Текст
                    ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Страница
86, табл. II. 25, 2-я
колонка слева
86% табл. II. 25, 3-я
колонка слева
986, рис. XVI. 43,
крайний справа
Напечатано
/
D
35°
Следует
читать
D
1
75°
Зак. 120


Справочник И радио- Я о 9* ID s -г Т ЛЮБИТЕЛЯ ш т- . ИЗДАНИЕ ПЯТОЕ, q < ПЕРЕРАБОТАННОЕ L. _ И ДОПОЛНЕННОЕ Q. S Ш ЗС 5 О О QQ чо . а. S О . ш а. . с • af со >» .. 3* ш ^ ЙО н х s=f а.* О ИЗДАТЕЛЬСТВО Киев „Т Е ХН I К А" 1 9 65
6Ф2(083) С74 621.396(03) Справочник содержит основные сведения, необходимые радиолюбителям в их работе по конструированию и налаживанию радиоприемников, радиопередатчиков, усилителей, телевизоров, магнитофонов и другой радиоэлектронной аппаратуры. Справочник рассчитан на подготовленного радиолюбителя. Содержащийся в нем справочный материал может быть полезен также техникам и инженерам, работающим в области радиоэлектроники. Рецензент М. А. Березовский, инж. Редакция литературы по энергетике, электронике, кибернетике и связи. Заведующий редакцией инж. Р. Я. Рак КИЕВСКАЯ КНИЖНАЯ ФАБРИКА
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ По сравнению с предыдущими изданиями справочник значительно переработан и дополнен. Написаны новые главы «Любительские приемники», «Элементы и устройства импульсной техники», «Элементы вычислительных устройств» и «Радиолюбительские конструкции для народного хозяйства». Остальные главы переработаны и дополнены новыми сведениями, в частности, по экранированию, стереофоническим усилителям, приемникам и магнитофонам, телевидению, транзисторным усилителям и приемникам, а также по антеннам. Приведены данные новых электроматериалов, радиодеталей, электронных, ионных и полупроводниковых приборов, гальванических элементов и батарей, малогабаритных аккумуляторов, микрофонов, громкоговорителей, реле и др. Увеличено количество практических схем и конструкций. При подготовке настоящего издания справочника авторы учли критические замечания и пожелания читателей, высказанные ими в многочисленных письмах-анкетах. Цель справочника — дать радиолюбителю основные сведения, необходимые для расчета и конструирования различной радиоэлектронной аппаратуры. Наряду со справочным материалом во многих случаях введен г.ляснительный текст. Принцип действия тех или иных устройств и физические процессы в них описаны только в отдельных случаях. Расчетные формулы приведены в виде, удобном для практического пользования. В конце справочника помещен список литературы к каждой главе. Ссылки на литературу указаны в квадратных скобках. § 16—21 главы I, "главы II, III, IV, V, VII, IX, X, XIV, XV, XVI составлены Р. М. Терещуком, главы VIII и Xlll—P. M. Домбруговым, § 1—15 главы 1 и главы VI, XVIII—Н. Д. Босым, главы XVII и XX—
4 С. И. Ногиным, главы XII и XIX — В. П. Боровским, глава XI — А. Б. Чаплинским. Критические замечания и пожелания просим направлять по адресуз Киев, 4, Пушкинская, 28, издательство «Техшка». По вопросу получения консультаций можно обращаться в городские и областные радиоклубы ДОСААФ.
ГЛАВА СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ I § 1. ЗАКОН ОМА Закон Ома для участка цепи. Величина тока на участке цепи (рис. I. \,а) прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению '-т- откуда £/ = //?; Я = -^-, где / — ток в цепи, a; U — напряжение на концах цепи, в; R — сопротивление участка цепи, ом. Закон Ома для всей цепи. Величина тока в неразветвленной цепи, содержащей один источник тока (рис. I. 1,а), прямо пропорциональна его э. д. с. и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи Е Рис'1. 1. Схемы неразветвлен- ^= п I r ' ной цепи: , а —с одним источником энергии; где Е — э. д. с. источника, в; г0 — б — с тремя, внутреннее сопротивление источника. Из этой формулы находим: /# = £ —/г0, или и = Е-~1г0. Следовательно, напряжение на зажимах источника тока меньше его э. д. с. на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении. При разомкнутой внешней цепи напряжение на зажимах источника тока равно его э. д. с. Ток в неразветвленной цепи (рис. I. 1,6), состоящей из нескольких последовательно соединенных источников тока и нескольких внешних сопротивлений, определяется по формуле /= ZE , где 2£ = Ei — Et + £з — алгебраическая сумма э. д. с; 2R — сумма сопротивлений внешней цепи; 2г0 — сумма внутренних сопротивлений источников тока.
6 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ § 2. ЗАКОНЫ КИРХГОФА Первый закон. Сумма токов, приходящих к узловой точке (рис. I. 2,я), равна сумме токов, уходящих от нее, Если условно считать, токи, приходящие к узловой точке, положительными, а уходящие — отрицательными, то первый закон Кирхгофа можно Рис. I. 2. К закону Кирхгофа: а —узловая точка соединения проводников; б —замкнутый контур, содержащий несколько э. д. с. и несколько сопротивлений. сформулировать так: алгебраическая сумма токов в узловой точке равна нулю 2/ = 0. Второй закон. Во всяком замкнутом контуре (рис. I. 2,6) алгебраическая сумма э. д. с. равна алгебраической сумме падения напряжений * 2£ = 2/#. При произвольно выбранном направлении обхода контура э. д. с. считаются положительными, если их направления совпадают с направлением обхода контура, и отрицательными —- если не совпадают. Аналогично падения напряжений считаются положительными, если направление тока в сопротивлениях совпадает с направлением обхода контура, и отрицательным—если не совпадает. Так, для контура абвг (рис. I. 2,6) при обходе его по часовой стрелке можем написать Ех + Е2 — Ез = hRi + I2R2 — /з#з— /Л- На рис. I. 2,6 не показаны внутренние сопротивления г0 источников энергии. Они учтены путем соответствующего увеличения сопротивлений #i, #2 и Яз. § 3. СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ Последовательное соединение (рис. I. 3,а). Величина тока в любой точке неразветвленной цепи одна и та же / = /i = /i = /i.
СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ 7 Общее (эквивалентное) сопротивление равно сумме всех последовательно соединенных сопротивлений # = /?! + #2 + #3. Общее напряжение (падение напряжения) равно сумме напряжений (падений напряжений) на отдельных участках цепи U = Ui + U2 + U3. +4 Рис. I. 3. Схемы соединений сопротивлений: а «— последовательного; б — параллельного. Напряжения на участках цепи прямо пропорциональны сопротивлениям этих участков следовательно» ~~ Ri ~~ #3 ~" #з ~" Я Параллельное соединение (рис. I. 3,6). Ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов в ветвях /=/1+/а + /з. Общая проводимость разветвления равна сумме проводимостей отдельных ветвей g = gl + g* + gs. Общее сопротивление равно обратной величине общей проводимости R *=» — и меньше наименьшего сопротивления. Общее сопротивление определяется из формулы R Ri ^ Ra ^ R» Ток в каждой ветви определяется согласно закону Ома: ■Ugi. , U „ , и „ , и Токи в ветвях прямо пропорциональны проводимостям или обратно пропорциональны сопротивлениям ветвей h: h' h = gi- gz'- £з A:/,:/.- —:—:—. Rl A2 A3 ИЛИ
8 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ Формулы для расчета часто встречающегося параллельного соединения двух сопротивлений приведены в табл. I. 1. Таблица 1 • 1 Параллельное соединение двух сопротивлений Схема \4ф- R R1R2 R1+R2 Л t R* R1+R2 и 1 * Ri + *• Для быстрого определения общего сопротивления двух параллельно соединенных сопротивлений можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. I. 4. При пользовании этой номограммой все сопротивления необходимо брать в одинаковых единицах (в омах, килоомах, мегомах). Делители напряжений Таблица 1 -2 Схема Искомая величина Расчетная формула Ненагруженный делитель / 1 71 if* Напряжение на выходе и2 = и *2 R1 + R2 Добавочное сопротивление U-U2 1 и» *ж Нагруженный делитель Напряжение на выходе Добавочное сопротивление U* = U Ri + R Ri = V — U2 h + h
СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ 9 Схема пользования Рис. I. ^IIJIjini|ll|l|IIU|MII|IIIIJUM|l|||| * & * 7 Л 9 10 11 12 13 /4 15 16 17 16 R',-сопротивление 1-й бетви, ом 4. Номограмма для определения общего сопротивления двух параллельно соединенных сопротивлений.
10 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО-И РАДИОТЕХНИКЕ! Пример расчета приведен на номограмме. Если требуется определить общее сопротивление двух параллельно соединенных сопротивлений, величины которых больше 18 и 25 ом, обе величины следует уменьшить в число раз, кратное десяти, чтобы можно было пользоваться шкалами номограммы, а затем результат, найденный по средней шкале, увеличить в это же число раз. Например, требуется определить результирующее сопротивление двух параллельно соединенных сопротивлений /?!= 1050 ом vt R2 = 620 ом. Уменьшив оба сопротивления в 100 раз, получим R[ = 10,5 ом и R'2=* 6,2 ом. Затем по номограмме находим R' = 3,9 ом, увеличиваем его в 100 раз, после чего окончательно получим R = 390 ом. Если цепь состоит из п одинаковых параллельно соединенных сопротивлений Rl9 то Делитель напряжения рассчитывается по формулам, приведенным в табл. I. 2. § 4. МОЩНОСТЬ, РАБОТА И ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА Мощность Р, выделяемая постоянным электрическим током в сопротивлении, P = UI = PR=*^emt R где / — ток в сопротивлении, a; R — сопротивление, ом; U — напряжение на сопротивлении, в. Мощность, развиваемая источником тока, P=£/ = /»# + /V0. где PR — мощность, выделяющаяся во внешней цепи; /2г0 — потеря мощности внутри источника тока. Таблица 1.3 Соотношения для расчета /, U, R и Р Искомая величина Расчетные формулы / и R р и VZ и IR Р I V~PR R и 1 р ' р /2 р т l2R и* R
МОЩНОСТЬ, РАБОТА И ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 11 Рис. I. 5. Номограмма для определения /, U, R и Р по двум заданным величинам.
12 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ Максимальная мощность во внешней цепи будет при равенстве сопротивлений внешней цепи и внутреннего сопротивления источника тока. Необходимо учитывать, что при этом коэффициент полезного действия, равный отношению полезной мощности (во внешней цепи) ко всей развиваемой источником мощности, составляет только 50%. Величины /, U, R и Р (когда заданы две из них) определяются по формулам, приведенным в табл. I. 3, а для ускорения расчетов можно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. I. 5. Работа тока A=*Pt = IUt= 1Щ = ^гдж, R где t — время, сек. Количество тепла, выделяющееся в проводнике при прохождении тока, <Q = 0,2WIt = 0,24/2/?/ = 0,24 — t кал. При расчете теплового действия тока пользуются эквивалентом тепла 1 клал = 4184 дж = 1,16 вт»ч и тепловым эквивалентом работы 1 /сГлс = 2,34 кал; 1 кет • ч = 860 ккал. На тепловом действии тока основана работа нагревательных приборов, ламп накаливания, плавких предохранителей, электросварка, плавление, пайка и т. д. Количество тепла, выделяющееся на каждом из последовательно соединенных сопротивлений, прямо пропорционально величине этих сопротивлений. Наоборот, при параллельном соединении сопротивлений количество тепла, выделяющегося на каждом сопротивлении, обратно пропорционально величине этих сопротивлений. § 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ Интенсивность действия электрического поля характеризуется напряженностью Е. Напряженность электрического поля численно равна количеству электрических силовых линий, проходящих через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению силовых линий. Если во всех точках поля напряженность одинакова по величине и направлению, то такое поле называется однородным. Напряженность поля измеряется в вольтах на метр (в/м). Величина, характеризующая вещество, находящееся в электрическом поле в отношении его участия в электрических явлениях, называется диэлектрической проницаемостью вещества. Диэлектрическая проницаемость вакуума обозначается во и называется диэлектрической постоянной. Обычно диэлектрическую проницаемость в любого вещества принято сравнивать с диэлектрической постоянной.
ЕМКОСТЬ. СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ 13 Относительная диэлектрическая проницаемость 8 ) • Диэлектрическая проницаемость вакуума равна единице, а воздуха практически равна единице (ег= 1,0006). § 6. ЕМКОСТЬ. СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ Электрическая емкость конденсатора где q — заряд на обкладках конденсатора, к\ V — напряжение на обкладках, в. Кулон на вольт называется фарадой. \ф = 10« мкф; 1 мкф = 10е пф (мкмкф)\ 1 пф = 0,9 см. Емкость плоского конденсатора 0,888,5 где С — емкость, пф; S — площадь обкладок конденсатора, еле2; «г — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, находящегося между обкладками конденсатора; а — расстояние между обклад- ками, мм» Емкость плоского конденсатора, состоящего из п параллельно соединенных обкладок, _• 0,888г5 (п т 1) а Последовательное соединение конденсаторов (рис. I. 6). Общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах и = и1 + и2 + и3. Cf Сг Напряжения на конденсаторах обратно пропорциональны их емкостям Ci Сг Сз Такое распределение напряжений на- Рис. I. 6. Последовательное блюдалось бы только при отсутствии соединение конденсаторов, проводимости у конденсаторов. Если же сопротивления между обкладками [ (сопротивления утечки) конечны по величине, то напряжения постоянного тока на конденсаторах будут пропорциональны их сопротивлениям утечки. Поэтому при последовательном включении конденсаторов их шунтируют внешними сопротивлениями, чтобы напряжения на них определялись величинами этих сопротивлений, а не случайными значениями сопротивлений утечки. .-. Общая емкость определяется по формуле С d ^ Сг ^ Сз и будет меньше емкости наименьшего конденсатора данной цепи.
14 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ Формулы для расчета последовательного соединения двух конденсаторов приведены в табл. I. 4. Таблица I • 4 Последовательное соединение двух конденсаторов Схема Ui & & Е?5ЕГ CiC2 Сг+Сг U Ci + C2 Vt U Ci + Ca Общую емкость двух последовательно соединенных конденсаторов можно определить и по номограмме (рис. I. 4), но вместо Ri и /?а необходимо брать Сг и С2 в одинаковых единицах (мкф, пф и т. д.). Прихпоследовательном соединении п конденсаторов одинаковой емкости Сг общая емкость н^ С/ -н 02 Л\ Сз «-£• Параллельное соединение конденсаторов (рис. I. 7). Напряжения на каждом конденсаторе одинаковы и равны U. Общая емкость С равна сумме емкостей параллельно соединенных конденсаторов С = С\ + Сг -Ь Сш» При параллельном соединении п конденсаторов одинаковой емкости Сх общая емкость С = Схп. Рис. I. 7. Параллельное соединение конденсаторов. § 7. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВО Явление преобразования энергии внутреннего теплового движения элементарных частиц веществ в электрическую энергию называется термоэлектричеством. Если точку в соприкосновения двух разнородных веществ (рис. I. 8) подогревать, то на холодных концах акбэтих веществ возникает э. д. с, получившая название термо-э. д. с. Величина этой э. д. с. зависит от химических свойств соприкасающихся веществ и разности температур между концами а—6" и в. Термо-э. д. с. особенно велики у некоторых полупроводников. Система, состоящая из двух разнородных металлов или полупроводников, соединенных между собой и служащих для получения термо-э. д. с, называется термопарой. Для сравнительной оценки различных термопар ниже приводятся значения их термо-э. д. с. на 1° С.
ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 15 Термо-э. д. с. некоторых термопар, мв/град Термопара Термо-э. д. с. Термопара Хромель-алюмель * 420 ъ -копель ** Железо-константан Термо-э. д. Манганин-константан 50 620 Никель-железо 34 53 Серебро-платина 12 Медь-манганин 1,5 Термопары используются для измерения температур, как датчика температуры (см. гл. XVIII). В измерительной технике термопары используются для преобразования переменного тока (обычно тока высокой частоты) в постоянный (см. гл. XVII). Термопары, электрически соединенные между собой в батареи и служащие для получения электрической энергии, называются термогенераторами. Термогенераторы, состоящие из термопар хромель-алюмель или хромель-копель, подогреваемые керосиновой осветительной лампой, используются для питания экономичных приемников, постоянного тока в неэлектрифицированных сельских местностях. Коэф- Рис. 1 фициент полезного действия этих термогенераторов включения термосостав л яет примерно 7%. пары. § 8. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Магнитное поле создается постоянными магнитами и проводниками по которым проходит ток. Для характеристики магнитного поля вводятся такие величины. Напряженность магнитного поля — интенсивность магнитного поля в данной точке пространства. Напряженность магнитного поля, создаваемого током, определяется его величиной и формой проводника. Напряженность магнитного поля внутри катушки, у которой длина намного больше диаметра, можно определить по формуле „ Iw , Н = —- а/м, где / — ток, a; w — число витков: / — длина катушки, м. Магнитный поток — общее количество магнитных силовых линий, пронизывающих контур. Для вакуума и практически для воздуха магнитный поток Ф = HS вб, где S — площадь контура, м2. Магнитная индукция — интенсивность результирующего, магнитного поля в данном веществе тлг * Хромель — сплав, содержащий около 90% никеля и 10% хрома. Алюмель — сплав, содержащий 95% никеля, а остальное— алюминий, кремний и магний. ** Копель — сплав, содержащий 43,5% никеля и 56,5% меди. *** В справочных таблицах и расчетных формулах магнитная индукция выражается в гауссах в связи с тем, что эта единица используется в обширной литературе и в заводских каталогах.
16 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ Магнитная проницаемость — величина, показывающая, во сколько раз магнитная индукция в данном веществе больше или меньше напряженности внешнего поля в р = -— ом • сек/м. Магнитная проницаемость вакуума (магнитная постоянная) равна единице. Для воздуха |i«l. У парамагнитных веществ (алюминий, платина) ц > 1, у диамагнитных (медь, висмут и др.) р < 1, а у ферромагнитных (железо, никель, кобальт и некоторые сплавы) ji > 1. В соответствии с приведенными выше формулами для любого вещества можем написать ф = BS = [iHS. Кроме Международной системы единиц СИ пользуются абсолютной электромагнитной системой единиц. Соотношение между единицами этих систем следующее: 1 — = 12,56 • 10~3 э (ерстед); м 1 во"= 108 мкс (максвелл); 1 гпл = 10* гс (гаусс). § 9. ИНДУКТИВНОСТЬ И ВЗАИМОИНДУКТИВНОСТЬ Индуктивность (коэффициент самоиндукции) численно равна э. д. с. самоиндукции (eL), возникающей в проводнике (контуре) при равномерном изменении тока в нем на 1 а в 1 сек. А* д/ Индуктивность измеряется в следующих единицах: 1 гя= 1000 мгн; 1 мгн =* 1000 мкгн\ 1 мкгн = 1000 см = 1000 нгн. Коэффициент взаимоиндукции числен- J51 но равен э. д. с. взаимоиндукции, возникающей в одном контуре при равномер- 1 _ - л ном изменении тока на 1 а в 1 сек в ' J о 2 I V I Другом контуре (рис I. 9): Ш3> Ч № >Г Мяа.ь _ *i Ait A/a " А/ А/ Slfilfjl' ^Индуктивно Р8** Коэффициент взаимоиндукции изме- занные цепи. ряется в тех же единицах, что и индуктивность. Связь через общий магнитный поток двух катушек индуктивностью £i и Ц называется индуктивной связью, характеризуемой коэффициентом
СОЕДИНЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТЕЙ 17 связи , _ М Зная коэффициент связи, можно определить коэффициент рассеяния UU — M* 1—*«=»■ L1L2 Если катушки находятся на общем замкнутом ферромагнитном сердечнике достаточно большого сечения, то k « 1, a ass 0. § 10. СОЕДИНЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТЕЙ Общая индуктивность L нескольких последовательно или параллельно соединенных индуктивностей при отсутствии, а также при наличии индуктивной связи между ними определяется по формулам, приведенным в табл. I. 5. Таблица I. 5 Параллельное и последовательное соединение индуктивностей Схема соединения Общая индуктивность <-, L~Li+-U + U L L\ L% L3 ЕЭ L = L — Lt + U±2M 0 t, i2 Ii£2 —M30 ^ U + U T 2M 0 Верхний знак берется при согласованном, нижний —при встречном включениях.
18 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ Общую индуктивность двух параллельно соединенных индуктивностей (при М = 0) можно определить и по номограмме (рис. I. 4), но вместо Ri и R2 следует брать Lx и L2, выраженные в одинаковых единицах (гн, мгн, мкгн). § 11. ПАРАМЕТРЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА Период Т (рис. I. 10,а) — время, в течение которого периодически изменяющаяся величина а проходит полный цикл своего изменения. Период измеряется в секундах. Так как периоду соответствует изменение фазы на 360° или 2л радиан, то по оси абсцисс можно откладывать вместо времени соответствующие значения угла (рис. 1.10,6). Частота — количество периодов в секунду ,1 f^-^гц. Рис. I. 10. Графики синусоидального тока: а —с начальной фазой, равной нулю; б — с начальной фазой ф. Частота измеряется в следующих единицах: 1 Мгц = 103 кщ -. 10в гц; 1 кщ _ Ю00 гц. Круговая частота — количество периодов за 2я (6,28) секунд or 2л 1 ю = 2л/= — . Т сек Длина волны излучения % определяется по формуле К = сТ = / где с — скорость света, равная приблизительно 300 000 км/сек. Взаимозависимости между частотой и длиной волны приведены в табл. I. 6. Фаза, фазовый угол \|) — угол, определяющий значение периодически изменяющейся величины в данный момент времени. Таблица /. 6 Взаимозависимость между частотой и длиной волны Перевод длины волны в частоту Перевод частоты в длину волны 10е 3 • 105 (м) 3. 105 \км) Ю8 3 . 105 300 и (кгц) t _ 300 _ (М) з. ю4 (см) Нсм}- 1(Мгц) з. ю* (Мгц)
ПАРАМЕТРЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА 19 Начальная фаза — фазный угол в начальный момент времени (угол г|) на рис. I. 10,6). Сдвиг фаз — сдвиг времени моментов достижения одинаковых значений (например, нулевых, положительных или отрицательных максимальных значении) двух синусоидальных величин одной и той же частоты. Угол сдвига фаз ф равен разности начальных фазных углов. На рис. I. 11 приведены кривые синусоидальных напряжения и тока, сдвинутых по фазе на угол Мгновенное значение (рис. I. 10,6) — значение величины в данный момент времени а = Ат sin (со/ +1|>). Амплитудное значение Ат — наибольшее из мгновенных значений. Действующее (эффективное) значение величины, изменяющейся по синусоидальному закону А = -^=0,707,4. Y2 т Среднее за полупериод значение синусоидально изменяющейся величины 4»-I--0.6374.. Формулы для определения амплитудных, мгновенных, действующих и средних значений тока и напряжения приведены в табл. I. 7. Рис. I. 11. Кривые тока и напряжения, сдвинутые по фазе на угол ф. Таблица /. 7 Зависимости между амплитудными, действующими и средними значениями тока и напряжения Значение Амплитудное Мгновенное Действующее Среднее Ток /Ж-1Л2/-М1/ i = /m sin (cof + ф) /e-J2L=s 0,707/ Y2 т ср jf m * т Напряжение t/m = |/lt/=l,41t/ « = l/msin(orf + t|>) ^cp = |'^ = 0.637t/m
20 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО-И РАДИОТЕХНИКЕ | 12. СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕНОГО ТОКА Активное сопротивление (рис. I. 12). Если к активному сопротивлению приложено напряжение a = [/msin(co/ + W. то ток / = lm sin (со/ + ф). Ток и напряжение в цепи с активным сопротивлением совпадают по фазе. i Максимальные и действующие значения тока и напряжения: и„ (7 = /г. Индуктивность (рис. I. 13). Если к индуктивности приложено напряжение то ток и .== Um sin (со/ +1|>), i = /wsin(0/ + ^ — 90°). t ■*—i- j Рис. I. 12. График тока и напряжения в цепи с активным сопротивлением. Рис. I. 13. График тока и напряжения в цепи с индуктивностью. Следовательно, ток отстает от напряжения по фазе на четверть периода, или на 90°. Индуктивное (реактивное) сопротивление катушки х. = coJL = 2nfL = -—- L ом, где L — индуктивность, гн. или 1880-
СОЕДИНЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ 21 bL=- где L — индуктивность, мкгн; А, — длина волны, м. Индуктивная проводимость катушки 1 ©L Емкость (рис. I. 14). Если к емкости приложено напряжение и = Um sin {®t +1|)), то ток /=/msin(co/ + t|) + 90^ Следовательно, ток опережает напряжение по фазе на четверть периода, или на 90°. Емкостное (реактивное) сопротивление конденсатора 11 10« (Ф) 2я/С(ф) 1012 2я/С( (мкф) 2nfC{ ом* (пф) или ХС ~~ ^f л' где А, — длина волны, м; С — емкость, пф. Емкостная проводимость конденсатора Реактивное сопротивление можно определить по номограмме (рисЛ. 15). Рис. I. 14. График тока и напряжения в цепи с емкостью. § 13. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АКТИВНЫХ И РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Если определять действующие значения напряжения и тока, то формально все расчетные формулы для цепей переменного тока, состоящих из последовательно или параллельно соединенных активных сопротивлении, такие же, как и для цепей постоянного тока. При расчете цепей переменного тока, состоящих из активных и реактивных сопротивлений, пользуются величинами полного сопротивления г, полной проводимости у, активной проводимости g и реактивной проводимости Ь. Сопротивление цепей, состоящих из последовательно соединенных активного и реактивного сопротивлений, определяют по формулам: г = Yr2 + *2; г == г cos ф; х = г sin <p; 1 1 Г ' X * = rtgq>; У = -~\ £=-х; * = -тг где cosq> = sin tp=—; :tgq> = -
22 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ о о оооо CN^VO^O OOOCDOO О ООО CM Со ГчО ^ СМ СО Ю^^ I 300 ом 50кеи ЗОкги Рис. I. 15. Номограмма для определения реактивных сопротивлений по заданной частоте и индуктивности или емкости, а также для определения резонансной частоты контура.
МОЩНОСТЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА 23 При параллельном соединении активного и реактивного сопротивлений (проводимостей) сопротивления цепей рассчитываются по формулам: У = У S2 + Ь2; g=*ycosy\ & = ysinq>; b=>gtgy; У * Г У2* * У2' где g Ь Ъ cos ф =з|-; sm9=y; *бФ = у • Расчетные формулы для простейших цепей переменного тока приведены в табл. I. 8 и I. 9. § 14. МОЩНОСТЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА Мгновенная мощность в вольт-амперах (ва) — мощность в данный момент времени р =s Ш. Активная мощность в ваттах (в/п) — мощность, выделяющаяся в активном сопротивлении и расходующаяся на его нагревание Т2 г Р=/2Г = £//С05ф=-~-. 'Реактивная мощность в вольт-амперах реактивных (вар) — мощность, выделяющаяся в реактивном сопротивлении и расход дующаяся на создание магнитных или электрических полей Рр = /** = £//sin ср. Кажущаяся или полная мощность Рк = 12г = UI =з Vp2 + Р* ва. Коэффициент мощности (косинус угла сдвига фаз между напряжением и током) Р г g COS ф = -=- =3 = —. 47 Рк г у- Э н ер гия магнитного поля катушки индуктивности LP WM=*~=>U2 дж. м 2 где L — индуктивность, гн; I — ток, си Энергия электрического поля конденсатора CU2 э 2 где С — емкость, ф; U — напряжение, е.
Таблица 1.8 Последовательное соединение активных и Схема г L г £ \ г L С г У г + ©V l/" + WT К*-Ц--я>' реактивных сопротивлений **ф ©L г©С ©L ъ ©С г У 1 Vr*+a>*L2 i ©С УГ+rWC2 ©С 8 Г r* + o>*L* т*& 1+гЗ(оаС2 т2& 6 ©L ra + ю2£* соС 1+г*ш*С* ©С(1— ©2LQ N^(l—d*LC)* + r*(ifi&
Параллельное и смешанное соединение активных и реактивных сопротивлении Таблица /. 9 Схема |-с£> г 1— II г L II , .1 к^Н г *•• ■ н 1 ; у /г2 + ®2L2 rcoL \V(\—u*IX&+FW& V г2 + ©2L2 К (1 — ©2ГС)2+~^0>| ©L/l+r2©2C2 V г2 (1 — ©2LC)2+©2L2 r©L W = ©L — ©С(г2Ч-©2£2 * ; r r • r r2 + ©2L2 гюЧГ2 1 +Г2©2*;2 ); b ©L ©C N r2+©2L2 M ©L(i+r2©4:2) 1 — <u*LC ©L г r©L ViM7©2!2 r Kl+r2©2^2 "Kr2 + ©2L2 V(l—©2LC)2 + r2©2C2 ■ ©L]/"l +r2©*C2 Y(l—©2LC)2 + r2©2C2 r©L Уг2(1—©2IC)2 + ©2L2 M = l—©2LC + /'2©2C2 te<P r ©L — r©C — r. M r©3C2 r(i — ©2LC) ©L to СЛ
26 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО-И РАДИОТЕХНИКЕ § 15. НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЕ ТОКИ Математически доказано, что всякую периодическую несинусоидальную кривую в общем случае можно представить постоянной составляющей Рис. I. 16. Несинусоидальные кривые, состоящие из основной частоты и гармоники третьего порядка: а— с одинаковыми начальными фазами; б —с разными начальными фазами. и суммой бесконечного числа синусоидальных и косинусоидальных кривых (гармоник), частоты которых в целое число раз больше основной частоты. Если несинусоидальная кривая симметрична относительно.оси времени (оси абсцисс), то она не содержит постоянной составляющей и гармоник четного порядка. На рис. I. 16,а и б приведены примеры таких кривых, состоящих из основной частоты и гармоник третьего порядка с одинаковыми и разными начальными фазами. Несинусоидальные токи, которые из- меняют только величину, не изменяя направления, называются пульсирующими. Пульсирующий ток или напряжение (рис. I. 17,6\ в) состоит из постоянной о т 17 Ал « «-пи « составляющей, гармоник основной часто- рис. i. I/. Формы кривых нечетных гармоник, а пульсирую- пульсирующих токов. щий ток или нап^яжение (рис. I. 17,а) состоит из постоянной составляющей и гармоник четного порядка (основная частота отсутствует). Активная мощность несинусоидального тока равна сумме активных мощностей его гармоник: P = Pi + P2 + />3+...+Prl. § 16. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР Цепь, состоящая из последовательно соединенных индуктивности, хемкости и активного сопротивления (рис. I. 18), при определенных соотношениях между элементами называется последовательным колебательным контуром. Обычно сопротивление г не су- И1 о п п
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР 27 ществует как отдельный элемент колебательного контура. Оно характеризует величину потерь энергии в колебательном контуре и называется сопротивлением потерь. Потери энергии в контуре состоят из потерь энергии в проводе катушки, соединительных проводах, экранах, диэлектрических потерь в изоляции проводов, диэлектрике конденсатора, каркасе катушки, потерь на излучение в окружающее пространство и др. Ток в контуре зависит от частоты э. д. с. На высоких частотах реактивное сопротивление индуктивности больше, чем реактивное сопротив^ ление емкости. На низких частотах большее значение принимает реактивное сопротивление емкости. При некоторой частоте абсолютные значения реактивных сопротивлений емкости и индуктивности становятся равными между собой, а полное сопротивление контура становится минимальным и равным активному сопротивлению г. При этом ток в контуре имеет максимальную величину и определяется отношением Рис. I. 18. Схема последовательного колебательного контура. / = г + Яи а напряжения на индуктивности и емкости равны, противоположны по фазе и достигают значительно большей величины, чем э. д. с. генератора Е. Это явление называется резонансом, а частота, при которой происходит резонанс,— резонансной частотой контура. Резонанс в последовательном колебательном контуре называется последовательным резонансом, или резонансом напряжений. Резонансную частоту можно определить по формуле /о 1 "2я YLC где/о — резонансная частота контура, гц\ L — индуктивность контура, гн; С — емкость контура, ф. Эту формулу можно представить в следующих вариантах, удобных для практических расчетов: У ьгнсмксЬ ЬсиСсм = 2ЬЪ%*му 1^УЬмкгнСпф=:К> /i 5033 кгц V 1мгнСпф р _ 2,53 . 1Q1Q. ^мкгнСпф Резонансную частоту контура при известных величинах L и С можно также определить по номограмме (рис. I. 15).
28 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО-И РАДИОТЕХНИКЕ § 17. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР Параллельный колебательный контур отличается от последовательного способом включения источника колебаний (рис. I. 19). С повышением частоты сопротивление емкостной ветви уменьшается, и ток в ней растет, сопротивление индуктивной ветви увеличивается, а ток в ней уменьшается (рис. I. 20). При некоторой частоте /о, называемой резонансной, реактивные сопротивления ветвей становятся численно равными. При этом токи индуктивной и емкостной ветвей также равны. Такой I ист II 14j]r< Рис. I. 19. Схема параллельного колебательного контура. Рис.. I. 20. Графики зависимостей токов и полного сопротивления одиночного колебательного контура от частоты. режим в параллельном колебательном контуре называется резонансом токов. Ток генератора, напряжение на контуре и эквивалентное сопротивление контура между точками а и б (рис. I. 19) связаны соотношением 'Ч- Токи в ветвях равны напряжению на контуре, деленному на сопротивления соответствующих ветвей, т.е. / -JL i =JL При резонансе эквивалентное сопротивление параллельного колебательного контура носит активный характер, максимально по величине и выражается следующим соотношением: {(QpL)* 1 jL = _Ql "" г (ю0С)а e Cr r ' ^оэ — где г = rL + гс— суммарное сопротивление потерь в контуре; ©о — 2я/о— круговая резонансная частота; q = |/ ^- — волновое сопротивление контура. .
РЕЗОНАНСНАЯ КРИВАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА 29 § 18. РЕЗОНАНСНАЯ КРИВАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА. ДОБРОТНОСТЬ КОНТУРА. ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ. ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ Зависимость тока в контуре или напряжения на контуре от частоты подводимого напряжения или тока называется резонансной кривой. Резонансную кривую можно представить следующим уравнением _ U ^ 1 У ^о YT+lfi9 где Щ — напряжение на контуре при резонансе; U — напряжение при расстройке; х — обобщенная расстройка, 0.7071 Рис. I. 21. Резонансные кривые одиночного колебательного контура при различной добротности. \2Щ Рис. I. 22. Определение полосы пропускания и избирательности одиночного колебательного контура по резонансной кривой. /в — резонансная частота контура; /—частота действующей на контур э. д. с; Q — до б рот и ость контура, Г Г©оС Для небольших расстроек (порядка нескольких процентов от резонансной частоты) величину обойденной расстройки приближенно можно выразить следующей формулой: 2А/ п /о где А/ = /о — / — расстройка. Добротность Q является одним из важнейших параметров колебательного контура. Она характеризует остроту резонансной кривой. Из уравнения резонансной кривой и рис. I. 21 видно, что чем больше Q, тем острее резонансная кривая, так как при больших Q даже небольшая расстройка
30 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО -И РАДИОТЕХНИКЕ вызывает значительное уменьшение тока в контуре по сравнению с резонансным. величина, обратная добротности, называется затуханием контура Полосой пропускания контура называется полоса частот, находящаяся в пределах, ограниченных значениями напряжений U = « 0,707[/«> (рис. I. 22) AF = 2A/1==A. Q 1 wl II 1 1 1 1 1 1 |"| 1 1 1 1 1 1 1 1 1 111111 И 1IIII1 М Ч 11J 1111111111111ч чОШ-ИП \^ГЛ\ЖХХ\ зп\ I 1 1 1 1 1 III L^ril |1«^тт**| 1 J у^С\\\\^Х^п^л\ \j\\ 1>Т ГJ^nhT L^Tll 1 Ml Jr\\J0\\ Ы^пЧ 75 J^rn ■эл! И [/ПугГ 1-4*11 l_4**^il LJ AX^v^i^xV^^^^^^r^xx 1-1 l/L/T J/d >И I^kTi LJHoel LW \1АУ\лУ(л\\л\\}^Т\\\ Ш^11ич]>птШ тН Ю| f/Xl l/ПJ^^J^rTT 1 id* i LJ vMYC^^^\\L\VrTTV шУИ^\\лА^пА\\ ra^ru-m ГП 1 gpfCL4ni Ш 20§. s- • I 'I 0/23 4-5 5-7в 9Ю Расстройка, J^-ioo % Рис. I. 23. Избирательность одиночного колебательного контура. Относительной полосой пропускания называется отношение абсолютной полосы пропускания к резонансной частоте AF 1 ■ Избирательностью, или селективностью при заданной расстройке называют обычно величину, показывающую, во сколько раз напряжение на контуре при расстройке меньше напряжения при резонансе 0
РЕЗОНАНСНАЯ КРИВАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА 31 например внутреннего \; усилительной лампы. Избирательность колебательного контура можно определить по резонансной кривой (рис. 1.22). Для расстройки А/2 помеха ослабляется в d раз. Для ускорения расчетов удобно пользоваться графиками (рис I. 23). Избирательность можно выразить в децибелах dd6 = 20\gd Форма резонансной кривой параллельного колебательного контура (рис. I. 19) зависит от величины внутреннего сопротивления источника колебаний /?ист, сопротивления Rt На рис. I. 24 показаны графики зависимостей тока в цепи источника колебаний и напряжения на параллельном колебательном контуре от частоты колебаний при различных соотношениях между /?ист и резонансным сопротивлением контура R^ при постоянной э. д. с. источника Е. Чем больше внутреннее сопротивление источника при неизменных параметрах контура, тем меньше зависит от частоты ток} в цепи источника, тем острее резонансная кривая контура. Эквивалентную (действующую) добротность параллельного колебательного контура QB с учетом влияния внутреннего сопротивления источника определить по формуле 1 можно Qa = Q- l + Q Я„, где Q — добротность контура без учета влияния #ист; Q — волновое сопротивление контура, '=<uoL=i=K Рис. I. 24. Зависимости тока источника колебаний и напряжения на колебательном контуре от частоты при различных соотношениях между внутренним сопротивлением источника /?ист и резонансным сопротивлением контура Rt ое- Величины q и RHCT должны быть выражены в одинаковых единицах. Приведенной формулой для Q9 можно пользоваться для учета влияния на добротность контура различных шунтирующих сопротивлений (сопротивлений утечек, ламп, входных сопротивлений ламп и детекторов и др.). В этом случае вместо величины #ист в формулу следует подставлять величину шунтирующего сопротивления. Пример. Данные контура: С = 200 пф, L = 200 мкгн, Q = 60. Параллельно контуру включено сопротивление /?ш = 100 ком. Определить эквивалентную добротность. Волновое сопротивление '=/!=/ 200 . 10- 200 • 10" 1-12 = 1000 ои=1 ком.
32 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО-И РАДИОТЕХНИКЕ Эквивалентная добротность Q9 = 60- 1+*Ш •- 37,5. Для расчетов контуров удобно резонансными кривыми. фу 0,7 V 0,5 0.4 оз] 0,2 0,1 О, ш н N N т к 01 0J5Q2 030,4 0,60810 15 2 3 4 6 в Ю Рис. I. 25. Обобщенная резонансная кривая одиночного колебательного контура. по обобщенной кривой (рис. Q9< 1.25) 2А/ " пользоваться обобщенными Обобщенная резонансная кривая одиночного колебательного контура, приведенная на рис. I. 25, построена для небольших расстроек. По данной добротности контура Q3 и резонансной частоте можно вычислить для любых значений абсолютных расстроек Д/ величины х и по обобщенной резонансной кривой найти избирательность. Можно решать и другие задачи, например, находить добротность по заданной избирательности, рабочей частоте и расстройке. Пример. Для контура, настроенного на частоту /о323 =400 кгц, при расстройках в пределах ± 6 кгц ослабление сигнала не должно превышать 3 дб (1,41 раза). Определить максимальную допустимую добротность. Для находим х= 1. Отсюда 1 • 400 ^ 0, Ж § 19. СВЯЗАННЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ Колебательные контуры, размещенные или соединенные так, что колебательная энергия одного из них может передаваться другим, называются связанными контурами. Степень связи характеризуется коэффициентом связи kCB, который может иметь значения от 0 до 1 или от 0 до 100%. В радиоцепях, содержащих связанные контуры, kCB имеет обычно величину от долей процента до нескольких процентов, изредка до нескольких десятков процентов. Коэффициент связи, равный 100%, практически не встречается. Контур, получающий энергию от генератора, называется первичным. Контур, получающий энергию от первичного, называется вторичным. Вторичный контур оказывает обратное воздействие на первичный, уменьшая в нем ток. Можно сказать, что вторичный контур вносит в пер*
СВЯЗАННЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ 33 вичный некоторое дополнительное сопротивление, называемое вносимым сопротивлением. Когда вторичный контур настроен в резонанс с частотой генератора, то он вносит в первичный контур только активное сопротивление, которое тем больше, чем сильнее связь. Величина вносимого сопротивления характеризует переход энергии из первичного контура во вторичный. А когда вторичный контур не настроен точно в резонанс на частоту генератора, то он вносит в первичный контур не только активное сопротивление, но и К'с61<КС02<КСбЗ<К(Л* некоторое реактивное сопротивление, индуктивное или емкостное, в зависимости от того, в какую сторону расстроен вторичный контур. Таким образом, вторичный контур, будучи сам расстроен, нарушает также настройку первичного контура. Если Два контура, связанные один с другим, настроены на одну и ту же частоту, то процессы, происходящие в такой системе, очень сильно зависят от коэффициента связи (рис. I. 26). При малом коэффициенте связи зависимость первичного тока /i от частоты (рис. I. 26, а) приближается к резонансной кривой первичного контура, рассматриваемого отдельно. Вторичный ток /2 мал и изменяется с частотой по кривой (рис. 1. 26,6), представляющей собой приблизительно произведение резонансных кривых первичного и вторичного контуров, взятых в отдельности. При увеличении коэффициента связи кривая первичного тока становится шире и его максимальное значение уменьшается. В то же время вторичный ток возрастает, а острота его резонансной кривой уменьшается. Такой процесс продолжается до тех пор, пока связь не достигнет величины, при которой, активное сопротивление, вносимое вторичным контуром в первичный при резонансе, станет равным активному сопротивлению первичного контура. 2>га связь называется критической связью. При ней вторичный ток достигает своего наибольшего возможного значения. Кривая вторичного тока в непосредственной близости к резонансу несколько шире, чем резонансная кривая отдельного вторичного контура, а кривая первичного тока имеет два максимума. При еще большей связи максимумы кривой первичного тока выражены более резко и раздвинуты дальше один от другого. В то же время появляются два максимума и на кривой вторичного тока, которые с увеличением связи также становятся более резко выраженными и отодвигаются дальше один от другого. Если Рис. I. 26. Графики зависимостей токов в связанных контурах от частоты при различных коэффициентах связи. 2 120
34 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО-И РАДИОТЕХНИКЕ добротности контуров не равны, то двугорбость в кривой вторичного тока появляется при связи несколько большей критической. Связи между контурами бывают нескольких видов (рис. I. 27). Наиболее часто встречается индуктивная, или трансформаторная, связь Ч h ш и а 41- -И- =гссб Lc< а м <-3( -Л м J 0* Рис. I. 28. Контуры с комбинированной индуктивно-емкостной связью. (рис. 1. 27,а), образуемая взаимной индукцией между катушками контуров. Емкостная связь осуществляется с помощью конденсатора связи. При внутриемкостной связи (рис. I. 27,6) увеличение емкости Ссв приводит к уменьшению коэффициента связи, при внешнеемкостной связи (рис. I. 27, в)— к его увеличению. / При автотрансформаторной связи (рис. I. 27,г) контуры имеют общую катушку. Иногда применяются схемы с двумя видами связи между контурами, обычно индуктивной и емкостной. На рис. I. 28 показаны контуры с комбинированной индуктивно-емкостной связью в двух вариантах: на схеме рис. I. 28,а — с внешней емкостной связью, а на схеме рис. I. 28,6 — с внутренней емкостной связью. Коэффициент связи между контурами можно подсчитать по следующим формулам: для индуктивной связи k =- М Рис. I. 27. Схемы связей между контурами: а — индуктивной; б — внутриемкостной; в—внешнеемкостной; г —автотрансформаторной. для внутриемкостной связи VUL* *св =]/(^ С\Съ + Ссв)(Сг+Ссв)'
ЭКРАНИРОВАНИЕ 35 для внешнеемкостной связи Сев к. = для автотрансформаторной связи * = м св Vl1 + m)(l2 + m)' В случае комбинированной связи общий коэффициент связи равен алгебраической сумме коэффициентов связи каждого вида: § 20. ЭКРАНИРОВАНИЕ Экранирование — это локализация электромагнитной энергии в пределах определенного пространства. Электростатическое экранирование состоит в замыкании электрического поля на поверхности металлической массы экрана и передаче электричес- ч с2 / / | спар i | J ct I 111 а б • Рис. I. 29. К объяснению принципа электростатического экранирования. ких зарядов на корпус прибора. Как видно из рис. I. 29,а, напряжение, создаваемое в точке В источником э. д. с:, расположенным в точке Л, U„=E, Спар н ~н с 4- Г uj5 «^ °пар Если между точками А и В поместить металлический лист Э (рис. I. 29,6), то емкость Спар разделится на две последовательно соединенные емкости d и С2, к которым присоединена параллельно небольшая остаточная емкость Спар. Пренебрегая емкостью С'пар, напряжение в точке В. можно определить по формуле "н *н (С! + С3)(СБ + С2) ' Это напряжение после установки экрана может оказаться большим или меньшим, чем до установки экрана. Если экран установлен так, что 2*
36 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ емкость его относительно точки А велика, а относительно корпуса мала, то напряжение в точке В после установки экрана будет большим, чем до установки; следовательно, в этом случае экран вреден. Если экран установлен так, что емкость его относительно корпуса прибора*велика, то напряжение в точке В при наличии экрана будет меньше, чем без него. При коротком замыкании между экраном и корпусом напряжение в точке В равно нулю <если не учитывать остаточной паразитной емкости между точками Л и Б). Действие электростатического экрана существенно зависит от качества присоединения его к корпусу прибора. Особенно важно, чтобы не было длинных соединительных проводников между экраном и корпусом. На коротковолновом и особенно на УКВ диапазо- рис# I. 30. Электростати- нах при использовании соединительных про- ческий экран для индук- водников длиной в несколько сантиметров тивно связанных катушек, экранирование может резко ухудшиться. Эффективность экранирования электрического поля не зависит от толщины экрана. Узкие щели и отверстия в металлической перегородке не ухудшают экранирования электрического поля, если они малы по сравнению с длиной волны. Электростатический экран, предназначенный для устранения емкостной связи между индуктивно связанными высокочастотными катушками, не должен влиять на магнитные поля этих катушек. Такой экран изготовляют из отдельных изолированных проводов, наклеенных на бумагу или лакоткань (рис. I. 30). Каждый провод припаивается в одной точке к проводнику, который кратчайшим путем соединяется с корпусом. Магнитостатическое экранирование основано на замыкании магнитного поля в толще экрана вследствие его повышенной магнитной проводимости. Магнитостатический экран можно выполнить только лишь из ферромагнитного материала с большой магнитной проницаемостью. Для изготовления магнитоста- Рис. I. 31. К объяснению тических экранов обычно применяется мяг- магнитостатического экра- кая сталь и железо-никелевые сплавы (пер- нирования. маллой и др.). Принцип действия магнитостатических экранов показан на рис. I. 31. Магнитный поток, создаваемый током в проводе А, замыкается в толще экрана из ферромагнитного материала вследствие его малого магнитного сопротивления и не проникает в экранированное пространство В. Эффективность магнитостатического экрана тем больше, чем больше его магнитная проницаемость и чем толще экран. Кроме того, экранирующие свойства зависят от размеров экрана. С увеличением размеров экрана эффективность экранирования снижается. Магнитостатические экраны эффективны лишь при; постоянном. токе и в диапазоне низких частот. С увеличением частоты под действием вихре-
ЭКРАНИРОВАНИЕ 37 вых токов магнитное поле вытесняется из толщи экрана, поэтому его повышенная магнитная проводимость теряет свое значение. В области высоких частот ферромагнитный экран меняет режим своей работы с магнитостати- ческого на электромагнитный. Для надежного магнитного экранирования стенки экрана приходится делать сравнительно толстыми, чтобы уменьшить сопротивление магнитному потоку. С этой же целью целесообразно применять экраны, составленные из нескольких слоев, разделенных воздушными промежутками. При конструировании магнитостатических экранов необходимо, чтобы щели и iiiiilllii й б д Рис. I. 32. Вытеснение магнитного поля вихревыми токами в экране. прорези в экране не были расположены поперек ожидаемого направления линий магнитной индукции, так как в противном случае магнитная проводимость экрана уменьшится, а его экранирующие свойства ухудшатся. Магнитостатический экран, как и всякая замкнутая металлическая оболочка, замыкает на себя электрическое поле. Магнитостатический экран, соединенный с корпусом, является одновременно и электростатическим экраном. Электромагнитное экранирование основано на размагничивающем действии вихревых токов. Если на пути равномерного переменного магнитного поля (рис. I. 32,а) поместить цилиндр из металла, то в нем наведутся переменные э. д. с, которые в свою очередь создадут переменные вихревые токи (токи Фуко). Магнитное поле этих токов (рис. I. 32,6). направлено навстречу возбуждающему полю внутри цилиндра и в том же направлении за его пределами. Результирующее поле (рис. I. 32,в) ослаблено в цилиндре и усилено вне его. Экранирующее действие цилиндра будет тем больше, чем сильнее создаваемое им обратное магнитное поле и, следовательно, чем больше протекающие по нему вихревые токи. Если экран сделан из диамагнитного материала, то экранирующее действие будет тем больше, чем выше электропроводность материала. Если же экран сделан из ферромагнитного материала, то экранирующее действие может быть еще больше. В диапазоне частот до 0,1—1 Мгц более эффективное экранирование обеспечивают медный и алюминиевый экраны, а в области более высоких частот — стальной. Однако стальные экраны могут вносить значительные потери в экранируемые цепи вследствие большого удельного электрического • ••I
38 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ ЭКРАНИРОВАНИЕ 39 Таблица 1.10 Диапазоны и некоторые особенности электромагнитных радиоволн Наименование диапазонов волн Длина волны Частота Область применения Характер излучения Характер распространения Дальность Высота отражающего слоя ионосферы для пространственной волны Помехи Длинные 10 000—3000 м 30—100 кгц Телеграфная связь Средние 3000—200 м 100—1500 кгц Радиовещание Преимущественно ненаправленное Главным образом поверхностной волной Промежуточные Короткие 200—50 м 50—10 м 1,5-6 Мгц 6-30 Мгц Телеграфная связь, Радиовеща- любительская ние, телесвязь графная и любительская связь Метровые 10—1 М 30—300 Мгц Радиовещание, телевидение, радионавигация, любительская ! связь Ненаправленное и направленное Поверхностной и пространственной Простран- волной ственной волной Большая, зависит от мощности передатчика Большая, зависит от частоты 60—80 км Атмосферные, ин- ! дустриальные, магнитного поля Земли 100—400 км — ; Замирание, атмосферные, индустриальные Замирание, от солнечной активности Близкий к оптическому Дециметровые 100—10 см 300—3000 Мгц Сантиметровые 10—1 СМ 3000—30 000 Мгц Телевидение, радиолокация, радионавигация, радиорелейные линии связи и другие специальные применения Преимущественно направленное Прямолинейно-оптический Зависит в основном от высоты передающей и приемной 1 антенн; за пределами прямой видимости от мощности передатчика и направленности антенн Отражаются только при сильной ионизации От системы зажигания двигателей _' _ •—
40 СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРО- И РАДИОТЕХНИКЕ сопротивления и явления гистерезиса. Поэтому такие экраны применяются в тех случаях, когда вносимыми ими потерями можно пренебречь. Диамагнитные экраны во всем частотном диапазоне действуют как электромагнитные, т.е. на принципе возникновения в них вихревых токов. При постоянном токе они не производят экранирующего действия. При повышении частоты экранирующий эффект возрастает. Ферромагнитные экраны при постоянном токе и в области низких частот (до 5—10 кгц) действуют, как магнитостатические, на принципе замыкания магнитного поля в толще экрана вследствие его повышенной магнитной проводимости. С ростом частоты вихревые токи увеличиваются, и магнитное поле вытесняется из толщи экрана. Экран переходит в электромагнитный режим работы и действует так же, как и диамагнитный, за счет вихревых токов в толще экрана. Многослойные комбинированные экраны применяются при необходимости достигнуть высокой степени экранирования. Они состоят из чередующихся диамагнитных и ферромагнитных слоев. При конструировании многослойных экранов необходимо руководствоваться следующими рекомендациями: 1) для крайних слоев нужно использовать диамагнитные материалы с большой электропроводностью (медь, алюминий), а для средних слоев — ферромагнитные материалы; 2) в области низких частот (до 20—40 кг/0 толщины диамагнитных и ферромагнитных слоев должны быть равны; 3) в области высоких частот (свыше 40— 60 кгц) следует использовать тонкие диамагнитные слои и более толстые ферромагнитные слои; 4) все слои экрана должны быть по возможности более герметичными (электрически). § 21. ДИАПАЗОНЫ И НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН Диапазоны электромагнитных волн, используемых в радиотехнике, и некоторые их особенности приведены в табл. I. 10.
ГЛАВА ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ II = § 1. ПРОВОДНИКИ Удельное сопротивление проводника — сопротивление провода длиной 1 м, имеющего постоянное, по длине поперечное сечение в 1 мм2. Температурный коэффициент сопротивления — коэффициент, равный относительному изменению сопротивления при изменении температуры на 1 град. Основные данные проводников низкого сопротивления приведены в табл. II. 1, а сплавов высокого сопротивления — в табл. II. 2. Таблица //. 1 Основные свойства проводников Материал Алюминий . . Бронза фосфористая . . . Золото .... Латунь .... Медь электротехническая Никель .... Олово . Платина Ртуть. . Свинец . Серебро . Сталь . Тантал . Уголь. . Хром Цинк - Удельное сопротивление при 20°, ом • мм* /м 0,028 0,115 0,024 0,03-0,06 0,0175 0,07 0,115 0,1 0,958 0,21 0,016 0,098 0,155 0,33—1,85 0,027 0,059 Температурный коэффициент сопротивления, \/град 0,0049 0,004 0,0037 0,002 0,004 0,006 0,0042 0,003 0,0009 0,004 0,0038 0,0062 0,0031 0,0006 — 0,0035 Температура плавления, град 660 900 1060 900 1080 1450 230 1770 —39 330 960 1520 2900 — — 420 Плотность, г/см* 2,7 8,8 19,3 8,5 8,9 8,8 7,3 21,4 13,6 11,4 10,5 7,8 | 16,6 1 — 1 6,6 7,0 Примечание. Приведенные величины являются средними. Действительные же величины зависят от степени чистоты материала, термообработки и т. п.
