощности 383
•—взаимной индуктивности 396
— временных интервалов 387
— в узкополосном УРЧ 405
— девиации частоты 392
— коэффициента передачи тока
399
•— малых высокочастотных на-
пряжений 385
— нелинейных искажений 402
— обратного тока коллектора
399
— параметров полупроводнико-
вых приборов 399
— параметров усилителя звуко-
вой частоты 401
— при настройке и регулировке
401
— селективности радиоприемни-
ка 406
— характеристик диодов и ста-
билитронов 400
— характеристик электрических
цепей 398
— шумовых характеристик тран-
зисторов 401
Измерительные приборы 411
Игры «Веришь — не веришь?»
141
.— «Переправа» 144
— телеуправляемая 199
— электронный кубик 144
Имитаторы «Кукушка» 145
.— шума дождя 131
— шума «прибоя» 130
Импульсная характеристика ЦФ
343
Индикатор напряжения 374
— указателя поворотов в авто-
мобиле 367
— уровня жидкости в системе
гидропривода 369
— уровня жидкости в системе
охлаждения 370
Индуктивностей соединения 8
Индикаторы настройки 252
425
Интегрирующая цепь 307, 308,
282
Интерфейс 334
Ионизатор воздуха 135
Источники тока 180
— питания 184, 193
Информационная емкость 330
К
Кабели 11
Кандела 416
Квадратор диодный 257
Кельвин 416
Килограмм 416
Кварцевый генератор 310
— высокочастотный 310
Клей для магнитофонной ленты
44
— для стекла 43
— для стекла и керамики 43
— для стекла и металла 43
— резиновый 43
Ключ 316, 339
— диодный 306, 307
— на интегральном прерывате-
ле 306, 307
— транзисторный 306, 307
Код Грея 317
— двоично-десятичный 317
— двоичный 317
—дополнительный 318, 328
— обратный 318
— параллельный 318
— последовательный 318
— унитарный 317, 318
Коммутатор 307, 320
Конденсаторов соединения 8
Конденсаторы 76
— в силовых преобразователь-
ных устройствах 94
— краткие характеристики 80
— основные параметры 76
— переменные 94
— расчетные соотношения 79
— рекомендации по выбору 83
— типы 83
Компаратор 306, 315, 317, 340,
341
Конвертер коротковолновой 242
Конструирование печатных плат
161
Крутизна фронта 306
Кулон 417
Л
Лакоткани 26
Ленты магнитные 45
«Лесли-приставка» 158
Линия задержки 308, 309
Логарифмирующие схемы 263
И
Метр 416
Микропроцессор 332, 335—339,
342
Микропроцессорный комплект
(МПК) 337, 339
Микрофоны 96
— конденсаторные 97
— ленточные 97
— электродинамические 97
Микро-ЭВМ 336, 337, 342
Микшер 111
Модуляторы амплитудные 277
— частотные 278
— фазовые 279
Мультивибратор автоколеба-
тельный 310, 311
— ждущий 310, 311
.— на интегральном таймере 310
— на однопереходном транзи-
сторе 311
на логических элементах 310
— на тиристоре 311
— иа транзисторах 311
— на полевом транзисторе 311
— с транзистором в качестве
порогового элемента 310
Мультнплексер 320
Н
Наводки 9
Нелинейность пилообразного на-
пряжения 313
О
Ограничитель амплитудный 304
— диодный 304
— иа логическом элементе 305
— на стабилитроне 305
— параллельный 304
— последовательный 304
— транзисторный 305
Ом 417
Ома закон 7
Омметр 417
Операционный усилитель 308
Отладка радиоприемников 302
П
Пайка 42, 166
Память ЭВМ адресная 333
— ассоциативная 333, 334
— стековая 333
Паяльники 166
Переговорное устройство 110
Переключатель гирлянд 111
— звуковой 111
426
Псремножитель аналоговый 313
Погрешности измерений 383
Позиционное счисление 317
Полиэтилен 29
Помехи 9
Помехи при радиоприеме 299
Пороговое устройство 306, 308,
309
Порог срабатывания 306
Постоянная времени 308
Приставка к авометру 411
Преобразователи напряжения
189
— частоты 265
— балансные 266
Преобразователь напряжение —•
частота импульсов 313, 315
Прерывание 334
Прибор для обнаружения скры-
той проводки 129
---определения степени утом-
ления глаз 133
---эмоционального состояния
человека 136
Припои для пайки алюминия
40
— легкоплавкие 38
— твердые 41
Провода 11
Программа 333—335, 342
Программируемая логическая
матрица 322
Противоугонные устройства на
транзисторах 351