42 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Таблица II. 2 Основные свойства сплавов высокого сопротивления Сплавы Никелин . . Константан Нихром . . Нейзильбер Манганин Реотан. . . Фехраль . . Хромаль . . Удельное сопротивление при 20° ом. мм2/м 0,39—0,45 0,44—0,52 1,0-1,1 0,28—0,35 0,4—0,5 0,45—0,52 - 1,1—1,3 * 1,45 Температурный коэффициент сопротивления (в пределах 0—100°), \/град +0,00002 ±0,000005 +0,00015 +0,00030 +0,00005 +0,0004 +0,0001 +0,00005 я ■ 'в со со ass Мако рабоч перат 150 500 900 150 100 150 900 1000 Н Я 2.5 5 «<Ъ Не!? _ 1270 1400 1000 1200 — 1460 1500 А S О X н« ад 8,2 8,4 8,4 VI 7,1 По характеру применения сплавы высокого сопротивления делятся на три группы. Первая группа — сплавы для изготовления эталонов сопротивлений, магазинов, шунтов и добавочных сопротивлений. К этой группе относится манганин, характеризующийся очень малым температурным коэффициентом сопротивления, высоким удельным сопротивлением и малой термо-э. д. с. в контакте с медью. Вторая группа — сплавы для изготовления реостатов и балластных сопротивлений. К этой группе относятся никелин, нейзильбер, реотан и константан. Третья группа — сплавы для нагревательных приборов. Наилучшим материалом для изготовления этих приборов является нихром. § 2. МЕДНЫЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА Медные обмоточные провода предназначены для изготовления обмоток трансформаторов, дросселей, реле, катушек резонансных контуров ц т. п. Эти провода могут иметь эмалевое покрытие, покрытие из волокнистых материалов и комбинированную изоляцию из эмали и волокнистых материалов. Основные марки обмоточных проводов и характеристика их изоляции приведены в табл. II. 3, а их основные данные — в табл. II. 4 и II. 5. Эмалевая изоляция по сравнению с волокнистой изоляцией имеет лучшие электроизоляционные свойства. Эмалированные провода на масляных лаках марок ПЭЛ и ПЭЛУ применяются для изготовления обмоток катушек. Однако если при изготовлении обмотки или в процессе работы катушки провод испытывает повышенные механические воздействия, то применяют провода с дополнительной обмоткой из хлопчатобумажной пряжи (марки ПЭЛБО и ПЭЛБД), капронового волокна (марки ПЭЛШКО) или натурального шелка (марки ПЭЛШО). Термостойкость проводов с эмалевой изоляцией на масляных лаках 100—150° С, причем обмотка из капронового волокна более термостойка,
МЕДНЫЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА 43 Таблица II. 3 Медные обмоточные провода Марка ПБД ПБО псд ПСДК ПЭВ-1 ПЭВ-2 ПЭВД ПЭВТЛ-1 ПЭВТЛ-2 ПЭВШО гол ПЭЛБД ПЭЛБО пэлко ПЭЛР-1 ПЭЛР-2 ГОЛУ ГОЛШКО | пэлшо ПЭМ-1 ГОМ-2 пэм-з ПЭТВ пэтк пэтксо Характеристика изоляции Хлопчатобумажная обмотка в два слоя . . » ъ » один слой . . Обмотка из стекловолокна в два слоя с про- Обмотка из стекловолокна в два слоя с пропиткой кремнийорганическим лаком . . . Высокопрочная эмаль в один слой Высокопрочная эмаль с дополнительным Высокопрочная теплостойкая эмаль в один Высокопрочная теплостойкая эмаль в два слоя Высокопрочная эмаль и обмотка из искусственного шелка » » и два слоя хлопчатобу- Лакостойкая эмаль и один слой хлопчатобумажной обмотки Лакостойкая эмаль и один слой обмотки из утолщенного капронового волокна . . . . Высокопрочная полиамидная эмаль в один Высокопрочная полиамидная эмаль в два слоя Лакостойкая эмаль (утолщенный слой) . . . » » и один слой обмотки из капронового волокна Лакостойкая эмаль и один слой обмотки из натурального шелка Высокопрочная эмаль (металвин) в один слой » теплостойкая эмаль . . . . Теплостойкая эмаль » » и обмотка из стеклово- Диаметры по меди, мм 0,38—5,2 0,38—2,1 0,31-4,8 0,31—4,8 0,02—2,44 0,06—2,44 0,2—0,5 0,06-2,26 0,06—2,26 0,07—0,51 0,03—2,44 0,72-2,1 0,38—2,1 0,2-2,1 0,1—2,44 0,1—2,44 0,05—2,44 0,10—1,56 0,05—1,56 0,1—2,44 0,1—2,44 0,1—2,44 0,06—2,44 0,05—0,51 0,38—1,56
44 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ МЕДНЫЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА 45 Таблица 11.4 Основные данные обмоточных проводов пэлшо Диаметр с изоляцией, мм ~Т| 0,12 0,13 0,14 0.15 0.16 0.18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,29 0,30 0,32 0,34 0,37 0,39 0,42 0,44 0,46 0,49 0,52 0,55 0,58 0,60 0,63 0,65 0,67 — 0,71 0,74 0.76 0,79 Вес 100 м\ с изоляцией, г — 3,3 4,2 5.3 6,5 7,9 9,3 11,0 12,7 14,7 16,7 18,9 1 21,2 23,7 26,3 29,0 32,2 35,2 41,7 48,8 56,9 65,1 74,2 83,6 93,5 109 127 145 - 165 179 194 209 225 — 257 ; 283 301 330 ПЭЛБО Диаметр с изоляцией, ММ ' ___ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — * — ' — — 0,56 0,59 0,62 0,65 0,67 0,69 0,71 0,73 0,75 0,77 0,80 1 0,82 0,85 Вес 100 м с изоляцией, г — — — — — — — — — — ' — — — — — — — — — — — — — 115 132 151 168 186 201 216 231 247 265 ! 291 1 309 337 ПВО Диаметре изоляцией, мм — — — — — — — — — — — — — { — — — — — — — — — — 0,51 0,54 0,57 0,60 0,62 0,64 0,66 0,68 0,70 0,72 0,75 0,77 0,80 Вес 100 м с изоляцией, г 1 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 111 128 147 167 181 195 210 225 I 241 258 289 303 330 ПБД Диаметр с изоляцией, мм — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 0,61 0,64 0,67 0,70 ! 0.72 0,74 0.76 0,78 0,80 0,82 0.85 0.87 0,90 Вес 100 м с изоляцией, е — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — ''— — — 122 140 1 159 1 179 194 209 224 240 255 273 292 318 347 [етр золя- мм 3 я* ад| 0,02 0,025 1 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0.09 0,10 0,11 0,12 0.13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0.23 0,25 0,27 0,29 0,31 0,33 0,35 0,38 0,41 0,44 0,47 0,49 0,51 0,53 0,55 0,57 0,59 0,62 0,64 0,67 Сечение меди, мм* 0,0003 0,0005 0,0007 0.0013 0,0020 0,0028 0,0039 1 0.0050 0,0064 0,0079 0,0095 0,0113 0.0133 0,0154 0,0177 0,0201 0,0227 0,0255 0,0284 0,0314 0,0346 0,0416 0,0491 0,0573 0,0661 0,0755 0.0855 0.0962 0,1134 0,1320 0,1521 0,1735 0,1885 0.2043 0,2206 0,2376 0,2552 0,2734 0,3019 0,3217 0,3526 Сопротивление 1 м при 20°С, ом 1 — 24,704 13.920 9,290 6.440 4,730 3,630 2,860 2,230 1,850 1,550 1,320 1,140 0,990 0,873 0,773 0,688 0,618 0,558 0,507 0,423 0,357 0,306 0,266 0,233 0,205 | 0,182 0,155 0,133 0,115 0,101 0,0931 0,0859 0,0795 0,0737 0,0687 0,0641 0,0580 0,0545 0,0497 Допустимая нагрузка при плотности тока 1 2 а/мм*, а\ —. 0,0014 0,0026 0,0040 0,0057 0,0077 0,0101 0,0127 0,0157 0,0190 0,0226 0,0266 0,0308 0,0354 0,0402 0,0454 0,0510 0,0568 0,0628 0,0692 0,0832 0,0982 0,1150 i 0,132 0,151 0,171 0,192 0,226 0,264 0,304 0,346 0,378 0.408 0,441 0,476 0,510 0,547 0,604 0,644 0,705 ПЭЛ 1 Диаметр с изоляцией, мм — 0,045 0,055 ! 0,065 0.075 0,085 0,095 0,105 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,225 0,235 0,255 0,275 0,31 0,33 0,35 0,37 0.39 0,42 0,45 0,49 0,52 0,54 0,56 0,58 0,60 0,62 0,64 0,67 0,69 0,72 Вес 100 м с изоляци-1 ей, г — 0,8 1,3 1,9 2,7 3,6 4,7 5,9 7,3 8,8 10,4 12,2 14,1 16.2 18.4 20,8 23,3 25,9 28,7 31,6 37,8 44,6 i 52,2 60,1 68,9 78,0 87,6 103 120 138 157 171 185 200 216 230 248 273 291 319 ПЭВ-1 Диаметр с изоляцией. мм\ 0,035 0,035 0,045 0,055 0,07 0,085 0,095 0,105 0,115 0,125 0,135 0,145 0,155 0,165 0,180 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0.24 0,27 0,29 0,31 0,33 0,35 0,37 ! 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 0,53 0,56 0,58 0,60 0,62 0,64 0,67 0,69 0,72 Вес 100 м с изоляцией, г 0,3 0,5 0,8 1,3 19 2,8 3,8 4.9 6,2 7,5 9,1 10,7 12,4 14.4 16.6 18.8 21,2 23,6 26,3 29,0 32,0 38,3 45.2 52,6 60,5 68,0 78,0 1 87.6 103 120 138 157 171 186 201 216 230 248 274 292 319
46 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ МЕДНЫЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА 47 Продолжение табл. II. 4 я! Диаметр б( изоляции, 0,69 0,72 0,74 0,77 0,80 0,83 0,86 0,90 0,93 0,96 1,00 1,04 1,08 1,12 1,16 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45 1,50 1,56 1,62 1,68 1,74 1,81 1,88 1,95 2,02 2,10 2,26 2,44 Сечение меди, мм2 0,3739 0,4072 0,4301 1 0,4657 0,5027 0,5411 0,5809 0,6362 0,6793 0,7238 0,7854 0,8495 0,9161 0,9852 1,057 1,131 1,227 1,327 | 1,431 1,539 1,651 1,767 1,911 2,061 2,217 2,378 2,573 ' 2,777 2,987 3,205 3,464 4,012 4,676 Сопротивление 1 м при 20°С, ом 0,0469 0,0430 0,0407 0,0376 0,0348 0,0324 0,0301 0,0275 0,0258 0,0242 0,0224 0,0206 0,0191 0,0178 0,0166 0,0155 0,0143 0,0132 0,0123 0,0113 0,0106 0,0098 0,0092 0,0085 0,0079 0,0074 0,0068 0,0063 0,0059 0,0055 0,0051 0,0044 0,0037 Допустимая нагрузка при плотности тока 2 а/мм* г а\ 0,748 0,814 0,860 0,930 1,005 1,082 1,160 1,270 1,360 1,450 1,570 1,700 1,830 1,970 2,114 I 2,260 2,450 2,654 2,860 3,078 3,300 3,534 3,822 4,122 1 4,433 4,756 5,146 5,555 5,980 6,409 6,920 8,023 9,352 пэл 1 Диаметр с изоляцией, мм 0,74 0,78 0,80 0,83 0,86 0,89 0,92 ! 0,96 0,99 1,02 1,07 1,12 1,16 , 1,20 1,24 1,28 1,33 1,38 1,43 1,48 1,53 1,58 1,64 1,71 1,77 1,83 1,90 1,97 2,04 2,12 2,20 2,36 2,54 Вес 100 м с изоляцией, г 338 367 390 421 455 489 525 574 613 653 710 764 827 886 I 953 1020 1110 1190 1290 1390 1490 1590 1720 1850 1990 2140 2310 2490 2680 2890 3110 3620 4220 ПЭВ-1 Диаметр с изоляцией, мм\ 0,74 0,77 0,80 0,83 0,86 0,89 0,92 0,96 0,99 1,02 1,08 1,12 1,16 1,20 1,24 1.28 1,33 ! 1,38 1,43 1,48 1,53 1,58 1,64 1.70 1,76 1,82 1,90 1,97 2,04 2,11 2,20 2,36 2,54 Вес 100 м с изоляцией, г 338 367 390 422 455 489 525 575 613 653 712 770 829 892 956 1030 1110 1200 1290 j 1390 1490 1590 1720 1850 1990 2130 2320 2510 2690 2880 3120 3610 4200 ПЭЛШО Диаметр с изо л я- 1 цией, мм 0,81 0,85 0,87 0,90 0,93 0,96 0,99 1,03 1,06 1,09 1,14 1,18 1,21 1,26 1,30 1,34 1,39 1,44 1,49 1,54 1,59 1,66 1,72 — — — — — — — — — — Вес 100 м с изоляцией, г 349 378 402 434 468 507 538 588 627 668 727 783 844 906 971 1040 ИЗО 1220 1310 1400 1500 1620 1750 — — — — — — — — — — ПЭЛБО Диаметр с изоляцией, мм 0,87 0,92 0,94 0,97 1,00 1,03 1,06 1,10 ыз 1.16 1,23 1,27 1,31 1,35 1,39 1,43 1,48 1,53 1,58 1,63 1,68 , 1,73 1.79 1 1,85 1,92 1.98 2,05 2,12 2,19 2,26 2,34 — — Вес 100 м\ с изоляцией, г 357 388 410 443 477 512 548 600 | 639 690 742 801 863 927 992 1050 1150 1240 1330 1430 I 1530 1640 1770 1890 2040 2190 2360 2540 2730 2940 3170 — — ПВО 1 Диаметр с изоляцией, мм 0,82 0,86 0,88 0,91 0,94 0,97 1,00 1,04 1,07 1,10 1,16 1,20 1,24 1,28 1,32 1,36 1.41 1,46 1,51 1,56 1.61 1,66 1,72 1,78 1,85 1,91 1,98 2,05 2,12 2,19 2,27 — — Вес 100 м с изоляцией, г 350 378 401 434 468 502 538 589 627 668 727 785 846 909 974 1040 ИЗО 1220 1310 1410 1510 1610 1720 1880 2020 2160 2310 2520 2710 2910 3140 — — ПБД Диаметр с изоляцией, мм\ 0,92 0,96 0,98 1,01 1,04 1,07 1,10 1,14 1,17 1,20 1,29 1,33 1,37 1,41 i 1,45 1,49 1,54 1,59 1,64 1,69 1,74 1,79 1,85 1,91 1,98 2,04 | 2,11 2,18 2,25 2,32 .2,40 2,62 2,80 Вес 100 м с изоляцией, г 367 396 419 452 486 522 557 610 649 690 751 810 871 935 1000 1060 1160 1250 1340. 1440 1540 1650 1780 1910 | 2060 2200 2380 2560 2750 2950 1 3180 3700 4300
48 ЭЛЕКТРО- -И РАДИОМАТЕРИАЛЫ чем из натурального шелка или хлопчатобумажной пряжи. Кроме того, капроновое волокно превосходит натуральный шелк по стойкости к истиранию и более надежно при воздействии таких растворителей как бензин, бензол, трансформаторное масло и т. п. Электроизоляционные свойства капрона и натурального шелка несколько выше, чем у хлопчатобумажной пряжи. Таблица II. 5 Пробивное напряжение обмоточных проводов Диаметр провода по меди, мм 0,02—0,025 0,03—0,04 0,06—0,07 0,08—0,09 ОДО—0,14 0,15—0,20 0,21—0,41 0,44—0,53 0,55-0,83 0,86—1,35 1,40—2,44 пэл 300 350 400 400 550 800 80CL 900 1000 1 1250 ПЭЛУ _ — 450 500 500 | 650 1000 1000 1100 ! 1300 1600 Пробивное напряжение, в ПЭВ-1 200 300 ; 350 400 500 600 800 850 1000 1200 1 1400 ПЭВ-2 _ — 450 550 700 800 1 1200 1200 1500 1800 | 2000 ПЭЛР-t _ — — — 500 600 800 850 1000 1200 1400 ПЭЛР-2 _ — —. — 700 800 1000 1200 1500 1800 2000 пэтк ~г — 300 500 500 650 1000 1000 — — — Провода с волокнистой изоляцией имеют значительно больший наружный диаметр, чем эмалированные. Поэтому для покрытия проводов созданы высокопрочные эмали металвин и винифлекс на поливинилацети- ловых лаках (провода марок ПЭВ-1 и ПЭВ-2), на полнамиднорезольном лаке (ПЭЛР-1 и ПЭЛР-2) и на полиуретановых лаках (ПЭВТЛ-1 и ПЭВТЛ-2). Провода последних двух марок выдерживают длительный нагрев до 130° С, а кратковременный — до 150—180° С. Эти провода характеризуются большим сопротивлением изоляции и сравнительно малым тангенсом угла диэлектрических потерь (tg6). Провода марок ПЭВТЛ-1 и ПЭВТЛ-2 можно залуживать погружением в расплавленное олово или припой, а также при помощи паяльника без предварительной зачистки эмали и без применения флюсов. Очень термостойки провода марки ПЭТВ — до 155° С (при кратковременном нагреве до 200° С), марки ПСД —до 155° С и марок ПСДК и ПЭТК-до 180° С. Для изготовления бескаркасных рамок стрелочных приборов выпускаются эмалированные провода марки ПЭВД с дополнительным термопластичным покрытием из лаков на поливинилацетатной основе. При нагреве обмотки до 160—170° С в течение 3—4 ч витки склеиваются. Высокочастотные обмоточные провода (литцендраты) предназначены для изготовления катушек индуктивности резонансных контуров. Эти провода состоят из пучка эмалированных проволок диаметром 0,05; 0,07; 0,1 или 0,2 мм, обмотанного одним (марка ЛЭШО), двумя (ЛЭШД) слоями натурального шелка, одним слоем полиамидного шелка (ЛЭП) или одним слоем полиамидного шелка и одним слоем капрона (ЛЭПКО). Вследствие определенного расположения проволок в пучке ослабляется поверхностный
МЕДНЫЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА 49 Таблица 11.6 Данные высокочастотных обмоточных проводов *£ Й§ Диам провс мм 0,05 0,05 0,05 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 .0,07 0,1 0,1 0,1 0,1 од 0,1 ОД од од од од од од од од од 0,2 0,2 0,2 0,2 че- про- к Коли ство ВОЛО! 1 10 15 21 7 10 12 16 21 28 35 49 63 84 119 147 175 245 630 9 12 14 16 19 21 24 28 32 35 49 • 70 84 105 119 175 7 9 12 49 Сечение провода, мм* 0,0196 0,0294 0,0412 0,0269 0,0385 0,0462 0,0615 0,0818 0,108 ОД 35 Г 0Д89 0,243 0,323 0,457. 0,565 0,674 0,944 2,4 0,071 0,094 0,110 0,126 0,149 0,165 0,188 0,220 0,252 0,275 0,385 0,550 0,660 0,825 0,935 1,375 0,220 0,283 0,378 1.54 лэшо 0,33 0,37 0,42 0,34 ! 0,41 0,44 0,47 0,52 0,60 0,76 0,84 1,02 1,13 1,31 1,36 1,60 1,82 5,00 0,52 0,57 0,60 0,64 0,67 0,71 0,79 0,82 0,87 1,04 1Д5 1,51 1,57 1,73 1,82 2,23 0,75 0,90 1,01 2,06 Диаметр провода, мм ЛЭШД 0.39 0,43 0,48 0,40 0,47 0,50 0,54 0,59 0,67 0,83 0,91 1,09 1,20 1,38 1,43 1,67 1,89 5,10 0,59 0,64 0,67 0,71 0,74 0,78 0,86 0,89 0,94 1,11 1,22 1,58 1,64 1,80 1,89 2,30 0,82 0,97 1,08 1 ~ лэп . — •-— 0,32 0,39 0,42 0,45 0,50 — 1 — — — — \ — — — 1,8 — 0,5 0,55 0,58 0,62 — 0,69 0,77 0,80 0,85 1,02 1,13 1,49 1,55 1,71 1,8 2,21 0,73 — [ — лэпко — — 0,34 0,41 0,44 0,47 0,52 — — — — — . — — — 1,82 — 0,52 0,57 0,60 0,64 — 0,71 0,79 0,82 0,87 1,04 1Д5 1.51 1,57 1,73 1,82 2,23 ' 0.75 — — Сопротивление 1 км провода, ом 1095 697 525 760 532 445 333 254 190 152 108 85 63,5 45 36 30,5 21,7 8.0 275 208 i 177 155 131 118 105 88,5 • 77,5 71,0 50,5 35,5 29,5 23,6 21,0 14,0 88,5 69,0 50,0 13.2
50 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ эффект* и, следовательно, уменьшается сопротивление провода для токов высокой частоты. Провода марок ЛЭП и ЛЭПКО перед лужением не надо зачищать и не требуется применять вспомогательные травильные составы. Конструктивные данные высокочастотных обмоточных проводов приведены в табл. II. 6. Таблица II. 7 Обмоточные провода высокого сопротивления Марка Характеристика изоляции Диаметры без изоляции, мм пшдк ПЭБОК ПЭВКМ-11) ПЭВКМ-21) ПЭВКТ-12) ПЭВКТ-2*) пэк пэшок ПШДММ1) ПШДМТ*) ПЭВММ-11) ПЭВММ-21) ГОВМТ-12) ПЭВМТ-22) ПЭММ1) ПЭМТ*) ПЭМС3> ГОШОММ1) ШШОМТ2) ПЭВНХ-1 ГОВНХ-2 гонх Константановые провода Два слоя обмотки из шелка Эмаль и один слой обмотки из хлопчатобумажной пряжи Один слой высокопрочной эмали Два слоя » » Один слой » ....... Два слоя » » Лакостойкая эмаль Эмаль и один слой обмотки из шелка . • . Манганиновые провода Два слоя обмотки из шелка » » » » » Один слой высокопрочной эмали Два слоя » » Один слой » » Два слоя » » Лакостойкая эмаль т> » Высокопрочная эмаль : . . . Эмаль и один слой обмотки из шелка . . . » » » * » » » . . . Нихромовые провода Один слой высокопрочной эмали Два слоя » » Лакостойкая эмаль 0,05—1,0 0,04—1,0 0,1—0,8 0,1—0,8 0,03—0,8 0,03—0,8 0,03—1,0 0,05—1,0 0,05—1,0 0,05—1,6 0,05—0,8 0,05—0,8 0,02—0,8 0,02—0,8 0,05—1,0 0,03—1,0 0,05—0,8 0,05-1,0 0,05—1,0 0,02—0,4 0,02—0,4 0,03—0,4 х) Мягкий провод. 2) Твердый провод. 8) Стабилизированный провод. * Поверхностный эффект — эффект вытеснения тока к поверхности провода под действием переменного магнитного поля внутри сплошного провода.
ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 51 § 3. ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Обмоточные провода высокого сопротивления используются для изготовления проволочных сопротивлений и шунтов. Термостойкость этих проводов так же, как и медных, определяется материалом изоляции. Основные марки обмоточных проводов высокого сопротивления и их данные приведены в табл. II. 7, II. 8 и II. 9. Таблица II.8 Сопротивление 1 м проводов высокого сопротивления, ом Диаметр провода, мм 0,02 0,025 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,15 0,18 0,20 0,22 0,25 0,28 0,30 0,32 0,35 0,38 0,40 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 1,0 Манганин мягкий г- — 606 i 342 220 152 112 85,4 67,6 54,8 38,1 24,3 16,9 1 13,7 ! 11,з 8,76 — 6,06 — 4,47 3,81 3,42 2,71 1 2,20 1,82 1,52 1,36 1,12 0,975 0,854 — 0,675 0,548 . Манганин твердый 1370 876 655 369 237 164 121 92,5 73,1 59,2 41,1 26,3 18,0 14,8 — 9,5 — 6,6 — 4,83 — 3,70 2,92 2,37 1,96 1,65 1,403 1,21 i .— 0,925 г. , 0,731 0,592 Материал проводов Константан мягкий — | 655 369 237 164 121 • 92,5 1 73,1 59,2 41,1 26,3 18,0 14,8 12,1 9,5 7,55 6,6 — 4,83 4,Ю 3,70 2,92 2,37 1,96 1,65 1,40 1,21 1,05 0,925 0,820 0,731 0,592 Константан твердый ь ■"" 693 390 250 173 127 97,5 77 62,4 43,6 27,7 19,0 15,6 12,9 9,98 7,96 6,93 1 — 5,09 4,32 3,90 3,09 2,50 2,06 1,73 1,49 1,27 1,12 0,975 0,864 0,770 0,624 Нихром ! Х15Н60 _ — 1528 857 . 550 386 281 216 170 138 95,7 61,1 43,0 35,3 29,2 22,6 18,0 15,3 13,8 п.з 1 — 8,59 6,98 5,66 — 4,07 — 2,91 2,23 . 1,76 1,42 Нихром Х20Н80 3374 | 2160 1500 844 535 379 278 213 168 136 94,7 60,5 42,1 34Д 28,2 21,8 17,4 15,2 13,3 1М 8,52 6,73 5,45 — 3,82 *— 2,84 -— 2,17 , 1,72 1,39
52 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ ^ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 53 Диаметры проводов высокого сопротивления Диаметр без изоляции, мм 0,02 0,025 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,!2 0,13 , 0,14 0,15 0,18 0,20 0,22 0,23 0,24 0,25 0,30 0,35 . 0,38 0,40 0,45 0,5 0^55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 1,0 пэмт пэмм — 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 о,ю 0,11 0,13 0,15 0,18 0,21 0,24 — 0,29 0,34 0,41 0,44 0,46 0,52 0,57 0,63 0,68 0,74 1 0,79 0,84 0,89 0,94 0,99 ■1.10 пэмс — i — — 0,075 0,085 0,095 0,105 — 0,14 0,16 1 0,19 — 0,24 — ! 0,30 0,3551 0,41 — • 0,46 — 0,57 - 0,67 — [ 0,78 — 0,88 1- ПЭВМТ-1 ПЭВММ-1 0,04 0,045 0,05 0,065 0,08 0,09 0,10 0,115 0,125 0,14 0,16 0,19 0,22 0,25 0,27 — 0,305 0,355 0,405 — 0,455 0,505 0,555 0,605 0,655 0,71 0,76 0,81 | 0,86 — ■ — — ПЭВМТ-2 ПЭВММ-2 0,045 0,05 I 0,06 0,07 0,09 0,10 0,12 0,14 0,15 0,16 0,18 0,21 0,24 0,26 0,28 — 0,31 0,36 0,41 — 0,46 0,51 0,56 0,61 0,66 0,72 I 0,77 0,82 0,87 — — — Диаметр провода ПЭШОММ ПЭШОМТ — ! — — 0,135 0,145 0,155 0,165 0,175 0,195 0,215 0,245 0,275 0,31 — — 0,36 0,41 0,48 0,51 0,53 0,59 0,64 0,70 0,75 0,81 0,86 0,91 1 0,96 1,01 1,06 1,17 ПШДММ пшдмт — — — 0,175 0,185 0,195 0,205 0,215 0,24 0,26 0,29 0,32 0,35 ! — — 0,40 0,46 0,51 0,54 0,56 0,61. 0,66 0,72 0,77 0,82 0,87 0,92 0,97 1 1,02 1,07 1,17 пэк — 0,045 0,055 0,065 0,075 0,085 0,095 0,105 0,12 0,14 0,17 0,20 0,23 — — 0,28 0,34 0,39 0,42 0,44 0,50 0,55 0,60 0,65 0,71 0,76 0,81^ 0,86 | 0,91 0,96 1,07 Таблица II. 9 в изоляции, мм ПЭВКТ-1 ПЭВКМ-1 ___ — 0,05 0,065 0,08 0,09 0,10 0,115 0,125 0,14 0,16 0,19 0,22 0,25 0,27 0,305 0,355 0,405 — 0,455 0,505 0,555 0,605 0,655 0,71 0,76 0,81 0,86 — — • *"— ПЭВКТ-2 ПЭВКМ-2 J _ — 0,06 0,07 0,09 0,10 0,12 0,14 0,15 0,16 0,18 0,21 0,24 0,26 0,28 0,31 0,36 0,41 — 0,46 0,51 0,56 0,61 0,66 0.72 0,77 0,82 0,87 • -+- -*- ~-~ пэшок — — — 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,185 0,205 0,235 0,265 0,30 — 0,35 0,41 0,46 0,49 0,51 0,57 0,62 0,67 0,72 0,78 0,83 0,88 0,93 0,98 1,03 Ы4 пшдк _ i — — — 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,23 0,25 0,28 0,31 0,34 — 0,39 0,44 0,49 0,52 0,54 0,59 0,64 0,69 0,74 0,79 0,84 0,89 0,94 0,99 1,04 U4 ПЭБОК — — — » — — — — — "~* — — — — - — — | — ■ — • • — 1 0,55 ! o,6i 0,66 0,71 0,76 0,82 0,87 0,92 0,97 1,02 1,07 1 1,18 ПЭВНХ-1 0,04 0,045 0,05 0,065 0,075 0,085 0,10 0,11 0.12 0,14 0,16 0,19 0,22 0,25 0,27 0,305 0,355 0,405 — 0,455 — , — — __ — — — — — ПЭНХ 1 \ — 0,05 0,06 0,075 0,085 0,095 0,105 0,115 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 — 0,245 0,265 0,28 0,29 0,31 | 0,36 1 0,42 0,47 . — • — 1 — ПЭВНХ-2 0,045 0,05 0.06 0,07 0,09 0,10 0,12 0,14 0,15 0,16 0,18 0,21 0,24 0,26 0,28 0,31 0,36 0,41 " . 0,46 __ — — — __ —— '-— 1 ■—- 1 j 1 i '
54 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Манганиновые провода в зависимости от величины температурного коэффициента сопротивления выпускаются двух классов: класса А, у которого этот коэффициент лежит в пределах от +3»10""5до —4-Ю""5, и класса Б с величиной коэффициента ± 6 • 10~5. Для малогабаритных высо- коомных сопротивлений повышенной стабильности выпускают провода диаметром 6—10 мк в сплошной стеклянной изоляции. Эти провода сортируют в зависимости от их сопротивления, так как измерить такие малые диаметры трудно. Электроизоляционные свойства стеклянной изоляции, несмотря на ее малую толщину, высокие, однако по сравнению с другими изоляциями она более хрупка. Основные данные тончайших обмоточных проводов приведены в табл. II. 10. § 4. МОНТАЖНЫЕ ПРОВОДА Монтажные провода, используемые для монтажа радиоэлектронной и другой аппаратуры, могут быть с полихлорвиниловой, резиновой или волокнистой изоляцией. Провода с волокнистой изоляцией применяются для монтажа аппаратуры, работающей при нормальных условиях, когда исключена возможность конденсации воды в аппарате и не предусмотрены резкие климатические изменения. Провода в полиэтиленовой, полихлорвиниловой и резиновой изоляции могут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности с резкими колебаниями температуры. Монтажные провода с изоляцией из кремнийорганической резины изготавливаются сечением 0,75—95 мм2 и предназначены для работы при напряжениях до 380 в и температуре до 180° С. Очень хорошими электроизоляционными свойствами и высокой термостойкостью характеризуются провода с изоляцией из фторопластовой ленты и стекловолокнистой оплеткой, пропитанной кремнийорганическим лаком (например, марка ТМ-250). Они могут эксплуатироваться при температуре до 250° С. По конструкции токопроводящей жилы монтажные провода могут быть однопроволочными негибкими и многопроволочными гибкими, у которых токопроводящие жилы свиты из тонких медных проволок. Основные данные монтажных проводов приведены в табл. II. 11. Таблица II. 10 Микропровода марки ПССМ из манганина Сопротивление 1 м провода, ом Диаметр провода в изоляции, мк 15 000±2500 11000±1500 8000±1500 5500±1000 4 000±500 14 16 17 18 20
МОНТАЖНЫЕ ПРОВОДА 55 Таблица II. 11 Основные данные монтажных проводов Марка мгв мгвэ мгвл мгвлэ мгвсл мгвслэ мгсл мгслэ мгтл мгтлэ Характеристика Многопроволочный, изолированный полихлорвинилом То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный полихлорвинилом и оплеткой из хлопчатобумажной пряжи, лакированный То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный полихлорвинилом и оплеткой из стекловолокна, лакированный То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный обмоткой и оплеткой из стекловолокна, То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный обмоткой и оплеткой из лавсанового волокна, лакированный . . То же, экранированный . . Номинальное сечение жилы, ммг 0.1 0,2 0,35 0,5 0,75 1,0 0,35 0,5 0,75 1,0 2,0 5,0 0,35 0,5 0,75 1.0 2,0 3,0 0,2 0,35 0,5 0 75 1,0 1,5 0,1 0,14 0,2 0,25 0,35 0,5 I 0,75 1,0 1,5 Максимальный наружный диаметр, мм it: 1.4 1.5 1.7 1.9 2,1 2,5 2,6 2,7 2,9 3,3 4,1 5,5 2,2 2,4 2,6 3,1 3.7 4.3 1,6 1,8 1.9 2.1 2.3 2.6 1,2 1,3 1.6 1.7 1.9 2,2 2,5 2,6 3,0 § X ев О. о 1,8 1,8 2,1 2,3 2,5 2,9 3,1 3,2 3,4 3,8 4,3 6,0 ! 2,6 2,8 3,0 3,4 3,9 4,4 2,2 2,4 2,5 2,7 2,9 3,2 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,7 3,0 3,1 3,5 Максимальное рабочее напряжение, в 220 220 220 100 120 Пределы рабочих температур, °С От —60 до +70 От —60 до+70 От —60 до +70 От —60 до +100 От —60 до +150
56 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Продолжение табл. //. П Марка мгш мгшв мгшвэ мгшд мгшдл мгшдо Характеристика Многопроволочный, изолированный оплеткой из искусственного шелка. . . Многопроволочный, изолированный двойной обмоткой из искусственного или пропитанного натурального шелка и поли- То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный двойной обмоткой из искусственного То же, лакированный . . . Многопроволочный, изоли- " рованный двойной обмоткой и оплеткой из искусственного шелка .... Номинальное сечение жилы, мм2 0,05 0,07 0,1 0,12 0,35 0,5 0,75 1,5 0,35 0,5 0,75 0,05 0,07 0,1 0? 0,35 0,5 0,05 0,1 0,2 0,35 0,5 0,05 0,07 0,1 0,2 0,35 0,5 0,75 1,0 1.5 |2,5 Максимальный наружный диаметр, мм 3 0,6 0.7 0,8 1.3 i 1.9 2,2 2,5 3,0 — 0,7 0,8 0,9 1.0 1.2 1*3 0,8 1.0 1.3 1,4 1.5 1.0 1.1 1.2 1,3 1,5 1.6 1,8 1,9 2,3 2,7 . 3 о ГС I и — — 2,5 2,8 3,3 — — _ Максимальное рабочее напряжение, в 1 24 380 МООО 1000 60 250 100 Пределы рабочих температур, °С От —60 ДО +90 От —50 до +70 От —50 до +70 От —50 I ДО +70 От —60 до +90 От —60 до +100 От —60 до +90
МОНТАЖНЫЕ ПРОВОДА 57 Продолжение табл. 11. 11 Марка 1 МГШП | МГШПЭ мгцсл мгцслэ мог мпм мшв Характеристика 1 Многопроволочный, изолированный обмоткой из шелка и полиэтиленом То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный целлюлозной пленкой, обмоткой из стекловолокна или асбеста и оплеткой из стекловолокна, лакиро То же, экранированный . . Многопроволочный, изолированный обмоткой из хлопчатобумажной пряжи, лентами из лакошелка, обмоткой и оплеткой из,шелка капрон Многопроволочный, изолированный полиэтиленом Однопроволочный, изолиро- I ванный двойной обмоткой [ из искусственного или про- у питанного натурального шелка и полихлорвинилом Номинальное сечение жилы, мм* 0,12 0,35 0,5 0.75 1,5 0,35 0,5 0,75 1,0 1,5 2,5 4,0 0,5 0,12 0,2 0,35 0,5 0,75 1,0 1,5 • 0,07 0,2 0,5 0,75 1,5 Максимальный наружный диаметр, мм ев 1 S я 1 О 0> 1,3 1 1,9 2,2 2,5 3,0 2,1 2,3 2,6 2,7 3,0 3,5 4,0 3,3 1,0 1>1 1,3 1,45 1,9 2,1 2,4 1,0 1,6 2,0 2,3 2,7 1 и 1 2,5 2,8 3,3 2,7 2,9 3,2 3,3 3,6 4,1 5,0 — — Максимальное рабочее напряжение, в 380 И 000 250 1000 250 380 И 000 Пределы рабочих температур, СС От —50 до +70 От —50 До +70 От —60 до +100 От —60 до +60 От —50 ДО +100 От —50 ДО +70 От —50 до +70
58 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Продолжение табл. П. 11 Марка мшдл мшп МЭБДЛ мэшдл пмв пмвг пмов Характ еристика Однопроволочный, изолированный двойной обмоткой из искусственного шелка, лакированный Однопроволочный, изолированный обмоткой из шелка и полиэтиленом . . . Однопроволочный, изолированный эмалью и двумя обмотками из хлопчатобумажной пряжи, лакированный Однопроволочный, изолированный эмалью и двумя обмотками из искусственного шелка, лакирован- Однопроволочный, изолированный полихлорвинилом Многопроволочный, изолированный обмоткой из хлопчатобумажной пряжи или стекловолокна и по- Однопроволочный, изолированный обмоткой из хлопчатобумажной пряжи или стекловолокна и поли- Номинальное сечение жилы, мм2 0,1 0,2 0,35 0,5 0,75 0,07 0,2 0,5 0,75 1,5 0,1 0,2 0,35 0,5 0,75 0,1 0,2 0,35 0,5 0 75 0,2 0,5 0,75 0,2 0,35 0,5 0,75 0,2 0,35 0,5 0,75 Максимальный наружный диаметр, мм 03 К 03 0,9 1,1 1,3 1,4 1,6 1,0 1,6 2,0 2,3 2,7 1,1 1,3 1,4 1,6 1,8 0,9 1,1 1,3 1,4 1,6 1,3 1,8 | 2,2 2,0 2,2 2,4 2,6 1,9 2,0 2,1 2,3 1 & о — — — — — "~" —, Максимальное рабочее напряжение, в 250 380 1юоо ) 250 250 380 380 380 Пределы рабочих температур, °с От —60 до +100 От —50 до +70 От —50 До +70 От—60 до +100 От —60 до +100 | От —60 до +70 От —60 до +70 От —60 до +70
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КАБЕЛИ 59 Продолжение табл. II. 11 Mai«a пмп пмэ пмэо РМП ТМ-250 Характеристика Однопроволочный, изолированный полиэтиленом . . Две однопроволочные жилы, изолированные эмалью и двумя обмотками из хлопчатобумажной пряжи, лакированные, в общей обмотке из хлопчатобумажной пряжи, в общем экране . . То же, в общей оплетке из хлопчатобумажной пряжи Многопроволочный, изолированный полиэтиленом Многопроволочный, изолированный фторопластом -4 и оплеткой из сте- Номинальное сечение жилы, мм* 0,2 0,5 0,17 ±0,03 0,17 ±0,03 0,35 0,35 0,5 0,75 1,0 1,5 2,5 4,0 6,0 Максимальный наружный диаметр, мм без экрана 1,4 1,7 — 4,2 2,3 2,5 2,7 3,0 3,4 3,9 4,7 5,4 с экраном — 3,5 4,2 — — " Максимальное рабочее напряжение, в 380 250 250 20 000 250 Пределы рабочих температур, °с От,—60 до +70 От —60 до+70 От —60 до +70 От —50 до+70 От —60 до +250 § 5. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КАБЕЛИ Основные электрические характеристики высокочастотных кабелей — волновое сопротивление, погонная емкость, погонное затухание, коэффициент укорочения и рабочее напряжение. Волновым сопротивлением кабеля по аналогии с волновым сопротивлением колебательного контура называется величина •■-п- где L и С — погонные индуктивность и емкость кабеля. Волновое сопротивление кабеля определяется его конструкцией. Отношение напряжения к току в любой точке кабеля равно волновому сопротивлению.
60 * ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЁРИАЛЫ Таблица П. 12 Электрические характеристики радиочастотных коаксиальных кабелей Марка к Ч о аг — 8 8Л Вол СОП] ние, 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 50±2 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 100±5 100±5 50±2 50±2 50 ±2 50±2 50±2 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 75±3 100±5 75±3 75±3 75±3 75±3 100±5 75 ±7.5 . § ев . S 0> Рабочее пряжен 1,5 1.5 2 2 3 3 4 4 4 4 5,5 5,5 2,5 2,5 2 2 4 4 3 3 4 3 3 1,5 2,1 3,2 4,0 6,0 1.3 1.8 2,5 2,5 5,0 4,0 3,1 — — — — ' — 3 •<» ей OOS{ fiat 115 115 ПО 110 110 ПО 115 115 115 115 115 115 72 76 76 76 75 76 78 76 69 57 57 105 106 106 106 106 70 70 70 70 70 70 50 60 60 53 60 45* 1 55 is it Коэфф] укороч 1.511 — 1,51 — 1,51 — 1,51 — 1,51 — 1,51 — Л,51 — 1,51 — 1,51 — 1,51 — 1,51 1,51 — 1,43 1,42 1.41 1,41 1,41 1,41 1,42 1,41 1,41 1,41 1.41 1.41 1,19 1,21 1,18 ! 1,21 1.21 1 — Погонное затухание, дб/м. 10 0,05 0,05 0,04 0,03 | 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 0,018 0,018 0,032 0,032 0,021 0,021 0,02 0,02 0,03 • 0,029 0,06 0,025 0,025 0,052 0,022 0,03 0,021 0,02 0,05 0,04 0,028 0,023 0,02 0,02 0,021 0,025 0,021 — 0,014 0,01 Ю,1042) на частотах, Мгц 100. 0,18 0,18 ! 0,13 0,13 0,10 0,10 0,08 0,08 0,09 0,09 0,06 0,06 0,10 0,10 0,105 0,105 0,07 0,07 0,1 0,09 0,22 0,075 0,088 0,16 0,1 0,08 0,06 0,06 0,15 0,10 0,07 0,07 0,055 0,06 0,062 0,115 0,07 | 0,07!) 0,06 0,052 — 1000 0,62 0.68 0,60 0,61 0,50 0,51 0,42 0,43 0,50 0,50 0,26 0,29 0,45 0,45 0,60 0,60 0,30 0,34 0,4 0,4 0,81 0,1 0,32 0,63 0,6 0,5 0,4 0,32 0,6 0.5 0,4 0,4 0,34 I 0,36 0,35 0,5 0,3 — 0,3 0,3 1 — РК-50-2-11 (РК-119) РК-50-2-13 (РКЛ9) РК-50-3-11 (РК-159) РК-50-3-13 (РК-55) РК-50-4-П (РК-129) РК-50-4-13 (РК-29) РК-50-7-И (РК-147) РК-50-7-15 (РК-47) РК-50-7-12 (РК-128) РК-50-7-16 (РК-28) РК-50-П-П (РК-148) РК-50-П-13 (РК-48) РК-75-4-И (РК-101) РК-75-4-15 (РК-1) РК-75-4-12 (РК-149) РК-75-4-16 (РК-49) РК-75-7-11 РК-75-7-15 РК-75-7-12 (РК-120) РК-75-7-16 (РК-20) РК-75-7-18 РК-Ю0-7-П (РК-102) РК-ЮО-7-13 (РК-2) РК-50-2-21 (РКТФ-19) РК-50-3-21 РК-50-4-21 (РКТФ-29) РК-50-7-21 (РКТФ-47) РК-50-11-21 (РКТФ-48) РК-75-2-21 РК-75-3-21 РК-75-4-21 (РКТФ-1) РК-75-4-22 (РКТФ-49) РК-75-7-21 (Р.КТФ-3) РК-75-7-22 (РКТФ-20) РК-100-7-21 (РКТФ-2) РК-75-3-11 (РК-67) РК-75-4-17 (РК-66) РК-75-17-11 РК-75-7-17 (РК-77) РКЛ00-7-14 (РК-64) КПТА. КПТА-1 1)Я& частоте 600 Мгц. *>На частоте,45 Мгц.
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КАБЕЛИ 61 Погонная емкость кабеля — емкость единицы длины кабеля. Обычно погонная емкость кабеля указывается в пф/м. Затуха ние кабеля характеризует потери передаваемой по кабелю энергии. Из-за потерь амплитуда напряжения с72 в конце кабельной линии меньше амплитуды напряжения Ux в начале линии: где р — погонное затухание; / — длина кабеля; е — основание натуральных логарифмов (е =2,71). Погонное затухание P = 201g4r- дб/м, С/2 где Ui и U2 — напряжения в начале и в конце отрезка кабельной линии длиной 1 jk. Коэффициент укорочения показывает, во сколько раз длина волны в кабеле меньше длины волны в свободном пространстве. Рабочее напряжение кабеля — максимальное напряжение между жилами кабеля, при котором кабель может работать длительное время (более 10 тыс. ч). Таблица II. 13 Электрические характеристики некоторых радиочастотных коаксиальных кабелей, не разрешенных к применению в новых разработках Марка РК-З РК-103 РК-4 РК-104 РК-6 РК-106 РК-8 РК-160 РК-61 РК-161 РК-62 РК-162 РК-12 РК-31 РК-44 РК-45 РК-46 РК-50 Волновое сопротивление, ом 74,5±2,5 74,5 ±2,5 74,5 ±2,5 74,5±2,5 52,5 ±2,5 53±3 75±3 75±3 50±2,5 50 ±2,5 75±3 75±3 62,5±5 68,5±6 73±5 53±5 75±5 150±10 . § со _ tee и ение, Работ пряж 5,5 5,5 5,5 5,5 4,5 5 8,5 6 10 10 9 9 2 1 1 2 1 0,5 5 - ПОГО! емкое пф/м 70 71 70 71 101 102 68 75 115 115 70 70 ПО 96 85 120 83 27 Ф К II jLS Коэф укоре 1,52 1.51 1,52 1.51 1.52 1,51 1,51 1,52 1,51 1,52 1,51 1,52 —, -^ — — 1,2 Погонное затухание, дб/м, на частотах, Мгц 30 —- — — — — — — — — — — 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 — 45 0,047 0,05 0,069 0,07 0,052 0,05 0,026^) — 0,04 0,04 0,035 0,035 0,074 3000 0,8 0,9 1,2 0,9 0,85 0,91 0,0522) 0,9 Ы 1,1 0,8 0,8 .-. . .. ,• . ..• 0,84 1) На частоте 60 Мгц. 2) На частоте 200 Мгц.
Таблица II. 14 Конструктивные данные радиочастотных коаксиальных кабелей основной серии Марка РК-50-2-11 (РК-119) РК-50-2-13 (РК-19) РК-50-3-11 (РК-159) РК-50-3-13 (РК-55) РК-50-4-11 (РК-129) РК-50-4-13 (РК-29) РК-50-7-11 (РК-147) РК-50-7-15 (РК-47) РК-50-7-12 (РК-128) РК-50-7-16 (РК-28) РК-50-11-11 (РК-148) РК-50-11-13 (РК-48) РК-75-4-11 (РК-Ю1) РК-75-4-15 (РК-1) РК-75-4-12 (РК-149) РК-75-4-16 (РК-49) РК-75-7-11 РК-75-7-15 РК-75-7-12 (РК-120) РК-75-7-16 (РК-20) РК-75-7-18/1 РК-100-7-11 (РК-102) РК-ЮО-7-13 (РК-2) РК-50-2-21 (РКТФ-19) РК-50-3-21 Внутренний провод Количество и диаметр проволок, мм 1X0,68 . 1x0,68 1x0,90 1X0,90 1X1,37 1X1,37 7X0,76 7x0,76 7x0,76 7X0,76 7x1.13 7x1,13 1x0,72 1x0,72 7x0,26 7x0,26 1X1,13 1X1,13 7x0,40 7X0,40 1x1,09 1X0,60 1x0,60 1X0,73 1X1,01 Диаметр, мм 0,68 0,68 0,90 0,90 1,37 1,37 2,28 2,28 2,28 2,28 3,39 3,39 0,72 0,72 0,78 0,78 1,13 1,13 1,20 1,20 1,09 0,60 0,60 0,73 1 1,01 1 Изоляция Материал1) СПЭ спэ, кпэ спэ спэ. кпэ спэ спэ, кпэ спэ спэ. кпэ спэ спэ. кпэ спэ спэ. кпэ спэ спэ. кпэ спэ спэ, кпэ спэ спэ, кпэ спэ спэ. кпэ спэ спэ спэ. кпэ ФП ФП Диаметр, v мм 2,2±0,1 2,2±0,1 3,0±0,2 3,0 ±0,2 4,6 ±0,2 4,6±0,2 7,3±0,3 7,3±0,3 7,3±0,3 7,3 ±0,3 11,0±0,6 11,0±0,6 4,6 ±0,2 4,6 ±0,2 4,6 ±0,2 4,6 ±0,2 7,3±0,3 7,3 ±0,3 7,3±0,3 7,3±0,3 7,3±0,3 7,3±0,3 7,3 ±0,3 2,2±0,1 3,0±0Д Внешний провод2) МО МО лмдо лмо лмдо мдо МО МО мдо мдо МО МО МО МО МО МО МО МО МО МО — МО МО СМО МО Защитная оболочка Материал3) опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв Св опэ пхв ФПСЛ ФПСЛ Диаметр, мм 4,0 ±0,3 4,0±0,3 5,3 ±0,3 5,0 ±0,3 9,6 ±0,6 9,6±0,6 10,3±0,6 10,3±0,6 11,2±0,7 11,2 ±0,7 14,0±0,8 14,0 ±0,8 7,3±0,4 7,3±0,4 7,3 ±0,4 7,3 ±0,4 9,5 ±0,6 9,5±0,6 10,3 ±0,6 10,3±0,6 9,3 ±0,6 9,7 ±0,8 9,7 ±0,8 4,0±0,3 5,3 ±0,2 Расчетный 1 вес погонного метра кабе- 1 ля, г 1 27 27 48 54 132 157 147 172 233 235 300 280 62 84 68 78 132 132 132 147 450 134 134 40 80 РК-50-4-21 (РКТФ-29) РК-50-7-21 (РКТФ-47) РК-50-11-21 (РКТФ-48) РК-75-2-21 РК-75-3-21 РК-75-4-21 (РКТФ-1) РК-75-4-22 (РКТФ-49) РК-75-7-21 (РКТФ-3) РК-75-7-22 (РКТФ-20) РК-100-7-21 (РКТФ-2) РК-75-4-17 (РК-66) РК-75-7-17 (РК-77) РК-75-17-11 РК-100-7-14 (РК-64) КПТА КПТА-1 КПТА 1X1,54 7x0,83 7x1,19 1x0,41 1x0,56 1x0,85 7x0,3 1X1,3 7x0,46 1X0,74 1X1,03 1X1,62 1X4,0 1X1.0 1x0,52 1X0,52 1X1,13 1,54 2,49 3,57 0,41 0,56 0,85 0,9 1,3 1,38 0,74 1,03 1,62 4,0 1,0 1,52 0,52 1,13 ФП ФП ФП ФП ФП ФП ФП ФП ФП ФП квп квп квп квп п п п 4,6±0,2 7,3 ±0,3 П,0±0,6 2,2±0,1 3,0±0,1 4,6 ±0,2 4,6 ±0,2 7,3±0,3 7,3±0,3 7,3 ±0,3 4,6 ±0,3 7,3 ±0,3 17±0,6 7,3 ±0,3 2,4 2,4 5,2 1 мдо МО СМО МО МО | МО СМО СМО СМО СМО МО МО мпп МО МО мкп МО ФПСЛ| ФПСЛ ФПСЛ ФПСЛ ФПСЛ ФПСЛ ФПСЛ ФПСЛ ФПСЛ 'ФПСЛ опэ опэ ОГБС опэ пхв пхв пхв 7,0±0,6 9.3 ±0,5 13.0 ±0,8 4,0 ±0,2 5,3±0,2 6,4±0,4 6.4 ±0,4 9.5 ±0,6 9,5 ±0,5 9,5±0,5 6,5 ±0,4 10.1 ±0,6 25±1,4 10,3 ±0,6 4,0 4,0 7.0 130 '230 350 38 75 115 94 230 185 170 " 55 134 920 132 22 22 60 Х)СПЭ — стабилизированный полиэтилен; КПЭ — кабельный полиэтилен ФП —• фторопласт-4; КВП —комбинированный воздушно-полиэтиленовый; П — пористый полиэтилен. 2) МО — оплетка из медных проволок; ЛМО — оплетка из медных луженых проволок; ЛМДО — двойная оплетка из медных луженых проволок; МДО —двойная оплетка из медных проволок; СМО —оплетка из посеребренных ' медных проволок; МЙП —повив из медных прямоугольных (плоских) проволок; МКП — повив из медных круглых проволок. 8) ОПЭ — окрашенный полиэтилен; ПХВ — полихлорвиниловый пластикат; ФПСЛ —обмотка лентами из фторопласта-4, оплетка из стеклонитей, покрытая кремнийорганическим лаком; ОПЭС — окрашенный полиэтилен и оплетка из стеклонитей; Св— свинец. m н ъ 1 > Н т S S |S 8 X 01 т Ъ S 8
64 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Типы кабелей. Наиболее часто применяются коаксиальные (концентрические) кабели. Однопроводный коаксиальный кабель состоит из внутреннего провода, покрытого изоляцией с малыми потерями на высоких частотах, и расположенного концентрически по отношению к нему внешнего провода, который обычно выполняется в виде оплетки из тонкой медной проволоки. Двухпроводные высокочастотные кабели состоят из двух параллельных или скрученных проводов с экраном или без него. Применяются также ленточные кабели в виде двух параллельных проводов, находящихся в пластмассовой изоляции на фиксированном расстоянии один от другого. Промышленностью выпускается ленточный кабель типа KATB с волновым сопротивлением 300 ом. Электрические характеристики высокочастотных кабелей приведены в табл. II. 12 и 11.13, а конструктивные данные — в табл. II. 14 и П. 15. Таблица II. 15 Конструктивные данные некоторых радиочастотных коаксиальных кабелей, не разрешенных к применению в новых разработках Марка РК-3 РК-ЮЗ РК-4 РК-104 РК-6 РК-106 РК-8 РК-160 РК-61 РК-161 РК-62 РК-162 РК-12 РК-31 РК-44 РК-45 | РК-46 РК-50 Внутренний провод Число и диаметр проволок, мм 1X1,37 1X1,37 1X1,37 1X1.37 7x0,85 7X0,85 1X2,73 19X0,41 7X1,51 7x1,51 1X2,24 1X2,24 19x0,28 7x0,26 1X0,68 1X1,68 7X0,25 1 1X0,3 се 1,37 1,37 \ 1,37 1,37 2,55 2,55 2,73 2,05 4,53 4,53 2,24 2,24 1,40 0,78 0,68 1,68 0,78 0,3 Изоляция Материал1) КПЭ спэ кпэ спэ кпэ спэ кпэ спэ кпэ спэ кпэ его р р р р р квп Диаметр, мм 9,0±0,4 8,8 ±0,4 9,0 ±0,4 9,0±0,4 9,2 ±0,5 9.2 ±0,5 18±0.9 13,1 ±0,8 14,9±0,7 14,9±0,7 14,9±0,7 14,9±0,7 8,7±0,4 5,4±0,3 5,4 ±0,3 7.3 ±0,3 6,0 ±03 6,2 ±0,3 Внешний провод2) МО МО Св Св МО МО МО МО МО МО МО МО лмо лмо лмдо лмдо лмо МО Оболочка Материал») пхв опэ Св Св пхв опэ пхв опэ пхв опэ пхв опэ р р ХБО ХБО пхв Диаметр, мм 13±0,8 13±0,8 И ±0,7 И ±0,7 12,4 ±0,8 12,4±0,8 21±1 16,9±1,0 i8,7±l,l 18,7±1,1 18,7±1,1 18,7±1Д 14,5±0,9 9,2 ±0,6 8,0 ±0,5 9,9±0,6 6,8±0,4 8,8 ±0,5 вес метра Расчетный погонного кабеля, a 227 192 455 450 231 198 198 337 485 485 413 413 292 122 132 160 90 80 1) КПЭ — кабельный полиэтилен; СПЭ — стабилизированный полиэтилен; Р —резина; КВП — комбинированный воздушно-полиэтиленовый. 2> МО — оплетка из медных проволок; ЛМО — оплетка из медных луженых проволок; ЛМДО — двойная оплетка из медных луженых проволок. 3) ПХВ — полихлорвиниловый пластикат; ОПЭ — окрашенный полиэтилен; ХБО — хлопчатобумажная оплетка; Св — свинец.
ПРИПОИ И ФЛЮСЫ 65 § 6. припои и флюсы Припой выбирается в зависимости от вида соединяемых металлов или сплавов, размера деталей, требуемой механической прочности и устойчивости против коррозии. При монтаже для пайки толстых проводов используется припой с более высокой температурой плавления, чем при пайке тонких проводов. В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя. К мягким припоям относятся сплавы на оловянной, свинцовой, висмутовой, кадмиевой и цинковой основах. Основные данные оловянно-свинцо- вых припоев приведены в табл. II. 16. Число, стоящее после сокращенного наименования припоя (ПОС), соответствует проценту содержания олова. Наиболее легкоплавкими являются припои, содержащие висмут и кадмий. Механическая прочность этих припоев незначительна. К твердым припоям относятся медноцинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр). В последнее время стали применять медно-фосфорные припои. Их достоинство — невысокая стоимость. Пайка медно-фосфорными припоями производится без применения флюса (кроме спайки латунных деталей с медными). Недостаток этих припоев — хрупкость получаемых соединений. Для пайки алюминия и его сплавов применяются специальные припои. Флюсы предназначены для растворения и удаления окислов с поверхности спаиваемых деталей. Во время пайки они должны надежно защищать от окисления поверхности металла и припоя. Флюсы выбираются в зависимости от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от вида монтажно-сборочных работ. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. По действию, оказываемому на спаиваемый металл, флюсы разделяют на активные (кислотные), бескислотные, активированные, антикоррозийные и защитные. Активные флюсы интенсивно растворяют оксидные пленки на поверхности металла, вследствие чего обеспечивается высокая механическая прочность соединения. Такие флюсы можно применять в тех случаях, когда можно полностью удалить их остатки с поверхности соединения и основного металла. При пайке монтажа электро- и радиоаппаратуры применять активные флюсы нельзя. Бескислотные флюсы изготовляются на основе канифоли, которая при пайке очищает поверхность от окислов и защищает ее от окисления. Активированные флюсы изготовляются на основе канифоли с добавкой активизаторов. Эти флюсы пригодны для соединения металлов и сплавов, плохо поддающихся пайке. Антикоррозийные флюсы не вызывают коррозии после пайки. Защитные флюсы не оказывают химического воздействия на металл и предохраняют ранее очищенную поверхность металла от окисления. К этой группе относятся неактивные материалы — воск, вазелин, оливковое масло, сахарная пудра и др. Данные о составе и использовании некоторых флюсов, применяемых при пайке мягкими припоями, приведены в табл. П. 17. 3 120
66 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Таблица //. 16 Химический состав, свойства и применение припоев Марка ПОС-90 ПОС-61 ПОС-50 ПОС-40 ~~ ПОС-30 ПОС-18 ПОС-4-6 ПОСК-50 ПОСВ-33 Авиа-1 Химический состав, | % ! Олово—89—90, сурьма—0,15; свинец—остальное Олово—59—61; сурьма—0,8; свинец — остальное Олово 49—50; сурьма—0,8; свинец—остальное Олово-т-39—41; сурьма—1,5—2; свинец—остальное Олово—29—30; сурьма—1,5—2; свинец—остальное Олово—17—18; сурьма—2—2,5; свинец—остальное Олово—3—4; сурьма—5—6; свинец—остальное Олово—50; свинец—32; кадмий—18 Олово—33; свинец—34; висмут—33 Олово—55; кадмий—20; цинк—25 мпература авления, Н Со 222 190 222 235 256 277 265 145 130 200 шость растяже- кг/мм* Про* при НИИ, 4,3 4,1 3,6 3,2 3,3 2,8 5,8 ~* —, Применение 1 Для пайки деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем серебрению или золочению Для пайки ответственных деталей, когда недопустим или - нежелателен высокий нагрев в зоне пайки, а также, когда требуется повышенная механическая прочность То же, когда допускается более высокая температура нагрева Для пайки менее ответственных токопроводя- щих деталей, когда допустим более высокий нагрев Для лужения и пайки менее ответственных механических деталей из 1 меди, ее сплавов, стали Для пайки при понижен- ном требовании к прочности шва, для лужения перед пайкой Для пайки погружением в ванну с расплавленным припоем Для пайки деталей из меди и ее сплавов, не допускаюрих местного перегрева Для пайки плавких предохранителей Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов
ПРИПОИ И ФЛЮСЫ 67 Продолжение табл. II. 16 Марка Авиа-2 ПЦК-40-60 ПОСК-47-17 ПСрК-25 ПОССр-15 ПМЦ-36 ПМЦ-54 ПСр-70 ПСр-45 ПСр-25 1 Химический состав, % Олово—40; кадмий—20; цинк—25; алюминий—15 Кадмий—40; цинк—60 Олово—47; свинец—36; кадмий—17 Олово—30; свинец—63; кадмий—5; серебро—2 Олово—15; свинец—83,15; цинк—0,6; серебро—1,25 Медь—36; цинк—остальное Медь—54; цинк—остальное Медь—26: серебро—70; цинк—4 Медь—30; серебро—45; цинк—25; Медь—40; серебро—25; цинк—35 атура ВИЯ, Темпер плавле 1 °с 250 240 180 225 276 825 880 760 730 780 6 И8 — 26 30 30 28 Применение Для пайки тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов Для пайки проводов к слою серебра, нанесенного методом вжигания на керамику То же То же, а также для ва- куумно-плотной пайки деталей, работающих при низких температурах Для пайки деталей из цинка и оцинкованной стали Для пайки в тех случаях, когда не требуется высокая механическая прочность То же Для пайки латунных, вольфрамовых, серебряных и платиновых то- копроводящих деталей, контактов и проводов, если требуется высокая электропроводность соединения Для пайки деталей из стали и медных сплавов, если требуется высокая механическая прочность, антикоррозийная стойкость и чистота спая То же 3*
68 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Продолжение табл. II. 16 Марка ПСрК-44-8 МФ1 ПМФ-7 ПФОЦ-3-2 ВПТ-4 34А ПА-2 Сплав Вуда Сплав д'Арсе Сплав Розе Химический состав, % "~" Фосфор—8,5—10; медь—остальное Фосфор—7; медь—остальное Фосфор—6—7; олово—2,5—3,5; медь—остальное Алюминий—55; цинк—40; кремний 5 ! Медь—27—29; кремний—6; ! алюминий—остальное ; Медь—20; 1 кремний—7,5—8; алюминий—остальное Олово—12,5; свинец—25; кадмий—1,5; ! висмут—50 Олово—9,6; свинец—45,1; висмут—45*3 Олово—15,9; свинец—28; висмут—56,1 со а! 5 в S со Н Со. 750 725— 850 680- 700 385— 420 525 525— 540 60,5 79 97,3 шость растяже- кг/мм* Про' при НИИ, ' — ; - — — — Применение Для пайки нихромовых (Х20Н80) проводников к медным или посеребренным медным проводникам Для пайки деталей из меди и ее сплавов, когда не требуется высокая механическая прочность соединения То же » 1 При высоких требованиях к механической прочности То же » » Для пайки в тех случаях, когда требуется особо низкая температура плавления припоя То же » 1 Примечание. В припоях марок ПОС допускаются примеси: висмута — 0,1 %; мышьяка — 0,05%; железа — 0,02%; никеля — 0,0?%; серы— 0,02%; цинка —0,002%; алюминия —0,002%. Примесь меди допускается: в припое ПОС-90 до 0,08%, ПОС-61 и ПОС-40 до 0,1%. ПОС-30 и ПОС-18 до 0,15%. В медноцинковых припоях допускаются примеси: железа —до 0,1%, свинца до 0,5%. В серебряных припоях ПСр-70, ПСр-45 и ПСр-25 допускаются примеси не более 0,5%, в том числе свинца —не более 0,15%.
ПРИПОИ И ФЛЮСЫ 69 Таблица II. 17 Состав и применение флюсов Состав, % Применение Способ удаления остатков Активные флюсы Хлористый цинк—-25—30; соляная кислота—0,6—0,7; вода- остальное Флюс-паста: хлористый цинк (насыщенный раствор) — 3,7; вазелин (УН-1 или УН-2, ГОСТ 782—59) — 85; дистиллированная вода — остальное Хлористый калий — 40; хлористый натрий—12; хлористый литий—15; хлористый цинк—12; хлористый магний—6; фтористый натрий —7; вода — остальное Хлористый барий (безводный)— 48; хлористый калий — 29; фтористый кальций —4; хлористый натрий—19 Флюс КЭЦ: канифоль—24; хлористый цинк—1; спирт этиловый—остальное Флюс-паста: канифоль — 16; хлористый^цинк — 1; вазелин технический — остальное Флюс «Прима I»: хлористый цинк (ГОСТ 3773—60)—1,4; глицерин (ГОСТ 6259 —52) —3; спирт этиловый — 40; вода дистиллированная — остальное Для пайки деталей из черных и цветных металлов То же Для пайки алюминия и его сплавов припоями Авиа-1 и Авйа-2 То же Для пайки цветных и драгоценных металлов (золота), но может применяться и при пайке ответственных деталей из черных металлов То же. Обеспечивает получение соединений повышенной прочности Для пайки никеля, платины, сплавов, в которые входит платина Канифоль 797-55 Бескислотные флюсы (светлая) ГОСТ Флюс КЭ: канифоль—15—28; спирт этиловый — остальное Для пайки меди, латуни, бронзы, во время электромонтажных работ мягкими и легкоплавкими припоями То же, но во многих случаях более удобен для переноса в труднодоступные места Тщательная промывка в воде То же Промывка ацетоном То же Тщательная промывка в воде Протирка спиртом или ацетоном То же
70 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Продолжение табл. //. 17 Состав. % Применение Способ удаления остатков Глицерино-канифольный флюс: канифоль—6; глицерин—14; спирт этиловый (или денатурат) — остальное То же. Рекомендуется для случаев, когда требуется герметичность паяных соединений Протирка спиртом или ацетоном Активированные флюсы Флюс ЛТИ-1: спирт этиловый—(ГОСТ 5962—51)—67—73; канифоль—20—25; солянокислый анилин (ГОСТ 5243—50)—3—7; триэтаноламин (ВТУ МХП 1931—49)—1—2 Флюс ЛТИ-120: спирт этиловый— 63—74; канифоль—20—25; диэтиламин солянокислый (ВТУ 326 — 52) — 3 — 5; триэтаноламин—1—2 Для пайки большинства металлов и сплавов (железо, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро и др.), в том числе и оксидированных деталей из медных сплавов без предварительной зачистки То же. Составляется при необходимости замены солянокислого анилина Удаление не обязательно То же Антикоррозийные флюсы Флюс ВТС: вазелин технический — 63; триэтаноламин — 6,3; салициловая кислота—6,3; спирт этиловый—остальное Флюс ФИМ: ортофосфорная кислота (удельный вес 1,7) —16; спирт этиловый — 3,7; вода дистиллированная — остальное Флюс с анилином: солянокислый анилин — 1,75; глицерин — 1,5; канифоль — остальное. Для получения флюса различной вязкости добавляют (до 25%) уайт- спирит (ГОСТ 3134—52) Для пайки меди и медных сплавов. Рекомендуется при пайке константа- на, серебра, платины и ее сплавов То же, а также применяется при пайке черных металлов (грубых деталей, допускающих промывку) То же. В большинстве случаев может заменять флюсы ВТС и ФИМ. Остаток флюса коррозии не вызывает и защищает соединение от внешних окислителей Протирка спиртом или ацетоном Промывка в воде Удаление не обязательно
ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ 71 При высокотемпературной пайке в качестве флюсов используют главным образом буру (Na23407) и смеси ее с борной кислотой (НзВОз), борным ангидридом (В20з) и некоторыми другими солями. § 7. ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ Электроизоляционные смолы применяются для электрической изоляции в чистом виде (например полистирол, капрон, полиэтилен и др.) или служат основой для приготовления лаков, эмалей (например шеллак, канифоль, синтетические смолы). Канифоль сосновая получается из смолы сосны путем отгонки скипидара, растворяется в спирте. Шеллак получается из природной смолы, выделяемой некоторыми насекомыми на ветвях растений, растворяется в спирте и обычно применяется в виде лака и клея. Янтарь — ископаемая смола растений, существовавших десятки тысяч лет назад, почти не растворим ни в каких растворителях, полируется смесью масла с известью и спиртом. Бакелит— синтетическая смола, широко применяемая для производства пластмасс и слоистых материалов (гетинакс, текстолит и др.). Эпоксидные смолы широко применяются для изготовления клеящих лаков, характеризующихся высокими клеящими свойствами. Кремнийорганические смолы характеризуются значительно большей нагревостойкостью, чем обычные органические смолы. Полиэтилен — синтетическая смола, широко применяемая для производства материалов для бытовых нужд и для электроизоляции. Характеризуется высокими электроизоляционными свойствами, не растворяется при комнатной температуре ни в каких растворителях, морозостоек (до — 65° С), tg 6 практически не изменяется при изменении температуры до 50—60° С и частоты до 109 гц. Полиэтилен выпускается четырех марок, различающихся по эластичности: ПЭ150, ПЭ300, ПЭ450 и ПЭ500. Числа соответствуют относительному удлинению в процентах при разрыве. Размеры выпускаемых "промышленностью пленок: толщина — от 0,036 до 0,2 мм% ширина — от 120 до 800 мм. Полипропилен — модификация полиэтилена, но с более высокими электроизоляционными и механическими характеристиками. Фторопласт.-4 (тефлон, флюон) — политетрафторэтиленовая смола, характеризующаяся малыми диэлектрическими потерями, высоким электрическим сопротивлением, высокой прочностью, нагревостойкостью и химической стойкостью. Физико-химические свойства и диэлектрические свойства фторопласта-4 практически постоянны в интервале температур от —60° до +300° С. Из фторопласта-4 изготовляются ленты шириной от 12 до 90 мм и толщиной от 0,02 до 0,2 мм. Фторопласт-3 — продукт политрифторэтиленовой смолы. Его характеристики хуже, чем у фторопласта-4 за исключением механической прочности. Полиамидные смолы (капрон, нейлон) широко применяются в производстве материалов для бытовых целей и для электроизоляции. Электроизоляционные свойства невысокие. Полиамиды растворяются в феноле, соляной, и муравьиной кислотах. Пленка марки ПК выпускается толщиной от 0,02 до 0,2 мм и шириной от 1,0 до 1,2 ж. Винипласт (полихлорвинил, поливинилхлорид) — продукт полихлорвиниловой смолы, отличающийся высокой химической инертное-
72 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ тью к кислотам и щелочам, хорошей водостойкостью и гааонепроницаемос- тью. Растворяется в ацетоне, хлорбензоле, толуоле, ксилоле, этилацета> те. Винипласт выпускается в виде лент толщиной 0,8—1,0 мм и шириной от 15 до 50 мм, а также в виде трубок с внутренним диаметром от 1 мм до 40 мм и наружным диаметром от 2 до 44 мм. Полистирол — продукт полистирольной смолы, характеризующийся высокими электроизоляционными свойствами в широком диапазоне частот (до 10 Мгц) и температур (до +60° С). Полистирол горюч, растворяется в бензоле, толуоле, ксилоле, дихлорэтане, хлороформе. Он широко применяется для изготовления радиотехнических деталей (каркасов катушек, установочных деталей и др.) и пленок толщиной от 0,02 до 0,1 мм и шириной от 20 до 100 мм. Применение полистирола ограничивается его невысокой нагревостойкостью и хрупкостью. Выпускается также пенистый полистирол с удельным весом 0,07—0,2 г/см*. Органическое стекло (плексиглас) — продукт синтетической смолы — полиакрилата, отличающийся исключительно высокой прозрачностью, высокой механической прочностью, устойчивостью к маслам, бензину, щелочам, разбавленным кислотам. Растворяется в эфирах, ацетоне, толуоле, уксусной кислоте. Эфироцеллюлозные пластики — целлофан (пластифицированная вискоза) и целлулоид (нитроцеллюлоза) характеризуются низкими электроизоляционными свойствами и низкой теплостойкостью. Растворяются в ацетоне, метилацетате. Триацетатцеллюлоза отличается лучшими по сравнению с другими эфироцеллюлозными пластиками электроизоляционными характеристиками и более высокой теплостойкостью, широко применяется как диэлектрик, растворяется в хлороформе, метилацетате. Характеристики электроизоляционных смол и эфироцеллюлозных пластиков приведены в табл. 11.18. Пластмассы, или пластмассовые прессовочные материалы, представляют собой смесь синтетических смол с тем или иным наполнителем (ткань, бумага, древесина, слюда, асбест и др.). Наиболее широко применяются пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол -— фенопласты и на основе карбамидных смол — аминопласты. Фенопласты теплостойки, влагостойки, хорошо противостоят органическим растворителям и слабым растворам щелочей, но недостаточно дугостойки. Фенопласты бывают черного, коричневого и темно-вишневого цветов. Аминопласты менее влагостойки и термостойки, отличаются несколько худшими диэлектрическими свойствами. Они устойчивы к воздействию слабых кислот, керосина, нефтяных масел, спирта, ацетона, бензина, достаточно дугостойки, однако разрушаются щелочами и крепкими кислотами. К-212-2 и К-214-2 — фенопласты с органическим или минеральным наполнителем, применяемые для изготовления электроизоляционных изделий. Монолит — фенопласт с баритово-древесным наполнителем, предназначенный для изделий, задерживающих рентгеновские лучи. Нейлокорит— влагостойкий, прочный фенопласт цвета слоновой кости (изготовляется и окрашенным). К-211-3— фенопласте наполнителем из слюды и кварца, предназначенный для применения в радиотехнической аппаратуре. АГ-4 — фенопласт со стекловолокнистым наполнителем, отличающийся высокой теплостойкостью, механической прочностью и повышенными диэлектрическими характеристиками.
Основные данные Материалы Асбест (ВЛ) .... Аминопласты (П) . . Бакелит (СС) . . . Береза сухая . . . . Бумага кабельная . . Бумага конденсаторная Винипласт (ПСС) . . Волокнит (ПН) ... Воск пчелиный (В) . Галовакс (В) . . . . Гетинакс А, Б, В, Г Гетинакс Ав> Бв^ Вв Гв Дельта-древесина (ССН) Дуб сухой ....... Канифоль (СН) Капрон, нейлон (ПСС) . . Карболит (П) Каучук Кварц плавленый ... Лакоткань хлопчатобумажная Лакоткань шелкозая . . Микалекс (С) ..... Миканит (С) ...... Монолит (ПН) .. . . . . Мрамор (М) материалов Таблица II. 18 Тангенс угла диэлектрических потерь при /=50 гц | 0,7 0,02—0,05 0,05—0,12 ~ — 0,01 0,025г-0,04 0,88 0,02-^-0,03 0,004—0,01 0,07—0,1 — 0,10—0,15 0,03 0,01 0,025—0,030 0,03—0,0001 ! 0,01 — 0,03-^-0,2 0,04—0,08 0,005 0,005 — •" 1 0,015-0,01 при /=1 Мгц 0,02—0,05 — 0,02 — — 0,025 — ■ — 0,003 — 0,04—0,06 — .— _ — # — — 0,0001 _ — 0,02 — '*— —. Электрическая прочность» Кб/ММ 2 13—16 10—40 2-5 — 20 20—40 2—5 25—30 1 8—10 1 17-^30 ! 25-33 1 25 3-5 10—15 15—20 10—15 — 20—30 5—30 8—60 15—20 20 ' 8 1 2,5 Теплостойкость, °С 600 100—150 — — 100 100 60—65 120—150 • 61—64 88—135 115—125 125—150 130—150 100 60—70 60 — | 55 1600 105 105 400 х — 1 120 ! ПО Удельный вес. г/см* 2,3-2,6 1,4—1,5 • 1,2 0,64 0,7 1,0—1,25 1,4—1,7 1,35—1,45 0,96—0,97 1,55—1,7 1,25—1,4 1,3-1,4 1,2—1,3 0,9 1,1 1,13 1,2-1,3 1,2 2,2 1,5 1,5 2,6—3,5 — 2,4 1 2,4—2,8
Продолжение табл. II. 18 Материалы Диэлектрическая проницаемость Тангенс угла диэлектрических потерь при f=50 гц при f=l Мгц Электрическая прочность, Кб/ММ. Теплостойкость, °С Неолейкорит (П) .... Озокерит (В) ...... Органическое стекло (ПСС) Парафин (В) Полистирол (ПСС) . . . Полихлорвинил (ПСС) Полиэтилен (СС) .... Полипропилен (ПСС) . . Прессшпан Резина Сегнетокерамика .... Слюда мусковит .... Слюда флогопит .... Смолы кремнийорганичес- кие (СС) . Смолы эпоксидные (СС) Совенит (П) Сосна сухая Стеатит (К) ...... Стекло (С) Стеклотекстолит (ССН) Стекловолокнит (ПН) . . Триацетатцеллюлоза (ПЭ) Текстолит А, В (ССН) Текстолит ВЧ (ССН) . . Тиконд (К) ...... Термоконд (К) Ультрафарфор (К) . . . Фторопласт-3 (ПСС) . . Фторопласт-4 (ПСС) . .: Фарфор электротехнический (К) | Фибра . . Фенопласт АГ-4 (П) . . Фенопласт К-21-22 (П) Фенопласт К-81-39 (П) Фенопласт ФКПМ (П) Целлулоид (ПЭ) . Целлофан (ПЭ) . . Церезин (В) ... Шелк натуральный Шеллак (СН) . . Эбонит (КП) . . . Этилцеллюлоза (ПЭ) Эмаль стекловидная Электрокартон . . Янтарь (СН) . . . 6,0—7,5 2,3 3,5—3,6 2,45—2,65 3,0—5,0 2,2—2,3 2,0-2,1 3—4 3,0 4500—1700 6,8—7,2 8,0 3,0—5,0 3,7—3,9 3,0—4,0 3,5 6,0—6,5 4—10 7,5-8,0 8,0 3,5—4,0 7,5—8,0 7,5—8,0 70-150 16—25 8,0—8,5 2,5—2,7 1,9—2,2 6—7 3,5 8,0 7,5—9,6 5,5 3-4 2,1—2,3 4—5 3,5 2,7—3,0 3,5 4-7 3,5 2,8 0,01 0,02—0,06 1э9 2,2 0,0002—о!о004 0,03—0,08 0,0002—0,0005 0,02 0,15 0,02—0,03 0,0004—0,007 0,006—0,015 0,001—0,030 0,013 0,03 0,0007 0,0005—0,001 0,01—0,1 0,5 0,012—0,014 0,10—0,15 0,0004 0,0008 0,0004—0,0008 0,03 0,05 0,080 0,03 0.2-0,3 0,2 0,0002 0,01 0,006—0,01 0,05 0,001 0,027—0,035 0,003—0,004 0,00037 0,0001—0,0008 0,03—0,05 0,0002 0,0002—0,0003 0,02—0,03 0,004—0,009 0,0002 0,005 0,003—0,050 0,019 0,002—0,01 0,002—0,0008 0,001 0,012 0,07 0,0004—0,0008 0,0004—0,0008 0,0003—0,0012 0,005—0,01 0,0002—0,0003 0,010 0,02 0,0002 0,01—0,02 0,01—0,015 0,01 25 25—40 20—30 25—40 14-20 20—35 20—30 9—12 20 85—95 50 18—20 16 10—15 2—4 20—25 20—30 10—12 4—10 80—90 2—8 5—8 10-12 9—14 20—25 13—15 25—27 20—28 3—7 13 13 16 13 30 40 15 20—30 25 60—90 20—25 8—13 65 58—98 52—58 49—55 65—96 60—70 100 140—150 100 55 600 600 180—200 140 90—120 100 160 500—1700 130 150—180 100 125—135 125—135 160 160—170 160 70 180—200 150—170 100 250 ПО 140 40 80 55-80 100 50—60 50—90 50 300 100 175-200 Примечание. Буквы в скобках обозначают: ВЛ — волокнистый; В — воскообразный; К — керамический; КП — каучуковая пластмасса; М — минеральный; П — пластмасса; ПН — пластмасса с наполнителем; ПЭ —пластик эфироцеллюлозный; ПСС —продукт синтетической смолы; С —на основе слюды; СН —смола натуральная; СС—смола синтетическая; ССН—синтетическая смола с наполнителем.
76 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Волоки и т — фенопласт с наполнителем из хлопкового волокна, характеризующийся повышенной прочностью и повышенными диэлектрическими характеристиками. Стекловолокнит— фенопласт со стекловолокнистым наполнителем, отличающийся высокой прочностью. ФКПМ- фенопласт с повышенной прочностью на удар, применяющийся для цоколей радиоламп и т. п. Ф а о л и т — фенопласт общего назначения с кислотостойким наполнителем, отличающийся высокой химической стойкостью и теплостойкостью. К-81-39—прессматериал на основе эпоксидной смолы с минеральным наполнителем, отличающийся повышенной механической прочностью, влагостойкостью и удовлетворительными электроизоляционными свойствами. . Листовые изоляционные материалы. Основные характеристики листовых электроизоляционных материалов приведены в табл. 11.18. Ниже приведены дополнительные характеристики. Гети накс — листовой материал из прессованной бумаги, пропитанной бакелитовым лаком; выпускается следующих марок: А, Б, В, Г — для низких частот и марок Ав, Бв, Вв, Гв—- для повышенных частот. Марки А и Б отличаются повышенной электрической прочностью и маслостой- костью, марка Б т- повышенной электрической прочностью вдоль слоев, марка В — повышенной механической прочностью, марка Г — повышенной влагостойкостью. Марки Ав, Бв, Вв, Гв отличаются малыми диэлектрическими потерями, марка Ав— повышенным удельным объемным сопротивлением, марка Бв— повышенной нагревостойкостью, марка Вв— повышенным объемным сопротивлением, марка Гв— высоким объемным сопротивлением. Толщина выпускаемых листов: для марок А, Б — от 5 до 16 мм, для марки В— от 0,5 до 50 мм и для марок Ав, Бв, Вв, Гв —от 0,4 до 6 мм. Текстолит изготовляется из прессованной хлопчатобумажной ткани, пропитанной бакелитовым лаком. Выпускается следующих марок: А, В, Вч и поделочный марок ПТ, ПТК. Текстолит марки А отличается повышенной маслостойкостью и повышенными диэлектрическими свойствами, марки В — повышенной механической прочностью, марки Вч — пониженными диэлектрическими потерями и повышенным удельным объемным сопротивлением, марки ПТК — повышенной механической прочностью и пониженным удельным объемным сопротивлением, марки ПТ — пониженной механической прочностью по сравнению с маркой ПТК. Текстолит выпускается в виде листов толщиной от 0,5 до эО мм и стержней диаметром от 8 до 60 мм. Стеклотекстолит (стекловолокнит) изготовляется на основе стеклянной ткани (волокна) и отличается повышенной механической прочностью, особенно на изгиб. Толщина листов от 0,5 до 2,5 мм. Дельта-древесина изготовляется из тонких слоев древесины, склеенных синтетическими смолами путем горячего прессования, и имеет высокую прочность на изгиб. Лакоткань изготовляется путем пропитки хлопчатобумажной или шелковой ткани маслостойкими синтетическими смолами. Толщина хлопчатобумажной лакоткани от 0,15 до 0,3 мм, а шелковой от 0,04 до 0,15 мм.
ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ 77 Резина. В состав резины входит каучук (25—60%), наполнитель (мел, каолин и др. 30—70%), вулканизатор (сера или ее соединения 1,5%), сажа (усилитель, повышающий прочность резины) и некоторые другие компоненты 3—5%. Изоляционные свойства резины тем выше, чем больше процентное содержание каучука. Однако резина с повышенным содержанием каучука значительно дороже. Резина очень влагостойка и морозостойка (до —50° С). При повышении температуры выше 30° С электрическое сопротивление резины резко снижается. Слюда. Различают два вида слюды — мусковит и флагопит. Мусковит прозрачен, бесцветен, флагопит — слегка коричневого цвета и отличается пониженными электроизоляционными свойствами по сравнению с мусковитом. Слюда теплостойкая, но при нагревании выше 100° С электрические потери резко возрастают. Миканит (микаленты, микафолий) изготовляется в виде листов из щипаной слюды и глифталевой смолы; применяется для изоляции в тех случаях, когда требуется повышенная нагревостойкость и механическая прочность, но требования к диэлектрическим потерям не очень высокие. Миканит выпускается в виде листов с размерами не менее 550 X 650 мм% толщиной от 0,05 до 0,45 мм; толщина микаленты от 0,08 до 0,17 мм; толщина микафолия 0,15; 0,2; 0,3 мм; ширина микафолия 1400 мм и более. Микалекс — высокочастотный материал, изготовляемый в виде пластин на основе слюды и отличающийся высокой нагревостойкостыо и механической прочностью (в особенности на изгиб). Толщина пластин от 4 до 15 мм. Электротехническая керамика по применению в электро- и радиотехнических устройствах подразделяется на электротехнический фарфор и радиокерамику. Стеатит — установочная радиокерамика с высокой механической прочностью и низкими диэлектрическими потерями. Ультрафарфор — установочная радиокерамика с очень высокой механической прочностью и низкими диэлектрическими потерями. Тиконд — конденсаторная радиокерамика, изготовляемая на основе двуокиси титана, с высоким значением диэлектрической проницаемости и отрицательным температурным коэффициентом проницаемости. Термоконд — конденсаторная радиокерамика с малым значением температурного коэффициента диэлектрической проницаемости. Се г не то керамика — конденсаторная керамика с высоким значением диэлектрической проницаемости, величина которой очень сильно зависит от температуры. Сегнетокерамика применяется для низкочастотных конденсаторов. Она обладает пьезоэлектрическими свойствами. Лаки. П р опиточн ые л а к и служат для пропитки волокнистой изоляции (бумага, картон, пряжа, ткань), обмоток трансформаторов и др. В результате пропитки увеличивается пробивное напряжение, улучшается охлаждение и уменьшается гигроскопичность изоляции. Масляно-бйтумный лак № 447 применяется для пропитки обмоток. Время высыхания при 110—150° С не более 6 ч. Кремнийорганический лак ЭФ-3 применяется для пропитки обмоток. Время высыхания при 200° С не более 2 ч. Покровные лаки служат для образования механически прочной, гладкой, влагостойкой электроизолирующей пленки на поверхности лакируемых предметов. Этими лаками покрывается предварительно пропитанная твердая изоляция с целью дальнейшего повышения электроизолирующих свойств и улучшения внешнего вида.
78 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Эмали ПКЭ-14 и ПКЭ-15 предназначены для покрытия обмоток, предварительно пропитанных в лаке ЭФ-3. Время высыхания при 200° С не более 3 ч. Клеящие лаки служат для склеивания различных материалов. Полистирольный лак представляет собой раствор полистирола в толуоле, ксилоле и других растворителях; при высыхании образует пленку с высокими диэлектрическими свойствами, малой гигроскопичностью. Пленка не выдерживает нагрева выше 80° С. Шеллачный лак — раствор шеллака в этиловом спирте. Применяется для клейки и пропитки. Обладает высоким пробивным напряжением. Компаунды представляют собой смесь смол, воскообразных веществ и битумов с различными добавками. Это большей частью термопластичные материалы, которые перед употреблением расплавляют. Расплавленные компаунды применяются для создания толстого покровного слоя или для пропитки обмоток трансформаторов и др. Компаунд № 309 (битум №5 — 81%, олифа натуральная — 3%, озокерит*— 16%) предназначен для заливки и обволакивания трансформаторов, дросселей, катушек низкой частоты. Компаунды К-168, К-293, К-115Н (на основе эпоксидных смол) обладают хорошей морозостойкостью (до —60° С). Клеи. Клей БФ-2 целесообразно применять для склеивания металлов один с другим, для электроизоляции деталей и в том случае, когда нужен клеевой шов с повышенной теплостойкостью. Клей БФ-4 применяется, когда клеевое соединение должно быть эластичным и стойким к вибрации. Клеи БФ-2 и БФ-4 могут также применяться для склеивания цветных металлов, сталей разных марок, пластмасс термореактивного типа, органического стекла, дерева, шпона, фибры, фарфора, керамики, кожи, тканей, бумаги, эбонита как один с другим, так и при любом сочетании их между собой. Клей БФ-6 рекомендуется применять для склеивания тканей, фетра, целлофана, войлока, резины. Полистирольный клей состоит из бензола (96% по весу) и полистироловой стружки (4%). Применяется для склеивания полистироловых деталей. Клей с 10% полистирола применяется для закрепления концов обмоток высокочастотных катушек при намотке. Акриловый клей применяется для склеивания органического стекла. Состав клея: 2—3% органического стекла и 97—98% дихлорэтана. Клей № 88 — раствор резиновой смеси № 31 и бутилфенолформаль- дегидной смолы в смеси этилацетата и бензина в соотношении 2:1. Предназначен для приклеивания холодным способом резины к металлам. Им можно приклеивать резину к стеклу, дереву, коже и другим материалам, а также склеивать резину с резиной. Эпоксидные клеи могут затвердевать при комнатной температуре и о0ладают высокой стойкостью против воздействия воды и различных растворителей. При склеивании не требуется больших давлений. Эпоксидные смолы ЭД-5, ЭД-6 и Э-37 применяются в качестве клея. Для отвердевания при комнатной температуре на 100 г смолы вводят 6,5—10 г отвердителя (гексаметилендиамина или полиэтиленполи- амина). Таким клеем можно пользоваться в течение 1,5 ч после смешения компонентов.
ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 79 § 8. ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Ферромагнитными называются материалы, магнилшдя проницаемость которых во много раз больше единицы. К ним относятся железо, никель, кобальт и их сплавы, а также ферриты. Эти материалы широко применяются для изготовления сердечников трансформаторов, дросселей, контурных катушек, постоянных магнитов, экранов ит.п. ' В\ Основные характеристики ферромагнитных материалов определяются по кривым зависимости магнитной индукции В в материале от напряженности поля Я. Как видно из рис. II.1, при заданном значении напряженности поля магнитная индукция может иметь различные значения в зависимости от предыдущих магнитных состояний. Это явление называется гистерезисом. Кривая 0АЪ получающаяся при условии, что вещество предварительно было размагничено, называется первоначальной кривой^ намагничивания. Кривая, характеризующая процесс перемагничивания ферромагнитного вещества, называется г и- стерезисной петлей. Симметрична я гистерезисна я пет- ля (на рис. Н. 1 показана пунктиром) получается после достаточного числа (порядка десяти) перемаг- ничиваний. Участок гистерезисной петли от точки Вг (рис. ИЛ) до точки — Нс или от точки — Вг до точки +НС называется кривой размагничивания. Магнитная индукция, получаемая при уменьшении напряженности поля до нуля, называется остаточной индукцией (Вг). Напряженность поля, при которой индукция принимает нулевое значение, называется коэрцитивной силой (HJ. Величины Вг и Нс зависят от максимального значения напряженности поля #w. Обычно они определяются из гистерезисной петли, полученной при таком значении Нт, когда ферромагнитный материал близок к насыщению. Насыщением ферромагнитного материала называется такое его состояние, при котором магнитная индукция уже не изменяется при изменении напряженности магнитного поля. Значение индукции, соответствующее состоянию насыщения, называется индукцией насыщения (В). Рис. II. I. Ход процесса намагничивания ферромагнитного материала. Стрелками показано направление перемагничивания.
80 ЭЛЕКТРО- И PAAHOMAfЁРЙАЛЫ На рис. 11.2 изображено семейство симметричных гистерезисных петель, полученных при различных значениях Н . Кривая, проходящая ~Нт Г 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Нс i I в У J J J | * [ % 1 •*. >У Рис. II. 2. Семейство симметричных гистерезисных петель. через вершины петель, называется основной кривой намагничивания и является вполне определенной для данного сорта материала. Магнитная проницаемость» определенная из начального участка основной кривой намагничивания, называется начальной магнитной проницаемостью (jah). Максимальная магнитная проницаемость \*>так соответствует наиболее крутому участку кривой намагничивания. Если ферромагнитный материал находится в переменном магнитном поле, то каждому периоду изменения напряженности поля соответствует полный цикл перемагни- чивания материала. Если же переменное магнитное поле имеет постоянную составляющую (постоянное подмагничивание), то пе- ремагничивание материала происходит по частной петле гистерезиса (рис.-11.3). Наклон частной петли гистерезиса определяет так называемую действующую магнитную проницаемость материала. Величина действующей магнитной проницаемости зависит от напряженности подмагничивающего поля //_. / ! 1 у а 'т У А • и t-ttr-JRJ— Рис. II. 3. Частная петля гистерезиса.
ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 81 ■j При перемагничивании ферромагнитного материала теряется мощность. Потеря мощности тем больше, чем больше объем материала, площадь гистерезис ной петли и частота перемагничивании. Удельные потери — мощность, теряемая в единице объема материала. При перемагничивании ферромагнитных материалов кроме потерь мощности на гистерезис имеются потери на вихревые токи (токи Фуко) и на последействие (эффект отставания индукции от напряженности поля). Потери на вихревые токи меньше в материалах с большим удельным сопротивлением. Полные магнитные потери для высокочастотных материалов оцениваются тангенсом угла потерь tg6, показывающим относительную величину мощности потерь в сердечнике катушки по сравнению с полезной.мощностью (в данном случае реактивной). Стабильность параметров ферромагнитных материалов характеризуют температурным коэффициентом магнитной проницаемости (ТКц), равным относительному изменению магнитной проницаемости при изменении температуры на 1 град. Магнитно-мягкие материалы характеризуются высокой магнитной проницаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис. Их можно разделить на три группы. Металлические магнитные материалы (железо и его сплавы) в большинстве случаев применяются в диапазоне сравнительно низких (звуковых) частот. На более высоких частотах потери в металлических сердечниках резко возрастают, а магнитная проницаемость снижается. Наиболее высокочастотные металлические магнитные материалы — пермаллой в виде лент толщиной до 0,01 мм — применяются на частотах до десятков килогерц. Преимуществом лучших сортов металлических ферромагнетиков является высокая магнитная проницаемость (до 50 000) на низких частотах. Листовая электротехническая сталь выпускается различных марок (табл. 11.19). Буквы и цифры согласно ГОСТ 802—58 условно обозначают: Э— электротехническая; первая цифра — степень легирования стали кремнием (1 — слаболегированная, 2 — сред нелегированная, 3 — повы- шеннолегированная, 4 — высоколегированная), вторая цифра — гарантированные электромагнитные свойства стали: 1 — нормальные удельные, потери при частоте 50 гц, 2 — пониженные удельные потери при частоте 50 гц, 3 — низкие удельные потери при частоте 50 гц, 4 — нормальные удельные потери при частоте 400 гц, 5 — нормальная магнитная проницаемость в в слабых полях (менее 0,01 ав/см), 6 — повышенная магнитная проницаемость в слабых полях, 7 — нормальная магнитная проницаемость в средних полях (от 0,1 до 10 ав/см), 8— повышенная магнитная проницаемость в средних полях; третья цифра (0) обозначает, что сталь холоднокатаная. В табл. 11.19 приведены старые и новые обозначения марок электротехнических сталей. Стали марок Э31, Э41, Э42 широко применяются в радиотехнике для изготовления сердечников трансформаторов и дросселей низкой частоты. Более высокими свойствами (повышенной проницаемостью в слабых полях, более низкими потерями и меньшей коэрцитивной силой) обладают горячекатаные листовые стали марок Э45, Э46, Э47, Э48. На повышенных частотах (свыше 1000 гц) применяют сталь Э44, изготовляемую тонкими листами (0,1 -г 0,2 мм) и обладающую примерно такими же магнитными свойствами, как и стали марок Э45, Э46, Э47; Э48.
82 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Таблица II. 19 Обозначения марок электротехнических тонколистовых сталей Марки стали по ГОСТ 802—41 31, Э1А Э1АА. Э1АБ, Э1ААБ 32, Э2Б, Ст. 1 33, ЭЗА, Ст. 2 (0,35 и 0,5 мм) 34, Э4А . . . ; Э4АА ВП-1, ВП-2 . . ВП-3 ВЧ-1, ВЧ-2, Ст. 2 (0,2 мм). . ХВП ХТ-18 ХТ-18,5 Марки стали по ГОСТ 802—58 Э11 Э12 . Э21 Э31 Э41 Э42 345. Э47 346. Э48 Э44 Э310 Э320 ЭЗЗО Наиболее высокими магнитными свойствами обладают холоднокатаные стали марок Э310, Э320, ЭЗЗО. Они имеют повышенные магнитные свойства вдоль направления проката. Эти стали выпускаются в виде лент толщиной до 0,03 мм, из которых наматываются тороидальные сердечники. Свойства некоторых электротехнических сталей приведены в табл. Таблица II. 20 Свойства некоторых электротехнических сталей Марка стали Э31 ... . Э41 . . . .: Э42 . . . . | Э45 . . . . Э320 . . . ЭЗЮ . . . \ Начальная магнитная проницаемость, MHf гф 250 300 400 600 800 500 Максима ль* ная магнитная проницаемость М-макс, гф 5500 6000 7 500 10000 33000 16000 Коэрцитивная сила Нс 9 0,55 0,45 0,4 0,25 0,12 0,2 Индукция В (при #=25 э), 15200 14 900 ! 14 900 14 600 17 300 18100 ! Удельное электрическое сопротивление о, ом *мм*/м 0,52 0,6 0,6 0,62 — 0,5 Железо-никелевые сплавы характеризуются очень высокой магнитной проницаемостью, но при наличии постоянного магнитного поля, а также с повышением частоты их проницаемость резко уменьшается. Железо-никелевые сплавы высокой проницаемости очень чувствительны к механическим напряжениям, например, при сжатии магнитная проницаемость этих сплавов уменьшается. При этом чем выше магнитная проницаемость сплава, тем сильнее влияние механических напряжений. Свойства некоторых железо-никелевых сплавов приведены в табл. 11.21.
Свойства железо-никелевых сплавов Наименование сплава или марка 45%-ный пермаллой .... 78%-ный » .... Текстурованный 50%-ный пермаллой Гиперник Мегаперм Рометалл 45Н 50Н 50НГР) 65НП1) . . . . ■ 38НС 42НС 50НХС 79НМ (Мо-пермаллой) . . . 80НХС (Сг-пермаллой) . . . 79НМА . . . К50Ф2 (пермендюр) .... Начальная магнитная проницаемость, гс/9 2,7.103 (104-12). Ю8 5.103 (54-15)-104 5-104 4,5-Юз 4,8-103 104 2,7-103 0,85-103 (174-25)-Ю2 (1,94-3)-103 (94-20). 102 400 (2,54-3). lO3 (2,5ч-3). 102 (1,54-3,2). lO3 (144-22). lO3 (164-25). lO3 (18-г50).10з 103 г)С прямоугольной петлей гистерезиса. Таблица II. 21 Максимальная магнитная проницаемость Ммакс. **/* 2,3-104 (94-12). 104 2-105 (64-12). 105 105 # 105 2,6-104 6-104 1,9-104 5-103 (164-23)-lO3 (2,54-3). 104 (34-4). 104 (3,54-Ю). 104 (24-2,5). 104 (24-2,5). 104 (1,24-3).104 (64-12). lO4 (74-17).104 (84-30). 104 4-103 Коэрцитивная сила, 9 0,08 0,025 0,05 0,004 0,08 0,075 0,09 0,04 0,1 0,24-0,3 0,12-4-0,25 0,34-0,45 0,1 0,15 0,1 0,124-0,3 0,024-0,06 , 0,01ч-0,05 0,01-4-0,06 1,5 Индукция насыщения, гс 16000 10700 15 600 8000 6 000 16 000 8 500 8 500 14 000 4 500 15 000 15000 15 000 13 000 9 500 10 000 10 000 7 500 7 000 7 500 22 500 Удельное сопротивление, ОМ'ММ* м 0,45 0,16 0,55 0,65 0,58 0,45 0,58 0,42 0,58 0,45 0,45 0,45 0,25 0,90 0,85 0,90 0,55 0,63 0,56
. 84 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Магнитодиэлектрики изготовляются из порошкообразных ферромагнитных материалов, частицы которых изолированы одна от другой связыва- • ющим диэлектриком. В качестве [РИД магнитных материалов исполь- НтГП зуют карбонильное .железо, пермаллой, альсифер (железо-алюминий-кремниевые сплавы) и а . б . . . в Рис. II. 4. Типы карбонильных сердечников: а — цилиндрический с резьбой (СЦР); б — цилиндрический со шпилькой (СЦШ); в — броневой (МБ). ТёГ Ш1 -13 U-—в *J ♦ •с t Рис. II. 5. Кольцо из альсифера. ферриты. В качестве связывающего вещества применяют бакелитовую смолу, полистирол и стеклоэмали. Основными достоинствами магнитодиэлектриков являются малые потери на гистерезис, сравнительно малый TKji и слабая зависимость магнитной проницаемости от частоты. Карбонильное железо характеризуется малым тангенсом угла потерь. Основные данные карбонильного железа приведены в табл. 11.22. Из карбонильного железа изготовляются сердечники для высокочастотных катушек индуктивности. Наиболее распространенные типы сердечников представлены на рис. II.4, а их характеристики приведены в табл. 11.23, 11.24 и 11.25. Альсиферы характеризуются сравнительно высокой магнитной проницаемостью, а также более высокой стабильностью во времени и при изменении температуры. ТКц альсиферов отрицателен, поэтому его можно использовать для компенсации температурных изменений индуктивности. Основные данные альсиферов приведены в табл. 11.26. Сердечники из альсиферов изготовляются в виде колец (рис. II.5). Размеры колец приведены в табл. 11.27. Ферриты (оксидные ферромагнетики) представляют собой твердые растворы одного или нескольких простых ферромагнитных ферритов, например, феррита никеля или марганца с неферромагнитным'ферритом цинка. Простым ферритом называется соединение окисла трехвалентного железа с окислом двухвалентного металла.
ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 85 Основные параметры карбонильного железа Таблица 11. 22 Марка железа Начальная проницаемость. ес/9 Максимальная рабочая частота, Мгц Температурный коэффициент проницаемости ТКд. %/град Р-2 (экстра) . • . Р-4 (первый сорт) Р-4 (высший сорт) Р-8 П-4 ...... ВКЖ 16 12 12 16 13 60 50 10 10 0,5 0.5 0.2 Размеры броневых карбонильных сердечников 0.015-0.018 0,015—0.018 0.015—0.018 0,015-0.018 0.022 0.022—0,025 Таблица II. 23 Тип сердечника СБ-1 СБ-2 СБ-3 СБ-4 СБ-5 rfi 6 10 11 13 13,5 Размеры чашек, мм d, \ ю,о 18,5 18,0 22,0 27,0 d* 12,3 23,0 23.0 1 28,0 ! 34,0 h 8,2 6,2 12,0 17.0 20,4 н 10,6 11,0 17,0 23,0 28,0 Размеры подстроечника. мм 1 11,5 13,0 19,0 25,0 30,0 D 4 7, 7 8 8 Основные данные броневых карбонильных сердечников Таблица II. 24 Тип сердечника СБ-1а СБ-2а СБ-За СБ-4а СБ-5а СБ-16 СБ-26 Среднее'значение эффективной магнитной проницаемости Мс класса А 4,5 3,7 4.6 4,7 4,5 3,0 2,7 класса Б 6.5 5.6 5.0 Среднее значение добротности катушек Q класса А | класса Б 135 225 240 210 235 95 190 135 185 180 Величина подстройки индуктивности катушки. ,. % 22 ч 20 20 20 20 35 30 Примечание. В таблице приведены средние значения добротности катушек, намотанных на трехсекционных каркасах проводом ЛЭШО 7Х Х0.07 для ДВ и СВ и проводом ПЭЛ — для КВ.
86 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Ферриты очень тверды, хрупки и по механическим свойствам подобны керамике. Удельный вес ферритов значительно меньше, чем у металлических магнитных материалов, и равен 4,5—4,8 г/см3. Удельное объемное сопротивление ферритов может быть очень большим (до 108 ом/см), поэтому они характеризуются малыми потерями на вихревые токи в переменных полях высокой частоты. Однако с ростом частоты потери увеличиваются, а магнитная проницаемость ферритов уменьшается. Электромагнитные свойства.ферритов приведены в табл. 11.28. Преимущества марганец-цинковых ферритов перед никель-цинковыми с такой же магнитной проницаемостью: в несколько раз меньше потери на гистерезис, более высокая максимальная индукция, более высокая предельная рабочая температура и меньший температурный коэффициент проницаемости. Однако никель-цинковые ферриты отличаются более низкими общими потерями на высоких частотах. Электромагнитные свойства высокопроницаемых ферритов при работе в слабых магнитных полях (Н < 0 ,1 а) значительно более высокие по сравнению с электротехнической сталью. В средних и сильных полях низкой частоты лучше применять электротехнические стали, у которых более высокая индукция насыщения, чем у ферритов. На повышенных частотах (порядка десятков и сотен килогерц) вследствие высокого удельного сопротивления и практического отсутствия вихревых токов, индукция в ферритах может быть значительно выше, чем в листовых ферромагнитных материалах. Действующая проницаемость ферритов с высокой проницаемостью (особенно никель-цинковых) резко изменяется с изменением напряженности подмагничивающего поля, поэтому эти ферриты целесообразно использовать для магнитных усилителей и ферровариометров, работающих по принципу наложения подмагничивающего поля. Таблица II. 25 Основные данные цилиндрических карбонильных сердечников Тип сердечника СЦР-1 ецр-2 СЦР-З СЦР-4 СЦР-5 СЦР-6 СЦР-7 СЦР-8 СЦГ-1 СЦГ-2 СЦТ-1 СЦТ-2 СЦШ-1 СЦШ-2 Размеры (в мм) D 6,0 6,0 7,0 7,0 8,0 8,0 9,0 9,0 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 / 10 19 10 19 10 19 10 19 10 19 10 19 10 19 Среднее значение эффективной магнитной проницаемости Мс класса А 1,50 1,65 1,60 1,75 1,60 1,80 1,50 1,75 2,10 2,45 2,00 2,35 2,00 2,50 класса Б 1,70 1,95 1,70 1,95 1,70 1,90 1,65 1,85 2,10 2,35 2,00 2,20 2,00 2,50 Среднее значение добротности катушек Q класса А 130 135 130 140 130 145 140 145 160 185 160 180 130 180 класса В 90 92 100 97 105 105 105 НО 130 137 130 137 180 140 В файл внесены изменения в соответсвии с листком о замеченных опечатках
Основные параметры альсиферов Таблица II. 26 Марка альсифера ТЧ-60П ТЧК-55П ВЧ-32П ВЧ-22П ВЧК-22П ТЧ-60Р ТЧК-55Р ВЧ-32Р ВЧ-22Р ВЧК-22Р РЧ-6 РЧ-9 Начальная магнитная проницаемость при температуре 20°С, гс/э 55—65 50—60 30—34 20—24 20—24 55—65 50—60 30—34 20—24 20—24 5-7 9 Максимальная рабочая частота, кгц. не более 10 10 500 1500 1500 10 10 500 1500 1500 45000 2 000 Температурный коэффициент проницаемости ТКд, %/град, при температуре, °С от +20 ДО +70 —0,04 от—0,015 до +0,005 —0,025 —0,02 от —0,005 до+0,005 —0,004 от—0,015 до +0,005 —0,025 —0,02 от —0,005 до +0,005 —0,004 —0,01 от+20 до—60 ~1 — — — — — от —0,045 до+0,015 — — от—0,015 до+0,015 — — Тангенс угла общих потерь на частоте 100 кгц Я=0,2 9 z — — — — 0,0196!) 0,01981) 0,0108 0,0029 0,0029 — — #=0,5 9 . ■— — — —** 0,02131) 0,02151) 0,0114 0,0033 0,0033 — — Маркировочный знак Одна черная^ полоса » красная » » белая » » зеленая » » желтая » Две черные полосы » красные » » белые » » зеленые » » желтые » — —"* !) При / = 60 кгц. Примечание. Буквы в обозначении марки альсифера означают: ТЧ—тональная частота, ВЧ—высокая частота, К — компенсированный температурный коэффициент магнитной проницаемости, П и Р определяют соответственно назначение альсифера: для проводной связи или для радиоаппаратуры.