— на микросхемах 352
— с радиосигнализатором 355
Процессор 333
Р
Радиан 417
Радиоприемник для радиоспорт-
сменов 296
~ на микросхемах 290
— прямого преобразования 290
— прямого усиления 287
— рефлексный 286
— супергетеродинный 288
Регенерация 330
Регулятор влажности 209
— напряжения простой 363
---усовершенствованный 364
— регулятор температуры холо-
дильника 205
— частоты вращения электро-
двигателя 212
Регистр 322, 325, 328, 335
• — буферный 337
• — ввода-вывода 337
— команд 335
— многоцелевой 326
— обратный 326
“последовательных прибли-
жений 326, 341
Режекторный фильтр 343
Резисторов соединения 8
Резисторы 49
— выбор резисторов и режимов
их работ 75
“ классификация и обозначения
49
“ основные параметры 49
“ подстроечные 64
“полупроводниковые 71
— регулировочные 64, 65
— терморезисторы 71
•—типы и параметры перемен-
ных резисторов 61
— типы и параметры постоян-
ных резисторов 52
Релаксационный генератор 309
Реле времени 115
Реле электрические 173
— рекомендации по эксплуата-
ции и выбору 173
Ремонт радиотехнических эле-
ментов 165
С
Самоделки радиоэлектронные
109
Секунда 416
Сенсорные переключатели 246
Сигнализатор уровня шума 131
Сименс 418
Система единиц 4
Система счисления 317
Слуховой аппарат 109
Стабилизаторы напряжения
193—197
Стеклотекстолит 24
Стерадиан 417
Стирание информации ультра-
фиолетовое 332
•— электрическое 332
Стробоскоп автомобильный 376
Схема блокировки включения
стартера для автомобилей
371
“контроля четности 322
“ миллиампервольтомметра 412
“прибора для изменения ча-
стоты, емкости конденсатора,
разности фаз исследуемых си-
гналов 413
•— сравнения кодов 320
“ фазосдвигающей цепочки 414
427
Сумматор 327, 328, 342. 343,
346, 348
Счетчик 313, 314, 322, 340
— асинхронный 324
— двоично-десятичный 325
— двоичный 325
— команд 335
— реверсивный 324
— синхронный 324
Т
Таймер электронный 116 #
Тахометр автомобильный на
микросхемах 381
— на транзисторах 381
Текстолит 21
Телефоны 100
Тензорезисторы 167
Терменвокс 150
Термометр медицинский 133
Терморезисторы IS4, 207
Тесла 418
Технологические советы 159
Триггер 311, 316
Транзисторов замена 418
Триггер 311, 316
— ©-триггер 322, 323
— //(-триггер 323
— ДО-триггер 323
— /'-триггер 323
У
Удвоитель частоты импульсов
315
Указатель стека 335
Умножители частоты 267
Умножитель 328, 342
Уровень ограничения 304
Ускоренный перенос 330
Умножители добротности 241
Усилители радио- и промежу-
точной частоты 229
— звуковой частоты 233
— антенные 226
Устройство ввода-вывода 334
— задержки 343, 344
— управления 335, 336
Ф
Фазовращатели 274
«.Фаз-приставка» 153
Фарад 417
Ферриты 29
Фильтры пьезокерамические 230
Флюсы 40, 42
Фольгированные материалы 26
Формирователь импульса
— на логическом элементе 307
— иа микросхемах 307
— с интегрирующей цепью 307
— точный 309
— с эмиттерным повторителем
307
Формирующая день диодная
305
— на полевом транзисторе 305
Фотовспышка электронная 119
Фотоэкспозиметр 117
Фторопласт 29
U
Цветомузыкальные устройства
249
Центральный грошссориый эле-
мент (ППЭ) 335
Цепи переменного тока 5
Цифро-анологовый преобразо-
ватель (ЦАП) 306, 339—341
Цифровой фильтр 342—349
— БИХ фильтр 344
— БПФ фильтр 348—349
— ДПФ-фильтр 346—347
— КИХ фильтр 343
— с временной реализацией
342—346
— с частотной реализацией
346—349
— синхронный 345
Ш
Шина адреса 333
— данных 333, 337
— управления 333
Широтно-импульсный модуля-
тор 317
Шифратор 321, 341
Э
Электродинамические громко-
говорители 102
Электромагнитные головки 98
Электромузыкальный инструмент
159
Электронная вычислительная
машина (ЭВМ) 332—335
«Электронная няня» 134
«Электронный соловей» 149
Электронуиктурный стимулятор
139
Электросон 129
Электротермометр 122
Элемент задержки 308
Эмиттерный повторитель 308
Я
Язык программирования
АЛГОЛ 334
— Ассемблер 332, 334
— БЕЙСИК 334
ФОРТРАН 334
ОГЛАВЛЕНИЕ
с р.