88 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ \ Размеры альсиферовых колец Таблица II. 27 Наружный диаметр 0, мм 15 15 19 19 24 24 36 36 Внутренний диаметр d, мм 7 7 11 11 13 13 25 25 Высота ft, мм 4,8 6,7 4,8 6,7 5,2 7,0 7,5 9,7 Площадь сечения SCf см* 0,175 0,250 0,175 0,250 0,250 0,350 0,380 0,500 Наружный диаметр D. мм 44 44 55 55 | 55 64 64 75 75 Внутренний диаметр d, мм 28 28 32 32 32 40 40 46 46 Высота Л, мм 7,2 10,3 8,2 9,7 11,7 9,7 14,0 12,0 16,8 Площадь сечения SCt см* : о,5о 0,75 0,80 1,00 1,20 1,00 1.50 1,50 2,20 • ^— С -ь- ^ZP ~ гп • ■ ■ »» Г? Ь" j 1 Рис. 11. 6. Сердечник из ферритов: а — кольцевой; б — Ш-образный; в — броневой; г — цилиндрический (подстроенный). ных катушек индуктивности для частот 1—100 Мгц. Никель-цинковые ферриты с начальной проницаемостью 200—600 характеризуются меньшими потерями и применяются на более высоких частотах (до 1,5 Мгц) и при больших напряженностях поля. При жестких требованиях в отношении нелинейных искажений рекомендуется применять марганец- . цинковые ферриты. Если же более важными являются требования в отношении потерь в материале при повышенных частотах, то необходимо применять никель-цинковые ферриты. Для высокочастотных устройств повышенной мощности следует использовать ферриты с большой индукцией насыщения и высокой предельной рабочей температурой. Основной особенностью никель- цинковых и литий-цинковых ферритов с низкой магнитной проницаемостью, является малый тангенс угла диэлектрических потерь в области частот 10—100 Мгц, а также значительное изменение действующей магнитной проницаемости в полях высокой частоты при наложении подмагничивающего поля. Эти ферриты используются в основном для изготовления высококачествен-
Основные данные ферритов Марка Марганец-цинковые 4000НМ (М-4000) 3000НМ (М-3000) 2000НМ (М-2000) 2000НМ1 2000НМ2 1500НМ 1500НМ1 1500НМ2 1000НМ (М-1000) Никель-цинковые и др. 2000НН 1000НН (Ф-1000) 600НН (Ф-600) 400НН (Ф-400) 400НН1 (Э-19) 200НН 200НН1 (МНЦ-200) • * 2 - ев •« вая магнит) вемость, |i, (в Я я 2. ^5- ..E&fc 3500—4800 2500—3500 1700—2500 1700—2500 1700—2500 1200—1700 1200—1700 1200—1700 800—1200 : 1800—2400 900—1100 500—800 350—500 330-400 130—250 180—220 Параметры гистерезис- ной петли * Я. ■ с 10 10 10 10 10 — — 10 10 10 10 . 10 — — 100 ft. -S» 0Q 4500 3500 3800 3800 3500 — — 3500 2500 3200 3100 2300 — — 4100 1 * с в) 1300 1500 1400 1400 — — • — 1100 1200 1500 1400 1200 .г~ — «* с» :. * од 0,15 0,2 0,2 — — — 0,35 0,1 0,25 0,4 0,8 — — 0,5 Таблица II. 28 Температурный коэффициент проницаемости при темпер туре. °С Тангенс угла диэлектрических потерь tg6 при частоте, Мгц Отношение tg6 *% 10« 0,8 0,9 0,3 0,12 0,12 0,23 0,09 0,09 0,15 0,6 0,4 0,35^ 0,2 0,35 0,08 0,5 +(20- +(20. +(20. +(20. +(20- +(20- +(20- +(20. +(20- +(20- +(20- +(20- +(20- +(20- +(20- +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +60) +100) +60) +100) 0,14 0,075 0,03 0,03 0,01 0,023 0,023 0,0075 0,015 0,2 0,035 0,025 0,008 0,0125 0,006 0,02 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 з 0,1 10 35 25 15 15 5 15 15 5 15 100 35 25 20 30 30 100
Продолжение, табл. II. 28 s Марка 150НН ЮОНН (МНЦ-120) 100НН1 60ВЧ 50ВЧ (МНЦ-50) 50ВЧ1 (Ш-50) ЗОВЧ 30ВЧ1 (ЛЦ-30) зовчз 20ВЧ 13ВЧ (СНК-13) 13ВЧ1 (НФК-13) ювч 10ВЧ1 7ВЧ 5ВЧ (СН-5) к 2 « S 93 В* &£ S& Начальная : проницаемо! гс/э 135—165 90—130 90—120 51—72 45—60 50 25—36 30 25—35 18—28 11—15 11—15 8,5—14 8—12 7—8 4,5-5,5 Параметры гистерезис- ной петли 100 •— — 100 ' — — 100 90 10 100 100 — 60 100 100 4100 — — 3800 — — 2800 1900 1900 2500 2100 — 2300 2300 2200 ft 0Q 1900 . — — — — — — 900 900 — — — — — • о» 0,6 1,8 — — — 12 ! 12 12 — — 12 — 20 Температурный коэффициент проницаемости <о а. 1 * 0,3 0,1 0,1 0,25 0,25 0,05 0,05 0,1 0,05 0,04 0,013 0,05 0,1 0,03 0,03 при температуре, °С +(20-г-100) От—60 до+125 От—60 до+125 +(20-г-100) +(20-7-100) От—60 до+125 +(20-М00) +(20-т-60) . +(20-7-60) +(20-М00) +(20-7-100) От—60 до+125 +(20-гЮ0) +(20+100) +(20-7-100) Тангенс угла диэлектрических потерь tg6 0,02 0,024 0,017 0,01 0,006 0,006 0,009 0,005 0,024 0,0044 0,0044 0,006 0,009 0,01 0,01 0,006 при частоте, Мгц 0,1 1 1 2,5 25 20 5 25 5 5 70 100 10 150 150 100 Отношение tg6 130 24 170 160 120 120 300 160 80 220 335 460' 900 1000 1500 1250 о СО Граничная ч | Мгц 40 — — 60 50 — 70 100 100 180 180 — 150 300 300 очая \¥ К-С ее " Максималы | температура 300 — — — — — .— 450 450 125 — — 300 125 га '3 1) При tg6 = 0,1. 2> При IX > 0,8|хн#
ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 91 Из ферритов всех марок изготовляются сердечники самой разнообразной формы и размеров. Некоторые из них показаны на рис. II.6. Кольцевые сердечники в зависимости от назначения подразделяются на четыре основных типа, характеризующиеся различным отношением наружного и внутреннего диаметров (табл. 11.29). Для изготовления высокочастотных катушек индуктивности с относительно малой величиной индуктивности и малыми потерями используются сердечники с отношением диаметров 2,5. В высокочастотных трансформаторах, магнитных усилителях и катушках индуктивности различных фильтров применяются сердечники с более высокой проницаемостью двух типов — с отношением диаметров 2 и 1,6. В запоминающих устройствах и переключающих устройствах используются сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса и с отношением диаметров 1,4. Эти же сердечники можно использовать для катушек с повышенной индуктивностью в том случае, когда не предъявляется требование высокой добротности. Ш-образные сердечники (рис. 11.6,6) применяются в катушках индуктивности, используемых в области звуковых и ультразвуковых частот, в преобразователях напряжения и фильтрах. Данные Ш-образных сердечников приведены в табл. 11.30. Броневые сердечники (рис. II.6, в) применяются в катушках индуктивности для высокочастотных контуров с .высокой добротностью и 'малыми габаритами. При использовании таких сердечников обеспечивается экранирование катушек и возможность плавного изменения ее индуктивности перемещением подстроечного сердечника. Внутренняя часть броневого сердечника может быть также с зазором. При этом расширяются пределы изменения индуктивности. Размеры броневых сердечников приведены в табл. 11.31. Для ферритовых антенн изготовляются сердечники в виде цилиндрических стержней и пластин прямоугольного сечения. -Длины стержней: 60, 65, 80, 100, 125, 140 и 160 мм при диаметре 8 мм и 200 мм при диаметре 10 мм. Ферриты с прямоугольной петлей гистерези- с а характеризуются малым отличием остаточной индукции от индукции насыщения (Вг/В5 « 1). Такие ферриты используются в запоминающих и переключающих устройствах электронных вычислительных машин, а также в устройствах логики. Наиболее распространенная форма сердечников из ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса — кольцо. Размеры колец должны быть минимальными, так как при этом уменьшается расход энергии на перемагни- чивание. Основные данные ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса приведены в табл. 11.32. Магнитно-твердые материалы отличаются высокой коэрцитивной силой и применяются для изготовления постоянных магнитов. Качество магнита характеризуется энергией магнитного поля, создаваемого 1 см3 магнитного материала во внешнем пространстве, и выражает- НВ ся как максимальная величина gjj-, получаемая из кривой размагничивания. В табл. 11.33 приведены магнитные свойства сталей, которые выпускаются в виде прутков и полос и применяются для изготовления постоянных магнитов. В состав этих сталей, кроме железа и углерода, входят в неболь-
92 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Таблица //. 29 Основные данные кольцевых ферритовых сердечников Типоразмер К2,5Х 1X0,8 К2,5Х 1x1,2 К4Х 1,6x1,2 К4Х 1,6x1,8 К6Х2,5Х1,8 К6х2,5х2,8 КЮх4хЗ КЮХ4Х4,5 К15х6х4,5 KI5X6X7 К1,2x0,6x0,4 К2х 1X0,5 КЗ,2Х 1,6x0,8 К5х2,5х1,2 К8Х4Х2 К12х6хЗ К20ХЮХ5 К32Х16Х8 К50х25х6 K5QX25X9 К1Х 0,6x0,3 К1,6x1x0,3 К2,5х 1,6X0,5 К4х2,5х0,8 K7x4Xl,5 КЮхбХ.2 К16хЮхЗ К28Х16Х6 К40Х 25x7,5 К65Х40Х6 К100Х60ХЮ К1,4х1х0,4 К2,2Х 1,6X0,8 К3,5х2,5х1 К5,5х4х1,5 К8,5Х6Х2,5 К14хЮх4 К22х16х4 1 D d \ \ W 1 2 1 ' V 1 1,6 > \ 1А ' ^— Средняя длина магнитного пути, см 0,514 0,514 0,823 0,823 1,26 1,26 2,06 2,06 3,09 3,09 0,272 0,453 0,725 1,13 1,81 2,72 4,53 7,25 11,3 11,3 0,245 , 0,401 0,636 1,0 1,68 2,45 4,01 6,74 10.0 16,2 24,5 0,373 0,529 0,934 1,48 2,24 3,73 I 5,92 Площадь сечения, см* 0,006 0,009 0,0144 0,0216 0,0315 0,049 0,09 0,135 0,203 0,315 0,0012 0,0025 0,0064 0,015 0,04 0,09 0,25 0,64 0,75 1,13 0,0006 0,0009 0,0022 0,006 0,0225 0.04 0,09 0,36 0,563 0.7 2 -: 0,0008 0,0018 0,005 0,0113 0,0313 0.08 1 0,18 Площадь окна, см* 0,0785 0.0785 0.0201 0.0201 0,0491 0,0491 0,126 0,126 0,283 0,283 0,0028 0,0078 0,0201 0,0491 0,126 0,283 0,785 2,01 4,91 4.91 0,0028 0,0078 0,0201 0,0314 0,126 0,283 0,785 2,01 4.91 12,6 28,3 0,0078 0,0201 0,0491 0,126 0,283 0,785 1 2,01 Примечание. В обозначении типоразмера числа указывают размеры в миллиметрах: первое—D, второе—dt третье — Л (в соответствии с рис! II. 6).
ФЕРРОМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 93 ших количествах хром, вольфрам, молибден, кобальт. Кроме того, известны сплавы, из которых изготовляются.постоянные магниты литьем с последую; щей термической обработкой. Магнитные свойства этих сплавов приведены в табл. 11.34 Оксидные бариевые магниты изготовляются на основе феррита бария — соединения окиси бария и окиси трехвалентного железа. Оксидные бариевые магниты могут быть изотропными (одинаковые магнитные свойства во всех направлениях) ;и анизотропными (свойства зависят от.направления намагничивания). Преимуществом оксидных бариевых магнитов является весьма высокая коэрцитивная сила (порядка 1500—2500 з), которая обеспечивает устойчивость против размагничивания сильными внешними полями. Другим преимуществом является малая стоимость этих магнитов. Таблица //. 30 Основные данные Ш-образных ферритовых сердечников . Типоразмер 1112,5X2,5 шзхз Ш4Х4 Ш5Х5 Ш6Х6 Ш7Х7 Ш8х8 ШЮх-Ю 11112x12 Ш16Х16 11120x20 а 10 I 12 16 20 24 30 32 36 1 42 54 65 Ъ 6,5 8 10,4 13 16 ] 19 23 26 30 38 44 Размерь ' с 2,5 3 4 5 6 I 7 в 10 12 16 20 I, ММ d 3,25 4 5,2 6,5 8 9,5 11,5 13 15 19 22 ! ? в : 5 ! 6 8 10 12 Г 15 ! 16 ; 18 21 27 32 / ' 2,5 3 4 5 6 7 8 i 10 12 16 20 Средняя дли- на магнитного пути, см 3,3 4,0 5,2 6,6 8,0 9,5 И 12 14 18 21 Площадь сечения, см* 0,062 0,09 0,16 0,25 0,36 0,49 0,64 1,0 1,44 2,56 4,0 ИЗ fs eg 0,13 0,2 0,33 0,52 0,8 1,14 1,72 2,08 2,7 4,18 5,28 Примечание. Сердечники составляются из двух одинаковых частей. Таблица П. 31 Размеры броневых оксиферовых сердечников . Тип ОБ-10 ОБ-12 ОБ-20 ОБ-30 ОБ-36 ОБ-48 Чашки (рис. II. ( а, мм 10,8 13,0 20,9 30,0 36,0 48,0 Ь, мм 8,4 10,4 17,9 25,0 30,0 40,0 с, мм 4,9 6,2 9,0 11,2 15,8 20,0 d, мм 2,3 3,3 4,5 5,6 7,9 10,0 3, в) U мм 1,8 2,0 2,7 3,8 4,7 6,2 h,yMM 4,2 6,4 7,4 10,4 14,2 19,0 Подстроечники (рис. II. 6. г) /, мм 8,5 12,0 14,0 21,0 24,0 26,0 d, мм 2,1 3,0 4,3 5,4 7,5 9,6
М ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Таблица II. 32 Основные данные ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса Марка 0,15ВТ(ВТ-5) 0,8ВТ (ВТ-2) 0,9ВТ (К-260) 1.2ВТ (ВТ-1) 1.5ВТ (К-28) 4ВТ (ВТ-6) К-272 Коэрцитивная сила1) нс, 9 ! 0,17 0,8 0.9 1,2 1,5 4,1 0,2 Максимальная индукция*) *т, * 2200 2700 2650 2600 2600 2100 2200 Коэффициент пря- моуголь- ности, не менее 0,93 0,94 0,92 0,94 0,93 0,88 0,92 Предельная температура, °С 150 270 200 280 270 300 130 Размеры колеи D 3 4 7 3 4 7 2 1,4 2 4 4 1,4 2 3 1 3 1 4 d 2,2 2,8 5 2,2 2,8 5 1,4 1 1,4 2,8 2,5 1 1,4 2,2 0,7 2,2 1 2,5 , мм* h 1 1,3 2 1 1,3 2 0,8 0,6 1 1,3 1,5 0,6 0,8 1 0.4 1 1 l I Таблица II. 33 Магнитные свойства сталей для постоянных магнитов Марка стали, ЕХ ЕХЗ ЕХВ6 ЕХ5К5 ЕХ9К15М Остаточная индукция 9 000 9 500 10 000 8 500 8 000 Коэрцитивная сила HCt 9 58 60 62 100 170 BrXHCt гс-9 520 000 570 000 620000 850 000 1360000 Напряженность намагничивающего поля, а 500 500 500 1000 1000 !) Допуск ± 10%. 2) В соответствии с рис.- II. 6.
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 95 Таблица II. 34 Магнитные свойства литых магнитов (после термической обработки) Марка сплава АН 1 (алии 1) АН 2 (алии 2) АН 3 (алии 3) АНК (алниси) АНКО 1 (алнико 12) АНКО 2 (алнико 15) АНКО 3 (алнико 18) АНКО 4 (алнико 24) (магнико) Остаточная индукция Впгс 7 000 1 6000 5000 4 000 6800 7 500 9000 12300 Коэрцитивная сила Нс% э 250 430 500 750 500 600 650 500 Удельная магнитная энергия (ВН \ эрг \ 8л /макс* см* 28 000 38 000 36 000 43000 55 000 60 000 97 000 150 000 Одним из недостатков оксидных бариевых магнитов является высокий температурный коэффициент индукции (в 6—8 раз больше, чем для "металлических магнитов). Это несколько ограничивает область применения оксидных магнитов. Оксидные бариевые магниты широко применяются в магнитных цепях громкоговорителей, микрофонов и других акустических преобразователей и используются также для магнитной фокусировки, в отклоняющих системах, для изготовления роторов и статоров маломощных электродвигателей и многих других целей. Магнитные свойства оксидных бариевых магнитов приведены в табл. 11.35. Таблица II. 35 Основные параметры оксидных бариевых магнитов Марка 0,7БИ 1БИ 2БА ЗБА Остаточная индукция Вг%гс 1800-2100 1900—2200 3000—3500 3600—4000 Коэрцитивная сила HCt э 1400—1600 1600—1800 2300—2900 1600—2200 Максимальная удельная магнитная энергия Я^макс, & •* (0,7-7-0,8). Ю-6 (0,8-М,1).Ю-6 (2,0-7-2,9). Ю-6 (3,0-7-3,5). 1Ь~6 Удельное электрическое сопротивление, ом •мм2 м К)» 105 10» 105 Удельный вес, г/см* 4,4 4,6 4,6 4,9 § 9. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Кварц — природный кристалл, отличается высокими механическими и изоляционными свойствами, химически устойчив, негигроскопичен, высокостабилен. Применяется для стабилизации частоты генераторов и в электрических фильтрах.
96 ЭЛЕКТРО- И РАДИОМАТЕРИАЛЫ Турмалин- природный кристалл, обладающий более сильным, чем у кварца, пьезоэлектрическим эффектом, негигроскопичен, имеет малый температурный коэффициент частоты, дорогостоящий материал. Применяется в фильтрах, работающих в области весьма высоких частот. В последнее время успешно вытесняется высокочастотными срезами кварца. Сегнетовая соль — искусственный кристалл, обладающий очень большим пьезоэффектом. Применялся в пьезомикрофонах, телефонах и звукоснимателях. Ввиду малой механической прочности, большой гигроскопичности и относительно низкой рабочей температуры (до 40—45° С), при которой он не теряет пьезоэлектрических свойств, применение сегнето- вой соли ограничено. Фосфат аммония — искусственный кристалл, обладающий довольно большим пьезоэффектом и относительно малой гигроскопичностью; устойчиво работает при температурах до 80 -г 90° С и характеризуется большей механической прочностью, чем сегнетовая соль. Применяется в электрических фильтрах, звукоснимателях и других устройствах. Титанат бария — керамический пьезоэлектрик, обладающий большим пьезоэффектом и высокой механической прочностью; совершенно яегигроскопичен; его пьезоэлектрические свойства незначительно изменяются в широком интервале температур. Имеет большую диэлектрическую проницаемость (порядка 3000), сильно зависящую от напряженности электрического поля и температуры. Находит широкое применение в звукоснимателях, диэлектрических усилителях, стабилизаторах напряжения и других устройствах.
ГЛАВА КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ±0,1 III ±0,2 IV ±0,5 ±1 V ±2 ±5 ± VIII § 1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРОВ Класс точности определяет допустимые отклонения емкости отдельных конденсаторов от установленного номинального значения. На практике применяются следующие классы точности: Класс точности ... 001 002 005 00 0 I II Отклонение емкости, % . . Класс точности . . Отклонение емкости, % .... ±20 +30-г—20 +50-г—20 + 100-^—40 Номинальная емкость конденсаторов постоянной емкости, выпускаемых в массовом порядке, соответствует стандартной шкале (табл. III.I и II 1.2). Емкость конденсаторов переменной емкости не стандартизована. Электрическая прочность конденсаторов характеризуется: . а) рабочим напряжением — максимальным напряжением, при котором конденсатор может работать достаточно долгое время (более 10 000 ч); . : ' . б) испытательным напряжением — максимальным напряжением, под которым конденсатор может находиться не пробиваясь небольшой промежуток времени; в) п р о б и в н ы м н а п ряжением — минимальным напряжением, при котором происходит пробой диэлектрика. Соотношение между этими напряжениями определяется видом диэлектрика. Сопротивление изоляции конденсаторов определяется качеством диэлектрика и его размерами. Современные конденсаторы имеют сопротивление изоляции порядка нескольких тысяч мегом. • Потери в конденсаторах определяются, главным образом, потерями в диэлектрике и характеризуются тангенсом угла потерь tgd. Величина, обратная tg6, называется добротностью конденсатора 1 tgd ' «с- Для лучших конденсаторов Q^= 1000 и выше. 4 120
98 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Таблица III. 1 Номинальные значения емкостей (пф) для конденсаторов до 10 000 пф - Ш (±20%) 1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 22 33 47 68 100 150 220 330 470 680 1000 1500 2200 3300 4700 6800 Для класса точности II (±Ю%) 4 5 6 7 8 9 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 100 120 150 180 220 270 330 390 470 560 680 8200 1000 1200 1500 1800 2200 2700 3300 3900 4700 5600 6800 8200 I (±5%) 10 12 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 ! 91 100 ПО 120 130 150 160. 180 200* 220 240 270 300* 330 360 390 430 470 510 560 620 680 750 820 910 1000 1100 1200 1300 1500 1600 1800 2000* 2200 2400 2700 3000* 3300 3600 3900 4300 4700 5100 5600 6200 6800 7500 8200 9100 Примечания: 1. Конденсаторы класса точности 00 (±1%) и 0 (±2%) обычно выпускаются с такими же номинальными емкостями, как и конденсаторы класса точности I (± 5%). 2. С номинальными емкостями, отмеченными звездочкой, выпускаются также конденсаторы более низких классов точности. Реактивная мощность конденсатора, ва, где 1т — амплитуда синусоидального тока, протекающего через конденсатор, Um— напряжение на нем, а <р — угол сдвига фаз между током и напряжением. Для конденсаторов всех типов, кроме электролитических, можно считать ф « 90°, т. е. где U и / — действующие значения напряжения и тока.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРОВ 99 Таблица III. 2 Номинальные значения емкостей (мкф) конденсаторов от 0,01 до 100 мкф Для класса точности III (±20%) 0,010 — 0,015 — 0,022 — 0,033 — 0,047 —г 0,068 — I (±5%). Н(±Ю%) 0,010 0,012 0,015 0,018 0,022 0,027 0,033 0,039 0,047 0,056 0,068 0,082 I (±5%), II (±Ю%), III (±20%) 0,1 — 0,15 — 0,22 — 0,33 — 0,47 — 0,68 — 1,0 — 1,5 — 2,2 — 3,3 — 4,7 — 6,8 — 10 — 15 — 22 — 33 — 47 — 68 — 100 — — — — — — — — — Для каждого вида керамического и слюдяного конденсаторов указывается предельно допустимая реактивная мощность ^р.доп» которой определяются границы применения конденсатора в цепях переменного тока. Допустимая амплитуда переменного напряжения на конденсаторе Vt /2Рр. доп ©с т доп В маломощной аппаратуре конденсаторы обычно работают при небольших переменных напряжениях, поэтому допустимые реактивные мощности в этом случае не существенны. Собственная индуктивность конденсатора зависит от размеров обкладок и способа их соединения с выводами. Индуктивность приводит к появлению резонанса. Для устойчивой работы необходимо, чтобы максимальная рабочая частота была в 2—3 раза ниже резонансной частоты конденсатора. Индуктивности стандартных конденсаторов и максимальные рабочие частоты приведены в табл. II 1.3. Стабильность конденсатора характеризуется изменением его параметров под воздействием внешней среды. Изменения емкости, обусловленные изменением температуры, характеризуются температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), представляющим собой относительное изменение емкости при изменении температуры на 1°. Стандартные конденсаторы постоянной емкости в зависимости от температурной стабильности разделяются на группы (табл. II 1.4). Маркировка конденсаторов постоянной емкости. На конденсаторах достаточно больших габаритов обозначаются типы, номинальные рабочие напряжения, номинальные емкости и допустимые отклонения от номинальной емкости в процентах. Кроме того, ставится марка завода-изготовителя, месяц и год выпуска. Если конденсаторы данного типа выпускаются только по одному классу точности, то величина допуска не ставится. 4*
100 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Таблица 111. 3 Индуктивности и максимальные рабочие частоты конденсаторов Тип f» Мгц Слюдяной, малого размера (КСО-1—КСО-7) . . Слюдяной, среднего размера (КСО-11) Слюдяной, большого размера Керамический дисковый, малого размера (КДК-3) Керамический дисковый, среднего размера (КДК-1, КДК-2) Керамический трубчатый, малого размера (КТК-1, КТК-2) Керамический трубчатый, среднего размера (КТК-3, КТК-5) Бумажный, малого размера, в цилиндрическом корпусе с паяными концами (КБГ-И) . . . . Бумажный, среднего размера, в цилиндрическом корпусе с паяными концами (КБГ-М, КБ). . Бумажный, большой емкости . Переменной емкости, среднего размера, воздушный . 4—6 15—25 50^100 1—1,5 2—4 3-10 20—30 6-11 30—60 50—100 150—250 75—100 1—1.5 2000—3000 200—300 150—200 50-70 5—8 3-5 1-1,5 10—60 50—100 На слюдяных и стеклоэмалевых конденсаторах, кроме того, ставится буква, указывающая группу ТКЕ< Группа ТКЕ керамических конденсаторов обычно обозначается цветным кодом — окраской корпуса конденсатора в определенный цвет (табл. II 1.4). Буквенное обозначение холодоустойчивости электролитических конденсаторов входит в наименование их типов. На малогабаритных конденсаторах тип обычно не указывают. Если все конденсаторы данного типа выпускаются только на одно рабочее напряжение, то не указывается и величина напряжения. На малогабаритных керамических конденсаторах часто не ставится и обозначение единиц емкости, пф. На керамических конденсаторах емкостью в несколько пикофарад вместо обычного допуска в процентах указывается допуск в пикофарадах; если допуск не указан, значит конденсатор выпущен по классу точности III. §2. КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ Слюдяные конденсаторы постоянной емкости характеризуются высокими электрическими показателями, небольшими размерами и малой стоимостью. Герметизированные слюдяные конденсаторы являются наиболее влагостойкими, но имеют большие размеры и более высокую стоимость. Наиболее распространенные следующие типы слюдяных конденсаторов; КСО — конденсаторы слюдяные опрессованные, КСГ — конденсаторы слюдяные герметизироданные, СГМ — слюдяные герметизированные малогабаритные,
КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 101 Группы температурной стабильности конденсаторов Таблица III. 4 ТКЕ, %/°С Типы конденсаторов Цвет маркировки ±50 Не нормируется ±0,02 ±0,01 ±0,005 —(0,07±0,01) —(0,075±0,01) —(0,033± 0,006) —(0,13±0,02) _0 1о+0,02 —(0,15±0,02) —(0,0075±0,003) —(0,0047±0,003) —(0,005±0,002) —(0,005±0,003> -(0,0065±0,003) —(0,015±0,003) От +60 до —40 —40 От + 30 до—70 ±70 ±0,003 ±0,005 КЛС КСО КСГ, КСО, СГМ, КСОТ! КСГ, КСО, СГМ, КСОТ КСГ, КСО, СГМ, КСОТ КГК, КДК, КДМ, КДУ, КЛС, КДО, КО, КПМ. ктп, ктк, ктм, ктн. КТНБ, км скм КДК, КДМ, КДО. КДУ. КЛС, КО. КПМ, КТК, КТМ, КТН, КТНБ, КТП кп км КДК, КДМ, КДУ. КЛС, КПМ, КТК, КТМ, КМ КДК, КДМ. КДО, КДУ, км, ко, кпм, ктк, КТМ, КТН, КТНБ. ктп, скм КГК КЛС, КС КТНБ скс КТН. КТНБ скм КДК, КДМ. КДУ, КПМ. ктк, ктм КЛС КДО, КО, КТП КС, СКМ ДС Оранжевый с крас- нон полосой Красный Красный Зеленый Белый Голубой Две голубые полосы Оранжевый или желтый То же Серый
102 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Продолжение табл. 111. 4 Группа п р с ТКЕ, %/°С —(0,015±0,003) +(0,003±0,003) +(0,0033±0,003) +(0,0065±0,0035) +(0,007±0.0035) +(0,012±0,003) Типы конденсаторов КС, СКС кгк КДК, КДМ, КДУ, КПМ, км, ктк, ктм, ктн, КТНБ КС СКС | КГК, КДК, КДМ.КДО. КДУ. КО, КПМ, KTK.I КТМ, КТН, КТНБ, КТП Цвет маркировки Серый Синий Примечания: 1. Для групп А и Н указаны максимальные изменения емкости в процентах от номинала в пределах рабочих температур. 2. Конденсаторы типов КМ, КП, СКС и КС цветной маркировки не имеют. Внешний вид некоторых слюдяных конденсаторов показан на рис. III. 1, а основные данные приведены в табл. III.5. Рис. III. 1. Внешний вид слюдяных конденсаторов: 1 - КСО-12; 2 - КСО-10; 3 - КСО-7; 4 - КСО-6; 5 - КСО-5; 6 - КСО-4; Z — КСО-2; f—KGO-1; 5-СГМ-2; /0-КСГ-1.
КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 103 Таблица III. 5 Основные данные слюдяных конденсаторов Емкость, пф Рабочее напряжение, в 250 250 | 500 500 500 250 1000 1000 | 2500 1500 1000 2500 2000 1500 1000 500 250 1000 500 1000 500 250 250 500 1000 1500 250 500 1000 1500 Реактивная мощность, ва 5 5 10 10 20 25 40 50 50 100 5 5 10 20 1 Группа стабильности Б-В Г Б-Г А А-Г А-Г Б-Г А Б-Г А-Г А-Г А-Г А-Г А-Г А-Г А-Г А-Г Б-Г Б-Г Б-Г Б-Г Б, Г Б, Г Б, Г Б. Г Б, Г Б. Г Б. Г 1 Б' Г Б, Г Размеры (без выводов), 51—750 100—750 100—2400 100—680 470—6800 7500—10000 100—2700 1200—2700 47—1000 1100—2200 2400—3300 1000—3300 3600—4300 4700—6800 7500—10000 12000—30000 10000—30000 470—4700 470—20000 20000—30000 20000—100000 100—560 620—1200 100—4300 100—3000 100—1500 6800—10000 4700—6200 3300—6800 1600—3900 13x7x4,5 18X11X6,5 20x20x9 27x16.5x9 35x28.6x9.6 35x28,6x12 26x23x13 45x33x21 15x9,5x6 15x10x7 19x13,5x7,5 19x22x9
104 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Слюдяные конденсаторы широко используются в колебательных контурах, а также в качестве переходных, разделительных, блокировочных и фильтровых. Цветная маркировка конденсаторов приведена в табл. II 1.6. гШ Таблица III. 6 h 2. 3, 1 2 з ~7 а| ]Г 4 Лицевая сторона Цветная маР" кировка слюдяных конденсаторов хд 5 6 Обратная сторона Цвет Черный . . Коричневый Красный . Оранжевый Желтый . . Зеленый . . Синий . . . Номинальная емкость,. пф со 1 а Циф 0 ' 1 2 3 4 5 1 6 S * Мно тель 1 10 Ю2 10* 104 10* 10« Я н JOHhOX — — — — —. А Ч cTa6f со с х Груп ноет _| — — — —• — 1 "— 1 • , * К напр •И- о Лх; ___ 1 250 500 1000 1500 2000 2500] Цвет • Голубой . . Фиолетовый Серый . . Белый Золотой . . Серебряный Без окраски Номинальная емкость. пф а. Циф _. 7 8 9 — — — X * Ой 12 107 108 109 0,1 0.01 — н очное Класс — 0 1 11 III А •> стаби со «=Я £5 — Г В Б А , * к о. с X 8 V • Рабо нйе, 3 5 7 — . — Примечание. Величина емкости маркируется тремя точками: первые две — цифры, третья—множитель. Условные обозначения на рисунке: I — десятки, 2•— единицы, 3 — множитель, 4 — класс точности, 5 — группа стабильности, 6 — рабочее ^ипряжение. Сопротивление изоляции конденсаторов около 7500—10 000 Мом, добротность превышает 1000 (для конденсаторов емкостью более 200 пф). Слюдяные конденсаторы всех типов выпускаются 0; I; II; III классов точности, кроме конденсаторов типа КСО с ТКЕ по группе А, которые выпускаются I; II; III классов точности. Керамические конденсаторы отличаются высокими электрическими показателями, небольшими размерами и невысокой стоимостью. Они широко применяются в контурах радиоаппаратуры УКВ и KB, а также в качестве блокировочных, переходных и др. Конденсаторы с небольшим положительным ТКЕ, порядка 0?003% /°С (группа Р), называются термостабильными и применяются в контурах генераторов и гетеродинов высокой стабильности.
КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 105 Конденсаторы с отрицательным ТКЕ (см. табл. II 1.4) называются т е р м о к омпенсирующими и используются для термокомпенсации. Внешний вид некоторых типов керамических и стеклоэмалевых конденсаторов показан на рис. II 1.2, а основные данные приведены в табл. 111.7. . -.- . Сопротивление изоляции керамических конденсаторов превышает 10 000 Мом, а добротность составляет 500—800. Рис. III. 2. Внешний вид керамических и стеклоэмалевых конденсаторов: 1 — КВБ; 2 — КВКБ; 3 - КВН; 4 — КВС: 5 - КОБ; 6 - КДС; 7 - КДМ; 8 — КДК; *—КДУ; 10 — КП; // — КДО; /2-КТНБ; /Я-КПКТ; 14 — KTK: /5-КТМ; 16 — КГК; 17 — КТО; 18 — КТП; 19 — КО; 20 — КС. Особую группу керамических конденсаторов составляют так называемые с е г н е т о к е р а м и ч е с кие конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика применяется сегнетокерамика — материал с очень большой диэлектрической проницаемостью (до нескольких тысяч) в определенном интервале температур. Диэлектрическая проницаемость сегнето- электриков сильно зависит от температуры и напряженности электрического поля (напряжения на обкладках конденсатора); Объемное сопротивление сегнетокерамики значительно ниже, чем у Яругих видов керамики, а диэлектрические потери больше. Конденсаторы из сегнетокерамики отличаются от конденсаторов из вы* сокочастотной керамики большей емкостью при одинаковых размерах. Однако тангенс угла диэлектрических потерь сегнетоэлектрических конденсаторов больше, поэтому они применяются только в низкочастотных цепях. Вариконды представляют собой сегнетокерамические конденсаторы, отличающиеся особо нелинейными свойствами. Они характеризуются повышенной диэлектрической проницаемостью и ее резкой зависимостью от температуры и напряженности поля, гистерезисом, зависимостью заряда на обкладках от напряженности поля и сильно выраженным пьезоэффектом.:
Таблица III. 7 Основные данные керамических Тип кдк ктк кгк кдм ктм КДУ кп ктн КТНБ ко кдо ктп клс кпм КС дс скм скс КГК Б км квдс КПС Характеристика Дисковый, керамичес- Трубчатый, керамический Герметизированный, керамический .... Дисковый, малогабаритный Трубчатый, малогабаритный Дисковый, ультракоротковолновый . . . Керамический, пла- Трубчатый, негермети- зированный .... То же, блочный . . . Трубчатый, опорный Дисковый » Трубчатый, проходной Литой, секционный . . Пластинчатый, малога- Стеклоэмалевый ... Дисковый, стеклоэма- Стеклокерамический, многослойный . . . Стеклокерамический Герметизированный, керамический, блочный Керамический, моно- Высоковольтный, дисковый, сегнетокера- Пластинчатый, сегнето- керамический .. . , стеклокерамических и стеклоэмалевых конденсаторов иичест- типо- меров ■ М 5 5 7 6 5 з 3 4 4 3 4 6 4 2 2 2 2 1 3 2 2 1 1 5 5 3 1 3 1 8 10 4 4 Пределы номинальных значений емкости, пф 1—270 680—6800 2,2—2200 680—33000 5-1000 1—130 680—2200 1—560 680—10000 1—47 30—1500 2,2—1000 180—1000 22—330 1000—4700 3,3—100 1500—2200 8,2—300 3300-15000 20—1800 680—10000 4700—33000 15—2200 4700—47000 10—1000 22—100 10—1000 680—5100 9—200 200—1000 22—5600 680—68000 1500—15000 1000—10000 510—40000 Допускаемые отклонения от номинала, % 2; 5; 10; 20 От+80 до—20 2; 5; 10; 20 От+80 до—20 2; 5; 10; 20 5; 10; 20 От+80 до—20 5; 10; 20 От+80 до—20 10 10 2; 5; 10, 20 2; 5; 10; 20 20 От+80 до—20 20 От+80 до—20 10; 20 От+80 до—20 5; 10; 20 20 От+80 до—20 10;20 От+80 до—20 2: 5; 10; 20 5;10 2;5;10;20 От+40 до—20 2;5;10 2;5 5;10;20 От+50 до—20 От+80 до—20 От+50 до—20 От+80 до—20 Рабочие напряжения, в 1 300—500 160;300 300;500 160;300 500 30—250 160 80—250 80; 160 500 250 500 500 400 350 400 350 400 350 60—250 60—250 60—250 100 100 500; 1000 3000— —5000 250;500 125;250 300 500 160;250 100-160 1 50 1500 250 Максимальная реактивная мощность, ва 20-100 1-5 • 50—150 2—7 25—125 20—40 — 20—50 — 40—100 20-75 300—1200 1 800—2400 | 50—75 — 75 — 25;50 — — ! — 20—100 1—5 — — 30—55 — j — — . — 1—10 — ■ Группы ТКЕ ДК.Л.М.Р.С н Д,К,Л,М,Р,С н Д,М,Р,С Д,К,Л,М,Р,С н Д,К,Л,М,Р,С н Д,М,Р,С ' к д,м,р,с м,мд,с к н | д,к,м,с н д,к,м,с ! н дклм А н Д,К,Л,М,Р,С н М,0,П,Р о Ж.М.О н М,0,П,Р м,мд,с Д,К,Л,М,Р н н н н шеча- 1 с§ 1;3;5 1;4 1;3;5 1;4 1;3;5;7 1;3;5 1;4 1 1;3;б 1;4 2;3;5 2;4 1;3;5 1;3;5 2 2 2 2 2 2 > 1 2;3;8 1 2;4 1 2;4 1;4 i;4 2;3;6 2;3 1;3;6 1;4 2;3 2;3 1 2;4 2;4 2;4 2;4 о о Примечаниям. Предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока. 2. Предназначены для работы в цепях постоянного и переменного тока. 3. Предназначены для использования в качестве контурных, разделительных и блокировочных. 4. Предназначены для использования в качестве разделительных и блокировочных. 5. Допускаемые отклонения емкости от номинала не менее 0,4 пф. 6. Допускаемые отклонения емкости от номинала не,менее. 1 пф. 7. Допуск ±2% для конденсаторов с номинальной емкостью не менее 30 пф. 8. Для маркировки рабочего напряжения применяется цветной код (зеленый 60 в, фиолетовый 160 в белый 250 в). з s
108 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Вариконды предназначены для управления параметрами электрических цепей и для замены электронных ламп и ферромагнитных материалов в электронных устройствах. Конструктивно вариконды оформлены в виде дисков с двумя выводами. Малогабаритные вариконды, диаметр диска которых равен 2 лш, помещены в специальные пластмассовые держатели с запрессованными в них выводами. По внешнему виду вариконды не отличаются от дисковых керамических конденсаторов, поэтому для их обозначения у одного из выводов наносится маркировка в виде голубой точки. Таблица UL 8 Номинальные емкости и размеры варикондов Тип ВК2-М ВК2-0 ВК2-1 ВК2-2 ВК2-3 ВК2-4 ВК2-ЗШ ВК2-Ба ВК2-БШа ВК2-Б6 ВК2-БШ6 ВК2-2Б Номинальные значения емкости 10; 22 пф 100 » 470 » 2200 » 6800 » 10000 » 6800 » 0,15 мкф 0,15; 0,22» | 0,15 > 0,15; 0,22 » I 0,22 » Размеры, мм 04,5x0,6 04,5x0,6 04,5x2,5 09 х2,5 1 016x2,5 025 х2,5 016x5 025X18 1 025X18 17,5x14,5x18 17,5X14,5X18 08,5x18 Тип ВК4-М ВК4-0 ВК4-1 ВК4-2 ВК4-3 ВК4-4 ВК4-Ба ВК4-Б6 ВК4-2Б Номинальные значения емкости 10; 22 пф 68 » 220 » 1500 » 4700 ъ 6800 » 0,1 мкф 0,1 » 0,22 » Размеры, мм 02,0x0,2 04,5x7.4 04.0x2,5 09,0x2,5 016,0x2,5 025 Х2,5 025 Х18 17,5X14,5X18 08,5x18 Номинальные емкости и размеры выпускаемых промышленностью варикондов приведены в табл. III.8. Сопротивление изоляции варикондов составляет 500—5000 7И<м, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20° С приблизительно равен 0,04. При изменении переменного напряжения от 5 в до некоторого значения (при котором емкость вариконда максимальна) емкость варикондов типа ВК2 возрастает в 7—8 раз. Вариконды типа ВК2 могут работать в интервале температур от —40 до +60° С. а типа ВК4—от —40 до +85°.С. Максимальное рабочее напряжение постоянного тока для варикондов составляет 160 е. Стеклокерамические и стеклоэмалевые конденсаторы представляют собой параллелепипеды из чередующихся слоев диэлектрика (стеклокерамики или стеклоэмали) и тонких обкладок из серебра. Все эти слои спечены при высокой температуре. Стеклокерамические и стеклоэмалевые конденсаторы выпускаются с проволочными выводами и без них. Последние предназначены для печатных схем и малогабаритной аппаратуры. Сопротивление изоляции стеклокерамических конденсаторов не менее 3—5 Голе, стеклоэмалевых — не менее 20 Гом; добротность этих конденсаторов не менее 500. Основные характеристики стеклокерамических и стё- клоэмалевых конденсаторов приведены в табл. II 1.7, а внешний вид показан на рис. III.2. бумажные конденсаторы по электрическим показателям значительно
КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 109 уступают слюдяным, керамическим, стеклокерамическим, стеклоэмалевым и пленочным. Рис. III. 3. Внешний вид некоторых типов бумажных конденсаторов: 7-КБГ-МН; 2 — КБГ-МП; 5 —МКВ; 4-КБГ-М; 5- КБП-Р; 5-КБП-С; 7—КБГ-И; * —БГМТ. Они обычно применяются на низких частотах в качестве блокировочных и фильтровых. Основные данные бумажных конденсаторов приведены в табл. II 1.9, а внешний вид показан на рис. II 1.3 и II 1.4. Сопротивление изоляции бумажных конденсаторов емкостью ниже 0,1 мкф составляет не менее 5000 Мом; конденсаторы с емкостью более 0,1 мкф имеют меньшее сопротивление изоляции. Добротность бумажных конденсаторов находится в пределах 60—100. Мёталлобумажные конденсаторы по размерам значительно меньше бумажных, имеющих те же номинальные рабочие напряжения и емкости, и по удельному объему приближаются к .< электролитическим» имеют боль- Рис. III. 4. Внешний вид металлобу- шее . сопротивление изоляции, мажных и бумажных конденсаторов: больший срок службы и способ- ; — мбгп-1 ; 2 — мбгп-3; з — мбгп-2; 4 — ны самовосстанавливаться после мбгц-2; 5 — МБМ; 0 —БГМ,-2. пробоя. . . Диэлектриком металлобумажных конденсаторов является лакирован^ ная конденсаторная бумага, обкладками: — слои,металла толщиной, порядка долей микрона, нанесенные на одну сторону бумаги.
ПО КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Таблица III. 9 Основные данные бумажных конденсаторов Тип БГМ БГТ БМ БМТ КБГ-И КБГ-М КБГ-МН КБГ-МП КБ Характеристика Герметизированный, малогабаритный Герметизированный, теплостойкий Малогабаритный Малогабаритный, теплостойкий Герметизированный То же » » » » Бумажный Корпус цм пм цм цм ЦК цм пм пм ЦБ Количество 1 [ типоразмеров | 2 20 2 10 6 3 4 8 6 Номинальные значения емкости или их пределы 910—10 000 пф 0,033—0,05 мкф 0,51—10 мкф 0,25—8 * 0,25—6 » 0,01—4 » 0,01-2 » 470—2200 пф 3300 пф — 0,022 мкф 0,033; 0.047 » 470 пф —0.22 » 1000 » —0,022 » 1000 пф — ОД » 1500 » —0,05 » 470* » —0,03 » 0,04—0.25 » 0,07—0.25 > 0,01—0,15 » 0,5—2 » 0,25—1 » 0,1—0,5 » 0,1; 0,25 > 1,0—10 » 2; 6; 8 » 0,5—6 » 0,25—4 » 0,25—2 » 0,01—0,47 » 4700 пф —0,33 » 4700 » — 0,22 » Максимальное рабочее напряжение, в 400 400 200 400 600 1000 1500 300 200 150 400 600 200 400 600 200 400 600 200 600 1000 1500 200 400 600. 1000 1500 200 400 600 Назначение 1 1; 2 1; 3 i 1; з 1; 3 1; 3 4
КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 111 Продолжение табл. III. 9 Тип КБМ КБП МКВ Характеристика Бумажный, герметизированный Проходной Герметизированный Корпус ПМ ЦМ ПМ Количество типоразмеров 14 — 7 Номинальные значения емкости или их пределы 0,47—4 Мкф 1 » 0,047—4 » 0,5 » 2 » 0,025—2 » 0,1—2 » 0,1—8 » Максимальное рабочее напряжение, в 250 400 600 1000 1500 110— —1500 260 500 Назначение 4 4 4 Примечания: 1. Конденсаторы всех типов выпускаются с допускаемыми отклонениями емкости от номинала 5,10 и 20%, кроме конденсаторов типов КБ, КБМ, КБП, БМ и МКВ, которые выпускаются с допуском 10 и 20%. 2. В графе «Корпус» буквы обозначают: Ц — цилиндрический: П — прямоугольный; К — керамический; М — металлический; Б — бумажный. 3.: В графе «Назначение» цифры обозначают : 1 — для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов; 2 — для работы в импульсном режиме; 3 — для работы при постоянном напряжении не менее 10 в; 4 — для работы в цепях постоянного тока. : Таблица 111. 10 Основные данные металлобумажных конденсаторов Тип конденсатора МБГП Характеристика и назначение Герметизированный. Для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов . . Корпус1) ПМ Пределы номинальных значений емкости, мкф 1—30 0,5—25 1—10 0,25—10 0,1—10 0,5—10 0,25—10 Допустимые отклонения емкости от номинала, % : • 5; 10; 20; Предельное рабочее напряжение, в 160 200 250 400 600 1000 1500
112 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Тип конденсатора МБГЦ 1 МБГО МБГТ МБГЧ МБМ МБМЦ МБП МБПТ МБГН Характеристика и назначение Герметизированный. Для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов То же, однослойная изоляция Герметизированный, теплостойкий. Для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов Герметизированный, частотный. Для работы в цепях переменного и пульсирующего токов . Малогабаритный. Для ; работы в цепях постоянного, пульсирующего и переменного токов Малогабаритный цилиндрический. Для работы в цепях постоянного и переменного токов Проходной. Для работы в цепях постоянного тока Проходной, теплостойкий. Для работы в 1 цепях постоянного и пульсирующего токов Герметизированный.' 1 Для работы в цепях постоянного и пуль- 1 сирующего токов >* Корп цм пм пм пм цм цм*> цм цм пм Продолжение табл. III. 10 Пределы номинальных значений емкости, мкф 0,25—1 0,1-0,5 0,025—0,25 0,05—0,1 2—30 1—30 1—20 0,5—20 0,25—10 1-20 0,5—10 0,25—10 0,1—10 0,1—10 1 0,5—40 0,25—10 0,25—2 0,25—1 0,05—1 0,05—1 0,025—0.5 0,01—0,25 0,01—0,1 1 0,0051—0,1 j 0.25-1 | j 0,05—i 8 2; 5: 10 ! 1—27 Допустимые отклонения емкости от номинала. % ) ] 5; 10; 20 J ч 1 10; 20 \ 1 5; 10; 20 J \ ! 1 10; 20 ч 1 10; 20 \ 10; 20 20 20 5; 10 200 400 600 1000 160 300 400 500 600 160 300 500 750 1000 2502) 500«) 750*) 1000*) 160 250 500 750 100О 1500 200 400 36 30 • 200 ») ПМ — прямоугольный металлический; ЦМ — цилиндрический металлический. *) Указано предельное рабочее: напряжение переменного тока.. . •) Немагнитный.
КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 113 Рис. III. г Т 5. Внешний вид пленочных конденсаторов: / — пов; 2 — пм. до +60° С, с фторопла- ^ Недостатком металлобумажных конденсаторов является меньшее, по сравнению с бумажными, сопротивление изоляции. Металлобумажные конденсаторы с однослойным диэлектриком (МБГО) нежелательно применять в цепях с напряжением, значительно меньшим номинального (порядка единиц вольт). Основные данные металлобумажных конденсаторов приведены в табл. ШЛО, а внешний вид некоторых типов показан на рис. II 1.4. : Пленочные и металлопленочные конденсаторы применяются в радиоэлектронной аппаратуре наряду со слюдяными и керамическими. Диэлектриком этих конденсаторов является тонкая пленка из полистирола или фторопласта (см. § 7 гл. II). Обкладки пленочных конденсаторов — металлическая фольга, ме- таллопленочных — тонкий слой металла, нанесенный на пленку. Пленочные конденсаторы характеризуются большой добротностью (до 2000), большим сопротивлением изоляции (от 2 до 10б Гом) и высокой стабильностью (ТКЕ « «0,02%/°С). Нагревостойкость конденсаторов с полистироловым диэлектриком стовым до +200° С. Основные данные пленочных и металлопленочных конденсаторов приведены в табл. III. II, а внешний вид некоторых из них показан на рис. III. 5. Электролитические и оксиднополупроводниковые конденсаторы в качестве диэлектрика содержат оксидный слой на металле, являющемся одной из обкладок (анодом). Вторая .обкладка (катод) — электролит (в электролитических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно- полупроводниковых), нанесенный непосредственно на оксидный, слой. Аноды изготовляются из алюминиевой или танталовой фольги. , Электролитические и оксиднополупроводниковые конденсаторы отличаются малыми размерами при значительной емкости, но имеют сравнительно большие токи утечки и большие потери. При одинаковых рабочих напряжениях и номинальных емкостях: объем танталовых конденсаторов меньше объема конденсаторов с алюминиевыми анодами. Танталовые конденсаторы могут работать при более высоких температурах, их емкость, меньше изменяется при изменении температуры, токи утечки у них меньше. Оксиднополупроводниковые конденсаторы могут работать при более низших температурах, чем электролитические (см. табл. II 1.12). Проводимость широко применяемых электролитических конденсаторов резко: зависит от полярности приложенного напряжения, поэтому они ис- польауются лишь в цепях постойнного и пульсирующего токов. Допустимая величина переменной составляющей напряжения не должна превышать 20% коминального рабочего напряжения t/^g, а сумма амплитудного значения переменной! составляющей £Л^акси постоянного напряжения U^ не должна превышать U^- \. .Изготовляются также неполярные электролитические конденсаторы, в которых обе обкладки содержат оксидный слой. >
Основные данные пленочных конденсаторов Таблица III. 11 Тип мпгп мпгц мпгт мпо мпго пм по псо пов ФТ ФГТИ ФД ФТЧ ФЧ ФЧ-1 ФЧ-2 кпг Характеристика \ 1 Металлопленочный, полистирольный, герметизированный То же То же, точный Металлопленочный, с одно- ' слойной изоляцией То же, герметизированный Полистирольный, малогабаритный Пленочный, открытый . . . То же, стирофлексный Пленочный, открытый, высоковольтный Фторопластовый, теплостойкий То же, герметизированный Фторопластовый, дозиметрический Фторопластовый, термостойкий Фторопластовый, частотный То же » Ъ Полистирольный, герметизированный Корпус1) ПМ * цм пм — пм — — — . — цм ЦК — цм ■ цм цм цм пм Количество типо- 1 размеров 15 5 ' 5 13 8 17 4 4 2 16 5 4 _ 3 2 1 — Номинальные значения емкости или их пределы 0,2-—2 мкф 0,025—0,1 » 0,015—0,05 > 3000/10—0,02 » 3000 » —0,01 » 0,2—0,5 » 1;2 » 0,1 » 0,25;0,5 » 3000 пф —0,25 » 1000 »— 0,1 » 4;8;10 » . 1;1.5;2 » 0,5; 1 » 100 лф—0,01 » 51 »—0,03 » 510 » —9100 пф 390 пф 510 пф —0,47 мкф 510 » — 0,22 ъ} 1 0,05;0,1 мкф 0,003—0,1 » 0,002—0,05 » 470 пф —0,015 » 3300 пф;0,002;0,01 » 1000; 2200 пф 750;1800 » 0,01—0,025 мкф 390;500 пф 100 » 0,15—1 мкф 1000 /# — 0,1 » 0,018—0,47 » 560 л#—0.015» 560 » — 0,47 » 1000 » —0,056 » 0,2;0,5;1 > 0,1;0,25 » 0,1 > 0,25 » 0,01—0,175 » Допустимые отклонения емкости от номинала, % ) | 1;2;5;10 1 2;5;10 0,2;0,5 0,1;0,2;0,5 0,5 ] \ 5;10;20 1 5;10;20 5;10;20 5;10;20 5;10;20 20 5;10;20 5;10;20 1 10;20 9 5;10 5;10;20 5;10;20 5;10;20 10;20 5;10;20 5;10;20 5;10 5;10;20 5;10;20 0,3;0,5;1;2 Максимальное рабочее напряжение, в 250 500 1000 500 1000 250 250 500 250 400 600 160 250 400 60 300 500 104; 1,5-10* 200 600 2000 4000 8000 12000 15000 20000 25000 10000 250 400 160 200 500 600 1000 1500 500 60 | 125 125 250 й се ее S 3 3 1 3 3 3 1 1 .1 • 3 2,4 1;5 3 6 7 7 1
Продолжение табл. ///. 11 Тип кпм КПМВ4) кпн пкгт-и пкгт-п Характеристика Полистирольный » То же, с немагнитным корпусом» герметизированный Пленочный, комбинированный, герметизированный, термостойкий (пленочно- бумажный) То же Корпус1) ПМ;ППл ПМ;ППл ПМ;ППл ЦК ПМ Количество типоразмеров « — — 8 Номинальные значения емкости или их пределы 0,01—0,5 мкф 1000 пф — 0,134 » 0,025—0,02 » 150 пф — 0,2 » 0,01;0,025;0,05 » 0,001 ;0,01 » 0,01;0,025 » 0.01 » 0,01 » , 0,1 —2 » 0,025—2 » 0,05 —0,5 » 0,025—0.25 » 0,025;0,05;0,1 » Допустимые отклонения емкости от номинала, % 0,5; 1;2 0,5; 1;2 0,3;0,5;1;2 10;20 53);Ю;20 Максимальное рабочее напряжение, в 100 250 100 350 3000 5000 ЮООО 15000 20000 3000 5000 ЮООО 15000 20000 * «8 1 1 • 1 3 1 1) П —прямоугольный; Ц — цилиндрический; М — металлический; К — керамический; Пл — пластмассовый. .2) i _ дЛЯ работы в цепях постоянного тока; 2 — для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов; 3*— для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов; 4 —для работы в импульсном режиме;^.— для дозиметрической.аппаратуры; 6 — для частот до 2400 гц; 7 —для частот до 3600 гц. — 3) Только для емкостей более 0,25 мкф. 4) Изготовляются с заданными значениями емкости.