Предисловие .............................................. 3
Глава 1. Основные сведения по радиотехнике.................4
1.1. Международная система единиц (СИ)...................4
1.2. Цепи переменного тока.............................5
1.$. Закон Ома и его применение..........................7
1.4. Соединения резисторов, конденсаторов и индуктивностей 8
1.5. Простейшие электрические цепи и их характеристики 9
1.6. Помехи, наводки и борьба с ними.....................9
Глава 2. Электрорадиоматериалы ...........................11
2.1. Провода и кабели...................................11
2.2. Пластмассы ........................................21
2.3. Магннтомягкие ферриты..............................29
2.4. Легкоплавкие припои и флюсы для пайки..............40
2.5. Клеи ..............................................43
2.6. Магнитные ленты и головки для любительской звуко-
записи..................................................45
Глава 3. Резисторы.......................................49
3.1. Классификация и обозначение резисторов.............49
3.2. Основные параметры резисторов .....................49
3.3. Типы н параметры постоянных резисторов.............52
3.4. Типы н параметры переменных резисторов.............61
3.5. Полупроводниковые резисторы........................71
3.6. Выбор резисторов и режимов их работы...............75
Г лава 4. Конденсаторы ...................................76
4.1. Основные параметры конденсаторов..................76
4.2. Основные расчетные соотношения для конденсаторов
постоянной емкости.....................................79
4.3. Краткие характеристики конденсаторов..............80
4.4. Типы конденсаторов и рекомендации по их выбору и при-
менению ...............................................83
4.5. Конденсаторы в силовых преобразовательных устрой-
ствах .................................................94
4.6. Переменные конденсаторы......................... 94
Глава 5. Электроакустические устройства...................96
5.1. Микрофоны ........................................96
5.2. Звукосниматели....................................98
5.3. Громкоговорители и акустические системы для бытовой
радиоаппаратуры .......................................99
5.4. Акустические системы, изготовляемые радиолюбителями 101
Г лава 6. Радиоэлектронные самоделки.....................109
6.1. Радиоэлектроника в быту, на работе и н народном хо-
зяйстве ..............................................109
6.2. Радиоэлектроника в медицине.................... . 129
6.3. Радиотехнические игры и иг рушкн.................140
429
6.4. Электромузыкальные устройства.....................150
6.5. Технологические советы для разработчиков радиоэлек-
тронных самоделок....................................159
Глава 7. Элементная база устройств радиоавтоматики и телеме-
ханики .................................................166
7.1. Датчики сигналов..................................166
7.2. Электрические реле................................173
7.3. Источники тока....................................180
Глаза 8. Источники питания и зарядные устройства .... 184
8.1. Выбор схемы выпрямителя и его расчет . . .... 184
8.2. Бестрансформаториые блоки питания и преобразователи
напряжения...........................................189
8.3. Устройства для зарядки аккумуляторов и батарей . . 190
8.4. Стабилизированные источники питания и преобразовате-
ли напряжения........................................193
Глава 9. Радиолюбительская автоматика....................193
9.1. Управление моделями и устройствами.............. 198
9.2. Радиолюбительская автоматика ......... 204
9.3. Управление частотой вращения электродвигателей . . 212
Глава 10. Антенны радиоприемников и антенные усилители 214
10.1. Характеристики антенн............................214
10.2. Антенны для радиоприемных устройств ..... 215
10.3. Антенны внешние дополнительные и с переизлучением
сигнала ...........................................,221
10.4. Телевизионные антенны...........................223
10.5. Антенные усилители............................. 226
Глава 11. Элементы радиоприемных устройств............229
11.1. Усилители радио-и промежуточной частоты .... 229
11.2. Усилители звуковой частоты..................... 233
11.3. Умножители добротности........................241
11.4. Коротковолновые конвертеры....................2^2
11.5. Сенсорные переключатели.......................246
11.6. Цветомузыкальные устройства...................249
11.7. Индикаторы настройки..........................252
11.8. Устройства для улучшения качества звучания . . . 253