..-:•-•-■•.■■•■.- Таблица III. 12 Основные характеристики электролитических и оксиднополу проводниковых конденсаторов ■«' ■ 1 !■ '■'■ >!■!■ Тип КЭ-Н КЭ-М КЭ-ПМ кэ-ом эгц-м эгц-ом эк эм-н эм-м эм-ом ЭМИ эт этн . ЭТО-1, 1 ЭТО-2 { ЭТО-3 ЭТО-4 ЭФ оп 1 Номинальные значения емкости или .их пределы-, мкф 5—1000 5—2000 5—1000 5—1000 2—2000 2—2000 з 5—50 0,5—30 5—50 0,5-30 1 0,5—5 0,5 - 1,25;10 5—500 5—70 80—1000 30—400 10-200 2;3;5 10—50 400—1500 0,033—100 Допустимые отклонения емкости от номинальной, % От + 50 до — 20 * +50 » —20 » +50 » — 20 > + 50 » — 20 » +50 » — 20 » + 50 » — 20 > +100» —20 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 От+ 80 до — 20 » +200 » — 20 От + 50 до—20;± 20;±30 » +50 » — 20;±20;±30 От+ 50 до —20;±10;±20;±30 » +50 » — 20;±10;±20;±30 » +.50. » — 20;±10:±20;±30 » -+ 50 » — 20; ±10; ±20; ±30 » +50 » — 20;±10;±20;±30 От+ 50 до— 15 ±10;±20:±30 Пределы максимальных робочих напряжений, в 1 # 8-500 8-500 20—450 20—450 6—500 20—450 300 4—6 ! 10—150 4-6 10—100 20—100 3 3 6-150 30—100 6 25; 15 90—50 400;250;150 600—150 130—300 6—30 Диапазон рабочих темпе- ратуо. °С от —10 -40 —50 -60 —40 —60 —10 —10 —10 -40 —40 -60 —20 —20 —60 —60 —50 —60 —60 -60 —60 —10 —80 | До +60 +60 +60 +60 +60 +60 +70 j +70 +70 +70 +70 +70 +50 +50 +100 +100 +70 +70 +70 +70 +70 +40 +85-I Изменения емкости по отношению к емкости при 20°С. % ПРИ йин —50 —50 —50 -50 —50 —50 —50 —60 -50 —60 —50 —50 —50 —50 —50 -30 — — — -40 -45 —30 -35 . 1 ПРИ *макс +30 +30 +15 +15 +30 +15 +15 — — — — +30 +30 +30 +40 — — — +20 +30 +30 • +35 ""•' При мечта 'нчгяг"!'. При температуре- от 83*С и* выше конденсаторы типов ЭТ и ЭТН с максимальным рабочим напряжением 100 и 150 в могут работать под напряжением не выше 80 и 100 в соответственно. 2. Для конденсаторов типа ЭТО-1 при температуре от ±70 до ±100°С максимальное рабочее напряжение снижается в 1,5 раза, при температуре от ±100 до ±155 9С-в2 раза, от ±155 до ±200°С — в 3 раза.
П8 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ 119 Таблица III. 13 Размеры корпусов электролитических конденсаторов типов КЗ-1 и КЭ-2 Номинальная емкость, мкф 5 10 20 30 40; 40+40 50 80 100 120 150 150+30 150+150 200 500 1000 2000 Группа морозостойкости ом,пм м,н ом,пм м,н ом,пм м,н ом,пм м,н м,н н ом,пм м,н н ом,пм м,н н н н н ОМ.ПМ м,н ОМ.ПМ м,н ом.пм м,н м 8 — — — — — — — — — — 19x28 — — 19X28 — — — — — 26x60 *""" 34X65 — 34x114 50x114 12 — — 16x28 — — — 16x28 — ~ — 19X28 — — 21x35 — —' — — — 26x60 — 34X65 — 34x114 50x114 20 __ — 16x28 16x28 19X28 26x28 21x35 16x28 —. — 21x35 19x28 —- 26X60 21X35 — — — — 34X65 26X60 34X114 34x90 50x114 50x114 50x114 Номинальное рабочее напряжение, в 30 , —- 19X28 16x28 21x35 16X28 21X35 19x28 — —' 26x60 21x35 —- 34x65 26x60 — -г-' —. — 34x114 34x90 50x114 34x114 — — — 50 «__ — 21x35 19x28 21x35 19X28 26X60 21x35 .-— — 34x65 26X60 — 34x114 34x65 — — — . — — — — — .. — — — 150 v _ — 26X60 21X35 26X60 21X35 34x65 26x60- — — .— — — i — — — — — — — ~ — — — — — 200 — — — — — — — — 34X65 — . — — — .— — 34X90 — — — — — "" • — ■ — — 250 — — — — — — — — — ' ■ — — — — — — 1 — % — 34X106 — — — — — — — 300 26x60 21x35 26x60 26x60 34x65 26x60 34X90 26x60 — — — — — — — 34X114 — — — — ~ — — — — — 350 —. — — — — — — — — — 1 — — — — — — -г 34X106 — — — — — — — — 400 26X60 21x35 34x90 26x60 34X114 26x60 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 450 34x65 26X60 34x90 26x60 34x114 34X65 — • — 34X114 — | — — 34X114 — — — — — — — — — — — — — 500 — 26X60 — 34x65 — 34x90 — - — - ~ — • — — — ~" — — — """ — — — — — — — Примечание. Первое число показывает диаметр, второе — высоту корпуса в миллиметрах.
120 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ В настоящее время выпускаются электролитические конденсаторы следующих типов: КЭ — конденсаторы электролитические; КЭГ — конденсаторы электролитические герметизированные; ЭГЦ — электролитические герметизированные цилиндрические; ЭК — электролитические кольцевые; ЭМ — электролитические малогабаритные; ЭМИ — электролитические миниатюрные; Рис. III. 6. Внешний вид электролитических конденсаторов. I _ КЭ-2, 150 мкф 200 в; 2— КЭ-2, 20 мкф 400 в; 3 —»КЭ-2, 100 мкф 20 в; 4— КЭ-16, 30лк<*150в; 5—КЭ-la; * —КЭГ-2; 7 — КЭГ-1; 8 — ЭГЦ; 9 — ЭТО, 20 мкф 30 «; 10— ЭМ, 20 мкф 6 е. ЭП — электролитические пусковые (неполярные); ЭС — электролитические сварочные (неполярные); ЭТ — электролитические танталовые; ЭТН — электролитические танталовые неполярные; ЭТО — электролитические танталовые объемные; ЭФ — электролитические фотоосветительные. Оксиднополупроводниковые конденсаторы выпускаются типа ОП. Электролитические и оксиднополупроводниковые конденсаторы используются в качестве фильтровых в выпрямителях, блокирующих и развязывающих в цепях низкой частоты, а также в качестве переходных в низкочастотных усилителях на транзисторах. Конденсаторы типов ЭП и ЭС предназначены для работы в цепях переменного тока с частотой 50 гщ Конденсаторы типа ЭП выпускаются с номинальными напряжениями переменного тока 175 в эфф. (от 5 до 100 мкф), и 300 в эфф. (от 1,5 до 30 мкф). Они допускают до 30 включений продолжительностью 3 сек за 1 ч. Конденсаторы типа ЭС выпускаются с номинальным напряжением 12 в и емкостью 1000 мкф. Конденсаторы типа ЭМИ выпускаются в корпусах диаметром 3 мм и длиной 12 мм, типа ЭТО-1 — в корпусах диаметром 13,5 мм и длиной 10 мм, типа ЭТО-2 — в корпусах диаметром 24 мм и длиной 12 мм. -
Таблица III. 14 Размеры корпусов электролитических конденсаторов типа ЭМ Номинальная емкость, мкф 0,5 1 2 3 5 10 15 20 25 30 40 50 Группа морозостойкости ОМ м,н ом м н ом м,н ом м,н ом м,н м,н м,н м,н м,н м,н ■•' М,Н м,н 4 — "~~ ■*- __ —— — -— . 6X15 6x20 — . — 8,6x35 6 — """■" — __ 4,5x15 4,5X18 6X15 6x20 — " — 8,5X35' ■^ 10 — "^ ___ 4,5x15 4,5^18 6x15 , 6x20 — — • 8,5x35 — — Номинальное рабочее напряжение, 15 ~ — 4,5X15 — — 6x20 — — " 8,5x35 — — —'. 20 — 6x15 6x20 4,5x18 8,5x30 6X15 — 8,5x35 ■ — ' — — — —' 30 — 4,5x15 4,5x15 4,5x18 6x20 8,5x30 — — — — — — в 60 4,5x15 6x20 6x15 8,5X30 6X20 8,5x35 8,5x35 — — — — — " — 100 6X20 4,5x18 6X20 6X20 8,5x30 8,5X35 8,5x30 — — — — —• — — . 150 1_ — 6X20 __ ' «_„ — — — — — — — Примечание. Первое число показывает диаметр, второе — высоту корпуса в миллиметрах.
122 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ пШМШЪШ € Основные характеристики электролитических и оксиднополупровод- никовых конденсаторов приведены в табл. III. 12, а размеры электролитических конденсаторов некоторых типов — в табл. III. 13 и III. 14. Внешний вид некоторых типов электролитических конденсаторов показан на рис. III.6. В зависимости от интервала рабочих температур электролитические конденсаторы многих типов разделяются на следующие группы: Н -— неморозостойкие, М — морозостойкие, ПМ — повышенной морозостойкости, ОМ — особо морозостойкие (табл. III. 12). Проходные конденсаторы применяются для фильтрации токов высокой частоты в цепях питания и для различных блокировок, действие которых должно быть эффективно в весьма широком диапазоне частот. Типы проходных конденсаторов: КБП (бумажный проходной) и КТП — (керамический трубчатый проходной). Устройство проходного конденсатора показано на рис. II 1.7. Внутри конденсаторной секции расположен токонесущий стержень 2, к которому присоединены торцы одной обкладки конденсатора. Торцы второй обкладки присоединены к металлическому корпусу7, который крепится непосредственно на шасси радиоустройства. Проходные конденсаторы выполняются в трех вариантах: с резьбой (вариант Р), с фланцем (вариант Ф) и с креплением скобой (вариант С). Рис. ного ЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧ'ЧЧЧЧЧЧЧЧ III. 7. Устройство проход- конденсатора. § 3. ПОДСТРОЕННЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ Керамические подстроенные конденсаторы отличаются малыми размерами, высокими электрическими показателями и находят широкое приме- Рис. III. 8. Внешний вид шайбовых керамических подстроечных конденсаторов: а - КПК-1; б — КПК-2; в - КПК-3.
КОНДЕНСАТОРЫ ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ 123 нение в колебательных контурах для подгонки емкости в процессе наладки радиоаппаратуры. Внешний вид керамических подстроечных конденсаторов типа КПК показан на рис. II 1.8, а типа КПКТ — на рис II 1.2. Основные данные этих конденсаторов приведены в табл. III. 15. Таблица II 1.15 Основные данные керамических подстроечных конденсаторов Тип КПК-1 КПК-2, кпк-з кпк-м кпк-т Пределы изменения емкости, пф 2—70; 4—15; 6—25; 8—30 6—60; 25—150; 75—200; 125—250; 200—325; 275—375; 350—450 4—15; 5—20; 6—25; 8—30 1—101); 2—15; 2—20; 2—25 Максимальное рабочее напряжение, в 500 500 350 250 TKE, %/°С —(0,02^-0,075) —(0,02-^0,075) —(0,02-f0,08) ±0,04 Тангенс угла электрических потерь 0,002 0,002 0,0025 0,0025 х) ТКЕ не нормируется. Пружинный подстроенный конденсатор, представленный на рис. II 1.9, состоит из двух металлических обкладок, укрепленных одна на другой на изоляционном основании и разделенных между собой пластинкой диэлектрика. Верхняя пластина изготавливается из пружинного материала. При помощи винта она может приближаться и удаляться от нижней пластины, меняя этим емкость. Такие конденсаторы не стабильны, но просты и могут быть изготовлены самостоятельно. Подстроенные конденсаторы с воздушным диэлектриком отличаются довольно высокими электрическими показателями, но сложны по конструкции. Многопластинчатые подстроечные конденсаторы представляют собой миниатюрные прямоем костные конденсаторы переменной емкости. Рис. III. 9. Устройство пружинного подстроечно- го конденсатора: / — подвижная обкладка; 2 — слюда; 3 — неподвижная обкладка. § 4. КОНДЕНСАТОРЫ ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ Конденсаторы переменной емкости.изготавливаются с воздушным и твердым диэлектриком. В колебательных контурах применяются конденсаторы с воздушным диэлектриком, отличающиеся большей точностью установки емкости, меньшими потерями и более высокой стабильностью. Конденсаторы с твердым диэлектриком применяются в портативных приемниках, а также в качестве регулировочных. Важной характеристикой конденсатора переменной емкости является закон изменения емкости в зависимости от угла поворота подвижных пластин, который определяет закон изменения частоты при настройке контура.
124 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Прямочастотный конденсатор дает равномерное изменение частоты по диапазону и обеспечивает одинаковую плотность настройки. Поэтому он применяется в аппаратуре, в которой необходимо иметь равномерную по частоте шкалу настройки, например, в приемниках и измерительных приборах. Логарифмический конденсатор обеспечивает одинаковую точность отсчета частоты по всей шкале. Иногда применяется в передатчиках и измерительных приборах. Прямоемкостные конденсаторы характеризуются пропорциональным изменением емкости в зависимости от угла поворота и применяются в основном в качестве регулировочных, а также в качестве конденсаторов настройки при малом коэффициенте перекрытия диапазона. Прямоволновой конденсатор (квадратичный) характеризуется пропорциональной зависимостью между углом поворота ротора и резонансной длиной волны. Имеет ограниченное применение. Формы подвижных пластин конденсаторов переменной емкости показаны на рис. ШЛО. Пунктиром показано очертание пластин, которые применяются на практике. При такой форме пластин изменение частоты по диапазону будет несколько неравномерным, однако размеры конденсатора получаются меньшими. Максимальная емкость переменного конденсатора определяется диапазоном частот, минимальная — конструкцией конденсатора. Употребляемые в практике значения максимальных емкостей и соответствующие им значения минимальных емкостей приведены в табл. II 1.16. """*> Таблица til.16 Емкости конденсаторов переменной емкости, пф Диапазон ^макс г °мин . ДВ 1450-750 12—25 ев 250—450 10-15, кв 150—250 8—12 УКВ 40—50 5—7 25-35 3.5-6,5 . 15—20 2,6—5,5 <15 >2.6 В вещательных приемниках, охватывающих диапазоны ДВ, СВ и KB, обычно применяются конденсаторы переменной емкости с максимальной емкостью 450—500 пф. § 5. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЙ Номинальные величины сопротивлений, выпускаемых в массовом порядке, соответствуют стандартной шкале сопротивлений (табл. III. 17). Рис. III. 10. Формы подвижных пластин конденсаторов переменной емкости: а — прямоемкостного; б—прямоволнового; в — прямочастотного (пунктиром показано . очертание типовой пластины); г — лога- * рифмического.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЙ 125 Таблица IIIJ7 Шкала номинальных значений сопротивлений Класс точности I » » II » » III Класс точности I » » 11 » » III 10 10 10 33 33 33 11 —! — 36 — — 12 12 — 39 39 — 13 — — 43 — — 15 15 15 47 47 47 16 — — 51 — — 18 18 — 56 56 — 20 — — 62 — — 22 22 22 68 68 68 24 — — 75 — — 27 27 — 82 82 — 30 — — 91 — — хю" Х10" Х10" хюп хю" 'XI 0е Примечания: 1. Указаны две первые цифры номинальных значений. 2. Максимальное значение п зависит от типа сопротивления. Классы точности сопротивлений определяют допустимые отклонения величины сопротивления от номинальной. Сопротивления изготовляются по следующим классам точности: Общего назначения Прецизионные ТипЪ У ЛИ. Класс точности ..... I II III 005 01 123 Отклонение величины, % ±5 ±10 ±20 ±0,5 ±1 ±1 ±2 ±3 Номинальная мощность сопротивления Яном— мощность, рассеиваемая на сопротивлении при максимально допустимой рабочей температуре токопроводящего элемента и изоляции. Электрическая прочность сопротивления характеризуется максимальным напряжением, при котором сопротивление может работать достаточно долго (несколько тысяч часов) без электрического пробоя. Напряжение на сопротивлении не должно превышать напряжение, определяющее электрическую прочность. Оно не должно превышать также напряжение UH0M, определяющее номинальную мощность сопротивления ^ном '= V ^ном^' где Рном— номинальная (предельно допустимая) мощность, вт\ R — величина сопротивления, ом. Собственные индуктивность и емкость определяются конструкцией и габаритами сопротивлений и уменьшают частотный предел их применения. Стабильность сопротивлений характеризуется изменениями их параметров: под: влиянием окружающей среды, .электрической нагрузки» а также
126 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ с течением времени при эксплуатации или хранении. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) определяет относительное изменение величины сопротивления при изменении температуры на 1° С. Уровень собственных шумов непроволочных сопротивлений характеризуется отношением действующего значения напряжения шумов на сопротивлении Ut к постоянному напряжению U0, приложенному к сопротивлению, и измеряется в микровольтах на 1 в приложенного напряжения F = 1 ш и0' Шумы непроволочных сопротивлений, к которым не приложено постоянное напряжение, а также проволочных сопротивлений при 20° С, определяются по формуле иш= 0,125 УЖР мкв, где Д/7 — полоса пропускания устройства, кгщ R — величина сопротивления, ком. Маркировка сопротивлений. На каждом непроволочном сопротивлении указывается его номинальная величина. На малогабаритных сопротивлениях обозначение ком часто заменяется буквой /с, а обозначение Мом — буквой М. Допустимое отклонение от номинальной величины может быть обозначено в процентах или римской цифрой, указывающей класс точности. Если измеренная э. д. с. шумов постоянного непроволочного сопротивления меньше 1 мкв/в, то в его маркировку входит буква Aj если же э. д. с. шумов сопротивления выше 1 мкв/в, т. е. сопротивление выпущено по группе Б, то обозначение группы на нем не ставится. Номинальные мощности указываются только на непроволочных сопротивлениях больших габаритов. Для других сопротивлений эти мощности можно определить по размеру их корпуса. § 6. НЕПРОВОЛОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ Постоянные непроволочные сопротивления отличаются небольшими размерами, малой собственной емкостью и индуктивностью, дешевы, но уступают проволочным по стабильности и удельной мощности рассеивания. Удельная мощность рассеивания — часть номинальной мощности, приходящаяся на единицу объема сопротивления. Внешний вид постоянных непроволочных сопротивлений показан на рис. II1/11. Углеродистые сопротивления. Поверхностные углеродистые сопротивления содержат токопроводящий элемент в виде тонкого слоя углерода, нанесенного на поверхность керамического основания. Эти сопротивления изготовляются следующих типов: БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные; ВС — углеродистые влагостойкие; У В — углеродистые водоохлаждаемые; УЛИ — углеродистые лакированные измерительные; УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные; УЛС — углеродистые лакированные специальные; УНУ — углеродистые незащищенные ультравысокочастотные.
НЕПРОВОЛОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 127 Сопротивления типа ВС предназначены для аппаратуры массового производства (вещательные приемники, телевизоры и др.)» сопротивления типа УЛМ — для малогабаритной аппаратуры, типов БЛП, УЛИ — для измерительной аппаратуры, типа УВ — для мощных устройств, типа УНУ — для УКВ аппаратуры. Объемные углеродистые сопротивления содержат токопроводящий элемент в виде стержня, изготовленного из углерода, наполнителя и связующего вещества. Эти сопротивления менее стабиль- Рис. III. 11. Внешний вид постоянных непроволочных сопротивлений: / — МТ-0,5; 2 —КИМ; 5 —МЛТ (0,5; 1; 2 вт); 4 — УЛМ; 5 — ВС (0,5; 1; 2 и.5.в/п); 6—УЛИ-1; 7 —БЛП (высокоомные I вт и 0,1 вт); 8 — БЛП (низкоомные 1 вт м 0,1 вт); Р — МГП; /0 — КВМ. ны, чем поверхностные, и отличаются более высоким уровнем шумов, однако могут выдерживать кратковременные перегрузки и длительное воздействие повышенной влажности. В настоящее время выпускаются углеродистые объемные сопротивления типа ТВО. Металлизированные сопротивления содержат токопроводящий элемент в виде тонкого слоя сплава металлов с высоким удельным сопротивлением, нанесенного на поверхность керамического стержня. Эти сопротивления изготовляются следующих типов: МПТ — металлизированные герметизированные прецизионные; МЛТ — металлизированные лакированные теплостойкие; МТ — металлизированные теплостойкие; МУН — металлизированные ультравысокочастотные незащищенные. Металлизированные сопротивления применяются, главным образом, в малогабаритной аппаратуре. Композиционные сопротивления. Токопроводящим элементом лакопле- ночных композиционных сопротивлений является пленка из смеси (композиции) углерода с диэлектриками, нанесенная на поверхность керамического основания. Эти сопротивления широко применяются в измерительной аппаратуре. Лакопленочные композиционные сопротивления выпускаются следующих типов:
128 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Угол поборота 6 процентах от полного Рис. III. 12. Графики зависимостей величин переменных сопротивлений от угла поворота подвижного контакта: / — линейной; 2 — логарифмической; 3 — показательной. КВМ— композиционные вакуумные мегомные; КИМ— композиционные изолированные малогабаритные; КЛВ — композиционные лакированные высоковольтные; КЛМ — композиционные лакированные мегомные; КММ — композиционные мегомные малогабаритные; КОМ— композиционные опрессованные мегомные; КЭВ — композиционные эмалированные высоковольтные. Выпускаются также композиционные объемные сопротивления типа КОИ. Металлоокисные сопротивления содержат токопро- водящий элемент в виде тонкого слоя окиси металла, нанесенного на поверхность керамического стержня. Эти сопротивления изготовляются следующих типов: МОН — металлоокисные низкоомные; МОУ — металлоокисные ультравысокочастотные. Основные характеристики непроволочных постоянных сопротивлений приведены в табл. III. 18. Переменные сопротивления могут быть тонкослойными и объемными Рис. III. 13. Внешний вид непроволочных переменных сопротивлений: /_ВК; 2 — СП-Ш: J — СП-1; 4 _ СПО (2 вт и 0,5 вт). ф1 &• По характеру изменения своей величины в зависимости от угла поворота подвижного контакта переменные сопротивления разделяются на сопротивления с линейной (группа А)/логарифмической (группа Б) и ~ обратной
НЕПРОВОЛОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 129 Таблица 111.18 Основные данные непроволочных постоянных сопротивлений Тип БЛП-Q.l БЛП-0.25 БЛП-0,5 БЛП-1 ВС-0,25 ВС-0,5 ВС-1 ВС-2 ВС-5 ВС-10 квм КИМ-0,05 КИМ-0,125 клв-ю КЛВ-35 КЛМ-1 КЛМ-2 кмм КОИ-0,25 КОИ-0,5 ком КЭВ-0,5 КЭВ-1 КЭВ-2 КЭВ-5 МЛТ-0,25 МДТ-0,5 МЛТ-1 МЛТ-2 МГП нальная мощность, вт од 0,25 0,5 1,0 0,25 0,5 | 1.0 2,0 5,0 10,0 — 0,05 0,125 I 0,5 | 5,0 — .— — 0,25 0,5 — 0,5 1,0 2,0 5,0 0,25 0,5 1,0 2,0 0,5 Пределы номинальных | значений величины сопротивления | 1 ОМ 1 » 20 » 1 » ■ 20 » 1 » 20 » 27 » 27 » 47 » 47 » 47 » 75 » 15 Мом 100 Гом- 10 ом 1 Мом 1 ком- 1 Мом 47 » 100 » 10 » 100 Гом 0,51 Мом • I 27 ом • \ 10 » 4,7 Мом- 510 ком- 1 510 » - 510 » - Г 510 > - 100 ом • 100 » 100 » 100 » 100 ком- — 100 КОМ — 20 ом — 1 Мом — 20 ом — 1 Мом — 20 ом —100 ком — 5,1 Мом — 10 » — 10 » -10 > — 10 » -10 » -100 Гом -1000 » — 910 ком — 5,6 Мом — 910 ком -1000 Мол — 1000 » -1000 » -100 Гом -1000 > -100 Мом -10 » -10 » -47 > — 5,1 Гом -5,1 » -12 » -18 » - 3 Моле -5,1 » 1 -10 » —10 » -5,1 » Допускаемые отклонения от номинального значения. % 1 } Г 0,5; 1 \ 15; 10; 20 5 10; 20 5; 10 10; 20 5; .10 10; 20 15 15 5; 10; 20 10; 20 5; 10; 20 5; 10; 20 20 5; 10; 20 5; 10; 20 5; 10; 20 5; 10; 20 ] 1 5; 10; 20 ' 1;2 Макси- | мальное напряжение, в — 225 — 315 — — 350 500 700 1000 1500 3000 300 300 200 200 10-10» 35-10» 300 250 350 120 5-10» 60-10» 250 350 - 500 750 400 Размеры, мм Диаметр 5,5 7,0 5,5 9,0 7,0 11,0 9,0 5,4 5,4 7,2 9,5 1 17,0 27,0 5,0 5,0 1.8 1,8 2.5 2,5 9,5 11,5 7,0 6,0 1,6 2.5 3,6 3,2 5,5 9,0 9,0 11,0 3.0 4,2 6,6 8,6 14.0 Длина (без выводов) 14,5 14,0 24,5 15,5 28,0 24,0 46,0 18,5 28,6 32,5 53,0 75,0 120,0 51,0 51,0 3.8 3.8 8,0 8,0 47,0 147.0 28.0 25.0 6.2 7,0 10,0 10.0 25.0 46,0 90,0 145,0 7,0 10,8 13.0 18.5 30.0 5 120
130 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ логарифмической (группа В) зависимостью (рис. III. 12). Наиболее широко применяются переменные непроволочные сопротивления следующих типов: СП — сопротивления переменные; СПО — сопротивления переменные объемные; ВК — волюм-контроль (регулятор тембра); ТК — тон-контроль (регулятор громкости). Основные данные непроволочных переменных сопротивлений приведены в табл. III.19, а внешний вид некоторых из них показан на рис. III.13. Сопротивления типов СПО и СПП следует применять только в качестве под- строечных, так как они не допускают большого числа вращений. Продолжение табл. III. 18 Тип МОН-0,5 МОН-1 МОН-2 МТ-0,125 МТ-0,25 МТ-0,5 МТ-1 МТ-2 УЛИ-0,1 УЛИ-0,25 УЛИ-0,5 УЛИ-1 УЛМ УЛС нальная мощность, вт 0,5 1.0 2,0 0,125 0,25 0,5 1,0 2,0 0,1 0,25 0,5 1.0 0,12 0,5 Пределы номинальных значений величины, сопротивления 1 ол —5,6 ом 6,2 » — 36 » 39 * —100 » 100 » —1,1 Мом \ 100 » —2 » 100 » — 5,1 » 100 » — 10 » 100 ъ — 10 » 1 ъ —500 ком 1 » —9,85 ом 10 » — 1 Мом 0,75 » — 9,85 ом 10 » — 1 Мом 1 » —9,85 ом 10 ъ — 1 Мом 27 » — 1 » 1 Мом— 15 » Допускаемые отклонения от номинального значения, % 1 } 5; 10 1 ч | 5; 10; 20 \ \ 15 2; 3 ' 5; 10; 20 5; 10; 20 Максимальное напряжение, в 7 10 15 200 200 350 500 700 200 350 350 500 500 700 700 100 500 Размеры, мм Диаметр 4,2 6,6 8,6 2,0 2,7 4,0 6,5 8,6 5,4 7,2 5,4 9,5 7,2 11,5 9,5 2,5 5,5 Длина (без ВЫВОДОВ) 10,8 13,0 18,5 7.0 8,0 11,0. 17,6 27,0 16,0 16,0 27,0 18,0 30,0 27,0 48,0 6,5 27,0 Примечания: 1. Промежуточные значения величин сопротивлений (кроме УЛИ) указаны в табл. III. 17. 2. Сопротивления типа УЛИ выпускаются по особой шкале номинальных значений. 3. Сопротивления типа БЛП от 1 ом до 100 ком выпускаются с любым номинальным значением, но не более четырех значащих цифр. 4. Для сопротивлений типов КВМ, КЛМ, КОМ и КММ номинальная мощность не указывается. Предел их применения определяется максимальным напряжением. 5. Для сопротивлений типа БЛП до 200 ком максимальное напряжение определяется номинальной мощностью.
проволочные сопротивления 131 Таблица III. 19 Основные данные непроволочных переменных сопротивлений Тип сопротивления СНК*) СНВК1),6) СП*) СП») СПД-0.05 СПД-0,06 СПО-0,15 СПО-0,5 СПО-1 СПО-2 СПП вк тк«) Номи- , нальная мощность, вт Г 0,5 \ 0,2 f 0,5 1 0,4 0,5; 1;2 0,25;0,5;1 0,05 0,06 0,15 0,5 1,0 2,0 0,2 0.5 1 0,2;0,4 0,2;0,4 0,5 Группа А В А Б А Б, В В А А А 1 А А А; В А Б В А Номинальные значения величины сопротивлений или их пределы 100 КОМ 1 Мом 100 ком 22 » 500 ом — 5,0 Мом3) 5 ком — 2,5 » 3) 5,1 » —. 10 ком*) 100 » ; 470 » 100 » ; 470 » 100 » — 1 Мом ЮО » — 4,7 » 47 » — 4,7 » 47 » —4,7 » 500 1 -2,5 » 2,5 ком — 7,5 » 15 » —2 » 36 » —2 » 2,5 » — 7,5 » Допускаемые отклонения от номинала, % 25 25 25 25 20;30 20;30 20 20 20 20 20 20 20 20;30 25 25 25 25 Максимальное рабочее напряжение, в 350 200 350 350 400 400 15 70 100 100 250 350 600 300 350 200;350 200;350 350 Размеры корпуса, мм 33,5 33,5 29 17,5 9,6 16,6 21 28 35 32 32 6 и 3 „ 32 32 1 5 12 14 16 16 15 22 ^Сдвоенное сопротивление с концентрическими осями. *) Выпускается также в сдвоенном варианте. 8) Промежуточные значения согласно ряду: 0,5;1,0;2,5;5;10;25;50;100; 250;500 ком; 1,0;2,5;5 Мом. 4) Промежуточные значения согласно ряду: 5,1;5,6;6,8;10 ком. 5) С выключателем на общей оси. § 7. ПРОВОЛОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ Проволочные сопротивления применяются в современной аппаратуре в тех случаях, когда требуется высокая стабильность и точность величины сопротивления, малый уровень шумов и значительная мощность рассеивания. Недостаток проволочных сопротивлений — ограниченный частотный диапазон вследствие большой собственной емкости и индуктивности. Проволочные постоянные сопротивления выполняются намоткой проволоки из сплавов высокого сопротивления (константана, манганина или нихрома) на цилиндрические (рис. III. 14) или плоские каркасы из диэлектрика. Выпускаются следующие типы проволочных сопротивлений: МВС — микропроволочные высоковольтные в стеклянной изоляции; 5*
132 конденсаторы и сопротивления МВСГ — микропроволочные высоковольтные в .стеклянной изоляции, герметизированные; ПКВ — проволочные влагостойкие малогабаритные; ПТ — проволочные точные; ПЭ — проволочные эмалированные; ПЭВ — проволочные эмалированные влагостойкие; ПЭВ-Х — то же, с передвижным хомутиком для регулировки; ПП — проволочные переменные. Основные данные проволочных сопротивлений приведены в табл. II 1.20 и 111.21. Высокочастотные проволочные сопротивления. Для расширения диапазона рабочих частот проволочных сопротивлений принимают специальные Рис. III. 14. Внешний вид некоторых проволочных сопротивлений: 7 — ПЭВ-Х; 2—ПЭВ (20впил 10 ет); З—ПП-1. Рис. III. 15. Типы намотки сопротивлений. высокочастотных меры по уменьшению собственных емкостей и индуктивностей. Примеры практического осуществления намоток с малой емкостью и индуктивностью приведены на рис. II 1.15. Петлевая (а), параллельная (б) и восьмерочная (в) намотки пригодны для изготовления низкоомных сопротивлений, поел едовательно-бифиляр ная намотка (г) — для более высокоомных сопротивлений. k Для изготовления высокочастотных сопротивлений применяется проволока из константана, манганина, никелина, нихрома. Диаметр провода выбирается возможно меньший, так как при этом уменьшается емкость и индуктивность сопротивления. В табл. II 1.22 указаны значения макси-
ПРОВОЛОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ... 3?3 мальных диаметров проводов, при которых сопротивление току высокой частоты Rf не более чем на 1% выше сопротивления этого провода постоянному току Ro. Таблица II 1.20 Основные данные проволочных постоянных сопротивлений Тип сопротивления МВС-0,25 МВС-0,5 МВС-1.0 МВСГ-0,25 МВСГ-0,5 МВСГ-1.0 ПТ-0,5 ПТ-1 ПТ-1А ПТ-2 ПЭ-7,5 ПЭ-15 ПЭ-20 ПЭ-25 ПЭ-50 ПЭ-75 ПЭ-150 ПЭВ-2.5 ПЭВ-7 ПЭВ-10 ПЭВ-15 ПЭВ-20 ПЭВ-25 ГВВ-30 ГОВ-40 ПЭВ-50 ПЭВ-75 ПЭВ-100 ПЭВ-10Х ПЭВ-15Х ПЭВ-20Х ПЭВ-25Х ПЭВ-ЗОХ ПЭВ-50Х ПЭВ-ЮОХ нальная мощность. вт 0,25 0,5 1,0 0,25 0,5 1,0 0,5 1,0 1,0 2,0 7,5 15 20 25 50 75 150 2,5 7 10 15 20 25 30 40 1 50 75 100 10 15 20 25 30 50 1100 Пределы номинальных значений величины сопротивления 10 ком —2 Мом. ю » — ю » 50 » 10 » 10 1 -2 » 10 » — 10 1 50 » —10 » 51 ом — 150 ком 51 » —620 » 680 ком — 1 Мом 20 » — 160 ком 5 ом — 5 » 5' » —5 ъ -■ 2.5 > —5 » 5 » -5,6 » 1 » — 15 ъ ■ \ 1 » — 30 » 0.9 » — 50 » 45 » —430 ом 5 » — 33 ком 5 » — 10 » . 5 * -15 » Ю » — 20 > 10 » — 24 » I 10 » — 30 » 20 » — 51 » 20 » —51" » 51 » -51 » 51 > — 56 » 5 » — 200 ом 20 » —220 » 20 * — 430 » 1 20 > — 510 » 20 » — 1000 » 24 » — 1500 » 1 51 » —2700» 1 Допускаемые отклонения от номинала, % 0.03; }0,05;0,1; 0.2 ч | 1,0 ) \ | 5;10 [ 5;Ю j } 5;10 / мальное рабочее напряжение, в 500 1100 1600 500 1100 1600 400 400 400, 400 • —. — — • — — • — — : ' —~ : . __ ' — Размеры без выводов, им Диаметр 5 7 9 12 14 14 16 18 20 28 13 17 21 1 26 26 26 33 13.5 14 14 17 17 21 21 21 29 29 29 14 17 17 21 21 29 29 Длина 24 28 46 29 31 51 18 26 28 32 40 50 50 50 90 160 215 26 35 41 45 51 51 71 87 91 140 170 41 45 51 51 71 91 170 Примечание. Максимальное рабочее напряжение для сопротивлений типов ПЭ и ПЭВ определяется номинальной мощностью.
134 КОНДЕНСАТОРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ Таблица III. 21 Основные данные проволочных переменных сопротивлений Тип сопротивления ППЫ ПП1-3 ПП1-9 ПП1-41) ПП1-72) ПП2 ППЗ-1 ППЗ-4 ППЗ-18 ППЗ-51) ППЗ-81) ППЗ-191) ППЗ-11 ППЗ-12 ППЗ-20 ППЗ-132) ППЗ-2Р) ППЗ-141) ППЗ-161) ППЗ-221) Номи* наль- вая мощность, вт 1 1 1 2 3 3 3 3 3 Пределы номинальных значений величины сопротивления 4,7 ом — 24 ом 4,7 » — 24 » 4,7 » —24 ъ 20 ъ —20 ком 2,7 ъ —24 ом 2,7 » -24 ъ 27 » —20 ком 27 * — 20 ъ 27 » — 20 » скаемые отклонения j от минала, % \ 10 10 10 10 10 10 5; 10 5; 10 5;10 Максимальное рабочее напряжение, в 400 400 400 400 400 400 400 400 400 Размеры корпуса, мч Диаметр 23. 23 23 17 40 40 23 23 23 Высота 18 36 34 18 18 46 14 25 33 х) Сдвоенное сопротивление. а) С выключателем на общей оси. Таблица III. 22 Диаметры проводов, мм, при -JL =1,01 Материал * Манганин .... Константа н . . . Никелин .... Нихром .... 100 1,78 1,89 1,94 2,60 Диаметр проводов для частот, кгц 200 1,26 1,39 1,37 1,75 400 0,89 0,95 0,97 1,30 600 0,73 0,77 0,79 1,00 1000 0,56 0,60 0,62 0,82 1400 0,48 0,51 0,52 0,70 2000 0,39 0,42 0,43 0,58 3000 0,33 0,35 0,35 0,47
ПРОВОЛОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 135 Если по сопротивлению протекает значительный ток (более 2—5 ма), то диаметр провода следует определять по формулам: для тока высокой частоты (с учетом поверхностного эффекта) л 14/ для постоянного тока или тока звуковой частоты rf=0,7l/T где d — диаметр провода, мм, I — ток, а, % — длина волны, м. При определении длины провода удобно пользоваться данными табл. П.8.
ГЛАВА КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ IV § 1. КАТУШКИ КОНТУРОВ И КАТУШКИ СВЯЗИ Катушки индуктивности характеризуются следующими основными параметрами: индуктивностью, добротностью, собственной емкостью и стабильностью параметров. Собственная емкость изменяет параметры катушки, понижает добротность и стабильность настройки контуров. В диапазонных контурах эта емкость уменьшает коэффициент перекрытия диапазона. Однослойные катушки применяются на частотах выше 1500 кгц. Намотка может быть сплошная и с принудительным шагом. Однослойные катушки с принудительным шагом отличаются высокой добротностью (Q = *= 150-т- 400) и стабильностью; применяются в основном в контурах KB и УКВ. Высокостабильныё катушки, применяемые в контурах гетеродинов на KB и УКВ, наматываются на каркасах из материалов с малым температурным коэффициентом расширения при незначительном натяжении проводом, нагретым до 80—120° С. Для катушек с индуктивностью выше 15—20 мкгн применяется сплошная однослойная намотка. Переход на сплошную намотку целесообразен при следующих значениях диаметра каркаса и индуктивности: Диаметр каркаса, мм 6 10 15 20 25 Предельная индуктивность, мкгн ....... 1,8 4-10 20 30 Катушки со сплошной намоткой также отличаются высокой добротностью и широко используются в контурах на коротких, промежуточных и средних волнах, если требуется индуктивность не выше 200—500 мкгн. Целесообразность перехода на многослойную намотку также определяется диаметром катушки и индуктивностью: Диаметр каркаса, мм 10 15 20 25 30 Предельная индуктивность, мкгн ..... 30 50 100 200 500 Индуктивность однослойной катушки может быть рассчитана по следующей формуле: . 0,01Ш* I ■• ТТ + °'« где L — индуктивность, мкгн; D — диаметр катушки, см; I«- длина намотки, см; w ~ число витков.
КАТУШКИ КОНТУРОВ И КАТУШКИ СВЯЗИ 137 Для ускорения расчетов можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. IV. 1. * Формуле L.&0WWZ г—20 *-*■3000 Рис. IV. 1. Номограмма для расчета индуктивности однослойных катушек. При намотке с принудительным шагом индуктивность L'*=L — KDw • 1<Г3 мкгн, где L — индуктивность катушки, найденная по номограмме на рис. IV. 1, т. е. без поправки на шаг намотки; К — поправочный коэффициент, определяемый по графику на рис. IV.2; D — диаметр, см; w — число витков катушки.
138 катушки индуктивности Величина собственной емкости определяется типом намотки и размерами катушки. Наименьшая собственная емкость (несколько пф) у однослойных катушек, намотанных ^принудительным шагом, может быть определена по номограмме, приведенной на рис. IV.3. Многослойные катушки могут быть разделены на простые и сложные. Примерами простых катушек являются катушки с рядовой многослойной намоткой и намоткой «кучей» (или внавал). Несекционированные многослойные катушки с простыми намотками отличаются пониженной добротностью и стабильностью, большой собственной емкостью, для их изготовления требуются каркасы со щечками. Широко применяются сложные универсальные намотки. В радиолюбительской практике встречается также сотовая намотка. Индуктивность многослойной катушки может быть рассчитана по формуле L 0,08D%2 к 4 2 п / ^~ I § Рис. IV. 2. График для определения поправочного коэффициента для расчета индуктивности однослойных катушек с принудительным шагом намотки: d — диа- 3D + 9/+10* t — шаг намотки; метр провода. где L— индуктивность катушки, мкгн; D — средний диаметр намотки, см; I —длина намотки, см; t — толщина катушки, см; w — число витков. Если задана индуктивность и нужно рассчитать число витков, то следует задаться величинами D, / и ^подсчитать необходимое число витков. После этого следует проверить толщину катушки по формуле ad*w где t — толщина катушки, мм; I — длина намотки, мм; w — число витков; do -^-диаметр провода с изоляцией, мм; а — коэффициент неплотности намотки. Значения коэффициента неплотности а для многослойной намотки могут быть взяты из табл. IV. 1, для намотки «кучей» а надо увеличить на 10—15%. Если фактическая толщина катушки отличается от принятой в начале расчета более чем на 10%, то следует задаться другими размерами катушки и повторить расчет. Для ускорения расчетов многослойных катушек можно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. IV.4. Секционированные катушки индуктивности (рис. IV.5) характеризуются достаточно высокой добротностью, пониженной собственной емкостью, меньшим наружным диаметром и допускают в небольших Таблица IV. 1 Значения коэффициента неплотности а Диаметр провода без изоляции, мм 0,08—0,11 0,15—0,25 0,35—0,41 0,51—0,93 Более 1,0 1.3 1,25 1,2 1,1 1,05
КАТУШКИ КОНТУРОВ И КАТУШКИ СВЯЗИ 139 10 9 8 7 ■ а •Ч 2 И 1 15- вов4 Д7«—I G6—I 0,5—1 75, I го-J 02*-J Формулы Пример Доно*. D*60mm » HaxoduMi С0т5,4пф Схемо пользования г—I* Hi» h-Ч* 43 I. ••/,4 §• •/.5 | :»* -2о{§ Г"*5»0 i Г~Ч0 -5,0 -5,0 -7,0 :s.o И-с Рис. IV. 3. Номограмма для расчета собственной емкости однослойных катушек с принудительным шагом.
140 КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ '■ пределах регулировку индуктивности путем смещения секций. Они применяются как в качестве контурных в контурах длинных и средних волн, так и в качестве дросселей высокой частоты. г \ Л 0я 2 , ч 6 в 141 1 11 11 li tos т £z Hju- » | ' | i2 и 1 Л«лР * / i 6 i А. 8 2 й 22 •400001 F-30000 * Ь-20000 8 020/^0 D-средний диаметрам . * t-толишна катушки, мм] О 1020 3040 60 ■ lj, 1.1,1,1 5040302010^ [-ширина катушки, мм Вспомогательная чсь Т &Г° \-+Ю000 \-~вооо U6000 £-4000 Н3000 ч 2000ч Ь*1000 Jhdoo 1~60Q f-400 1—300 50—. 60-1 70Л 80-{ 90Л /004 -1 Ез г4 %200-\ \~7~ *Г~ -10 Y-2Q0 Г ]—У0(Г (—80 *—50 Г 2 т—гТП 6 7 8 9 Пример Дано: D*2$CMi W-500 A* f 12.5мм • Находим 1 L*4000MKdH &'Д300-\ Р/з '400.-I 500^1 000«4 700.4 800Н С,4 '000*^ Р/5 hf^5004 Г/6. 1-/4 « h/2| r*7s . '& hie В I—a7 T-0,ff £xewa пользования Дано J она Рис. IV. 4. Номограмма для расчета индуктивности многослойных катушек. Каждая секция представляет собой обычную многослойную катушку с небольшим числом витков. Число секций п может быть от двух до восьми, иногда даже больше. Расчет секционированных катушек сводится к расчету индуктивности одной секции. Индуктивность секционированной катушки, состоящей из п секций, L = Lc[* + 2*(/i-l)l.
КАТУШКИ КОНТУРОВ И КАТУШКИ СВЯЗИ 14! где Lc — индуктивность секции; k — коэффициент связи между смежными секциями. I И- к fin ца Ц7 чР ЧР 0,4 0,2 V \ , \ \ \ \ \ \ Рис. IV. 5. Секционированная катушка индуктивности. Q! 0,2 Q3 0,4 СЦ5 0,6 0,7 Qfl 0,9 Ь Рис. IV. 6. График зависимости коэффициента связи от размеров секций и расстояния между ними для секционированных катушек. Рис. IV. 7. Корзиночная катушка. Рис. IV. 8. Тороидальная катушка. Коэффициент, связи зависит от размеров секций и расстояния между ними. Эта зависимость изображена графически на рис. IV.6. Отношение у:— выбирается так, чтобы величина коэффициента связи была в пределах 0,25 -г 0,4. Это получается при расстояниях D = 26. Каждая секция рассчитывается обычным способом.
142 КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ Таблица IV.2 Поправочный коэффициент к для корзиночных катушек Lr=fc! 10- мкгн, Корзиночная катушка изображена на рис. IV.7. Она представляет собой плоско-спиральную намотку на основании в виде круга с нечетным числом радиальных* прорезей. Через каждую прорезь провод переходит с одной стороны круглого основания на другую. Индуктивность такой катушки определяется по формуле ЛРг + Dtfw* Da — £>i где до — число витков; D2 — внешний диаметр намотки, см; D\ — внутренний диаметр намотки, см; k — поправочный коэффициент для корзиночных катушек, определяемый по табл. IV.2. Наилучшим соотношением для корзиночных катушек является D2 = 2Di. Тороидальные катушки чаще всего выполняются в виде сплошной намотки на замкнутом кольце кругового сечения (рис. IV.8). Индуктивность такой катушки может быть определена по формуле Dt+Dt Dt-Dt 1.2 1.5 1.8 2,0 3.0 5 .8 10 k 3.3 3.0 2.7 2,6 2.1 1.6 1.2 1.0 L = 6,28wa (D — /D2 — аУ) Ю""3 мкгн, где w — число витков, D — средний диаметр тороида, см; d • витка, см. • диаметр § 2. ЭКРАНИРОВАННЫЕ КАТУШКИ Для устранения паразитных связей, обусловленных внешним электромагнитным полем катушки, и влияния на катушку окружающего пространства ее экранируют, т. е. закрывают замкнутым металли- ^/l д, ческим экраном. Под влиянием экрана изменяются параметры катушки: уменьшается ее индуктивность и добротность и увеличивается собственная емкость. Изменение параметров катушки тем больше, чем ближе расположен экран к виткам катушки. Индуктивность экранированной катушки (однослойной или тонкой многослойной) можно определить по графику на рис. IV.9. По горизонтальной оси графика отложено отношение длины намотки к диаметру, по вертикальной — отношение индуктивности экранированной катушки к индуктивности той же катушки без экрана. На графике приведены кривые для разных значений отношения диаметра круглого экрана D3 к диаметру Рис. IV. 9. Графики для расчета индуктивности экранированных катушек.
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КАТУШКИ С МАГНИТНЫМИ СЕРДЕЧНИКАМИ 143 катушки £>. Если применяется экран прямоугольной формы, то при расчете берут эквивалентный диаметр, равный полусумме диаметров вписанной и описанной окружностей. Экраны для высокочастотных катушек индуктивности изготовляют, из меди или алюминия толщиной не менее 0,4—0,5 мм. § 3. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КАТУШКИ С МАГНИТНЫМИ СЕРДЕЧНИКАМИ Для увеличения добротности и уменьшения габаритов катушек применяют сердечники из высокочастотных ферромагнитных материалов (см. гл. II). При использовании таких сердечников улучшается экранирование катушек, а также упрощается регулирование индуктивности. С другой стороны, при использовании ферромагнитного материала в катушках индуктивности снижается стабильность их параметров, появляется зависимость индуктивности и добротности катушки от амплитуды переменного напряжения и величины постоянного тока, протекающего через обмотку. При конструировании катушки индуктивности с наибольшей добротностью в заданных габаритах сердечник должен быть изготовлен из материала, имеющего наибольшее значение отношения магнитной проницаемости \i к тангенсу угла диэлектрических потерь в рабочем диапазоне частот. Сердечники из магнитодиэлектр и ков должны иметь замкнутую форму (кольцевые, броневые). Сердечники из ферритов (с немагнитным зазором) обеспечивают большее значение добротности, чем сердечники из магнитодиэлектр иков. При конструировании малогабаритных катушек индуктивности, к которым не предъявляются требования высокой добротности и стабильности параметров, можно использовать оердечники без зазора из феррита с наибольшим значением магнитной проницаемости. Для стабильных высокочастотных катушек следует применять сердечники из карбонильного железа. Магнитные сердечники характеризуются эффективной магнитной проницаемостью fxc, представляющей собой отношение индуктивности данной катушки с сердечником к индуктивности той же катушки без сердечника. Чем больше проницаемость магнитного материала сердечника, чем ниже частота и чем ближе к виткам катушки расположен сердечник, тем выше его эффективная проницаемость, тем лучше используется сердечник. Эффективная магнитная проницаемость сердечника с зазором с где рс — эффективная магнитная проницаемость сердечника без зазора; /3 — длина зазора; /с — средняя длина силовой линии сердечника. При введении немагнитного зазора повышается стабильность параметров катушки. Если температурный коэффициент индуктивности (ТКИ) катушки с замкнутым сердечником полностью определяется величиной температурного коэффициента магнитной проницаемости (ТКцО сердечника, то после введения зазора (при условии /а//с < 0,01) температурный коэф-
Л 44 КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ фициент индуктивности тки3 = —^р—. с Индуктивность тороидальной катушки с магнитным сердечником можно рассчитать по следующей формуле: L = 0,4Л|1Д А. шз . ю-5 мгн, с где S — площадь сечения сердечника, смъу /с — средняя длина магнитной силовой линии, см; w — число витков,(хд —действующая магнитная проницаемость материала сердечника (см; §8 гл. II). Если катушка работает в слабых переменных магнитных полях (// < 0,1 э) без постоянного под- магничивания, то действующая магнитная проницаемость приблизительно равна начальной магнитной проницаемости |ЛН. Индуктивность катушек с броневыми и цилиндрическими сердечниками можно ориентировочно определить по формулам для катушек без сердечников (см. § 1 и 2 этой главы),следует только учесть, что индуктивность катушки с магнитным сердечником в fic раз больше индуктивности катушки без сердечника. Величины \лс для некоторых типов сердечников приведены в табл. 11.24 и 11.25. Конструктивные данные катушек индуктивности с броневыми карбонильными сердечниками приведены в табл. IV.3. Таблица IV, 3 Катушки с броневыми карбонильными сердечниками Тип сердечника Марка провода Число витков Индуктивность, мкгк Добротность Для частоты НО кгц 5250 5250 10500 10500 11000 10500 10500 10200 5250 10500 10500 10200 10500 90 100 100 150 110 90 16Q 90 180 85 160 90 195 СБ-1а СБ-2а СБ-За СБ-4а СБ-5а ПЭЛ 0.1 ; ПЭЛ 0,1 ПЭЛ 0,1 ПЭЛ 0,15 ПЭЛШО ОД ПЭЛ 0,1 ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,1 ЛЭШО 7x0,07 ПЭЛ 0,1 ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,1 ЛЭШО 7x0.07 500 310 480 475 480 485 465 465 350 475 460 460 490
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КАТУШКИ С МАГНИТНЫМИ СЕРДЕЧНИКАМИ 145 Продолжение -табл. IV. 3 Тип сердечника Марка провода Число витков Индуктивность, мкгн Для частоты 460 кгщ CB-U 1 ПЭЛ 0,1 ПЭЛШО 0,1 ПЭЛ 0,1 ПЭЛШО 0,1 ЛЭШО 7x0,07 ПЭЛ 0,1 ПЭЛ 0.2 ПЭЛШО 0,1 ЛЭШО 7x0,07 ПЭЛ 0,1 ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,1 ЛЭШО 7X0,07 ПЭЛ 0,15 ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,1 ЛЭШО 7x0,07 Для ча ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,31 ЛЭШО 7x0,07 ГОЛ 0,2 ПЭЛШО 0,31 ЛЭШО 7x0.07 ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0.31 | ЛЭШО 7X0,07 Для ча 1 ПЭЛ 0,2 1 ПЭЛШО 0,31 1 ЛЭШО 7x0,07 167 167 107 106 67 108 108 108 108 112 112 112 112 108 юз 78 77 стоты 1 к 76 54 49 35 49 52 52 52 стоты 5 М 16 16 16 600 600 615 600 240 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 300 300 1гц 118 60 133 69 133 125 i 120 120 Щ 5,4 5.5 5,8 120 140 125
146 катушки индуктивности Тип сердечника СБ-2а СБ-За Марка провода ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,31 ЛЭШО 7x0,07 ПЭЛ 0,2 ПЭЛШО 0,31 ЛЭШО 7X0,07 Продолжение табл. IV. 3 Число витков So© ооо Индуктивность, мкгн 5,8 5,7 5,6 6,1 5,8 6,0 Добротность 125 150 175 120 156 135 § 4. МЕТОДЫ ПОДСТРОЙКИ ИНДУКТИВНОСТИ ' Катушки индуктивности с магнитными сердечниками можно легко подстраивать перемещением сердечника. В катушках без сердечника могут применяться следующие способы подстройки индуктивности: 1. Сматывание витков. Несмотря на простоту, этот способ неудобен и применим лишь для многослойных катушек с большим числом витков. 2. Перемещение отвода. Этот способ применим для катушек с однослойной намоткой толстым проводом с принудительным шагом. 3. Отодвигание крайних витков в однослойных катушках; в катушках KB и УКВ отодвигается один виток* 4. Перемещение короткозамкнутого витка. Этот способ применяется, главным образом, в катушках KB и УКВ. 5. Перемещение дополнительной секции в многослойных катушках. Число витков подвижной секции выбирается равным 20—30% от общего »i 4 "Л IT ш II J числа витков. § 5. СИММЕТРИЧНЫЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ Для симметричных катушек индуктивности применяются специальные методы намотки: бифилярная и перекрестная. Бифилярная намотка (рис. IV. 10, а) выполняется проводом, сложенным вдвое. Начало одного провода #2 соединяется с концом другого Къ Место соединения является средним выводом. При такой намотке допускается подстройка магнитным сердечником при несущественном нарушении симметрии. тчт <л Перекрестная намотка (рис. IV.10, б) обеспечивает более точную симметрию. При подстройке магнитным или немагнитным сердечником симметрия не нарушается. а 6 Рис. IV. 10. Типы симметрич пых намоток: а _ бифилярная; б — перекрестная.
ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫЕ КАТУШКИ 147 § 6. ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫЕ КАТУШКИ Для обеспечения магнитной связи между катушками индуктивности (например, между катушкой связи и катушкой колебательного контура) их располагают так, чтобы оси катушек были параллельны, совпадали или пересекались под острым углом. Если оси двух катушек индуктивности пересекаются под прямым углом, то магнитная связь между катушками отсутствует. *—ft—н Рис. IV. 11. К расчету взаимной индуктивности. "ё чи 30 РП *и Ш 1 m А -\ ) и 1 0 2 **** 1\ б 7 6 5 4 3 2 1 1 лЛ ОП VMQSCLeWWQStfl Рис. IV. 12. Графики для определения коэффициента Мо- Степень связи между двумя катушками может быть выражена коэффициентом связи где М — взаимная индуктивность, Li и 1* —* индуктивности катушек. Взаимная индуктивность цилиндрических коаксиальных катушек (рис. IV. 11) с квадратным или близким к нему поперечным сечением обмотки м = МрХУхЩ VD1D2 10-з мкгн, где Di и Dt — средние диаметры катушек, см; wi и w% — числа витков катушек, М0 — коэффициент, зависящий от расстояния между центрами катушек. Значения коэффициента М0 определяются по графикам на рис. IV. 12 в зависимости от величины Р = h ' где &i и 62 — расстояния между центрами сечений обмоток катушек (рис. IV. 11). Расчет взаимной индуктивности достаточно точен для катушек с малым сечением обмотки и при расстоянии между центрами обмоток, превышающем диаметр. Для близко расположенных катушек и катушек с большим сечением расчет является ориентировочным.
И8 КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ " Для однослойных катушек, намотанных с принудительным шагом так, что витки одной катушки располагаются между витками другой, можно получить коэффициент связи kCB до 0,8. Если однослойная катушка помещена на одном каркасе с многослойной, коэффициент связи достигает 0,5. Для катушек, одна из которых разделена на две секции, расположенные по обе стороны другой катушки, можно получить kCB = 0,65— 0,75. Коэффициент связи значительно возрастает, если магнитно связанные катушки расположить на общем сердечнике. Коэффициент связи между узкими многослойными катушками зависит от отношения расстояния между их центрами к среднему диаметру. При величине этого отношения, равном 0,1, коэффициент связи приблизительно равен 0,7—0,8, а при увеличении этого отношения до 0,8—0,9 коэффициент связи падает до 0,05—0,2. Коэффициент связи между катушками с броневыми сердечниками не превышает 0,015—0,02. § 7. ВАРИОМЕТРЫ Вариометры представляют собой катушки переменной индуктивности. Они применяются для плавной настройки контуров в широком диапазоне частот/ а также для подбора коэффициента связи. Т I я м www о Рис. IV, 13. Варио! По способу изменения индуктивности вариометры можно разделить на несколько групп. Вариометр с взаимоиндукцией. Два типа таких вариометров изображены на рис. IV. 13. Вариометр, изображенный на рис. IV. 13, а, состоит из двух цилиндрических катушек, одна из которых А может поворачиваться внутри другой В. Подвижная катушка называется ротором, неподвижная •— статором. Вариометр, показанный на рис. IV. 13, б, образован двумя корзиночными катушками. Катушка В может перемещаться в плоскости, параллельной плоскости катушки А, вокруг оси О. Коэффициент перекрытия вариометров с взаимоиндукцией тем больше, чем больше коэффициент связи между катушками. Катушки вариометра могут соединяться параллельно или последовательно. Параллельное соединение применяется для получения меньшей индуктивности. !етры.
ДРОССЕЛИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ 149 Вариометр с магнитным сердечником (ферровариометр) применяется, например, в автомобильных приемниках в качестве элемента настройки. Вариометр состоит из цилиндрической катушки, внутрь которой вдвигается сердечник с высокой магнитной проницаемостью (альсифер ФИ-25 или феррит). Устройство ферровариометр а показано на рис. IV. 14. Коэффициент перекрытия ферровариометр а тем больше, чем больше магнитная проницаемость сердечника, чем ближе он расположен к виткам катушки. Если применить сердечник из альсифера, коэффициент перекрытия достигает 10—12, а из "феррита — 25—30 и более. Длина сердечника выбирается обычно в 5—10 раз больше его диаметра, а диаметр сердечника меньше диаметра намотки на 0,5—1 мм. Рис. IV. 14. Устройство феррова- риометра: / — обмотка; 2 — наружный цилиндр из магнитного материала; 3— каркас из пластмассы; 4 — сердечник; 5— экран; 6— тяга. Ферровариометры могут сопрягаться для одновременной настройки нескольких контуров. Сопряжение настроек достигается применением сердечников различных диаметров или катушек с различным расположением витков. Вариометр с немагнитным сердечником сострит из катушки, внутри которой вращается короткозамкнутый виток. Такие вариометры очень стабильны и могут применяться в задающих каскадах передатчиков. § 8. ДРОССЕЛИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ Дросселем высокой частоты называют катушку индуктивности, включаемую в цепь для ограничения токов высокой частоты. Индуктивность дросселя должна быть достаточно большой, а собственная емкость — малой. "■ '" Конструктивно дроссели высокой частоты выполняются в виде однослойных или многослойных катушек. Конструкции дросселей высокой частоты показаны на рис. IV. 15. Для дросселей длинных и средних волн применяется секционированная многослойная намотка. Дроссели для коротких волн и для метровых волн обычно имеют однослойную намотку — сплошную или с принудительным шагом. В качестве каркаса часто используются керамические стержни от сопротивлений ВС-0,5 и ВС-1,0. Дроссели высокой частоты с сердечниками из магнитодиэлектриков и ферритов имеют меньшую собственную емкость, поэтому могут работать в более широком диапазоне частот. В качестве сердечников наиболее целесообразно использовать феррит с проницаемостью, равной 600, у которого с увеличением частоты уменьшается диэлектрическая проницаемость, а при частоте выше граничной уменьшается и магнитная проницаемость. Воспользовавшись этим свойством феррита, можно изготовить дроссели с индуктивностью и собственной емкостью, зависящими от частоты, и тем самым исключить резонансные явления в широком диапазоне частот. Индуктивность дросселей для цепей питания можно выбрать по табл. IV.4. Меньшие значения индуктивности относятся к дросселям накала.
150 КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ Таблица IV. 4 Индуктивность дросселей питания /, Мгц L, мкгн До 0,5 (1~Ю).103 1 250-1500 5 80—400 10 30—150 20 15—80 50 4—25 100 1,5—8 Диаметр провода выбирается по плотности тока, равной 2—3 а/мм2 падение напряжения на дросселе накала допускается 10—15% от напряжения питания. Рис. IV. 15. Дроссели высокой частоты: а — для длинных волн; б — для широкого диапазона (длинные и средние волны); в—для средних волн; г — для коротких волн; д — для ультракоротких волн. Число витков дросселя рассчитывается так же, как и число витков катушек индуктивности. § 9. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ КАТУШКИ С СЕРДЕЧНИКАМИ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В катушках с большой индуктивностью применяются сердечники из ферромагнитных материалов (см. § 8 гл. II). Индуктивность катушки с замкнутым стальным сердечником L« , с 10~3 гн9 'с
НИЗКОЧАСТОТНЫЕ КАТУШКИ 151 где [д. — магнитная проницаемость материала; 5С — сечение сердечника, см*; w — число витков катушки; /ср — средняя длина магнитного пути, см (рис. IV. 16). Следует помнить, что магнитная проницаемость материала зависит от переменной составляющей индукции в сердечнике и от величины постоянного подмагничивания, а также от частоты. i ['с *=±) т Рис. IV. 16. Длина магнитного пути в Ш-рбразном сердечнике. °Ю* 3102 103 ЗЮ3 Ю* LIq2, гнма7 Рис. IV. 17. Графики для ориентировочного определения действующей магнитной проницаемости при постоянном подмагничивании. Ниже приведена методика расчета катушек индуктивности, работающих при малых значениях переменной составляющей индукции, например дросселей сглаживающих фильтров для выпрямителей. Для катушек индуктивности, работающих без постоянного подмагничивания, число витков определяется по формуле W = 8920l/\Hs_ V иА где Ь — индуктивность катушки, гн; /с — средняя длина магнитного пути, лм; ца —. начальная проницаемость магнитного материала (см. § 8 гл. II); 5С — сечение сердечника, см*. Для катушек индуктивности с постоянным подмагничиванием предварительно определяем ориентировочное значение действующей магнитной проницаемости цл (с учетом подмагничивания) по графику (рис. IV. 17), где /о — ток подмагничивания, L —. индуктивность. Ориентировочное число витков
152 КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ Постоянное подмагнинивание на 1см длины магнитного пути aw0 = -2Z— , 'о где /0—ток подмагничивания, ма; /с—длина магнитного пути, см. 2.ХГ 700 600 500 too 300 200 0 Л \ \ v i V Л Ч а п <*' зю> } 5% пермаллой 1 I 1 s^heptiendhp 46 i 1 6 я ) 41 0 l я iw0 Рис. IV. 18. Графики для уточнения значения действующей магнитной проницаемости при постоянном подмагничивании. 40 (Щ, Рис. IV. 19. График для определения величины z. Истинное значение действующе^ магнитной проницаемости |хд определяется по графику рис. IV. 18. Далее определяется точное число витков катушки по приведенной выше формуле. Диаметр провода катушки где /о — ток подмагничивания, а. Величина немагнитного зазора в сердечнике (см. рис. IV. 16) a _22Li °*~ 100 » причем 2% определяется по кривым (рис. IV. 19). Толщина немагнитной прокладки выбирается равной 0,5о3. Прохлад* ки можно делать из любого листового изоляционного материала.
ГЛАВА ТРАНСФОРМАТОРЫ § 1. КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ Трансформатор состоит из следующих частей: 1) сердечника; 2) каркаса; 3) обмоток и 4) деталей, стягивающих сердечник. Сердечники трансформаторов для уменьшения потерь на вихревые токи навиваются из полос или набираются из пластин, штампованных из электротехнической стали или железо- никелевых сплавов. Применяются также сердечники из ферритов (оксиферов). Из штампованных пластин-набираются сердечники двух типов: броневого и стержневого (рис. V.1). В маломощных трансформаторах чаще применяются броневые сердечники. Размеры типовых броневых сердечников приведены в табл. V.I. Для сборки броневых . сердечников применяются пластины Ш-образной формы и перемычки к ним (рис. V. 2). Для устранения зазора между пластинами и перемычками сердечник собирается «впере- крышку» (рис. V. 3). В сердечниках трансформаторов, по обмоткам которых протекает постоянный ток (например, выходные трансформаторы однотактных - усилительных каскадов), делается немагнитный зазор. В этом случае пластины сердечника собираются в одну сторону. Между пластинами и перемычками помещается прокладка из листового изолирующего материала необходимой толщины. Для уменьшения потерь в сердечнике на вихревые токи пластины покрываются с одной стороны тонким слоем изолирующего лака (реже оклеиваются тонкой папиросной бумагой). Благодаря этому уменьшается нагрев трансформатора. Пластины сердечника после сборки стягиваются планками или уголками при помощи шпилек с гайками, вставляемых в отверстия в пластинах, либо специальными обжимками. Стяжные планки, уголки или обжимки служат одновременно для крепления трансформатора на шасси. Рис Сердечники трансформаторов: • броневой; б— стержневой.
154 ТРАНСФОРМАТОРЫ Таблица V, 1 Размеры типовых броневых сердечников из штампованых пластин Тип сердечника1) УШ 10x10 УШ 10X15 УШ 10X20 УШ 12x12 УШ 12X18 УШ 12X24 УШ 14x14 УШ 14x21 УШ 14X28 УШ 16x16 УШ 16X24 УШ 16x32 УШ 19X19 УШ 19X28 УШ 19x38 УШ 22x22 УШ 22x33 УШ 22X44 УШ 26x26 УШ 26X39 УШ 26x52 УШ 30x30 УШ 30X45 УШ 30x60 УШ .35x35 УШ 35X52 УШ 35X70 УШ 40x40 УШ 40x60 УШ 40X80 Активная площадь сечения, см* 0,90 1,35 ' 1,80 1,30 1,95 2,60 1,76 2,64 3,52 2,30 3,45 4,60 1 3,26 4,79 1 6,52 4,36 6,54 8,72 6,08 9,12 1 12,16 8,10 12,15 16,20 11,00 16,40 22,0 14,40 21,60 28,80 Площадь окна, си* 1,17 1,17 ' 1,17 1,76 1,76 1,76 2,25 2,25 2,25 2,80 2,80 2,80 4,02 4,02 4,02 5,46 5,46 5,46 7,99 7,99 7,99 10,10 10,10 10,10 13,50 13,50 13,50 18,70 18,70 18,70 Ь 6,5 6,5 6,5 8,0 8,0 8,0 9,0 9,0 9,0 10,0 10,0 10,0 12,0 12,0 12,0 14,0 14,0 14,0 17,0 17,0 17,0 19,0 19,0 19,0 22,0 22,0 22,0 26,0 26,0 26,0 Размеры3), мм% h 18,0 18,0 18,0 22,0 22,0 22,0 25,0 25,0 25,0 28,0 28,0 28,0 33,5 33,5 33,5 39,0 39,0 39,0 47,0 47,0 47,0 53,0 53,0 53,0 61,5 61,5 61,5 72,0 72,0 72,0 L. 36 36 36 44 44 44 | 50 50 50 56 56 56 67 67 67 78 78 78 94 | 94 94 106 106 106 123 123 123 144 144 144 н 31,0 31,0 31,0 38,0 38,0 38,0 43,0 43,0 43,0 48,0 48,0 48,0 57,5 57,5 57,5 67,0 07.0 67,0 81,0 81,0 81,0 ! 91,0 91,0 91,0 105,5 105,5 105,5 124 0 124,0 124,0 Средняя длина магнитного пути, А CM J 5,66 5,66 5,66 6,74 6,74 6,74 7,92 1 7,92 7,92 9,03 9,03 9,03 10,6 10,6 10,6 12,4 12,4 12,4 14,7 i 14,7 14,7 16,9 16,9 16.9 19,8 19,8 19,8 26,4 26,4 26.4 Средняя длина витка обмоток, см 5,85 6,85 7,85 7,00 8,20 9,40 8,24 9,64 11,00 9,28 10,90 12,50 11,00 12,80 14,80 13,00 15,20 17,40 15,40 18,00 20,60 17.60 20,60 23,60 20,40 23,80. 27,40 22,40 26.20 31.50 *) Числа в обозначении типа сердечника определяют размеры сердечника, мм: первое число — размер у, второе — размер у\ (в соответствии с рис. V. 1). г) В соответствии с рис V. 1.
КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ 155 Из полос электротехнической стали навиваются* сердечники броневого типа и тороидальные (рис. V.4). Такие сердечники называются лен- f "\ V / 1 Рис. V. 2. Типовая Ш>об- разная пластина с пере- ,,"*' мычкой. Рис. V. 3. Сборка сердечника трансформатора «впе- рекрышку». точными. При их изготовлении нет отходов. Данные ленточных сердечников приведены в табл. V.2 и V.3. При использовании тороидальных сердечников уменьшаются уровень помех и взаимные связи между трансформаторами вследствие меньшего потока рассеивания. Индукция в тороидальных сердечниках больше, чем в броневых и стержневых. Поэтому можно уменьшить размеры и вес трансформаторов. В трансформаторах с тороидальными сердечниками лучше условия охлаждения обмоток, так как витки распределяются по всему тороиду. При этом уменьшается длина витка, следовательно, расходуется меньше меди и повышается к. п. д. трансформатора. Каркас (рис. V.5), на котором помещаются обмотки, изготовляется обычно из электрокартона, прессшпана, гетинак- са или текстолита. Иногда применяется бескаркасная намотка (на гильзу). Обмотки трансформаторов выполняются из медного провода с эмалевой, хлопчатобумажной или шелковой изоляцией. В маломощных трансформаторах в основном применяется провод с эмалевой изоляцией (ПЭЛ и ПЭВ) как наиболее дешевый и занимающий меньше места. Проводами с шелковой (ПШО, ПШД) или с эма лево-шелковой изоляцией (ПЭШО, ПЭШД) наматываются обмотки высокого напряжения. Между слоями обмотки помещаются прокладки из тонкой бумаги или лакоткани. Для защиты трансформатора от влаги и для повышения его электрической прочности обмотки иногда пропитывают церезином или специальными лаками (гл. II). Рис. V. 4. Ленточные сердечники: а — броневой; б — тороидальный.
156 ТРАНСФОРМАТОРЫ Таблица V.2 Данные ленточных броневых сердечников Тип сердечника1) ШЛ 6x8 ЩЛ 6X10 J ШЛ 8x8 ШЛ 8x10 ШЛ 8X16 ШЛ 10x10 ШЛ 10x16 ШЛ 10X20 ШЛ 12x16 ШЛ 12x20 ШЛ 12x25 ШЛ 16x16 ШЛ 16x20 ШЛ 16X25 ШЛ 16X32 ШЛ 20X20 ШЛ 20X25 ШЛ 20x32 ШЛ 20x40 ШЛ 25x25 ШЛ 25x32 ШЛ 25x40 ШЛ 25X50 ШЛ 32x32 ШЛ 32X40 ШЛ 32x50 ШЛ 32X64 Активная площадь сечения, см* 0,41 0,52 0,55 1 0,69 1,16 0,87 1,39 1,74 1,68 2,10 2.63 2,24 2,80 3,50 4,50 3,50 4,40 5,60 7,10 5,50 7,10 8,80 11,0 9,1 11,3 14,2 1 18,1 Площадь окна, см* 0,9 0,9 ; 1,6 2,5 3,6 6,4 10,0 Г 15,6 . 25,6 ь 6 6 8 10 12 16 20 25 32 Размеры»), мм h 15 15 | 20 25 30 40 50 •62,5 80 L 24 24 32 40 48 64 80 100 128 н 21 21 28 35 42 56 70 '• 87,5 112 Средняя длина магнитного пути, см 5.1 5,1 6,8 8,5 10,2 13,6 " 17Д 21,3 27,3 *) Числа в обозначении типа сердечника определяют размеры сердечника, мм: первое число — размер у. второе — размер Ух (в соответствии с рис. V. 4). *) В соответствии с рис. V.4.
КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ 167 Таблица V.3 Основные данные ленточных тороидальных сердечников Тип сердечника ОЛ 10/16-4 ОЛ 10/16-5 ОЛ 10/16-6,5 ОЛ 10/16-8 ОЛ 12/20-5 ОЛ 12/20-6,5 ОЛ 12/20-8 ОЛ 12/20-10 ОЛ 16/26-6,5 ОЛ 16/26-8 ОЛ 16/26-10 ОЛ 16/26-12,5 ОЛ 20/32-8 ОЛ 20/32-10 ОЛ 20/32-12,5 ОЛ 20/32-16 ОЛ 25/40-10 ОЛ 25/40-12,5 ОЛ 25/40-16 ОЛ 25/40-20 ОЛ 25/40-25 ОЛ 32/50-16 ОЛ 32/50-20 ОЛ 32/50-25 ОЛ 32/50-32 ОЛ 40/64-20 ОЛ 40/64-25 ОЛ 40/64-32 ОЛ 40/64-40 ОЛ 50/80-25 ОЛ 50/80-32 ОЛ 50/80-40 ОЛ 50/80-50 Активная площадь сечения, см* 0,10 0,13 0,17 0,22 0,17 0,23 0,28 0,35 0,28 0,35 0,43 0,54 0,42 0,52 0,65 0,84 0,66 0,82 1,05 1,30 1,64. 1,27 1,58 1,98 2,54 2,12 2,64 3,38 4.23 3,32 ! 4,25 5,31 6,64 Площадь окна, | см* 0,78 1,1 2,0 3,1 4,9 8,0 12,6 19,6 Размеры1), d 10 12 16 20 25 32 40 50 D 16 20 26 32 40 50 64 80 мм Ь 4 5 6.5 8 5 6.5 8 10 6,5 8 10 12,5 8 10 12,5 16 10 12.5 16 20 25 16 20 25 32 20 25 32 40 25 32 40 50 Средняя длина магнитного пути, см 4,0 5,0 6,5 8,1 10,2 12,8 16,3 20,4 *) В соответствии с рис. V. 4.
158 ТРАНСФОРМАТОРЫ Порядок расположения обмоток на каркасе принципиального значения не имеет. В большинстве случаев с целью уменьшения материальных затрат обмотки из тонкого провода располагают ближе к сердечнику (тонкий провод дороже). Иногда для уменьшения междуобмоточной изоляции обмотки, между которыми наименьшее напряжение, располагают рядом. Рис. V. 5. Каркас трансформатора: а — в собранном виде; б — детали (по 2 шт.). Выводы обмоток, намотанных тонкими проводами, делают из мягкого многожильного провода с хорошей изоляцией. Выводы обмоток из толстых проводов выполняют тем же проводом. § 2. МАЛОМОЩНЫЕ СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Для изготовления сердечников трансформаторов минимальной стоимости обычно применяется листовая сталь толщиной 0,5 и 0,35 мм марок Рис. V. 6. Схемы переключения первичных обмоток силовых трансформаторов на разные напряжения сети. Э41 и ЭГ1. Для изготовления трансформаторов минимального веса с витыми сердечниками лучше применять стали марок Э310, Э320, и ЭЗЗО. Для трансформаторов повышенной частоты (200—400 гц) может быть рекомендована листовая сталь марок Э34, Э340, Э44, Э47, Э48 толщиной 0,2—0,35 мм. Первичные обмотки силовых трансформаторов часто выполняют так, чтобы обеспечить возможность включения в сеть различного напряжения
МАЛОМОЩНЫЕ СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ' 159 (МО, 127 и 220 в). Схемы переключения первичных обмоток на ПО, 127 и 220 в приведены на рис. V.6. Простейшими являются схемы на рис. V.6, айв, однако при изготовлении обмотки по таким схемам велик расход меди и требуются различные провода. В схеме на рис. V.6, б все обмотки наматываются проводом одного диаметра. При включении на 127 б участки 1—3 и 4—6 соединяются параллельно, а при включении на 220 в участки 1—2 и 5—6 соединяются последовательно. Основные данные некоторых силовых трансформаторов приведены в табл. V.4. Конструктивный расчет маломощного силового трансформатора. Для конструктивного расчета силового трансформатора должны быть заданы: 1) напряжение питающей сети Ulf 2) действующие напряжения вторичных обмоток U2t Us, ..., Un, 3) действующие токи вторичных обмоток /ь /2, ..., /rt. В результате расчета должны быть найдены: 1) тип и размеры сердечника (если он не задан), 2) количество витков каждой обмотки щ, w2, ..., о>п, 3) диаметры проводов каждой обмотки di, а\% ..., dn. Расчет выполняется в следующем порядке: 1. Определяется сумма мощностей всех вторичных обмоток при полной нагрузке Pn=Pi + P2 + Ps+...+Pn. Мощность каждой вторичной обмотки равна произведению действующих значений тока и напряжения. Величины напряжения и тока обмоток, предназначенных для выпрямителей, определяются при расчете выпрямителя (см. § 3 гл. XV). Мощность трансформатора где г)^ —- к. п. д. трансформатора для маломощных трансформаторов, равный в среднем 0,8. Более точно значение тц можно выбрать по табл. V.5. 2. Выбираются допустимые величины индукции В в сердечнике и плотности тока А в обмотках. Для броневых и стержневых сердечников из горячекатаных электротехнических сталей величина индукции может быть выбрана по табл. V.5. Для витых сердечников из холоднокатаных сталей индукция может быть увеличена в 1,3—1,6 раза. В трансформаторах повышенной частоты индукция выбирается не более 5000—6000 гс для броневых и стержневых сердечников из штампованных пластин и не более 6000—8000 гс—для витых сердечников. 3. Определяется необходимая активная площадь сечения сердечника где а — коэффициент, равный 4,5—5,5 для трансформаторов наименьшей стоимости и 2—3 — для трансформаторов наименьшего веса, Р^ — мощность трансформатора, ва\ /j — частота питающей сети, гц\ В — допустимая индукция, гс; Л — допустимая плотность тока, а/мм2.
160 ТРАНСФОРМАТОРЫ Основные данные силовых трансформаторов радиоприемников Наименование приемника АРЗ-54 ..... с Аврор а», «Иртыш», «Исеть», «Дауга- «Байкал» «Балтика-52» . . . «Балтика М-254» «Беларусь» . . . «Беларусь-53» . . «Беларусь-57» . . «Восток-49» . . . «Восток-57», «Муромец», «Харь- «ВЭФ-Аккорд» . . ВЭФ-М557 .... ВЭФ-М697 .... «Дайна», «Маяк» «Днепропетровск» «Днипро-52» . . . «Днипро-58» . . . «Звезда-54» . . . «Казань-57» . . . «Латвия» (до 1958 г.) . . . . «Латвия»8) (с 1959 г.) .... Тип сердечника Ш24Х30 Ш32ХЗЗ 11135x38 — Ш32х48 Ш30х38 Ш30х34 Ш32Х80 Ш32х55 УШ26Х52 Ш32Х45 Ш30х26 | . — 11130x34 Ш30Х38 Ш26Х26 Ш32Х40 11125x32 ! — — Ш18х30 __ УШ26Х26 1 в а а б а б б б б б б б б а б б а а а б в а б Сетевые обмотки Числа витков и диаметры проводов» мм I 520—0,23 430—0,29 309—0,2 90—0,31 307-.0,33 52-^-0,38 62—0,31 54-0,51 54-0,69 53—0,41 65-0,33 90-0,31 62—0,31 315—0,35 52—0,38 90-0,31 344—0,35 550—0,25 550-0,25 93-0,33 1210—0,31 172—0,7 83-0,31 U 693—0,27 76—0,38 56-0,35 588-0,31 56-0,51 338-0,38 397—0,31 350-0,51 350—0,69 346—0,41 414-0,33 588-0,31 397—0,31 [ 58-0,5 338-0,38 588—0,31 61-0,51 100—0,35 100-0,33 605—0,33 910—0,31 31—0.9 542—0.31 ш - 506—0,38 365—0,35 .— 363-0.51 — — — — — — -^. — 372-0,5 • . — — 405-0,51 650-0,35 650-0.33 т- — 204-0,9 1 ~ МАЛОМОЩНЫЕ СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 161 Таблица V. 4 Повышающая обмотка Число витков 1330 1170X2 870x2 1368 830X2 900X2 920x2 955x2 880X2 390 . 820x2 1380 900X2 1060X2 900x2 1368 900X2 1240 1520 1800x2 1800 540X2 1290 Диаметр провода. мм 0,15 0,2 0,2 0,2 0,2 0,23 0,2 0,35 0,35 0,41 0.18 0,2 0,2 0,16 0,2 0,2 0,2 0,25, 0,16 0,2 0,2 0,29 0,12 Обмотка накала ламп Число витков 39 28+3 23 38 24 2Г 26 20 20 10,5x2 23 35 37 26 22 21 38 23 39 39 39 69 12 35 34 ! Диаметр провода, мм 0,8 1.04 1,0 1.0 1.0 1.0 0,74 1,4 1.4 1,25 1.0 0,51 1.0 0.74 0,9 1.0 1.0 1,16 1.16 1.0 1.04 1.0 ! 1,5 1,0 0,41 1 Обмотка накала кенотрона Число витков • '40 — 18 — 19 ; 17 • 20 16 16 ' — ^ — : 20 18 17 :— .19 . :39 — 39 •— . ;ю — Диаметр провода, мм 0,51 — 1,0 —. 1.0 0.8 0,8 1,25 1,25 — 1,0 — 0,74 0,8 0.8 — Ш 0,64 — 0,5 .— | 1.0 — Мощность, вт 40 50 75 50 60 : 65 65 180 160 65 80 55 65 65 70 55 65 35 35 60 30 ; 19о 60 в 120
162 ТРАНСФОРМАТОРЫ Наименование приемника «Ленинград»3) «Люкс», «Люкс-2»,; «Дружба»2) . .; «Минск» «Минск Р-7-55» . . «Минск-55» .... «Минск-58»2) . . . «Мир» ......; «Мир-154» «... «Москвич-3» • • . «Нева-52», «Нева-55» ... «Огонек» . . . . «Октава», «Комета», «Волга», «Мелодия»2) «Октябрь» . . . . «Пионер-47» ... «Рекорд-53» . . . «Рига Т-689» ... «Рига Т-755» . . . «Рига-10» .... «Сакта» ..... «Салют» «Стрела» .... «Урал-49» ... . «Урал-52», «Урал-53» «Фестиваль» . . . «Электросигнал-2» «Эстония» • . • . Тип сердечника 11132x80 УШ26Х45 11132x33 Ш32ХЗЗ — УШ26Х39 11140x60 11140x50 11116x35 ! Ш32Х52 11122x44 Ш32Х30 УШ30Х45 — — — Ш34Х32 Ш34Х32 11140x40 Ш26Х30 Ш32Х48 Ш22ХЗЗ Ш9Х17 11132x39 11132x39 Ш20Х45 УШ26Х52 Ш30Х42 УШ26Х39 Схема1) б б б б б б б б в б в б б а а а а б б б 1 б в а б б б б б б Сетевые обмотки Числа витков и диаметры проводов, мм I 31—0,44 50—0,47 72—0.35 72—0,35 35-0,51 65—0,35 31—0,64 41—0.51 490—0,25 57—0,51 440—0,25 82—0,31 53-0,49 376—0,3 558—0,25 288—0,45 380—0,31 69—0,31 53—0,44 80—0,35 55—0,33 763—0,31 1810—0,12 60—0,31 60—0,31 50—0,38 48—0,41 60—0,33 56-0,41 II 202—0,44 ; 325—0,47 ' 462—0,35 ■! 462—0,35 230-0,51 435—0,35 197—0,64 263—0,51 667—0,35 » 368—0,51 : 600—0,35 ; 534—0,31 ; 340—0,49 69—0,4 102—0,25 53—0,6 69—0,44 : 450—0,31 341—0,44 515—0,35 359—0,33 557—0,2 325—0,12 400—0,31 400—0,31 315—0,38 ; 315—0,41 400—0,33 1 366—0,41 Ш — • -J-. ■ ,- — . ;— ' — : ! ' —* • — 1 '"""" • • — — — 441—0,4 660—0,25 341—0,6 450—0,44 — — ' — — ' — 2135-0,12 — — '—> ' — —. —* *) В соответствии с рис. V. 6. 2) Трансформатор содержит две обмотки накала ламп. 3) Трансформатор содержит две повышающих обмотки. МАЛОМОЩНЫЕ СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 163 - Продолжение табл. V. 4 Повышающая Число витков 630X2 600X2 750 1090 1180x2 550x2 425 550X2 700x2 1250 960x2 965 1230 880x2 .1250x2 1250. 1050X2 1260x2 1100X2 800x2 1200 630x2 1140x2 —. 1050x2 1200x2 700 780x2 865X2 850 обмотка Диаметр провода, мм 0,15 0,15 0,27 0,15 0,14 0,25 0,35 0,31 0,29 0,15 0,25 0,15 i 0,2 0,25 0,14 0,15 0,25 ! 0,16 ! 0,16 0,25 0,23 0,15 0,2 — 0,2 0,2 0,29 0,2 0,18 0,29 Обмотка накала ламп Число витков z~ 1 13 10x2 ! 20 29 30 14,5 12,5x2 27 12 16 38 23 34 " 35 . 37 20 29 41 . 21 ' 28 28 21 34 21 44 120 27 24 21 20 23 23 . Диаметр провода, мм Ь2 1,0 1,0 i 1,0 1,0 1,25 0,41 1,0 1 1,5 1,35 0,83 1,25 0,87 0,51 1,0 1,35 1,0 0,93 1,5 0,93 1,0 1,5 • 0,8 1,0 1.0 0,27 0,8 1,0 1 1,0 1,0 1,0 1,0 . Обмотка накала кенотрона Число витков ; 10 — . 23 24 11 *— 9,5 13 38 18 . , 34 - : 17 23 42 16 28 22 16 — 17 ~^ i— 21 19 г— 16 18 23 Диаметр провода, мм Г 1,0 ~ . 1,0 0,93 .1,25 —- . .1,5 1,0 0,45 1,0 0,49 : — 0,8 1,0 0,51 1,0 0,59 1,0 1,0 0,9 — — 0,8 0,8 __ 0,86 1.0 1.0 Мощность, вт 120 85 60 60 120 70 160 120 30 ПО 30 60 I 85 60 40 105 55 ■'■ 55 85 55 75 40 б 80 80 100 75 70 120
164 ТРАНСФОРМАТОРЫ Таблица V.5 Ориентировочные значения некоторых величин для расчета трансформаторов Мощность трансформатора, ва До 10 От 10 до 30 . От 30 до 50 . От 50 до 100 Свыше 100. . Индукция, ее (6-^-7). 103 (7-г8)-10з (8-^9). 103 (9-М 0). К)3 (10-М2)10з К. п. д. 0,60—0,70 0,70—0,80 0,80-0,85 0,85^-0,9 0,9 Плотность тока, :а/мм* 3,5—4,0 3,5-4,0 3,0-^-3,5 2,5—3,0 2,5—3,0 Для трансформаторов наименьшей стоимости при частоте /j = 50 гц, допустимой индукции В = 10 000 гс и плотности тока А = 3 а/мм2 5С=1,3/Л Поперечное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения сечения сталью Значение коэффициента заполнения k3 в зависимости от толщины пластин определяется следующими данными: Толщина пластин, мм 0,50 0,35 0,20 0,10 Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью 0,92 0,86 0,75 0,65 4. Определяются размеры сердечника. Если сердечник броневой, то его тип и размеры можно выбрать по табл. V.1 и V.2 так, чтобы площадь сечения Sc была больше рассчитанной. Если же тип пластин задан, то следует определить толщину набора Отношение yi/y не должно превышать 2—2,5. В противном случае следует выбирать пластины бблыиего размера. Для тороидального сердечника определяются внутренний и наружный диаметры по формулам вн V <v* см; DHaP = 25. hck3 см, где 0М — коэффициент заполнения окна медью (выбирается в пределах 0,23—0,25); hc — высота сердечника, см.
МАЛОМОЩНЫЕ СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 165 б. Определяются числа витков обмоток 2,2- 10*. U w= !bsc • где U — напряжение на обмотке. При частоте /j = 50 гц и индукции В = 10 000 гс ш=45-^-. Числа витков вторичных обмоток следует увеличить на 5% (в обмотках накала —на 10%), чтобы учесть падение напряжения на сопротивлении обмотки. 6. Определяются диаметры проводов обмоток !-1.13}/^- ММ, где / _ ток, а; Д — плотность тока, а/мм*. Ток в первичной обмотке приближенно можно определить по формуле /—11 тр 7. Проверяется размещение обмоток. Число витков в слое обмотки (для броневых сердечников) A-2(<Uk + 2) карк arfH3 где h — высота окна; 6карк— толщина материала каркаса; dm — диаметр провода с изоляцией, a — коэффициент неплотности (табл. IV. 1) (все размеры в миллиметрах). Число слоев W ел где w — число витков обмотки, wM — число витков в слое этой обмотки. Толщина обмотки доб = лсл Кз + биз>' где биз — толщина изоляции между слоями. Таким образом подсчитывают толщины всех обмоток. Должно выполняться условие *>6KapK + S6o6 + dnp' где 2боб — суммарная толщина всех обмоток; 6пр — суммарная толщина всех прокладок между обмотками; 6 — ширина окна. Если это условие не выполняется, то следует увеличить размеры сердечника и выполнить расчет трансформатора сначала.
366 ТРАНСФОРМАТОРЫ § 3. ТРАНСФОРМАТОРЫ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ По месту расположения в схеме трансформаторы низкой частоты можно разделить на три группы: входные, междукаскадные и выходные. Входные трансформаторы применяются главным образом в усилителях, предназначенных для усиления очень малых напряжений (усилители для динамических микрофонов, для магнитной звукозаписи и др.). Входные трансформаторы увеличивают динамический диапазон усилителей (вследствие перекрытия собственных шумов усилителя напряжением сигнала). Кроме заданной частотной характеристики, к входному трансформатору в зависимости от назначения могут предъявляться и другие требования: симметричность входа, наибольшее повышение напря- i} _ n n п к жения, заданное входное сопро- '" ы ™ " ' тивление, малая чувствительность к внешним полям и т. д. Hj>- Рис. V. 7. Схема входного трансформатора. Рис. V. 8. Конструкция катушки симметричного входного трансформатора. Для уменьшения влияния «наводок» на провода, соединяющие микрофон с входным трансформатором, первичную обмотку трансформатора делают симметричной относительно земли, а среднюю точку ее соединяют с землей (рис. V.7); кроме того, соединительные провода и трансформатор тщательно экранируют. Чтобы первичная обмотка была симметричной по отношению к земле, ее делят на две одинаковые как по виткам, так и по геометрическим размерам половины. Простейшая конструкция катушки симметричного трансформатора представлена на рис. V.8. Обе секции намотаны в противоположные стороны. Между первичной и вторичной обмотками проложен, кроме изоляции, слой медной фольги (незамкнутый) для экранирования первичной обмотки от вторичной, которая может быть и несимметричной. Вывод от экрана соединяют с сердечником трансформатора и <: корпусом усилителя. У первичной обмотки соединяют между собой нижние концы; два верхних конца образуют симметричную входную цепь. Чтобы уменьшить воздействие внешних электромагнитных полей на входной трансформатор, его следует помещать в магнитный экран (см. § 20 гл. I). Наилучшим материалом для изготовления сердечника входного трансформатора является пермаллой, так как при его использовании уменьшаются размеры трансформатора и, следовательно, наводки. Для входных трансформаторов следует применять сердечники стержневого типа, что также уменьшает наводки.
Данные некоторых выходных трансформаторов Где установлен / АРЗ-51, АРЗ-52 .... «Балтика М-254» .... «Беларусь-3», «Беларусь-4» «Беларусь-53» ВЭФ М-557 ...... ВЭФ М-697 ...... «Днепропетровск» .... Рассчитан под лампу 6П1П 6П6С — 6П6С 6ПЗС 6П6С 2Х6ПЗС 6П6С 2х6ПЗС 2х6П1П 6П14П 2П1П 6Ф6С 6П6С 6ПЗС — — 6П6С 6П14П 6П1П 6П9 2П1П Сопротивление звуковой катушки динамика, ом t 3,25 — 2,4 1,6 1,6 11 3,4 — ■ 1.5 5,5 2 2,4 2,7 — — — —• . 1,7 3,4 и 5,5 3,25 Тип сердеч- ника Ш14Х21 Ш16Х16 11122x28 Ш20Х20 11120x20 |Ш16х16 — 11120x30 11126x32 11120x30 Ш18Х18 Ш16Х16 — — Ш20х30 Ш 9x12 Ш16Х25 Ш20Х28 11120x28 —■ 11120x28 —~ Таблица V. в Первичная обмотка Число •витков 2000 2500 2800 2150 2150 2650 1525X2 2400 1725x2 1120x2 2500+500 2835 3200 2150 1500+500 3550 2530 3000 3500 2600 3500 3500 1 Диаметр провода, мм 0,15 0,1 :' 0,2 0,15 0,15 0,12 1 0,14 0,12 0,12 0,12 0,12 0,1 0,13 0,15 0,16 0,12 0,12 0,15 0,12 0,13 0,12 0,1 Вторичная обмотка Число витков 45 61 '70 58 45 44,5 105 64 120 32 и 30 62 80 66 58 65 60 50 72 100 61 57+9 80 Диаметр провода, мм 0,59 0,8 0,74 0,8 0,8 0,8 0,72 0,64 0,72 1,25 и 0,15 0,59 0,51 0,7 0,8 0,7 0,51 0,69 0,6 0,64 1,0 0,59 0,51 Обмотка дополнительного громкоговорителя Число витков _ — '— «— *— 650 *— 576 505 350 — 600 • — — 700 — 850 — — 1040 , «•— ~— Диаметр провода, мм _ *— — — — 0,12 — 0,09 0,12 0,15 — 0,1 — — од — 0,1 — — 0,1 —, •—*
• Где -установлен «Ленинград» ...... «Люкс», «Дружба» низкочастотный высокочастотный . . . «Мир М-154» «Нева*51», «Нева-52» «Огонек» «Октава» низкочастотный высокочастотный . г . «Рекорд» (телевизор) Рассчитан под лампу 6П14П 2х6ПЗС 2х6Ф6С 2Х6П14П 6П14П 6П6С 6П14П 2х<эПЗС 2х6ПЗС 2Х6П6С 6П6С 6ПЗС — 6П14П 6Ф6С 30П1С 6П6С 6П14П 6П9 2П1П Сопротивление звуковой катушки динамика, ом _ 8 — 7 — — — —. — 2,8 3,4 3,4 3,25 3,4 — 7 12 3 3,25 3,25 — • .— 2,8 _ тип сердечника 11112x25 — — УШ19Х28 УШ 9X12 УШ19Х28 — Ш1бх1б Ш20х30 — Ш25Х35 Ш25Х35 Ш16Х16 Ш16Х40 Ш19х28 УШ16Х24 УШ10ХЮ — Ш16х16 11116x16 УШ14Х16 УШ16Х24 — Первичная обмотка Число витков 3235+265 1100x2 1850X2 1140x2 2000 2400 3000 2400+145 2400 1000x2 1250x2 1250X2 2850+150 1300x2 2000x500 2600 2000 3500 2000+200 2600+200 2800 4500 | 2360 Диаметр провода, мм 0,14 0,17 0,12 0,15 0,12 0,16 0,12 0,12 0,12 0,18 0,15 0,15 0,1 0,13 0,15 0,12 0,12 0,14 0,12 0,12 0,12 0,1 0,12 Продолжение табл. V. 6 Вторичная обмотка Число витков 100 58+57 85+7 70 35 47+19 70 69 64 42 20+20 40 60 80 47 90+3 28 '78 87 66 72 127 28 Диаметр провода, мм 0,64 — 0,8 0,38X2 0,51 0,8 1,8 0,85 0,72 1,25 1,25 1,25 0,64 1,0 1.0 0,64 0,51 0,8 0,59 0,51 0,44 0,59 0,6 Обмотка дополнительного громкоговорителя Число витков — — _ — — — 630 576 — 420 420 — ; — 'j — — — — • Диаметр прово- 1 да, мм — — _. — — — 0,12 0,12 — 0,1 0,1 — — — — — — — — — — . -— 00
Где установлен «Рига-6» «Рига-10» «Рига Т-689» ...... «Родина-47» («Электро- сигнал-3») «Родина-47» (1950 г.) . . «Ррдина-52» «Рубин» «Салют» «Старт-2» «Таллин Б-2» ..... «Темп», «Темп-2» . . . . «Тула» «Турист* .«Урал-47» «Урал-49» «Урал-52» «Фестиваль» «Электросигнал-2» . . . «Эстония-55» «Харьков», «Восток-57» «Янтарь» cVV—663г-. ; ..;-. «Чайка» Продолжение табл. V.6 Рассчитан 1 под лампу 6П6С 2х6П6С 6ПЗС 2Х2Ж2М 2х2Ж2М 2х2ШП 6П1П 6Ф6С 6П1П 2П1П 6П6С 2П1П 2П2П 6Ф6С . 6П6С 6ПЗС 2Х6П14П 6ПЗС 2хбП1П 6П14П 6Ш4П 6П6С — Сопротивление звуковой катушки динамика, ом 2,65 12 12 3 3 3 — 3 — — — 1 4 — з. 3,8 3,4 — 3 — ■ —. — 2,5 '— Тип сердечника Ш20Х19 — — — Ш12Х18 УШ16Х32 — Ш20Х20 — 11119x30 11118x18 Ш 9X12 — — — 11120x30 — УШ16Х32 УШ16X24 УШ16Х32 — УШ19Х38 Первичная обмотка Число витков 2800 1200x2 2500 3000x2 3000x2 1750X2 3000 4000 2600 4800 2700 2500 3550 2700 2043+570 2045+665 (1000Х250)Х2 1360+840 800x2 2600 2000 1625X2 600+1650 Диаметр провода, мм 0,15 0,15 0,18 0,1 0,1 0,1- 0,12* 0,13 0,12 0,15 0,15 0,09 0,12 0,14 0,15 0,15 0,14 0,13 0,18 0,12 0,12 0,2 0,15 Вторичная обмотка Число витков 70 96X2 95+105 33 50 50 150 86 91 83 65 60 50 63 73 73 35+15 56 13 64 170 80 и 160 64 Диаметр провода, мм 0,64 0,44 0,4 0,8 0,64 0,64 0,51 0,6 0,55 0,8 0,8 0,55 0,55 0,69 0,8 0,8 — 0,9 1,0 0,51 0,65 0,8 и 0,2 0,8 Обмотка дополнительного громкоговорителя Число витков _ — —■ — 1200 — — — — — — — — — — — — 300 — — — • — Диаметр провода, мм — — «_ — 0,1 — — — — — — — — — .— • — — 0,18 — — — — о 1 I я s со I > О
170 ТРАНСФОРМАТОРЫ Междукаскадные трансформаторы применяются для связи каскадов усиления лишь в тех случаях, когда невозможно или неудобно применить каскады на сопротивлениях, например, если нужно получить достаточно большое напряжение сигнала без существенных искажений, если нужно осуществить переход от предоконечного каскада к оконечному, работающему с сеточными токами, или от однотактной схемы к двухтактной. Кроме заданной частотной характеристики, к междукаскадным трансформаторам предъявляются требования наибольшего повышения напряжения, иногда симметрии. Разность потенциалов между обмотками между каскадного трансформатора, а также между первичной обмоткой и сердечником приблизительно равна напряжению источника питания. Поэтому изоляция между обмотками трансформатора должна иметь достаточную электрическую прочность. Междукаскадные трансформаторы, работающие на двухтактный каскад, следует выполнять симметричными. Для уменьшения собственной емкости междукаскадного трансформатора его обмотки часто секционируют. „' ' Выходной трансформатор связывает анодную цепь выходной лампы усилителя с нагрузкой. Основные требования, предъявляемые к выходному трансформатору: заданная частотная характеристика, создание наивыгоднейшей величины сопротивления нагрузки для оконечного каскада усилителя, малая величина вносимых трансформатором нелинейных искажений и др. Так как выходные трансформаторы обычно работают на низкоомную нагрузку (от единиц до сотен ом), то собственная емкость мало влияет на его работу. В выходных трансформаторах, как и в междуламповых, изоляция между обмотками должна иметь достаточную электрическую прочность. Однако при чрезмерно толстой изоляции между обмотками увеличивается индуктивность рассеяния трансформатора и, следовательно, частотные искажений на высоких частотах. Данные некоторых трансформаторов приведены в табл. V.6. § 4. РАСЧЕТ ВЫХОДНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Задано: 1) сопротивление нагрузки RH; 2) наивыгоднейшее сопротивление нагрузки лампы или транзистора оконечного каскада Ra (для двухтактного каскада Raa); .■ 3) внутреннее сопротивление лампы илитранзистора оконечного каскада с учетом обратной связи R^ или просто R^ (для двухтактного чкаскада #/аа)» если обратная связь отсутствует; 4) низшая рабочая частота /н: 5) мощность трансформатора Ртр. Требуется определить:... 1) размеры сердечника; 2) числа витков обмоток и диаметры проводов. Величины Ra (#аа),/^ и Р определяются при расчете оконечного каскада (гл. IX) или берутся из табл. IX.1 и IX.2. Указания по определению величины Яде см. в § 12 гл. IX.
РАСЧЕТ ВЫХОДНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 171 Расчет выходных трансформаторов для однотактных схем 1. Коэффициент трансформации —■■/£• где Ra —- сопротивление звуковой катушки громкоговорителя постоянному току, ом; Ra — наивыгоднейшее сопротивление нагрузки оконечной лампы или транзистора, ом. Р дт Рис. V. 9. График к расчету выходного трансформатора. Активное сопротивление первичной обмотки трансформатора ' .' - П»0,1/?а. Сопротивление эквивалентного генератора D (%+'i)(*a-'i) *э. г = % + *а ОМ. 4. Индуктивность первичной обмотки Lx = 0,25—|^ г«, 'н где /н — низшая рабочая частота, гц. 5. Ориентировочно размеры сердечника можно найти по графику (рис. V.9), на котором приведены зависимости произведения площади сечения сердечника 5С на площадь окна S^ от мощности Трансформатора Р для различных режимов работы оконечного каскада. По найденному значению 5С50К, пользуясь табл. V. 1, можно подобрать сердечник. 6. Число витков первичной обмотки и величина немагнитного зазора рассчитываются по методике, приведенной в § 9 гл. IV. 7. Амплитуда напряжения на первичной обмотке трансформатора
172 ТРАНСФОРМАТОРЫ 8. Проверяется величина максимальной индукции Вт в сердечнике 2,25 . 10Ч/т где С/т|— амплитуда напряжения на первичной обмотке, е. Если Вт > > 7000 гс% то число витков первичной обмотки следует определять по формуле 3,2 • \WUm 9. Число витков вторичной обмотки ш2 = дохл. 10. Диаметры проводов обмоток dx = 0,025 VT^ мм\ d2=0tSY"UMMt где /а — анодный ток оконечной лампы или транзистора, ма\ /2 — ток во вторичной обмотке, а. *ьл& 4 Q ' 11. Проверяется размещение обмоток (см. § 2 этой главы). *^ * ^ Пример. Рассчитать выходной трансформатор для лампы 6П14П, работающей в типовом режиме: Ua = £/э= 250 в, / = 48 ма, Р = 5,4 вт, R& = 4,8 юш, /?н = 3,5 олс. Диапазон частот 50—8000 гц, внутреннее сопротивление лампы с учетом обратной связи R^ = 1,6 ком. 1. п = 1,11/ -|^~- «0,03. 2. Г! = 0,1 . 4800 = 480 ом. (1600 + 480) (4800 -480). 3*^э.г- 1600 + 4800 нииеш.. 1400 "50" 4. Li = 0,25-^- = 7 гн. 5. SCS0K = 13 см* (рис. V. 9); выбираем пластины УШ-16 (табл.У.!); S0K.= 2,8 с2; /c = 9 са(; Sc = i| = 4,65 c,2. 6. Li/g = 7 • 482 = 1,52 • 10* гн . лю2; цд = 210 (рис. 41V. 17). / 7-9 7. Ориентировочно до1=8920Х/ j- = 2260 витков. : 8. аШо в 48 > 2260 > Ю-3 = 12 ав/сл{; ^ = 200
РАСЧЕТ ВЫХОДНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 173 Ю- Umi = V2 . 5,4 • 4800 = 217 «; Вт = |^§^0 = : 9100 гс > 7000 гс, поэтому ад. = 3,2 • 103.217 = 3000 витков. 50. 4,65 11. w2 == 3000 . 0,03 = 90 витков. 12. dx = 0,025/48 = 0,17 мм; /2 = |/ ^ = l/|i = l,25o; <k = 0,71/^25=0, 02*9 13. 2 = 0,2% (рис. IV. 19); 63 =-^~—» 0,018 ел = 0,18 лл. 1UU 78 мм. Расчет выходных трансформаторов для двухтактных схем 1. Определяется коэффициент трансформации и индуктивность, первичной обмотки так же, как для однотактного трансформатора. Однако во всех формулах /?а заменяется на /?аа (наивыгоднейшее сопротивление нагрузки между анодами ламп или коллекторами транзисторов), a R{ — на #£.аа (внутреннее сопротивление между анодами или коллекторами). Ориентировочные значения #/аа для разных режимов следующие: режим э Я)ч А- АВ В- ' Я/аа — Я*аа ' #iaa ~ = 2*,; «з#,; «4*,. режим Рис. V. 10. Схемы выходных трансформа- режим ТОР0В Для ДВУХ нагрузок. 2. Выбирается тип пластин (табл.УЛ), определяется средняя длина магнитного пути /с (см), площадь окна 50К (см2) и рассчитывается сечение сердечника (см2) 2Р1С «Эок где Р — мощность трансформатора, em. По табл.У.1 выбирается тип сердечника. 3. Число витков первичной обмотки где Lx — индуктивность первичной обмотки, гн; \ли — начальная магнитная проницаемость материала сердечника (§ 8 гл.II). C\Ai\t\&2
174 ТРАНСФОРМАТОРЫ 4. Амплитуда напряжения на первичной обмотке где Яаа — сопротивление нагрузки между анодами ламп оконечного каскада (см. § 4 гл. IX). 5. Число витков первичной обмотки, исходя из допустимой индукции в сердечнике {Вт < 7000 гс), шх = ЗООо4%-. Из двух полученных значений wx выбирается большее. 6. Число витков вторичной обмотки Wz = Witl. Диаметры проводов рассчитываются так же, как и для однотактного трансформатора. Размещение обмоток проверяется обычным способом (см. § 2 гл.У). Сердечники трансформаторов для двухтактных схем собираются без зазора, так как эти трансформаторы работают без подмагничивания постоянным током. Расчет выходного трансформатора для двух нагрузок Схемы выходных трансформаторов для двух нагрузок приведены на рис.У.Ю. В схеме на рис.\М0,й нагрузки подключаются к отдельным обмоткам, а в схеме на рис.У.10,б— к обмотке с отводом. Коэффициенты трансформации определяются по формулам: где W\ — число витков первичной обмотки; o>2i—число витков первой вторичной обмотки и Ш22—число витков второй вторичной обмотки; Ra—сопротивление анодной нагрузки выходного каскада; R^ и RHt — сопротивления первой и второй нагрузок, а — отношение —- (мощности в первой и во второй нагрузках). Если —- « а, то нагрузки можно подключить к одной вторично:! обмотке последовательно. При этом коэффициент трансформации ~ .-м/Ь+Ь ^Н, 1 Если --4» —, то нагрузки можно подключить к одной вторичной Кщ а обмотке параллельно. В этом случае
АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ 175 § 5. АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ Автотрансформатором называется преобразователь напряжений, имеющий одну обмотку с одним или несколькими промежуточными выводами (рис.V. 11). Применяя автотрансформатор вместо трансформатора, можно уменьшить расход провода, так как в общей части обмотки протекает разностный ток / = /г— h (понижающий автотрансформатор) или / = /i — /а (повышающий автотрансформатор). Однако уменьшение расхода провода существенно только при небольших коэффициентах трансформации. -0 * ^ Рис. V. 11. Схемы трансформатора (а) и автотрансформаторов: б — понижающего; в — повышающего. Отношение объема меди* автотрансформатора к объему меди трансформатора той же мощности и с тем же коэффициентом трансформации *м. ат П — 1 г м. тр '• где п — коэффициент трансформации (отношение большего напряжения к меньшему). При коэффициенте трансформации я = 2 экономия провода составляет 50%, при п = 20— всего лишь 5%. Обычно уменьшают размеры сердечника автотрансформатора по сравнению с сердечником трансформатора; при этом экономия меди уменьшается. Так как вход и выход автотрансформатора непосредственно связаны, то схему, в которую он включен, заземлять нельзя. Автотрансформатор может иметь дополнительную обмотку, не Соединенную с основной. Если мощность, потребляемая от дополнительной обмотки, значительна, то преимущества автотрансформатора перед трансформатором уменьшаются. Мощность, получаемая во вторичной обмотке, т. е. мощность автотрансформатора Рат, состоит из двух слагаемых: 1) трансформируемой мощности, т. е. мощности, передаваемой во вторичную цепь трансформаторным путем за счет магнитной связи между цепями где I == /х — 7а для повышающего и / = /2— h для понижающего автотрансформатора; 2) проходящей мощности, передаваемой во вторичную цепь электрическим путем за счет существующей между обмотками электрической связи пр" - ил.