Глава 12. Элементы радиотехнических устройств.........255
12.1. Множнтельио-делительные устройства............255
12.2. Выпрямители и детекторы сигналов..............259
12.3. Схемы логарифмирования сигналов...............263
12.4. Преобразователи частоты.......................265
12.5. Умножители частоты............................267
12.6. Компараторы сигналов..........................269
12.7. Частотные детекторы...........................273
12.8. Фазовращатели ...................................274
12.9. Амплитудные модуляторы и демодуляторы сигналов 277
12.10. Частотные модуляторы и демодуляторы.............278
12.11. Фазовые детекторы и модуляторы..................279
12.12. Аналоговые интегрирующие и дифференцирующие схе-
мы ..................................................282
430
Глава 13. Радиоприемные устройства......................284
13.1. Требования, предъявляемые к радиоприемникам 284
13,2. Простейшие радиоприемники на транзисторах и микро-
схемах ..............................................285
13.3. Супергетеродинные приемники.....................288
13.4. Радиоприемники прямого преобразования...........290
13.5. Приемники для радиоспортсменов..................296
13.6. Борьба с помехами при радиоприеме...............294
13.7. Отладка радиоприемников ........................302
Глава 14. Импульсные устройства.........................304
14.1. Нелинейные преобразователи сигналов.............304
14.2. Формирователи импульсов и элементы нх задержки . . 907
14.3. Генераторы прямоугольных импульсов..............309
14.4. Генераторы импульсов пилообразной формы . . . .313
14.5. Примеры построения генераторов различных видов
импульсов ............................................
14.6. Примеры построения различных импульсных устройств 315
Глава 15. Цифровые устройства...........................317
15.1. Представление чисел в цифровых устройствах .... 317
15.2. Алгебра логики и логические схемы...............318
15.3. Триггеры, счетчики, регистры 322
15.4. Арифметические устройства ......................327
15.5. Запоминающие устройства ........................330
15.6. Структура электронных вычислительных машин . . . 332
15.7. Микропроцессоры.................................335
15.8. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи 339
Глава 16. цифровые фильтры..............................542
16.1. Виды цифровых фильтров и область их применения 342
16.2. ЦФ с временной реализацией......................342
16.3. ЦФ с частотной реализацией......................346
Глава 17. Автомобильная радиоэлектроника................349
17.1. Противоугонные устройства.......................349
17.2. Электронные системы зажигания...................357
17.3. Электронные регуляторы напряжения...............362
17.4. Автоматика в автомобиле.........................366
17.5. Устройства для диагностики автомобильных двигателей
и электрооборудования автомобиля.....................374
Глава 18. Измерения в радиотехнике и радиоэлектронике . « . 383
18.1. Погрешности измерений и нх виды.................383
18.2. Измерения тока, напряжения и мощности .... 383
18.3. Измерения временных интервалов, периода повторения
частоты сигнала и девиации частоты...................386
18.4. Измерение фазы................................ 392
18.5. Измерение емкости и индуктивности ..............393
18.6. Измерение характеристик электрических цепей . . . 398
18.7. Измерение параметров полупроводниковых приборов 399
18.8. Измерения при настройке и регулировке радиоаппаратуры401
18.9. Измерение несинусоидальных токов................409
18.10. Измерительные приборы .... . .411
Приложения ..................................... .... 416
Список литературы................................... . 422
Предметный указатель................................ 424
Справочное издание
Вадим Павлович Боровский
Василий Иванович Костенко
Виктор Мефодиевич Михайленко
Олег Наумович Партала
Справочник по схемотехнике для радиолюбителя
Редакторы Е. К. Артеменко, И. М. Корнильева
Оформление художника Л. А. Дикарева
Художественный редактор В. С. Шапошников
Технический редактор С. В. Иванус
Корректор Г. А, Высоцкая
Информ, бланк № 3811
Сдано в набор 26 12.80. Подписано в печать 24.06.87. БФ 31800. Формат
84x108/32. Бумага тнпогр. № 3. Гарн. лит. П^ч. выс. Усл. печ. л. 22,68.
Усл. кр.-отт. 22,89. Уч.-изд. л. 32,06. Тираж 255 000 экз. (1-й завод 1-155000 экз.)
Зак. 7-34. Цена 2 р. 50 к.
Издательство «Текн1ка», 252601, Киев, 1, Крещатик, 5.
Книжная фабрика им, М. В» Фрунзе, 310057, Харьков-57,
Донец-Захаржевского, 6/8.