176 ТРАНСФОРМАТОРЫ г— > 10,9 3. Sc = 1,3 у 70= 10,9 см*; Sc = —- = 11,9 см*. Выбираем сер- Расчет автотрансформатора подобен расчету силового трансформатора (см. § 2). Отличие состоит в том, что сердечник автотрансформатора рассчитывается на величину трансформируемой мощности Р =цр izi *тр д»1Хат * где Рат—мощность автотрансформатора; п — коэффициент трансформации (берется максимальный в случае многоступенчатого автотрансформатора). Пример. Рассчитать повышающий автотрансформатор для питания аппаратуры, потребляющей мощность 220 вт. Допускается понижение напряжения на выходе автотрансформатора не более, чем на 10% относительно 220 в при изменениях напряжения сети от 150 до 220 в. ЬЛмакс = ?|«1,47; Ртр=,и.2001^1 = 70вт. 2. В = 10000 гс; Д = 3 а/мм* (табл. V. 5). 3]А70= Ю,9 см* S'c = ^ = 11,9 см*. Bi дечник УШ 35 X 35 (табл.УЛ): Sc = 11 см2; 6 = 22 мм; Л = 61,5 мм. 220 4. Число витков обмотки до2 = 45-jj— = 900. Число витков до первого промежуточного вывода 150 ?1 мин = 45 71" = 614. Число виткод до каждого последующего вывода должно увеличиваться не более чем на 10%. Следовательно, выводы могут быть сделаны после 655-го, 716-го, 777-го и 839-го витков, что соответствует напряжениям 150, 160, 175, 190 и 205 е. г , Рат 200 • / f , ^ат 200 " ._ ■5-'«eWe2»~A9les /1м-=1ЛТ7^Гн = 150 = 1»47а: 7макс = Г1 макс — 1* = °'56 а' 6. Диаметр провода обмотки до первого промежуточного вывода. rfi = 1,13]/^р«0,49 мм. Диаметр провода остальной части обмотки 42=1,13|/^«0,55 мм. Полученные диаметры проводов соответствуют стандартным (табл. П.'З). Далее следует проверить размещение обмоток (см. § 2 этой главы).
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ ГЛАВА VI™ § 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Электрический фильтр — устройство, пропускающее токи в определенной полосе частот с небольшим затуханием (полоса пропускания), а токи с частотами, лежащими вне этой полосы, — с большим затуханием (полоса непропускания). Частота, лежащая на границе полос пропускания и непропускания, называется частотой среза (обозначается /с). Электрические фильтры разделяются на следующие типы: 1). нижних частот, пропускающие токи с частотами от нуля до определенной частоты; 2) верхних частот, пропускающие токи, начиная с определенной частоты /с до бесконечности; . 3) полосовые, пропускающие токи в полосе частот от Д до /2; 4) заграждающие, не пропускающие токи в полосе частот от Д до Д. Электрические фильтры применяются для: 1) выделения необходимой полосы частот в различных радиоприемных устройствах, усилителях, специальной радиоизмерительной аппаратуре; 2) подавления гармоник на выходе радиопередающих устройств; 3) подавления индустриальных и других помех радиоприему; 4) подавления шумов иглы в проигрывателях; 5) уменьшения переменной составляющей выпрямленного тока, а также в линиях задержки. Избирательность электрических фильтров определяется характеристикой затухания, представляющей зависимость затухания от частоты. Затухание электрических фильтров в децибелах (дб) определяется по формуле 6 = 20 lg BX «W где £/вх— напряжение на входе фильтра; £/вых— напряжение на его выходе. Для оценки избирательности фильтров пользуются также характеристикой пропускания, являющейся зависимостью коэффициента пере* дачи /С = —— от частоты 6 = 201g-l-
178 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Важным параметром фильтра является характеристическое сопротивление (волновое сопротивление). Оно равно входному сопротивлению при работе фильтра на согласованную нагрузку. Большое значение имеет частотная зависимость волнового сопротивления фильтра. При несогласованности (неравенстве) волнового и нагрузочного сопротивлений фильтра возникают отражения, в результате чего, как правило, ухудшается характеристика затухания. Кроме того, при проектировании многих радиотехнических устройств необходимо знать частотную зависимость входного сопротивления фильтра, которая определяется волновым и нагрузочным сопротивлениями. Обычно стремятся к тому, чтобы характеристическое сопротивление в полосе пропускания обладало наибольшим постоянством. В этом случае при нагрузке фильтра на активное сопротивление входное сопротивление также будет наиболее постоянным. На электрические характеристики фильтра влияют потери в его элементах, однако расчет фильтра с учетом потерь достаточно сложен. ' § 2. ФИЛЬТРЫ ТИПА ЛГ Преимуществом фильтров типа К является непрерывное возрастание затухания в полосе непропускания и простота схемы. Рис. VI. 1. Кривая для расчета затухания в полосе непропускания звеньев фильтров типа /О Наиболее простыми являются Г-образные полузвенья. Однако для получения большего затухания и симметрии схемы часто применяются Т- или П-образные звенья. Схемы, характеристики затухания, пропускания и некоторые расчетные формулы для фильтров типа К приведены в табл.УМ. Затухание Т- и П-образных звеньев фильтров любого типа можно определить по графику, приведенному на pnc.VI.l, по параметру, значение которого определяется по формулам табл. VI.I. При расчете фильтров типа К необходимо учитывать, что затухание Г-образного полузвена в два раза меньше, чем звена, величина R (номинальное волновое сопротивление) берется равной сопротивлению нагрузки.
Схемы и расчетные формулы для простейших фильтров Таблица VI.1 Тип фильт ра Схемы фильтров Г-образное полузвено Т-образное П-образное Характеристики затухания пропускания Расчетные формулы для определения L иС Нижних частот Верхних частот Полосовой За- граж- даю- щий *НК tanrx-ц 0 , Т 0 anr>rVm>rsr>43 *Н1-«НЬ* М-Н: err^Ww~^> фр 0.1. * 0 ^t-4K ш J——X* N Jl -л о /c \Z. о У/ fi Ы A 0 /. fz 0 fc 0 fc 0 fi f2 0 ft h. Г _ °'32# Г _ 320 ' _ 0.08K - 80 L-—; с-ж L /c f ., 0.32Я . 0.08Д/У? |Ll—дГ: u==~hk"' _ 80Д/ . _ _ 320 0,32Rbf . 0.08/? Li = —5-f—; l* — /1/2 80 Д/ ' 320Д/ Cl~W; C*~ RM* Д/=/г — fi; /о = У*ЛЛ»; Л = дТ-4; i —лги; С — л/сф f—кгц; R — ом.
180 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Волновое сопротивление Т-образных звеньев в полосе непропускания по мере удаления от частот среза увеличивается, а П-образных звеньев уменьшается. Следовательно, Т-образные звенья не шунтируют токи с частотами, лежащими вне полосы пропускания, а П-образные, наоборот, шунтируют. При проектировании полосовых фильтров, у которых отношение час- /2 тот среза больше двух, т. е. т~ > 2, рекомендуется применять последовательное соединение звеньев фильтров частот (с частотой среза Д) и нижних частот (с частотой среза fi). Существенным недостатком фильтров типа К является небольшая крутизна скатов характеристики затухания. Для устранения этого недостатка рекомендуется последовательно соединять несколько звеньев или полузвеньев. Пример. Рассчитать элементы фильтра нижних частот, включенного между двумя ламповыми каскадами (рис.VI.2), при условии, что фильтр должен пропускать токи с частотами до 10 кгц, а затухание его на частоте 15 кгц должно быть не меньше 30 дб. 1. Затухание одного звена фильтра нижних частот типа К при х = /15 : = *_=-_= 1,5 согласно кривым, приведенным на рис.VI.1, равно /с • 'и приблизительно 17 дб. Для удовлетворения предъявленного требования выбираем два П-образных звена (два Т-образных звена имели бы три катушки и два конденсатора, что обошлось бы дороже и размеры фильтра были бы больше). 2. Находим нагрузочное сопротивление фильтра со стороны лампы Л* Ян = Яц/г^ 80 000 -L = 5000 ом. 16 Рис. VI нижних 2. Схема двузвенного фильтра частот. 3. Выбираем номинальное волновое сопротивление равным зочному (R = Ru = 5000 ом) и рассчитываем элементы фильтра: 0,327? 0,32-5000 /с ~ Ю 320 320 нагру- 1 = - : 160 мгн\ с-щ- 500(Ь10 = 0,0064 мкф = 6400 пф. 4. Рассчитываем сопротивление Rlt при котором результирующее сопротивление фильтра со стороны входа будет равно 5000 ом* Так как /?i и Ri соединены параллельно, а для лампы типа 6С5С R( = 9000 ом, то 1.1 1 ..... 11 1 R, + Ri " 5000 ИЛИ Ж 5000 9000 откуда /?1 = 11 000 ом.
ФИЛЬТРЫ ТИПА т 181 § 3. ФИЛЬТРЫ ТИПА т Недостатки, присущие фильтрам типа К, можно устранить, применяя более сложные фильтры — фильтры типа т. Характеристика затухания фильтров типа m может иметь значительно большую крутизну скатов, чем у фильтров типа К- Затухание этих фильтров на определенных частотах достигает бесконечно большой величины 60\ 50 **т40 %30 S т 20 т<*0; Щ306 m*Q5< >16 1 2 и л =0,745 гл.!' *- ".J /О ,и ',' & Р Ifi, {5 1,6 1,7 18 ф */}сдпя филыпро НЧ или i/j для фильтра ВЧ Рис. VI. 3. Характеристики затухания фильтров типа m нижних и верхних частот. (практически максимальной величины), после чего уменьшается. Эти частоты называются частотами бесконечного затухания и обозначаются f^. Частотная зависимость волнового сопротивления фильтров типа т может быть более постоянной, чем у фильтров типа /О Следовательно, фильтры типа т могут обеспечить лучшее согласование с нагрузкой. Характеристики затухания фильтров нижних и верхних частот типа т для различных значений т приведены на pHC.Vl.3. Из рисунка видно, что чем меньше величина т, тем больше крутизна скатов характеристики затухания, но при этом сильнее уменьшается затухание после частоты f^. Величины параметра т и элементов фильтров определяются по формулам, приведенным в табл.VI.2. Примерная величина затухания фильтров нижних М верхних частот без учета потерь определяется по кривым, приведённым на рис.VI.3. Для получения большего постоянства волно-_ вого сопротивления в полосе пропускания рекомендуется выбирать т = = 0,6. " Для увеличения затухания после частоты бесконечного затухания фильтров типа т применяются сложные схемы фильтров, состоящие: из последовательно соединенных звеньев (полузвеньев) типов т и К. Затуха-
182 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ФИЛЬТРЫ ФИЛЬТРЫ ТИПА т 183 Таблица VI.2 Фильтры типа т Тип фильтра Нижних частот Верхних частот Полосовой симметричный Схемы фильтров Характеристика затухания L, 05L, 0.5L, -0 0- 0.5Ц 6l 0,SL, 03^2 &-^« ф. Q.5L2 ЖЦ ЙЯ7" ltd 2сЛ051> fc f< tr-f Г- fc 0 /~»Л /W-* ^ m K-te)' ]/-©' Расчетные формулы L, ягн; С, мкф; f, кгц; R. ом . 0,32т/? _ 0,16(1 — т*) /? /с ' * . т/с ' _ 80(1— т») ., 160т 0,32т/? 0,16/?. (1—т2)/с • /ст ' г 80 . г 160 т Ll mfcR ' ?- (1-т*)/с/? , 0,16/?а . 0,16/?е . 0,08/? /о /о Ш г 160 160 320d 0,16/?о\ 0,08/? # 0,08/?. /0 Тое : /о« г 160 ' 320а ^ ; 320* с*-7?7оЗ: 5~Ж; °~"Р" /o=V7i/*; A/-A-fc:4, '00. Л Уоо» /0°i. п —12 /о, д/ '.•Ляа¥ а т д/' . . С1-*-«г^>€1Н-.<^>»а £ = . т л, /« (1-тг) (!+<)« ; rf=mn; * =_£i.; , = _*l »» /о »« /о
Ш ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ ние этих фильтров (рис.VI.4) равно сумме затуханий последовательно соединенных звеньев. Чтобы согласовать сложные фильтры с сопротивлениями нагрузок, необходимо в зависимости от конкретных требований включать на концах полузвенья (звенья) фильтров типа т. Эти полузвенья получили название согласовывающих. Для примера на рис.VI.5 приведены две возможные схемы фильтров нижних частот с согласовывающими полузвеньями. После выбора схемы и расчета элементов звеньев последовательно или параллельно включенные элементы объединяют, в результате получаются упрощенные схемы, приведенные на рис. VI.6. Эти схемы эквивалентны соответствующим схемам на рис.VI. 5. Пример. Рассчитать фильтр 7,5/,кгц Рис. VI. 4. Характеристики затухания фильтра нижних частот, состоя- нижних частот типа т с частотой щего из одного звена типа К и среза 5 кгц. Фильтр предназначен одного типа т. для включения между сопротивлениями нагрузки RH = 1000 ом и должен иметь максимальное затухание на частоте /^ == 6,25 кгц. Следовательно, Я = #н = 1000 ом. По формулам табл.VI.2 определяем ПолцзЬет Здено типа т Полузбено Полузбемо » здено типа к1 Полуздено типа т типа т типа т типа т Рис. Vl>5. Два из возможных вариантов сложных схем фильтров нижних частот. Выбираем по табл.У1.2 схему а, тогда по формулам той же таблицы находим . ...'.: и-2&&:±°'32'°i- 100° =38,*W
ФАЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬТРОВ 185 • 80 (1 — т») 80(1—0,6*) пт, . Cl= mfcR =0,6-5. 1000= 0-017 ""* С2 = /с* 160т /с* 160 • 0,6 5- 1000 = 0,0192 мкф. Характеристика затухания рассчитанного звена приведена на рис.У1.4 (штриховая кривая т =» 0,6). Если эта характеристика не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к фильтру, то последовательно с ним с, г 1 т ЯП^ 0 1 i * 0 0 11 0 Рис. VI. 6. Упрощенные схемы фильтров нижних частот, приведенных на рис. VI. 5. подключается П-образное звено фильтра типа К. Характеристика»затуха- ния этого звена приведена на рис. VI.4 штрих-пунктирной линией, а результирующая характеристика затухания — сплошной линией. Элементы П-образного звена рассчитываем по формулам табл. VI. 1: L = 0,32/? 0,32 • 1000 0,5С = 0,5-^!- = 0,5 •• 64 мгн\ т4^ = 0,032 лисф. § 4. ФАЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬТРОВ Фазовой характеристикой фильтра называется частотная зависимость изменения фазы напряжения или тока на выходе фильтра относительно его входа. Для того чтобы не возникали фазовые искажения при прохождении сигналов через фильтр, его фазовая характеристика в полосе пропускания должна быть линейной. Если фазовая характеристика линейная, то время задержки сигнала в фильтре t9 (групповое время прохождения) не зависит от его частоты, т. е. является постоянной величиной. Наиболее линейные фазовые характеристики имеют фильтры при т несколько больше единицы. - На pHC.VI.7 приведена простейшая схема фильтра, а на piic.VI.8 — его фазовые характеристики при различных значениях т. Из pHC.VI.8 видно, что более линейная фазовая характеристика > получается при т ?« 1,4.
186 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Элементы фильтра (рис.VI.7) рассчитываются по формулам! L = 1 + m* 0,32/? М = 4m m2 —1 4m o,32« жг«; „ 320т . */с л*г«; £ = та ■1 где М — коэффициент взаимоиндукции; к частота среза, кгц. М коэффициент связи; fc — Рис. VI. 7. Схема фильтра нижних частот, имеющего относительно линейную фазовую характеристику при m = 1,4. Рис. VI. 8. Фазовые характеристики фильтра, схема которого приведена на рис. VI. 7, при различных значениях т. 4<э 3,2 Z8 24 "^ о'' *N^ 21 _JL гч. ^N / "771 i \ к\ " 1 а? М 0,6 Q8 jc Рис. VI. 9. Схема фильтра нижних частот, используемого для улучшения фазовой характеристики фильтра, схема которого приведена на рис. VI. 7. Рис. VI. 10. Характеристики задержки фильтров, схемы которых приведены на рис. VI. 7 и VI. 9. Еще более линейную фазовую характеристику можно получить при последовательном соединении звеньев фильтров, показанных на pnc.VU
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 187 и рис. ;VI.9. Если оба звена рассчитать при mi = тг= 1,49, то результирующая фазовая характеристика будет наиболее линейной. На рис.VI. 10 приведены частотные зависимости обобщенного параметра группового времени задержки а>с/3 = 2nfct3 фильтров, схемы которых приведены на рис.VI.7 (кривая /) и рис.VI.9 (кривая 2) и при их последовательном соединении (кривая 3). Элементы L и С фильтра на pHc.VI.9 рассчитываются по тем же формулам, что и фильтра на рис.VI.7, а емкость конденсатора С - С Приведенные схемы фильтров используются при линий задержки. конструировании § 5. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Фильтры, в которых в качестве элементов применяются пьезоэлектрические реэонансы (кварц или искусственные кристаллы), называются пьезоэлектрическими. Q "' S Рис. VI* И* Пьезоэлектрический резонатор: а — эквивалентная схема; б — зависимость сопротивления от частоты. Пьезоэлектрические резонаторы характеризуются большой добротно- стью (составляющей несколько десятков тысяч), высокой стабильностью и малыми размерами. Характеристика затухания пьезоэлектрических фильтров имеет большую крутизну скатов при очень большом затухании на частотах бесконечного затухания. Пьезоэлектрические фильтры приме- * няются в диапазоне частот от нескольких сот герц до нескольких десятков мегагерц. Эквивалентная схема пьезоэлектрического резонатора (pHC.VI.ll.o) может быть представлена последовательным колебательным контуром Ьъ С\ с сопротивление^ потерь /?, зашунтированным статической емкостью Со электродов и монтажа. Зависимость сопротивления эквивалентной схемы резонатора от частоты без учета потерь приведена на рис.VI. 11,6. В зависимости от вида" колебаний и рабочего диапазона эквивалентная индуктивность кварцевого резонатора имеет значения от 0,1 до 100 гн, динамическая емкость Ci — от нескольких сотых до нескольких десятков пикофарад. Статическая емкость Со приблизительно в 120—140 раз больше, емкости Ci.
188 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ а 2 2 В радиолюбительской практике применяются негерметизированные резонаторы, конструкции некоторых из них приведены на рис. VI. 12. При включении кварцевого резонатора вместо разделительного конденсатора (рис. VI.13,a) удается получить хорошую избирательность (рис. VI. 13,6) на частоте fx последовательного резонанса. Однако такая схема имеет существенные недостатки, поэтому в радиолюбительской практике применяются более сложные схемы фильтров с регулируемой характеристикой затухания. На рис. VI.14,a приведена простейшая схема однорезонаторного диф- ференциально-мости нового полосового фильтра. В схеме, показанной на рис. VI. 14, б, средняя точка выведена от общей точки двух конденсаторов одинаковой емкости. В однорезонаторном фильтре можно изменением емкости конденсатора Сб изменять форму характеристики затухания (рис. VI. 15). Этим свойством пользуются "для ослабления влияния мешающей станции. Для повышения избирательности трансформатор фильтра настраивается изменением емкости конденсатора, подключенного параллельно ко вторичной (pHC.VI.14,a) или первичной (pHC.VI.14,6) обмотке-трансформатора. Полоса пропускания регулируется изменением сопротивления нагрузки Ru (рис. 14,а), величина которого в зависимости от емкости монтажа и средней частоты полосы пропускания фильтра берется от 10 до 100 ком. i\^\>(VA\>\>\Y^\>X\\\\\l ^ Рис. VI. 12." Конструкции простейших пьезо резонаторов: / — корпус; 2 — пружина; 3 — электроды; 4 —пьезопластинки; 5 — металлическое покрытие. Рис. VI. 13. Простейший пьезоэлектрический фильтр: а — схема; б — характеристика затухания. У фильтров со средней частотой полосы пропускания 465 кгц можно изменять ширину полосы пропускания от 100 до 500 гц. Недостатком этого способа регулировки ширины полосы пропускания является большое влияние сопротивления RH на усиление. Лучшие результаты получаются, при использовании схем, в которых нагрузочным сопротивлением является контур (рис!VI. 14,6* и.VI. 16),',
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 189 Увеличение изменения полосы пропускания достигается одновременной расстройкой в разные стороны относительно резонансной частоты J л Iй |0 Л Рис. VI. 14. Простейшие схемы узкополосных пьезоэлектрических фильтров. : форматора La, Са. Этим способом можно достигнуть изменения ширины полосы пропускания примерно в полтора-два раза больше по сравнению с регулировкой нагрузочным сопротивлением. При использовании фильтров на частотах выше 1 Мгц рекомендуется применять схемы с дифференциальными конденсаторами ДК (рис.VI. 17), в которых при изменении частоты бесконечного затухания (настройке) ширина полосы пропускания не изменяется. Недостатком рассмотренных схем пьезоэлектрических фильтров является относительно малая избирательность. Для увеличения избирательности рекомендуется последовательное соединение двух однорезонаторных фильтров (рис. VI. 18) или применение двухрезонаторных фильтров (рис. VI. 19). Расчет пьезорезонаторов заключается в определении размеров- пьезопластин по заданным значениям резонансной частоты Д и индуктивности эквивалентной схемы резонатора I. Значение Д и X получается в результате электрического расчета схемы. Для получения желаемых характеристик пьезорезонаторов . пластинки вырезаются строго определенным образом по отношению к осям кристалла. в Рис. VI. 15. Характеристики затухания фильтров, схемы которых приведены на рис. VI. 14, при различных значениях б ^б ~~ ^о» емкости Сб: а — Сб > С0; *-Q<C0. Рис. VI. 16. Схема узкопрлосного пьезоэлектрического фильтра, у которого нагрузкой является контур. В табл.V 1.3 приведены основные параметры некоторых типов срезов пьезокристаллов из кварца и искусственных кристаллов виннокислого
190 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ - ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 191 Таблица VI. 3 Параметры некоторых типов срезов пьезокристаллов Кристалл Кварц эдв кв АФ Кварц Срез и форма пластинки •^ У 18,5° XW-5" ХУ (Кюри) YX YX YZtbftojQy, %Zttf9& xzt45. XZiW (ЖТ) X круглая Вид колебаний 1 Продольные по длине ширине толщине Q 0,5 0,5 — 0.35 0,4 0,4 .0,5 0,5 0,2 0,859 - Kf.A кгц-см\ 255 270,5 270 204 201,5 175 175 173 163 329 290 'А 137 140 ' — -■ 25,5 28 ■ 37 23 1 24. 13,5 — ' 125 А/7, % 0,365 0,355 — 1,96 L79 1,35 2,2 2.1 3,7 _ — 0А гн/см ф/см 134 4,06 111 4,06 130 4,06 23 7,28 22,5 7,28 52 5,67 28,5 5,74 29,5 5,74 10,25 12,4 138,5 3,99 4,06 Q.10~3 30—60 30—60 >100 30 30—40 j >15 >15 >15 5 240— —300 «50 Tt • 10« I #ср в диапазоне Ta — Т» 1/°С —23 (5-35) —5 (5-35) от 30 до 70 (5-35) ■ <l комнатная температура 25 (5-35) «0 3-6 (5-35) 15—25 (5-35) —340 (5—40) 0 (От —10 до +90) От —20 ДО —22 V % от и 34 33 — 12, при 0,3>Q>0,5 не может быть использован — Отсутствие ^доп обеспечивается ВЫборОМ Q — - ™ Диапазон рабочих частот, кгц 50—250 50—250 60—250 ! 60—150 50-150 | 40—140 40—140 40—140 50—130 100—1000 1000-^15000 Применение в фильтрах Широко* полосных Узкополосных 1 Широкополосных То же » » Узкополосных Широкополосных То же » » » ъ Высокочастотных
J 92 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 193 Продолжение табл. VI. 3 Кри- \ сталл кв Кварц кв Кварц АФ Срез и форма пластинки ^22° КХ/_з5,25° (AT); (БТ) XYt_s. ^^^—8,5°/50° ^'з7.8» KYt_bo (биморфная) (биморфная) Вид колебаний о с и я ш К и о с о я со S грани толщине грани толщине Q 1 1 1 0,1— —0,5 0,2— 0,5 0,125- 0,15 0,2 0,14- 0,17 1 кгц • см 134,7 166 255 518 283 357 1. 580 358 -г. 14,6 200 500 180 при Q=0,4 305— 330 50 190— 200 24,2 AF. % 3.42 0,25 0,095 0,278 0,164- 0,152 1 0,25 2,06 гн/см ф/см 32,9 6,24 461 4,08 524 3,94 — 4,06 — — 15,6 5,74 «36 4,06 3,4 12,4 (?.10~3 20 120 290 >30 >30 30-50 25-30 0,8-1 ^ср'106 в диапазоне Тг - Ти 1/°С «0 (20-50) «0 (0-50) «0 (20—30) 7—18 <1 16 (От —50 до +50) -6 —410 (51-40) Y % от ft 132 Зависит от соотношения размеров — — /доп практически отсутствуют — /доп практически отсутствуют Диапазон рабочих частот, кгц 50—450 300—15000 2000—15000 4—50 4-50 8—20 0,3-10 0,8-10 Применение в фильтрах Широкополосных Высокочастотных То же Низкочастотных Узкополосных низкочастотных Широкополосных низкочастотных Узкополосных низкочастотных Широкополосных низкочастотных 7 120
194 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ НИ fp*№OteU !К i i /р=№Окги ]Qh AL Ли Рис. VI. 17. Схемы высокочастотных пьезоэлектрических фильтров. hSAi гШ 1 ЧР -ж- Рис. VI. 18. Схема двухзвенного пьезоэлектрического фильтра. Л^-П ■^ 1 /£Г UJZJ\ Рис. -iAj IT VI. 19. Схема двух- резонаторного фильтра. ^
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 195 этилендиамина (ЭДВ), виннокислого калия (KB) и аммония фосфорнокислого (ФА). Прежде всего необходимо выбрать наиболее приемлемый пьезокрис- талл, его срез и вид колебаний (сдвиг, продольные колебания или колебания изгиба). После этого следует рассчитать размеры пластинок пьезо- резонаторов по заданным значениям Д и L, воспользовавшись формулами, приведенными в табл.VI.4. Пример. Рассчитать пьезорезонатор на чистоту Д = 100 кгц, предназначенный для узкополосного фильтра, если индуктивность эквивалентной схемы L = 10 гн. Для этого резонатора наиболее приемлемым является срез кварца ЯУ/_5° (см* табл.VI.3), характеризующийся большой добротностью Q = = 30 000—60 000, малым ТЧК Г^ — 5-10""5, малым интервалом между резонансными частотами Д и /2 (в таблице приведена величина А/7 = g /2~~"Д Ю0%). Из таблицы видно, что эту пластину рекомендуется де- h 1 лать прямоугольной формы с отношением сторон (длины к ширине) Q=— . Ь При этом получается минимальное значение дополнительных (паразитных) резонансных частот (у% от Д) пластинки. Для заданного рабочего диапазона наиболее целесообразно использовать продольные колебания по длине. При других видах колебания получаются неприемлемые >раз- меры пластинки. Для расчета из таблицы выписываем расчетные коэффициенты гн К^ =. 270,5 кгц • см; К^ =» 111 —и q = 0,5, затем по формулам табл^1.4 определяем: / = -ri = т^£ =2,705 см =27,05 мм; Ь = q/ =0,5 • 27,05 = 13,52 мм; t = q -^ = 0,5 -^ = 0,045 см = 0,45 мм. %L . ш Динамическая емкость резонатора определяется по формуле С= ' 106 = 1°! = 0,256 пф. 4л*РЬ 4.3,122.1002.10 ^ Из табл.У1.4 находим г =-^- = 140, откуда С0 = гС = 140 • 0,256 = 35,8 пф. Этот же резонатор можно выполнить из среза YZtb4^0^ot но так как кристаллы ЭДВ гигроскопичны, то резонатор необходимо делать герметичным. Учитывая это, а также сложность и высокую (ювелирную) точность изготовления пьезопластин, пьезорезонаторы рекомендуется делать в лабораторных (заводских) условиях. 7*
196 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Формулы для расчета пьезорезонаторов Таблица VIA Эквивалентная схема резонатора Вид колебаний Характер деформаций Размеры пластины, см >СА Продольные по длине Ц^ Шел]] */ Q/ Lb Заданы L, гн Сдвиг по грани квадратных пластин к, Сдвиг по толщине Изгиб по грани £ Ч- V- L h i • V ^ Л Ql Lq* Изгиб по толщине биморф- ной пластины, состоящей из двух противоположно направленных пластин Т V4 Ql Lb Примечание. А9 — площадь электродов; Q = y; динамическая емкость резонаторов для всех видов колебаний рассчитываете по формуле ь = пф\ AH*f*xL I — длина пластины; b — ширина, / — толщина.
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 197 § 6. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ В настоящее время в радиоприемной и другой аппаратуре применяются электромеханические фильтры, по избирательности приближающиеся к пьезоэлектрическим. Рис. VI. 20. Полосовой электромеханический фильтр. Электромеханические фильтры отличаются малыми размерами, относительно стабильны, в процессе работы не требуют регулировки и поэтому выполняются в герметически закрытом корпусе. Рабочий диапазон температур этих фильтров от —30 до +80° С. Легко выполняемые размеры элементов радиочастотных электромеханических фильтров получаются Рис. VI. 21. Механическая резонансная система фильтров: а — стержневого; б — пластинчатого. при использовании их в области частот от 100 кгц до 1 Мгц. Разработаны специальные конструкции фильтров для работы в звуковом диапазоне частот. Электромеханические фильтры состоят из электромеханических преобразователей и механических резонаторов. Добротность механических резонаторов зависит от материала. Так, например, для резонаторов из стали она составляет 2000—3000, а при использовании алюминия или его сплавов — достигает 6000—10 000. Однако точность изготовления механических резонаторов должна быть очень большой.
198 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Существует множество конструкций электромеханических фильтров. Опишем лишь некоторые из них, наиболее широко применяемые в радиоаппаратуре. Полосовые электромеханические фильтры (рис. VI. 20) состоят из двух магнитострикционных резонаторов MP из никелевых стержней, связанных с механической системой, состоящей из нескольких параллельных дисков, Ld С0 Ld Сд Ц 0д Ld Сд Ld Сд Ld Сд •р 14) I LP | Lp Т. X Рис. VI. 22. Эквивалентная схема шестирезонаторного электромеханического фильтра. скрепленных между собой тремя никелевыми проволочками, выполняющими роль пружинок. Переменный ток, проходя по обмотке первого резонатора, воздействует на никелевый стержень, который в результате маг- нитострикционного эффекта приходит в колебательное движение. Его колебания передаются первому диску, а затем через систему скрепляющих проволочек — второму, третьему и т. д. Колебания последнего диска вы- Рис. VI. 23. Внешний вид электромеханических фильтров: а — пластинчатого; б — дискового. зывают механические колебания никелевого стержня, в результате чего в его обмотке индуктируется э. д. с. Диски изготавливаются из никель-железного сплава, температурный коэффициент которого практически равен нулю. Используя этот сплав, можно получить большую добротность (около 2000). Электромеханические фильтры изготавливаются многодисковыми для расширения полосы пропускания и увеличения избирательности, так как простейший однодисковый фильтр эквивалентен одному контуру. Применяя различное количество дисков, можно изменять крутизну характеристики затухания. На рис. VI. 21,а приведена конструкция семирезонаторного стержне-
ЯС-ФИЛЬТРЫ 199 вого фильтра, состоящего из пяти металлических полуволновых резона- торов 5 большой добротности, соединенных связками 4 длиной -тг. Концевые ферритовые резонаторы 3 являются сердечниками магнитострикцион- ных преобразователей: возбуждающего колебания 2 и снимающего их 6. Постоянные магниты 1 (магниты смещения) устраняют колебания с двойной частотой и повышают чувствительности преобразователей. На рис. VI. 21,6 приведена конструкция пятипластинчатого фильтра. На рис. VI.- 22 приведена упрощенная эквивалентная схема шести- резонаторного фильтра. В этой схеме индуктивность Хд эквивалентна массе резонатора, емкость Сд — его упругости, емкость Ср— упругости связывающих проволочек, контур Lp, Cp является эквивалентной схемой магнитострикционного разонатора на резонансной частоте. Для суждения о размерах электромеханических фильтров на рис. VI. 23 изображены внешний вид пластинчатого и семидискового фильтров на частоте /о = 465 кгц, выпускаемых отечественной промышленностью. Об избирательности электромеханических фильтров можно судить по кривым на рис. VI. 24, В разработанных конструкциях электромеханических фильтров невозможно регулировать ширину полосы пропускания изменением их параметров в процессе эксплуатации. Поэтому ширина полосы пропускания изменяется переключением электромеханических фильтров, которые часто монтируются непосредственно на переключателях аппаратуры. v-5 -и -з -г -I /о *3 *4/.кги Рис. VI. 24. Характеристики затухания электромеханических филы тров: / — трех-; 2 — ляти-; 3 — семи-; 4 — три- надцатирезонаторного. § 7. R С- ФИЛЬТРЫ Преимуществами ЯС-фильтров являются малые размеры, простота изготовления и наладки, меньшая чувствительность к посторонним магнитным полям и возможность изготовления для работы в области самых низких частот (начиная с долей герца); особенностью их является то, что многие из них (^ля получения желаемых характеристик) должны применяться с ламповыми или кристаллическими усилителями. Схемы, характеристики затухания, а также расчетные формулы для простейших /?С-фильтров приведены в табл. VI. 5. При расчете /?С-фильтров по заданному значению /с или /о необходимо дополнительно задаться величиной R или С. Если при расчете заграждающих фильтров принять а = 2, то все три емкости получатся равными. Это дает возможность при небольших ем-
200 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 2?С-фильтры Таблица VI. 5 Схема Характеристика затухания Расчетные формулы Фильтры НИЖНИХ частот . . О /с ' с= ]60 /?с: 160 /с* при /?i = /?а = R 160 fc-tfC Фильтры верхних частот ? с bL f 160 с = 160 при Ci = С2 = С я= 160 /сс Полосовой фильтр _ 160 ' ° ~ #С; Ci = C2 = С; ^?1 = /?2 = R Заграждающий фильтр UL-, 3 ojb . _ 160 h-"RC'% ft-£; а = 1-2; 2С Ci = C2 = С; Се = -• а R —ом; С — мкф; f—кгц.
ас-фильтры 201 костях конденсаторов взять их переменными, соединить в один блок и плавно изменять полосу запирания. Можно также изменять полосу запирания, если выполнить сопротивления Rlf R2 и #з переменными. При изготовлении заграждающих фильтров для более точной настройки их на заданную частоту запирания сопротивление /?з делается переменным. Большой практический интерес представляет приведенная на рис. VI.25,a схема #С-филь- тра верхних частот. Для такого фильтра характерна частота бесконечного затухания (рис. VI.25,6). как и для 1 } 1 Li с, II У J № Г с, 1 II < L ■ J г Г 1 с, и 1 } Г Г .1 L L f г ' 1 о Г 1 [ : 1 Ut *мш сии 9ПП сии 1ПП с 1 1 1 i \\ш 1 1/II III II 2 U/IIIII 1 II II1111 / [у 1 ух / У 1 /1 1 II 1 1 I 1 1II1 /11 III tt fill 1 UrtiJJtllll / г ю *L Рис. VI. 25. /?С-фильтр верхних частот с полюсом затухания: а — схема; б — характеристики затухания. LC-фильтра типа т. Кривая 1 соответствует затуханию фильтра при Rs=—, тогда , 56 . р 56 _ 56 _ R2 83 а при /?з= 2#2 (кривая 2) 42,6 . 42,6 . 42,6 . /?а На рис. VI.26,a приведена схема /?С-фильтра нижних частот, имеющая частоту бесконечного затухания. Характеристики затухания такого фильтра показаны на рис. VI.26,6. Кривая / соответствует затуханию при Сз = -—-, тогда _ 595 _ _ 595 С1 = -^-;С4 = 45.5Са,
202 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ а при Сз = 2С2 (кривая 2) Ci = При расчете ЯС-фильтров нижних и верхних частот, схемы которых приведены на рис. VI.25 и VI.26, на заданною величину f^ необходимо дополнительно задаться еще величиной одного из элементов R или С. Полосовые активные 2?С-фильтры. Если заграждающий фильтр включить в цепь отрицательной обратной связи усилителя (рис. VI. 27,а), получим однозвенный полосовой #С-фильтр. Порядок расчета элементов такого фильтра следующий: 1) рассчитывается усилитель, коэффициент усиления которого без отрицательной обратной связи должен быть не ниже 10 для получения хорошей избирательности; 2) величина сопротивления R = Ri = Rz определяется из условия 0,5#c>tf>(7-r-15)tfat где Rc — сопротивление утечки сетки и #а — сопротивление анодной нагрузки; 3) величины остальных элементов фильтра при заданном значении /о определяются по формулам табл. VI. 6, если дополнительно заданы a, R или а, С. Таблица VI.6 Зависимость полосы пропускания от величин емкостей и гц 7000 5000 4000 3000 и 20 000 12 000 8000 5600 Сг 100 200 300 500 Ct 50 100 250 С, пф 75 100 150 200 С4 75 100 150 200 С. 150 200 300 400 Однозвенные полосовые #С-фильтры имеют узкую полосу пропускания (рис. VI.27,6), ширину которой можно в некоторых пределах регулировать изменением сопротивления утечки Rc. При уменьшении этого сопротивления ширина полосы пропускания увеличивается, но при этом снижается избирательность. Значительное расширение полосы пропускания при большой избирательности получается при использовании /?С-фильтров /2—h (рис. VI.28). Порядок расчета их при условии, что —— < 1, следующий: /о 1) по заданным частотам среза /i и /2 определяется /0 = 0,5 (/! + /*);
ЯС-ФИЛЬТРЫ 203 ж Ri 4 ft) }—ti m m n—\ Г I J I 1 :§ m ЮОс 0,1 I '*■ v \ /00 4) I Г l/l II / 2 Ac T0J Рис. VI. 26. /?С-фильтр нижних частот с полюсом затухания: а — схема; б— характеристики затухания. 1000 1000 \\-r-\V 0J5 \\* ъ т iCj ^ R, -Г2000я —Ь-i-| С +25_06 \ Г* Ц i 6Н2П 0? Q2 05 »/"(? / 0.0 0.6 ОА 0,2 \ V - Ч ^ v h 1 / £50га I V _L fc» , J 400 воо 1200 f.eu о б Рис. VI. 27. Активный однозвенный полосовой ЯС-фильтр: а —схема; б — характеристика усиления.
204 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 20к зооТзоо А 3,4 ЗУЗ i2 40 /,кёц б Рис. VI. 28. Активный двухзвенный полосовой #С-фильтр: а — схема; б — характеристика усиления. /з/. S ?.| л f /Г S3 J.-S 1 6 V ^ • 1 'у •у •в / О ^ ^ / / , 1 / У г i t К 1 / / 1 f/j /v // h п h Л М Ч- 3 I/JI ш 41 \\\ // п\ jl \ 2 / 1^к^ т! т \\1 ^\\\ J\V |аз \|\ 1 у Ы г ■Ж- j f 2 ii Гч 5 * V • ^ 5 • « ,* ,ъ ► =4 r=j 1 . • с А ,с б =г 1 1 г=0 ' В S /< ?/ /X ?л Рис. VI. 29. Кривые для расчета двухзвенных полосовых /?С-фильтров.
дс-фильтры 205 2) исходя из допустимой неравномерности в полосе пропускания и желаемой крутизны кривой усиления, по кривым, приведенным на рис. VI.29, выбирается значение параметра а; далее по этой кривой определяется значение х (обычно на уровне 0,7); Выход Рис. VI. 30. Схема активного полосового ЯС-фильтра на транзисторах. 3) определяется добротность фильтра ж/о . <? = /•-й* 4) рассчитывается разность между средними частотами фильтров каждого звена а* * *r a'o. А/=/о2 — /oi = -q-» 5) определяются частоты f _, Д/. f -, . Д/. /01 = / о л"» /02 = h + ~2~% 6) значение элементов фильтров каждого звена усилителя определяется по формулам однозвенных /?С-фильтров; 7) определяется коэффициент усиления каскада k « 4Q, выбирается тип лампы и рассчитывается усилитель. Кривая усиления двухзвенного рис. VI.28,6. На рис. VI.30 приведена схема активного полосового фильтра, выполненного на двух транзисторах. В цепь обратной связи включен несимметричный, сдвоенный Т-образно, мостиковый заграждающий фильтр. /А W as 0,6 о* аг т а 3L Я=0, ■45 Ю т\ А / 5L Пот ю -W6 1L lb ЗС Vf,&i Рис. VI. 31. Частотные характеристики тока на выходе фильтра при различных значениях а. /?С-фильтра приведена на
206 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Частотные характеристики фильтра приведены на рис. VI.31. Наибольшая избирательность получается при а = ^- = 0,37. 0,1 +2506 50К 0.05 Qj 0JS Вход Рис. VI. 32. Схема активного ЯС-фильтра нижних частот. При заданном /о, R или С элементы фильтра рассчитываются по формулам: О Ifi ^°= ~Ж; *1 = aR; Cl = 0,5С; tf^ML; C= °Л6 /оС foR ' Phc.VI.' 33. Активный ЯС-фильтр верхних частот: а — схема; б — частотная зависимость усиления. Активный ЯС-фильтр нижних частот. Схема #С-фильтра нижних частот приведена на рис. VI.32. Нормальная работа схемы обеспечивается при высокоомной нагрузке.
ВЛИЯНИЕ ПОТЕРЬ В ЭЛЕМЕНТАХ ФИЛЬТРА НА ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ 207 Изменением величин емкостей d, С2, Сз, С* и С5 можно изменить полосу пропускания (табл. VI.6). При этом ослабление на частоте /х около 2 дб, а на частоте /2 около 24 дб. На рис. VI.33,а приведена схема активного ЯС-фильтра верхних частот. Для повышения избирательности в цепь отрицательной обратной связи включен двухзвенный /?С-фильтр нижних частот, а на выходе включено одно звено фильтра нижних частот. Частотная зависимость усиления рассматриваемой схемы фильтра приведена на рис. VI. 33,6. § 8. ВЛИЯНИЕ ПОТЕРЬ В ЭЛЕМЕНТАХ ФИЛЬТРА НА ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ Характеристики фильтров значительно искажаются вследствие потерь в катушках индуктивности и конденсаторах. За счет потерь в фильтрах возникает затухание в полосе пропускания, величина которого тем больше, чем больше потери (меньше добротность элемента). Затухание в полосе пропускания является не постоянной величиной, оно возрастает по мере приближения к частотам среза (рис. VI. 34). В результате этого происходит округление характеристики затухания вблизи частот среза, что приводит к ухудшению избирательности фильтра. Особенно сильно сказываются потери на характеристике затухания при частотах, близких к частоте бесконечного затухания (затухание уменьшается). Потери в элементах фильтра приводят к изменению как характеристического сопротивления, так и фазовой характеристики. Для получения полосовых фильтров с хорошими характеристиками затухания необходимо изготовлять их из элементов, добротность которых Q>(15^20)A, где /о —- средняя частота полосы пропускания; Д/ — ширина полосы пропускания. В большинстве случаев при добротностях элементов свыше 100 получаются хорошие характеристики затухания фильтров. При изготовлении фильтров следует считать, что добротность обычных бумажных конденсаторов составляет 100—200 (для области звуковых частот), а слюдяных — 3000. Добротность же катушек индуктивности значительно ниже, и для повышения ее необходимо применять специальные меры: изготавливать сердечники из материалов с малыми потерями (карбонильное железо, альсифер, ферриты), специальной формы (броневые или тороидальные), применять для намотки многожильный провод (лит- цендрат). Рис. VI. 34. Характеристики затухания полосового фильтра при различных добротностях его элементов.
208 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ § 9. МОНТАЖ И НАЛАДКА ФИЛЬТРОВ Соответствие электрических характеристик фильтров расчетным данным определяется, с одной стороны, соответствием величины и добротности элементов расчетным данным, а с другой — правильностью монтажа. Правильно выполненным считается такой монтаж фильтра, при котором, во-первых, практически отсутствуют паразитные индуктивные и емкостные связи между элементами, а во-вторых, индуктивность и емкость монтажных проводов во много раз меньше индуктивностей и емкостей элементов фильтра. Для нормальной работы фильтров необходимо, чтобы собственные емкости катушек индуктивности были минимальны и практически не влия- Рис. VI. 35. Схемы монтажа конден- Рис. VI 36. Пример неправиль- саторов фильтров, работающих в об- но го монтажа фильтра, рабо- ласти высоких частот: _. тающего в области высоких а — неправильная; б — правильная. частот. ли на его характеристики. Для этой цели секционируют обмотку, удаляют ее от сердечника, удаляют, слои один от другого, применяют специальные типы обмоток и т. д. Для уменьшения емкости катушек, работающих в области коротких и ультракоротких волн, применяются однослойные катушки малого диаметра. При выборе конденсаторов необходимо учитывать, кроме емкости, еще и их индуктивность, которая в области высоких частот может иметь большее сопротивление, чем емкостнсе сопротивление конденсатора. Обычно для работы на низких частотах (длинных волнах) применяются бумажные конденсаторы. В фильтрах, работающих на коротких и ультракоротких волнах, применяются слюдяные, керамические и специальные безындукционные конденсаторы. При монтаже катушек индуктивности и конденсаторов следует учитывать индуктивность соединительных концов, которая составляет приблизительно 0,01 мкгн на 1 см длины провода. Эта, казалось бы, маленькая индуктивность на высоких частотах сказывается весьма сильно. Если, например, конденсатор емкостью 300 пф подключен в схему фильтра так, как показано на рис. VI. 35,а, причем длина монтажного провода об равна 3 см, то при частоте 60 Мгц емкостное сопротивление конденсатора составит около 8 ом, а индуктивное сопротивление монтажного провода— около 10 ом. При таком значении индуктивного сопротивления сильно искажается характеристика затухания фильтра. Для устранения этого рекомендуется монтаж конденсаторов выполнять так, как показано на рис. VI. 35,(5.
МОНТАЖ И НАЛАДКА ФИЛЬТРОВ 209 ■*т з, -1 V У. 12 т На работу фильтра могут также отрицательно влиять и другие длинные монтажные концы, например, бв (рис. VI.36). Зачастую для уменьшения тока по экрану фильтра применяется неправильное подключение второго выводного конца непосредственно к входному зажиму 2 в точке д (рис. VI. 36). В этом случае в результате емкостной связи между проводником дж и остальной схемой в-нем наводится некоторое напряжение, поступающее непосредственно на выход и искажающее характеристику затухания фильтра. Рекомендуется придерживаться следующего правила: монтажные концы должны быть по возможности короче и присоединены к корпусу (экрану) в ближайшей точке. При изготовлении катушек индуктивности на тороидальных или броневых сердечниках, практически исключающих магнитный поток рассеяния, их можно монтировать в общем блоке. В этом случае индуктивная связь между катушками практически отсутствует. Для уменьшения нежелательной индуктивной связи между катушками фильтра, работающего в области высоких частот, необходимо их разнести и расположить перпендикулярно одну относительно другой. Примером такого монтажа является монтаж фильтров, предназначенных для подавления помех телевизионному приему (см. гл. XIII). ГУПГг 777777", Рис. VI. 37. Схема правильного монтажа двухзвенного фильтра нижних частот, работающего в области высоких частот. Рис. VI. 38. Схемы настройки контуров фильтров: а — последовательного; б — параллельного. Значительное уменьшение нежелательных индуктивных и емкостных связей между элементами фильтра достигается применением экранов. Кроме того, экранирование защищает фильтр от действия внешних мешающих полей. Экранируются как отдельные элементы фильтра, так и фильтры в целом. На рис. VI. 37- приведена схема правильного монтажа двухзвенного фильтра нижних частот, работающего в области высоких частот. Во многих случаях можно обойтись без внутреннего экрана Э2, но тогда необходимо разнести катушки Ц и L2 и расположить их перпендикулярно одну относительно другой. Порядок изготовления простейших фильтров -следующий: вначале изготавливают с заданной точностью элементы, затем, соблюдая указанные правила, монтируют их и, наконец, измеряют затухание.
210 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ Сложные фильтры, т. е. фильтры, содержащие последовательные и параллельные контуры, например, полосовые типы /С, все фильтры типа т и др., необходимо обязательно настроить перед монтажом. Фильтры настраиваются для лучшего соответствия их характеристик расчетным данным. Перед настройкой схему фильтра разбивают на отдельные контуры, вычисляют их резонансные частоты, а затем настраивают последовательные контуры по схеме на рис. VI. 38,а, а параллельные—по схеме на рис. VI. 38,6 на минимум показаний индикатора. Для повышения остроты и точности настройки в схеме на рис. VI. 38, а рекомендуется применять генератор с большим внутренним сопротивлением, а в схеме на рис. VI. 38, б — с малым и применять в качестве индикатора ламповый вольтметр с высокоомным входом. Настраивать контуры фильтра лучше всего по мостиковой схеме, приведенной на рис. VI. 39. Для подавления гармоник измерительного генератора рекомендуется применять измерительный фильтр //Ф, а для проверки установки точности частоты — частотомер (см. гл. XVII). Преимуществом данной схемы является большая точность настройки и возможность определения добротности катушки на резонансной частоте по формуле п _ и*1 После настройки контуров монтируют фильтр, а затем измеряют характеристику затухания. Рис. VI. 39. Мостиковая схема настройки контуров фильтра.
АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА ГЛАВА VIIе § 1. ЕДИНИЦЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Звук —- волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой среды (воздуха, воды и т. п.). Термином «звук» обозначается также специфическое ощущение, вызываемое действием звуковых волн на орган слуха. Ощущение звука возникает лишь при условии, что частота и энергия воздействующих на орган слуха колебаний лежат в определенных пределах слухового восприятия. Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой от 20 гц до 16—20 кгц. Колебания с частотами ниже 20 гц называются инфразвуком, а колебания с частотами выше 20 кгц — ультразвуком. Сила звука— количество энергии, которое переносит звуковая волна в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к на- эрг правлению распространения волны. Сила звука измеряется в см2.сек или в вт/см2 и для нормально слышимых звуков лежит в пределах от 10 16 до Ю-4 вт/см2. Уровень силы звука — отношение силы данного звука / к нулевому уровню, за который принята сила звука /о = 10~~16 вт/см2. Обычно уровни силы звука измеряются в логарифмических единицах — децибелах: tf = 10lg-J-. /о Звуковое давление — переменное давление, дополнительно накладывающееся при прохождении звуковой волны на среднее давление, которое существует в среде (для свободной атмосферы — на атмосферное давление). Сила звука и звуковое давление связаны между собой квадратичной зависимостью. Так, например, при увеличении звукового давления в 2 раза сила звука возрастает в 4 раза. Единицей измерения звукового давления является дин/см2 (1 дин/см2 = 1,02 мГ/см2). Приводим средние величины звуковых давлений, развиваемых различными источниками звуков: Скрипка на расстоянии \ м 0,5 дин/см2 Диктор на расстоянии 1,5 и* 1 » Рояль на расстоянии Зле 3 » Разговор перед микрофоном на расстоянии 2 м 13 » Духовой оркестр на расстоянии 3 м 44 » Уровень звукового давления — отношение величины звукового давления р к нулевому уровню, за который принято звуковое давление р0 = «=0,0002 дин/см2.
2J2 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА В децибелах N =201g-£-. Ро Уровни звукового давления и уровни силы звука, выраженные в децибелах, совпадают по величине. Воспользовавшись данными табл. VII. 1 можно переводить отношения сил звуков и звуковых давлений в децибелы и наоборот. Если необходимого уровня в таблице нет, то для перевода отношений в децибелы и наоборот можно воспользоваться тем, что децибелы складываются, а отношения перемножаются. Например, 25 дб= 20 дб -f- + 5 дб= 10 • 1,778= 17,78. Громкость звука — величина слухового ощущения, зависящая от силы звука и его частоты. Обычно принято оценивать громкость звука, сравнивая ее с громкостью простого тона, имеющего частоту 1000 гц. Уровень силы звука с частотой 1000 гц, столь же громкого, как и измеряемый звук, называется уровнем громкости. Таблица VII. 1 Перевод децибелов в отношения Уровень, дб 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Отношение звуковых давлений или напряжений 1,000 1,122 1,259 1,413 1,585 1,778 1,995 2,239 2,512 2,818 3,162 3,548 3,981 4,467 5,012 Отношение сил звуков или мощностей 1,000 1,259 1,585 1,995 2,512 3,162 3,981 5,012 6,310 7,943 10,000 12,59 15,85 19,95 25,12 Звуковое давление, дин/см* на частоте 1000 гц 0,00020 0,00024 0,00025 0,00028 0,00032 0,00035 0,0004 0,00045 0,00050 0,00056 0,00065 0,00071 0,00080 0,00089 0,001 Уровень, дб 15 16 17 18 ] 19 20 1 30 . 40 50 60 70 80 90 100 120 1 Отношение звуковых давлений или напряжений 5,623 6,310 7,079 7,943 8,913 10,000 31,62 10* 316,2 103 | 3,16-103 1 10* | 3,16-Ю4 10е 10» Отношение сил звуков или мощностей 31,62 39,81 50,13 63,10 79,43 108 10* 1 104 10* 10« 10» 108 10* 1010 1012 Звуковое давление, дин/см* на частоте 1000 гц 0,00112 0,00126 0,00142 0,00158 0,00178 0,002 0,0065 0,02 0,065 0,2 0,65 2 6,5 20 1 200 Приводим средние уровни громкости для различных источников звука: Тихий сад 20 дб Шопот на расстоянии \ м 25 » Шум на тихой улице 30—35 ъ Спокойный разговор трех человек в комнате средних размеров 45—50 дб Шум оживленной улицы . 55—60 » Аплодисменты в зрительном зале 60—75 э Шум в поезде метро при движении 85—90 » Духовой оркестр 80—100 » Шум авиационного мотора на расстоянии 1 м . . 110—120 »
ЕДИНИЦЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 213 Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает при частотах от 1000 до 4000 гц. Кривые равной громкости, приведенные на рис. VII. 1, показывают, как должен изменяться уровень силы звука в зависимости от частоты для сохранения неизменной громкости звука. Кривые приведены для разных уровней громкости. На частоте 1000 гц уровни громкости звука и уровни силы звука совпадают.. При малых уровнях громкости ухо менее чувствительно к звукам низких и высоких частот, чем к звукам средних частот. 50 Ю0> 500 1000 5000 Ю000 f.ZXX Рис. VII. 1. Кривые равной громкости. Порог слышимости, или нулевой уровень,— значения звукового давления или силы звука, при которых звук перестает быть слышимым, Порогу слышимости на частоте 1000 гц соответствует звуковое давление 0,0002 дин/см2 и сила звука 10~~16 вт/см2. Порог болевого ощущения — значения звукового давления или силы звука, при которых ощущение, звука превращается в болевое ощущение. Порогу болевого ощущения на частоте 1000 гц соответствует звуковое давление 200 дин/см2 и сила звука Ю-4 вт/см2. Динамический диапазон — диапазон громкостей звуков, или разность уровней звукового давления самого громкого и самого слабого звукоз Динамический диапазон измеряется в децибелах. Дифракция — изменение направления распространения звука, вызванное прохождением волны около края препятствия. Интерференция — сложение в пространстве двух (или нескольких) волн с одинаковыми периодами, приводящее в зависимости от соотношения между фазами к ослаблению или усилению результирующей волны.
214 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА Биения — периодические изменения силы звука, вызванные сложением двух звуковых волн различных частот. Реверберация — существование звука в замкнутом пространстве после окончания действия источника вследствие многократных отражений звуковых волн. Тон — синусоидальное звуковое колебание. Основной тон — наиболее низкий тон, создаваемый источником звука. Обертона — все тона, кроме основного, создаваемые источником звука. Если частоты обертонов в целое число раз больше, чем частота основного тона, то их называют гармоническими обертонами. Тембр — «окраска» звука, определяемая числом, частотами и интенсивностью обертонов. § 2. МИКРОФОНЫ Микрофон — устройство, предназначенное для преобразования звуковой энергии в электрическую. Наиболее важные качественные показатели микрофона: чувствительность, частотная характеристика, уровень шума и характеристика направленности. Чувствительность микрофона принято характеризовать выходным уровнем отдачи (уровнем мощности в нагрузке) на частоте 1000 гц при звуковом давлении в 1 дин/см2. Уровень отдачи определяется в децибелах по отношению к 1 мет. Чувствительность микрофона может быть выражена также в величинах выходного напряжения на нормальной нагрузке при звуковом давлении в 1 дин/см2. По известному уровню отдачи микрофона можно определить напряжение на нагрузке. Для этого переводят децибелы в отношение мощностей и определяют мощность Р мет, отдаваемую микрофоном в нагрузку, разделив 1 мет на полученное отношение мощностей. После этого находят напряжение V на нагрузке по формуле U = VUPPR мв, где R — сопротивление нагрузки, ом. Пример. Выходной уровень отдачи микрофона МД-42 при нормальной величине сопротивления нагрузки 250 ом равен — 72 дб. Определить напряжение на нагрузке. По табл. VII. 1 находим, что 72 дб (70 дб + 2 дб) соответствует отношению мощностей 1,585. 107. Мощность в нагрузке ^ТЖЛГ=°'63>1(г7/ит' Напряжение на нагрузке U = KlO3- 0,63- 10"~7 • 250 = 0,126 мв. Таким образом, чувствительность микрофона МД-42 составляет 0,126 мв • см2/дин. Частотной характеристикой микрофона называется зависимость чувствительности микрофона от частоты. Неравномерность частотной характеристики — отношение максимальной чувствительности к минимальной в рабочем диапазоне частот.
МИКРОФОНЫ 215 1 Уровень шумов микрофона определяется относительно выходного уровня отдачи микрофона в децибелах. Характеристика направленности микрофона представляет зависимость чувствительности микрофона от направления прихода воздействующего на него звука. Разность уровней отдачи между фронтом и тылом — выраженное в децибелах отношение мощностей в нагрузке микрофона при одинаковом давлении волн, приходящих со стороны фронта и со стороны тыла. Динамические микрофоны. В динамических микрофонах используется явление электромагнитной индукции, т. е. возбуждение э. д. с. при движении проводника в постоянном магнитном поле. В катушечных динамических микрофонах проводник выполнен в виде катушки, прикрепленной . стЛт к диафрагме, которая колеблется под действием J^ c -r звуковой волны. Катушка размещена в воздуш- -=-£ ном зазоре постоянного магнита. В ленточных микрофонах функции диафрагмы и проводника выполняет тонкая металлическая ленточка, которая колеблется в постоянном магнитном поле под действием звуковой волны. рис yjj 2 Схема Ленточные микрофоны являются весьма высо- ВКЛЮЧения конден- кокачественными и поэтому применяются преимуще- сатооного микоо- ственно для передачи и записи музыкальных про- F фона грамм, особенно в закрытых помещениях. На откры- ^ том воздухе применять их не рекомендуется из-за действия ветра на ленточку. Ленточные микрофоны не рекомендуется также использовать при малых расстояниях от источника звука, так как в этом случае сильно возрастает чувствительность на низких частотах. Основные параметры динамических микрофонов приведены в табл. VII.2. Комбинированные микрофоны представляют собой сочетания различных типов микрофонов, что дает возможность получить одностороннюю характеристику направленности. Микрофон 10-А-1 является сочетанием ленточного и катушечного микрофонов и имеет следующие данные: 1. Чувствительность при работе одного ленточного микрофона не менее 0,1 мв-см2/дин, при работе катушечного микрофона — 0,12мв-см2/дин, при их совместной работе — 0,18 мв-см2J дин. 2. Неравномерность частотной характеристики для рассмотренных вариантов работы соответственно не более 8,10 и 7 дб в диапазоне 60—8000 гц. 3. Номинальное сопротивление нагрузки соответственно 180, 140 и 250 ом. Конденсаторные микрофоны. Принцип действия конденсаторного микрофона основан на включении в цепь постоянного тока конденсатора, емкость которого изменяется в соответствии с изменением звукового давления (рис. VII 1.2). Так как напряжение на конденсаторе прямо пропорционально заряду и обратно пропорционально емкости конденсатора, то при колебаниях одной из обкладок конденсатора напряжение на обкладках изменяется. В цепи действуют две э. д. с.: постоянная э. д. с. батареи и переменная э. д. с., обусловленная перемещением одной из обкладок. При наличии переменной э. д. с. в цепи течет переменный ток и создается падение напряжения на сопротивлении нагрузки R.
216 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА МИКРОФОНЫ 217 Таблица VII. 2 Основные характеристики динамических микрофонов Тип микрофона дмк РДМ сдм 82А-1 МД-30 МД-31 МД-32 МД-33 МД-35 МД-36 МД-37 МД-38 МД-41 МД-42 МД-44 МД-45 МД-46 МД-47 МД-55 МД-57 МД-59 МД-61 МД-62 МДО-1 9А-1 МЛ-4 МЛ-10 МЛ-10Б МЛ-11 МЛ-11Б АШ-11М МЛ-15 МЛ-16 МЛ-17 Рабочий диапазон частот, гц 50—10 000 100— 5000 50-10 000 70— 8 000 50—10 000 50—10 000 50—10 000 250— 7 000 50—10 000 100— 8 000 60— 8 000 50—15 000 100— 5000 100— 5000 ЮО—8 000 50—15000 100— 5000 100—10 000 60—8 000 50—13 000 50—15000 120—10 000 120-10 000 160—8 000 50— 8 000 50-10 000 50—10 000 50-10000 70-10 000 70—10000 70—10 000 50-10 000 50—15000 70—10 000 Неравномерность частотной характеристики, не более, дб 6 12 12 10 12 11 10 15 8 13 12 8 25 12 12 12 25 20 12 10 8 12 12 15 И 3 12 5 10 12 12 5 10 1 12 Выходной уровень отдачи на частоте 1000 гц при номиналь- ■ ной нагрузке, i не менее, оо 1 —70 1 —70 —70 —74 —70 —70 —70 —78 —69 —70 —72 —78 —72 —72 —78 -78 —72 —84 —72 -78 —78 —88 —88 —78 , | —75 —70 —70 —70 —72 -75 —75 | —76 —78 | -76 Нап- рав- лен- ность Кат I НН НН НН НН НН" НН НН НН НН НН НН ни НН НН он ! он 1 он НН НН НН НН он НН он Л НН НН НН НН он он ДН 1 НН | ДН он Разность уровней отдачи между фронтом и тылом, не менее, дб у шечные —"- • —' —.• ■ — —' — — — "'— '— ■— —' ' ■—■ '— 10 12 12 •—- ' — — — 8 — 15 енточные • — ■— — — 13 13 —. ;■ — — | 12 Номинальное сопротивление нагрузки, ом Назначение микрофоны 200 и 600 200 и 600 200 и 600 350 200 и 600 600 160 и 600 600 250 200 и 600 250 60 и 250 30 000 250 250 250 250 500 000 250 250 250 250 250 250 | Звукозапись и передача речи и музыки » » » » » г » » г > 1 » Передача речи Звукозапись и передача речи и музыки » » » » » » » » » » » » Передача речи | Звукозапись и передача речи и музыки Передача речи ! » • г Звукозапись и передача речи и музыки Любительская звукозапись Передача речи Звукозапись и передача речи, репортажные передачи Высококачественная звукозапись речи и музыки Передача речи из шумных помещений Любительская звукозапись Передача и звукоусиление речи Высококачественная звукозапись Звукозапись и звукоусиление в закрытых помещениях » » » речи » » > * Усиление и запись речи в шумных помещениях микрофоны 250 600 600 600 600 250 250 250 250 250 1 Передача речи Передача и запись речи и музыки » » ъ » > » » 1 » » » 1 » > » » » > в шумных помещениях » *.* »> > »» > »'» ъ ъ »» » » ъ ъ г ъ » Радиовещание и высококачественная звукозапись » и запись речи и музыки » » Примечание. В графе «Направленность» приняты следующие обоз начения: НН« двухсторонненаправленный. • ненаправленный, ОН — односторонненаправленный, ДН —
218 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА Конденсаторные микрофоны находят широкое применение в звукозаписи, радиовещании и телевидении. По своим качественным показателям они превосходят широко распространенные динамические микрофоны. Основные параметры конденсаторных микрофонов приведены в табл. VII.3. Таблица VII. 3 Основные характеристики конденсаторных микрофонов Рабочий диапазон частот, гц ill в * * III S|S!§ Ms sis» аа li о - * 5 § ^ s S.; I III о s о «S3 J? * Q« CCS 8& ss 3<o SB rtT в ч Si £ . s CQ KM-57 MK-1 MK-3 MK-5 MK-5A MK-61 МИК-6с 19A-1 19A-2 19A-3 19A-9 (КМД-1) 40—15 000 50—10 000 40—15 000 20—20 000 20—20 000 50—12 000 50—15 000 50—10 000 30—15000 30—15 000 40—15000 5 4 6 5 5 10 15 5 5*) 5*) 6 —60 —58 -66 -75 —73 —50 OH OH OH HH HH OH 12 15 250 250 250 250 250 —60 —58 -55 —48 OH OH3)| OH OH 15 204) 204) 19 250 160 160 250, 65 и 30 260 480 -43 —46 -55 400 360 360 230 x) OH — односторонненаправленный, HH — ненаправленный. 2) В диапазоне частот 40—12000 гц. 3) Имеется возможность получить 9 различных характеристик направленности. 4) При кардиоидном включении капсюля. Капсюль конденсаторного микрофона является емкостным преобразователем, емкость которого лежит в пределах 30—150 "пф. Следовательно, внутреннее сопротивление такого капсюля на низшей частоте рабочего диапазона составляет десятки и сотни мегом. Сопротивление нагрузки капсюля должно быть значительно больше его внутреннего сопротивления или, по крайней мере, равным ему. Выходное сопротивление микрофона должно быть минимальным, чтобы уменьшить наводки на провода, соединяющие микрофон с усилителем. Для выполнения этих условий первый каскад усилительного устройства необходимо помещать в непосредственной близости от капсюля, причем этот каскад должен выполнять функции трансформатора полных сопротивлений, т. е. иметь большое входное и малое выходное сопротивления. Обычно капсюль и все элементы усилительного Каскада размещаются в общем корпусе. Питающее устройство конструктивно оформляется в виде отдельного блока.
МИКРОФОНЫ 219 Усилительный каскад, смонтированный в корпусе конденсаторного микрофона, обычно выполняется по схеме с катодной нагрузкой (см. § 11 гл. IX). Лампы выбираются с минимальным сеточным током, уровнем собственных шумов и микрофонным эффектом. Пьезоэлектрические микрофоны. Принцип действия этих микрофонов основан на пьезоэлектрическом эффекте. Пьезоэлектрические микрофоны отличаются простотой конструкции, дешевизной и высокой чувствительностью. К их недостаткам следует отнести высокое внутреннее сопротивление емкостного характера, значительную неравномерность частотной характеристики, недостаточную эксплуатационную надежность. Большое внутреннее сопротивление пьезоэлектрических микрофонов создает не- Рис. VII. 3. Устройство дифферен- Рис. VII. 4. Схема вклю- циального электромагнитного ми- чения угольного микро- крофона: фона. / — кольцевые магниты; 2 — катушки; 3 — мембрана; 4 — фланцы; 5 — обойма. удобства при подключении к транзисторным усилителям, входное сопротивление которых сравнительно мало. В настоящее время выпускаются пьезоэлектрические микрофоны типа МПЭ-3, а также микрофоны для слуховых аппаратов. Микрофон типа МПЭ-3 характеризуется следующими данными: неравномерность частотной характеристики в диапазоне частот 100—5000 гц — 20 дб, чувствительность— 1 мв*см2/дин, номинальное сопротивление нагрузки 1 Мом. Средняя чувствительность микрофонов для слуховых аппаратов составляет от 5 до 10 мв-см2/дин. Их частотная характеристика имеет подъем в области частот 2—4 кгц до 10 дб. Номинальное сопротивление нагрузки 3—5 Мом. Электромагнитные микрофоны. Мембрана электромагнитного микрофона колеблется возле полюсов постоянного магнита, изменяя воздушный зазор. Возникающие при этом колебания магнитного потока вызывают появление э. д. с. в катушке, расположенной на магните. Электромагнитные микрофоны отличаются сравнительно простой конструкцией, дешевизной и высокой эксплуатационной надежностью. Качественные показатели этих микрофонов невысокие. Специально для транзисторных слуховых аппаратов выпускается малогабаритный электромагнитный микрофон прямоугольной формы (размеры 24 X 16 X 8 мм и вес около 20 г). При полном внутреннем сопротивлении более 600 ом чувствительность микрофона составляет 0,3— 0,5 мв • см2/дин. Широкое распространение получил дифференциальный электромагнитный микрофон типа ДЭМШ-1, устройство которого показано на рис. VI 1.3. Мембрана этого микрофона открыта с обеих сторон, поэтому его чувстви-
220 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА тельность равна нулю, если направление прихода звука совпадает с плоскостью мембраны. Чувствительность дифференциального микрофона на 20—25 дб ниже чувствительности обычного микрофона. Унифицированный микротелефонный капсюль типа ДЭМ-4 м характеризуется следующими данными: рабочий диапазон частот 300—3000 гц, среднее значение полного сопротивления в этой полосе не ниже 600 ом (сопротивление обмотки постоянному току около 60 ом), средняя чувствительность при нагрузке 0,5 Мом не ниже 1 мв • см2/дин. Электромагнитные микрофоны могут использоваться и как телефоны. Угольные микрофоны. Действие угольного микрофона основано на свойстве угольного порошка изменять свое сопротивление в зависимости от силы сжатия зерен, составляющих порошок. Схема включения угольного микрофона представлена на рис. VI 1.4. Из схемы видно, что угольный микрофон управляет величиной тока в цепи батареи Е. Поэтому в цепи угольного микрофона можно получить большую мощность переменного тока звуковой частоты, чем падающая на него мощность звука. Чувствительность угольного микрофона гораздо выше, чем у других типов микрофонов, однако остальные качественные показатели значительно ниже. В зависимости от динамического сопротивления угольные микрофоны подразделяются на низкоомные (около 50 ом), среднеомные (70—150 ом) и высокоомные (150—300 ом). Первые работают при токе питания до 80 ма, вторые — не более 50 ма и третьи — не более 25 ма. При большом токе начинает спекаться и портиться угольный порошок и возникают нелинейные искажения, а при очень малом токе резко снижается чувствительность. В радиотехнической аппаратуре, особенно в малогабаритной и переносной, наиболее эффективно могут работать капсюли типов МК-Ю и МК-59. Максимальная чувствительность капсюля МК-Ю при 2 кгц достигает 100 мв- см2J дин при общей неравномерности в полосе частот 300—3000 Щ около 22—25 дб> чувствительность капсюля МК-59 на той же частоте составляет 10—20 мв • см2/дин при такой же неравномерности в полосе частот. § 3. ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ТЕЛЕФОНЫ Электроакустические характеристики громкоговорителей и телефонов. Н о м и н ал ь н а я м ощ ность громкоговорителя — максимальная величина электрической мощности переменного (синусоидального) тока звуковой частоты, подводимой к громкоговорителю, при которой не нарушается его механическая и тепловая эксплуатационная прочность, а нелинейные искажения не превышают допустимой величины (обычно 7— И)% на низких частотах). Номинальная мощность громкоговорителя измеряется в вольт-амперах. Частотная характеристика громкоговорителя— графическое изображение зависимости звукового давления от частоты подводимого к громкоговорителю тока. Неравномерность частотной характеристики определяют как разность уровней (в децибелах) наи^ большего и наименьшего давления, отложенных по вертикальной оси. По лоса воспроизводимых частот — диапазон частот, в пределах которого неравномерность частотной характеристики не превышает заданной величины.
ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ТЕЛЕФОНЫ 221 Стандартное звуковое давление — звуковое давление, развиваемое громкоговорителем на расстоянии 1 м по его оси при подведении к нему напряжения, соответствующего мощности 0,1 ва при частоте 1000 гц. Для телефонов измеряется на расстоянии 1 см при мощности 1 мет. Среднее стандартное звуковое давление— среднеарифметическое значений стандартного звукового давления, измеренного для тех из следующих частот: 100, 200, 400, 600, 1000, 1200, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4500, 5500, 6500, 8000, 10 000,12 000, 15 000 гц, которые входят в полосу воспроизведения. Коэффициент гармоник — величина, характеризующая степень вносимых громкоговорителем нелинейных искажений (см. § 1 гл. IX). Полное электрическое сопротивление громкоговорителя — сопротивление синусоидальному переменному 'току, измеренное на зажимах громкоговорителя (на звуковой катушке) или на входных зажимах дополнительных устройств (согласующего трансформатора, разделительного фильтра и т. п.), если они являются неотъемлемой частью конструкции громкоговорителя. Резонансная частота подвижной систе'ны громкоговорителя — частота, при которой полное сопротивление максимально. Характеристика направленности громкоговорителя— выраженная графически зависимость развиваемого громкоговорителем на данной частоте звукового давления, измеренного на определенном расстоянии, от направления распространения звуковой волны. При повышении частоты направленность возрастает. Электромагнитные громкоговорители. Диффузор электромагнитного громкоговорителя жестко связан с якорем, который колеблется под действием переменного магнитного поля электромагнита. Электромагнитные громкоговорители характеризуются низкими качественными показателями, поэтому применяются сравнительно редко. Пьезоэлектрические громкоговорители. Принцип действия этих громкоговорителей основан на обратном пьезоэлектрическом эффекте. Деформирующийся под действием приложенного напряжения пьезоэлемент приводит в движение диффузор. Электродинамические громкоговорители являются наилучшими по качеству звучания, поэтому применяются наиболее широко. Они подразделяются на диффузорные и рупорные. Диффузор электродинамического громкоговорителя жестко связан с катушкой, которая колеблется в поле постоянного магнита или электромагнита при прохождении через нее переменного тока. Колебания диффузора вызывают колебания воздуха. В рупорных громкоговорителях колеблется диафрагма и ее колебания передаются во внешнее пространство через рупор. Рупорные громкоговорители характеризуются более высоким к. п. д. (примерно в 10 раз) и большей направленностью, чем диффузорные, однако воспроизводят меньшую полосу частот. Основные электроакустические характеристики диффузорных громкоговорителей приведены в табл. VII.4 и VII.5, а рупорных — в табл. VII.6. Конструктивные данные диффузорных громкоговорителей приведены в табл. VI 1.7.
222 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ТЕЛЕФОНЫ 223 Таблица VII. 4 Электроакустические Тип громкоговорителя олгд-з 0,1ГД-б 0,25ГД-1 0,25ГД-2 0,5ГД-10 • 0,5ГД-П 0,5ГД-12 0,5ГД-14 1ГД-1 1ГД-2ВЭФ 1ГД-1РРЗ 1ГД-5 1ГД-6 1ГД-7 1ГД-8 1ГД-9*) 1ГД-11 1ГД-121) 1ГД-14 1ГД-17 1ГД-181) 1ГД-201) 1ГД-28 2ГД-3 2ГД-4*) 2ГД-6 2ГД-7 2ГД-81) 2ГД-8ВЭФ ЗГД-2 «1 а* А А я5 к я и Bs ! 0,1 0,1 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1.0 1,0 1,0 | 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1 1.0 1,0 1,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 3,0 характеристики диффузорных электродинамических Полоса воспроизводимых частот, гц 400—3000 450—3000 300—3000 300—3000 150-7000 150—7000 150—7000 250—3500 150-5000 1000—15000 i 4000—13000 150—6000 100—6000 150—6000 200—6000 100—7000 200—10000 150—7000 200—10000 150—10000 ЮО—7000 100—10000 200—10000 150—7000 100—10000 70—10000 70—10000 90—7000 70—10000 80—8000 80—7000 80—6000 Л *• si, 8 се § S-S8-I ■т* 2 ?* 2 Ж or ню 16 18 18 18 15 14 14- 15 15 15 15 1 15 15 15 12 14 15 14 14 14 15 15 15 14 14 14 15 15 15 15 IL Среднее ставд ное звуковое, ление, дин/см 1.3 2,3 2,0 2,0 2,3 2,3 3,0 2,3 2,5 2,0 4,0 2,0 2,8 3,0 4,5 2,0 2,0 2,5 2,5 2,2 2,3 3,0 2,0 2,0 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 3,0 Резонансная частота подвижной системы, гц 500 400 ±40 300 ±30 300±30 150±30 150±30 150±30 200±30 140±Ю 290±60 1200±500 120±20 100±10 140±10 100±10 170±15 95±15 150±30 130±20 175±15 150±30 — 90—120 150±30 90—120 80 ±15 100±Ю 80 ±15 юо±ю — 80±15 100±10 100±10 90±10 80±10 Полное сопротивление звуковой катушки на частоте 1000 гц, ом 6,5±0,7 10,0±1,5 8,0±0,8 . 6,5±0,5 5,0±0,5 5,0 ±0,5 5,0±0,5 28,0±3,0 — 6,5 ±0,7 10,0±1,0 6,5 ±0.7 6.5±0,7 6,0 ±0.6 6,0±0.6 6,5±0,7 6,5±0.7 5,0 ±0,5 5,0±0,5 220 6,5±0,7 6,5±1.0 6,5±0,7 4,5±0,5 5,0±0,5 420 4,5 ±0.5 4,5±0,5 — • 4,0±0,6 громкоговорителей Коэффициент гармоник, %. на частоте а: 1 о « — — — 10 10 — 10 — — — 12 12 12 12 15 15 10 10 15 10 10 10 10 10 10 10 — 15 §. о <\> CNO OCN 73) 73) Щ Щ 7 7 10 7 — 53> 7 7 7 7 7 7е) 7 7 7 7е) 7в) 7е) 7 7 7 7е) 7е) — 7 Назначение Для карманных приемников » » » Для малогабаритных переносных приемников ъ » » » » » вещательных и телевизионных приемников То же Для батарейных и переносных приемников Для^малогабаритных транзисторных приемников с бестрансформаторным выходом Для приемников АРЗ, «Москвич» Для широкополосных приемников и усилителей (высокочастотный) То же Для приемников 3 и 4-го кл. и абонентских точек Для батарейных приемников 3 и 4 кл. и абонентских точек То же Для портативных переносных и автомобильных приемников Для телевизоров 1,2 и 3-го кл. и приемников с объемным звучанием Для приемников 3 и 4-го кл. Для приемников 1 и 2-го кл. (боковой) Для приемников 3 и 4-го кл. и абонентских точек Для бестрансформаторных устройств Для настольных приемников Для переносных транзисторных приемников Для приемников 3 и 4-го кл. (фронтальный) и 1 и 2-го кл. (боковой) Для приемников и телевизоров 2 и 3-го кл. Для приемников 1-го кл. (фронтальный) Для бестрансформаторных устройств Для настольных приемников . Для телевизоров 2 и 3-го кл. Для приемников 2 и 3-го кл. » » и телевизоров 2 и 3-го кл.
224 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ТЕЛЕФОНЫ 225 Продолжение табл. VII. 4 Тип громкоговорителя ЗГД-5ВЭФ* ЗГД-6ВЭФ ЗГД-71) ЗГД-91) ЗГД-15 ЗГД-16 ЗГД-281) 4ГД-1») 4ГД-22) 4ГД-2РРЗ 4ГД-3 4ГД-ЗРРЗ 4ГД-7 4ГД-28 5ГД-1РР31) 5ГД-9 5ГД-10*) 5ТД-14М) 5ГД-181) 5ГД-191) 5ГД-281) 6ГД-1РР31) 6ГДР-1 10ГД-4 10ГД-5 10ГД-62) 10ГД-14 10ГД-17 si ас . JO JO ми нал [ЦНОСТ £ о 3,0 3,0 • 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 6,0 6,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 | Полоса воспроизводимых частот, 1 гц , 100—7000 80—7000 80—7000 80—7000 1000—18000 80—8000 80-8000 60—12000 60—12000 100-12000 70—7000 130—12000 60—12000 60-12000 80—10000 70—7000 50—12000 70—12000 70—12000 100-10000 100—10000 60—6500 60—10000 70-8000 50—7000 40—10000 40-12000 40-8000 si lib ill" $т 15 15 14 14 15 18 18 14 14 15 14 15 15 . 15 15 12 15 14 15 18 18 15 14 12 12 15 12 14 кй s«» 1«Д 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2.5 2,5 3,0 2,5 3,0 2,5 2,3 4,0 3,0 3,0 2,3 2,5 5,5 2,5 4,0 3,5 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0 Резонансная частота подвижной систе- иыГец 120±Ю 80±10 90±10 80±10 270±30 80±10 80±10 о о +1+1 (О 00 60±10 100 ±20 70±20 130±20 60±10 80±10 60±10 80±10 65±10 70 ±10 50±10 70±10 90±10 70±10 90±10 90±15 90±15 48±8 65±10 — 45±5 — 50±10 Полное сопротивление звуковой катушки на частоте 1000 гц, ом _ • — 4,5±0,5 5,0±0,5 4,5 ±0,7 4,5±0,7 4,5±0,7 4,5±0,5 5,0 ±0,5 14,0±1,4 3,6±0,4 14,0±1,4 4,5±0,5 4,5 ±0,5 4,0±0,4 4,0±0,4 4,5±0,5 4,5±0,5 4,5±0,5 4,5±0,7 4,5±0,7 — 1,2±0,2 — — — 4,5±0,5 Коэффициент I гармоник, %, г на частоте а 1 — 12 10 — ! — — 15 15 — — — 10 10 15 15 15 10 7 15 12 —"■ — — — 1* si I — 7 7 5 7«) 7е) 5 5 — 7 _ 7в) j 7«) — - 7 5 5 5«) 7«) 5 5 4 1 "~"~ — — — Назначение Для радиолы «ВЭФ-Аккорд» » » » Для автомобильных приемников и для озвучивания помещений Для автомобильных приемников Для широкополосных акустических систем (высокочастотный) Для автомобильных приемников » » » Для приемников и телевизоров высшего класса Для малых консольных радиол (фронтальный) Для приемника «фестиваль» Для приемников 1 и 2-го кл. Для приемника «Фестиваль» Для приемников и телевизоров высшего класса Для малых консольных радиол (фронтальный) Для приемников и радиолы «Сакта» Для приемников 1 и 2-го кл. Для консольных приемников и телевизоров (фронтальный) Для настольных радиол высшего класса (фронтальный) Для настольных приемников высшего класса Для автомобильных приемников » » » Для приемников высшего класса (низкочастотный) Для радиолы «Эстония» Для широкополосных акустических систем и консольных радиол и телевизоров То же Для широкополосных акустических систем » » » » То же (низкочастотный) 8120
226 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ТЕЛЕФОНЫ 227 ф Тип громкоговорителя ШГД-181) ВГД-1 ВГД-2 5ГД-16 I1 5U Номинал мощност 10,0 3,0 3,0 5,0 Полоса производимых частот, гц 50—8000 800—18000 800—15000 70—12000 рность 1 харак- не <Г> т. S*8 Sirs' I 2 S>§ Нерави частот терист] более, 12 16 14 14 Среднее стандартное звуковое давление, дин/см* 3,0 2,5 3,5 2,5 Резонансная частота подвижной системы, гц 50 ±10 270 — ~ Полное сопротивление звуковой катушки на частоте 1000 гц, ом 10,0 ±1,0 5,0 ±0,5 260 440 Продолжение табл. VII. 4 *) Овальный громкоговоритель. 2) Двухполосный громкоговоритель. 3) На частотах от 1000 до 2000 гц. Основные данные абонентских громкоговорителей Назначение Для широкополосных акустических систем и высококачественных радиол (низкочастотный) То же (высокочастотный) То же, при бестрансформаторном выходе Для высококачественных приемников и радиол с бестрансформаторным выходом 4) На частотах от 400 до 2000 гц. 6) На частотах от 400 до 1000 гц. •) На частотах от 200 до 1000 гц. Таблица VII. 5 Тип громкоговорителя 0Л5ГД-ИМ1) 0,15ГД-1И-22) 0,25ГД-И-18) 0,5ГД-1-Н) ЗАГД-1«) ЗГД-В-П ЗГД-В-2/ «Балтика»9) 1 ьная ы Номинал ность, ва 0,15 0,15 0,25 0,5 3 3 0,5 6 со Я юспрои астот, Полоса i димых ч 150—5000 200—4000 100—8000 80—10000 ЮО—6000 50—15000 100—6000 0) - £££ мерное й хара не 6oj Неравно частотно ристики, 15 18 15 15 15 12 15 СО л st4 a> 835! звуков и номи НОСТИ ИИ 1 М ш/см2 Среднее ление пр ной мощ расстоян менее, dt 2,5 2,0 3,0 4,5 14 12 6 Коэффициент гармоник, %, на часто- тах от 200 до 400 гц 7 7 7 5 10 5 10 выше 400 гц 4 5 4 3 5 3 5 Полное электрическое сопротивление на частоте 100С ) гц, ом, при напряжении 15 в 1500 1500 900 450 — 75 — 30 в 6000 6000 3600 1800 — 300 — 120 в — — — 4800 — 2800 ** 1* Диапазон peryj вания громкост 32 32 35 40 47 50 47 Размеры с футляром, мм 250x180x110 160x110x60 290x270x150 745x480x360 500x300x2505) — 745x480x360') 630ХЮ00Х3258) — Вес, кг 1,7 0,75 2,5 5,0 — 20,5 22,5 -*' !) Выпускается в разном оформлении под названиями «Вымпел», «Огонек», «Радуга», «Салют», «Свет». 2) Под названиями «Пионер», «Утро». 8) Под названиями «Ангара», «Весна», «Книжная полка». 4) Под названиями «Аккорд», «Оркестр». *) Под названиями «Ансамбль», «Концерт». «) В качестве возбуждающей головки применены 2 громкоговорителя типа 2ГД-3. *) В настольном оформлении под названием «Рассвет». 8) В напольном исполнении под названием «Фантазия». Снабжен акустическим фазоинвертором. 9) В качестве возбуждающей головки применен громкоговоритель типа 1ГД-6. 8*
Таблица VII. 6 Основные данные радиальных и рупорных громкоговорителей Тип громкоговорителя в Hi IS» ю * о) Hi 8-8 Полное электрическое сопротивление, оц, на частоте 1000 гц при напряжении 30* 90 36 90 36 36 18 18 9 120 в 1440 576 1440 576 576 288 288 144 240 в Возбуждающие головки Тип о Размеры, мм Вес, кг ЮГДН-11) 25ГДН-11) 10ГРД-5») 25ГРД-18) 25ГРД-28) 50ГРД-93) 50ГРД-83) ЮОГРД-13) 102) 252) 10 25 25 50 50 100 80—8000 80—8000 200—4000 ЮО—6000 120—5000 '100—6000 120—5500 120—5500 22 40 120 125 160 335 220 475 5760 2300 5760 2300 2300 1150 1150 576 4ГД-1 10ГД-20 25ГД-1 50ГД-1 25ГД-1 50ГД-1 50ГД-1 4 4 1 1 1 2 1 2 0620x520 0740x677 0400x485 700x180x730 0400x720 860х720хП20| 0400x720 860X720X11201 12 24 7 15 15 25 18 35 Примечание. Коэффициент гармоник для всех громкоговорителей не более 7% на частотах до 200 гц, не более 5% на частотах от 200 до 400 гц и не более 3% на частотах выше 400 гц. х) Радиальный громкоговоритель. 2) Указана для напряжения 30 в\ при напряжениях 120 и 240 в номинальная мощность снижается в 2 и 4 раза соответственно. 3) Рупорный громкоговоритель.
ЗВУКОСНИМАТЕЛИ ?2Э Звуковые колонки — это групповые излучатели, состоящие из 4—8 и более типовых диффузорных громкоговорителей, расположенных вертикально в один, два или три ряда. Они характеризуются высокими акустическими показателями и удобными характеристиками направленности. Для подключения к трансляционной сети с напряжением 30, 120 и 240 в звуковые колонки снабжены согласующими трансформаторами. Переключая отводы вторичных обмоток согласующих трансформаторов можно снижать потребляемую мощность в 2 и 4 раза. Основные данные звуковых колонок приведены в табл. VI 1.8. Радиальные громкоговорители — групповые излучатели, у которых возбуждающие головки (диффузорные громкоговорители) расположены симметрично по окружности с наклоном 35° к вертикальной оси. Для наиболее равномерного распределения звуковой энергии по озвучиваемой площади под кожухом громкоговорителя расположен специальный рассеиватель. С той же целью две противоположные головки подключены к двум другим через конденсаторы. Радиальные громкоговорители снабжены согласующими трансформаторами, при помощи которых можно подключать их к трансляционной сети с напряжением 30, 120 и 240 в, а также снижать потребляемую мощность в 2 и 4 раза. Основные данные радиальных громкоговорителей приведены в табл, VI 1.6. Телефоны используются для воспроизведения звука в портативных связных радиостанциях, для контроля передач и записи звуковых программ, а также в измерительной аппаратуре. Наиболее распространены электромагнитные телефоны, в которых мембрана колеблется под действием электромагнита, когда через его катушку протекает переменный ток звуковой частоты. В зависимости от диаметра провода, которым намотаны его катушки, электромагнитные телефоны могут быть высокоомными (более 2000 ом при частоте 1000 гц на пару телефонов) или низкоомными (обычно 600 ом при частоте 1000 гц на пару телефонов). Достаточно широко применяются пьезоэлектрические телефоны. Гораздо реже используются динамические телефоны. - Основные данные телефонов приведены в табл. VI 1.9. § 4. ЗВУКОСНИМАТЕЛИ Звукоснимателем (адаптером) называется прибор, служащий для воспроизведения механической звукозаписи. Чувствительность звукоснимателя — выходное напряжение на нагрузке 1 Мом при воспроизведении частоты 1000 гц и амплитуде колебательной скорости конца иглы i см/сек. Чувствитель- мв ность измеряется в —__1—. см/сек Частотная характеристика звукосниматёл я— зависимость его чувствительности от частоты. Она должна по возможности иметь такую форму, при которой напряжение на нагрузке звукоснимателя, несмбтря на увеличение колебательной скорости резца при записи высоких частот, не будет зависеть от воспроизводимой частоты. При этом не потребуется специальной коррекции в усилителе.
Конструктивные данные диффузорных электродинамических громкоговорителей Таблица VII. 7 ю со о Тип громкоговорителя Магнит Тип Материал Вес, г Диаметр керна, мм Ширина зазора, мм Звуковая катушка Число витков Диаметр провода, мм Сопротивление] постоянному току, ом Размеры громкоговорителя, мн Вес гром- кого- вори- теля, г 0,1ГД-3 0.1ГД-6 0,25ГД-1 0,25ГД-2 0,5ГД-10 0,5ГД-11 0,5ГД-12 0,5ГД-14 1ГД-1 1ГД-1ВЭФ 1ГД-1РРЗ 1ГД-2ВЭФ 1ГД-5 1ГД-6 1ГД-7 1ГД-8 1ГД-9 1ГД-11 1ГД-12 1ГД-14 1ГД-17 ' 1ГД-18 1ГД-20 2ГД-3 2ГД-4 2ГД-6 2ГД-7 2ГД-8 2ГД-8ВЭФ ЗГД-2 ЗГД-5ВЭФ ЗГД-6ВЭФ ЗГД-7 ЗГД-9 ЗГД-11 ЗГД-15 ЗГД-16 ЗГД-28 ЗГДВ-2 4ГД-1 4ГД-2 4ГД-2РРЗ 4ГД-3 4ГД-ЗРРЗ 4ГД-5 4ГД-7 4ГД-28 5ГД-1РРЗ 5ГД-9 5ГД-10 5ГД-14 5ГД-16 5ГД-18 5ГД-19 6ГД-1РРЗ 6ГДР-1 10ГД-17 10ГД-18 ВГД-1 ВГД-2 10ГД-5 5ГД-28 Керновой » ъ Кольцевой Керновой Кольцевой » Керновой Кольцевой Керновой » Кольцевой Керновой Кольцевой Керновой Кольцевой Керновой Керновой » Кольцевой Керновой Кольцевой Керновой Кольцевой Керновой » Кольцевой Керновой Кольцевой Керновой Кольцевой Керновой ъ Кольцевой Керновой Кольцевой АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 МБА АНКО-4 МБА ЗБА АНКО-4 АЛИИ АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АЛИИ АЛИИ АЛИИ АНКО-4 АНКО-4 ЗБА МБА МБгА АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 МБА АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АЛИИ АЛИИ АЛИИ АНКО-4 МБА АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 ЗБА АНКО-4 АНКО-4 МБА АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 ЗБА АНКО-4 АЛИИ АЛИИ АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 АНКО-4 «Магнико» АЛИИ АЛИИ АНКО-4 АНКО-4 ЗБА~~ 9 18 18 40 40 40 80 34 60 140 330 340 180 50 80 40 40 50 18 40 70 80 70 35 35 350 100 200 100 40 - 64 80 65 100 200 440 100 60 80 ПО 700 700 100 100 60 100 200 92 700 700 65 65 80 10 10 12 12 12 12 12 12 11 17 17 17 17 17 17 12 12 17 12 12 20 17 20 15 15 25 25 25 25 12 17 17 12 25 25 25 25 17 17 19 25 25 25 25 17 17 25 25 30 30 12 12 40 17 0,8 0,8 0,8 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 58 63 63 63 63 63 63 441 62 635 62 62 575 62 81 81 81 576 62 62 62 575 97 29 421 0,16 0,08 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0,16 0,05 0,16 0,16 0,05 0,16 0,12 0,12 0,12 0,05 0,16 0,16 0,16 0,05 0,15 0,23 0,04 5,5±10% 8,0 ±10% 8,0±10% 5,5 ±10% 3,0±10% 6,3±10% 8,0±10% 2,5±10% 5,5 ±10% 5,5±10% 5,5±10% 5,5 ±10% 5,5±10% 200 3,4±10% 400 3,4 ±10% 3,4 ±10% 3,4 ±10% 3,4 ±10% 3,4 ±10% 420 3,4 ±10% 10,0±10% Ю,0±10% 10,0±10% 420 3,4 ±10% 3.4 ±10% 3,4 ±10% 420 7,8 ±10% 1,2±10% 4,5±10% 8,0±10% 5,5±10% 250 10,0±10% 050x21 060x27 072x34 072x29 0105x50 0105x36 0105x36 0102x50 0150x75 090x57 0105x80 090x57 0126x60 0126x63 0124x63 0124X64 98x156x56 0126X45 98x156x41 . 0126x45 156x98x48 156x98x60 0152x70 0152x54 0152X70 0152X62 264x94x58 0152X7S 0202x100 0202x90 0202x90 134x204x77 134x204x65 134X204X77 0105x64 134X192X67 134X204X55 0105x64 0202x90 0202x80 0200x93 0197x90 0200x93 * 0202x90 0202x80 0202x72 260x180x108 0252x126 0252x126 170x254x100 170x^54x100 170x254x80 170x254x91 225x327x131 0222x96 0295x140 212x324x128 0102x64 0102x64 0300x140 170x254x68 35 60 70 120 150 150 250 130 200 200 200' 200 370 600 600 400 250 300 200 180 160 240 400 300 400 230 280 500 1200 1300 1300. 510 900 510 230 330 410 230 600 900 900 1200 900 600 430 535 750 1700 1700 600 600 450 525 1300 500 1500 2000 230 230 4700 540
Таблица VII. 8 Основные данные звуковых колонок Тип колонки Возбуждающие головки Тип Полное электрическое сопротивление, ом, на частоте 1000 гц при напряжении 30* 120 в 240 в cu s х Размеры, мм «5 & 3 a i 8КЗ-1 8КЗ-2 ЮКЗ-1 ЮКЗ-2 25КЗ-1 25КЗ-2 50КЗ-1 50КЗ-2 100КЗ-2 20КЗН-1 40КЗН-1 8,4 8,4 10 10 25 25 50 50 100 20 40 2ГД-3 2ГД-3 2ГД-3 2ГД-3 4ГД-1 4ГД-1 10ГД-20 10ГД-20 25ГД-21 2ГД-3 5ГД-14 4 4 8 8 8 8 б 6 6 12 9 180—6000 180—6000 120—8000 120—8000 100—8000 100—8000 100—8000 100—8000 80—12000 140—6000 100—8000 27 27 25 25 40 МО 56 56 175 30 50 113 ИЗ 90 90 36 36 18 18 9 45 22 1800 1800 1440 1440 576 576 288 288 144 г — 5760 5760 2300 2300 1150 1150 •— — —; 8 8 10 10 10 10 10 10 10 0 0 185 200 300 365 360 415 525 580 610 265 330 ПО 130 320 255 310 325 350 385 446 230 280 830 780 750 775 870 860 1160 1160 1300 800 920 6,5 6 15 10 19 20 40 40 60 15~ 20 Примечания: 1. Цифры в обозначении типа колонки означают: перед буквами — номинальную мощность, еа, после букв —вариант исполнения (1—для открытых пространств, 2 — для закрытых помещений). 2. Коэффициент гармоник для всех колонок — не более 7% на частотах до 200 гц, не более 5% на частотах от 200 до 400 гц и не более 3% на частотах выше 400 гц.
з ву коснИмаГеЛи 233 Таблица VII. 9 Основные данйые головных телефонов Тип телефонов ТА-4 ТА-56М ТГ-7М ТД-61) ТМ-2 ТОН-2 ТПК-56*) ТПК-5712) ТПК-5722) Полоса воспроизводимых частот, гц 300—3000 300—3000 300—3000 50—5000 300—3000 300—3000 300—3500 50—9000 300—3500 Неравномерность частотной характеристики, дб 13 13 27 13 27 35 20 16 20 Среднее звуковое давление на расстоянии 1 см* дин/см* 60—100 55—100 80—140 200 50 40 140 40 50 Полное электрическое сопротивление на частоте 1000 гц, ком 0,26—0,36 8,5—12 0,24—0,36 8—12 0,24—0,36 — 0,24—0,36 6 10 20 15 Коэффициент 1 гармоник, не более, % | 5 8 8 — . —' 2 2 2 Назначение Для радиостанций и переговорных устройств То же Для легких переносных радиостанций Для акустических измерений Для аппаратуры связи Для детекторных приемников То же Для воспроизведения речи и Для аппаратуры перевода 1 речи ^.Динамический. 2) Пьезоэлектрический! Частотная характеристика звукоснимателя определяется в основном особенностями его механической системы. Нелинейные искажения в звукоснимателе обычно прослушиваются в виде характерного хрипения. Величина этих искажений зависит от конструкции звукоснимателя, качества его сборки и оценивается коэффициентом нелинейных искажений — коэффициентом гармоник (см. § 1 гл. IX). Нелинейные искажения в звукоснимателе можно наблюдать на экране электронного осциллоскопа при воспроизведении чистых тонов, записанных на специальных частотных пластинках. Н а г р у з к а н а иглу (вес, приведенный к концу иглы) определяет износ пластинок и игл. Для каждого типа звукоснимателя существует так называемая оптимальная, или критическая, нагрузка на иглу, при которой нелинейные искажения и износ пластинки будут наименьшими. Рабочая нагрузка на иглу выбирается на 20—25% выше критической. Согласно ГОСТ рабочая нагрузка на иглу не должна быть более 12 г.
234 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА Электромагнитные звукосниматели были до последнего времени самыми распространенными благодаря их значительной механической прочности, независимости параметров от температуры и влажности и малым нелинейным искажениям. Пьезоэлектрические звукосниматели находят более широкое применение, чем электромагнитные. Они отличаются более высокой чувствительностью, не боятся электромагнитных наводок, просты по конструкции, дешевы. Частотная характеристика пьезоэлектрических звукоснимателей равномерно спадает в сторону высоких частот, чем компенсируется подъем этих частот при записи. Рис. VII. 5. Устройство стереозвукоснимателя с переменным магнитным сопротивлением. Рис. VII. 6. К объяснению принципа работы пьезоэлектрического стереозвукоснимателя. В настоящее время пьезоэлементы для звукоснимателей изготовляются из фосфата аммония и титаната бария (см. § 9 гл. II). Основные данные некоторых звукоснимателей приведены в табл. VI 1.10. Стереофонические звукосниматели предназначены для воспроизведения двухканальной стереофонической граммофонной записи одной иглой. Оба канала звукоснимателя должны быть возможно более одинаковы по частотной характеристике, чувствительности и особенно по искажениям, которые должны быть сведены к минимуму. Разделение каналов должно быть не менее 20 дб (на частоте 1000 гц). Стереофонический звукосниматель должен обеспечивать воспроизведение монофонической граммофонной записи. Подвижная система стереозвукоснимателя динамического типа состоит из двух катушек, расположенных в поле постоянного магнита под прямым углом одна к другой. При модуляции одного канала силовые линии магнитного поля пересекают витки только одной катушки и скользят вдоль витков другой. Поэтому э. д. с. наводится только в первой катушке. Устройство стереозвукоснимателя с переменным магнитным сопротивлением показано на рис. VII.5. При модуляции одного канала иглодержатель смещается, меняя величину соответствующего зазора и сохраняя постоянным другой зазор. В результате э. д. с. наводится только в одной соответствующей катушке. Принцип работы пьезоэлектрического стереозвукоснимателя поясняется рис. VI 1.6. Система состоит из четырех жестких тяг, шарнирно связанных между собой, и может вращаться вокруг точки Л. Если точка Б
Таблица VII. 10 Основные данные электропроигрывающих устройств Тип устройства Диапазон воспроизводимых частот, гц ЕГ 55 ичес- дб х - меха более 53 х « 2« 5 я С со *& Sg со ш 2.* бо- и, не аци X о н § JQ с5$? 03 Уро лее, * более * СО 5 * JQ з со 2. ^ 1 I 2 ^»ео s 5 н5 Н н 2 Высота выступающих деталей, мм 3 ЭПУ-1М ЭПУ-4М) ЭПУ-4С3) ЭПУ-53) М-ЭПУ-5Р*) 50—7000 50—10000 50—7000 50—7000 50—7000 30—12000 70 — —10 —15 —10 —10 —10 — 0,25 0,17 0,25 0,25 0,25 — —40 —50 —40 —40 —40 — 12 12 12 12 75 I — I — I — I — ЗПК-55 ГЗК-58Н ЗПК-55 ЗПК-55 ЗПК-55 ЗПК-56 ЭДГ-1 ЭДГ-60 ЭДГ-1 ЭДГ-1 ЭДГ-1 220x375 245X320 210x290 206x285 238x353 60 60 60 60 60 !) Четырехскоростное устройство. 2) Снабжено микролифтом для автоматического опускания и подъема звукоснимателя. 8) Предусмотрена возможность получения четвертой скорости (162/8 об/мин). 4) Двухскоростное устройство. 65 60 60 52 60 2,8 2,5 2,2 1,8 2,6
236 АКУСТИКА Й ЭЛЕКТРОАКУСТИКА сместится в направлении левой стрелки в плане системы, то нижняя правая тяга повернется вокруг точки Г, а верхняя правая тяга останется неподвижной. Левая нижняя тяга переместится по стрелке и повернет верхнюю левую тягу вокруг точки А. Таким образом, при модуляции правого канала смещается верхняя левая тяга, а правая остается неподвижной; при модуляции левого, канала смещается верхняя правая тяга, а неподвижной остается левая. Если расположить в участках системы а и б два пьезоэлемента, то получатся две механоэлектрические преобразующие системы с механическим разделением каналов. Иглы для звукоснимателей. В современных звукоснимателях с постоянными иглами применяются главным образом корундовые и алмазные иглы. Стальные иглы употребляются только для проигрывания обычных грампластинок в универсальных звукоснимателях, работающих на сменных иглах (иглы тихого тона), и в портативных граммофонах. Размеры корундовых и стальных игл стандартизованы. Они приведены в табл. VII. 11. Таблица VII. 11 Основные размеры игл для звукоснимателей Вид иглы Длина, мм\ Диаметр, Длина конической части, мм Радиус закругления конца, мм Стальные, громкие ..... » средние..... » тихие...... Корундовые иглы в оправе Корундовая игла-вставка для долгоиграющих пластинок То же, для обычных пластинок 16±0,5 16±0,5 16±0,5 16±0,5 1,7 или 2,0 1 1,7 или 2,0 1,6 1,4 1,0 1,4 0,4 или 0,6 0,4 или 0,6 3,5 3,0 2,2 1,0" 0,5 0,5 ; 0,03—0,06 0,03—0,06 0,03—0,06 0,024-0,033 0,024—0,032 0,055-0,07 Воспроизведение звукозаписей с долгоиграющих пластинок может производиться только корундовыми иглами, которые имеют правильную форму и зеркальную полировку. Эти иглы выпускаются в дюралевых оправках, окрашенных в красный цвет, и предназначаются для универсальных звукоснимателей, работающих на сменных иглах. Корундовые иглы в оправках выпускаются также и для обычной записи. Корундовые иглы без оправки (иглы-вставки) используются в универсальных звукоснимателях с постоянными иглами. § 5. ОЗВУЧИВАНИЕ Под озвучиванием обычно понимают обслуживание какой-либо территории или большого закрытого помещения программой, воспроизводи: мой через один или несколько громкоговорителей. К системам озвучивания предъявляются требования равномерного распределения звуковой энергии на озвучиваемой площади и отсутствия ощутимого эха.
ОЗВУЧИВАНИЕ 237 Озвучивание открытых пространств (площадок) производится обычно рупорными или радиальными громкоговорителями, а также звуковыми колонками (см. § 3 этой главы). Если для озвучивания применяется один громкоговоритель, то проектирование системы сводится к тому, чтобы по величине озвучиваемой площади и необходимому уровню звукового давления в крайней ее точке определить мощность громкоговорителя и место его расположения. Чтобы улучшить равномерность распределения звуковой энергии по озвучиваемой площади, громкоговоритель укрепляют на возвышенном месте на высоте h так, чтобы его ось шла наклонно, пересекая поверхность земли под некоторым углом у (рис. VII. 7). Расстояние / от основания подвеса громкоговорителя до пересечения оси громкоговорителя с горизонтальной плос- Рис. VII. 7. Размещение рупор» ного громкоговорителя для озвучивания площади. SV iU |— | 5WA\ ли м г| ^гтг Л 7ЛМ 1 7;л-м 1 ^*/С/ Г "1 1 1лЗ|_.| 1/ Ml ш 1 1 1 1 ™ \ \ А \ \ И 40 60 100 200 300 500 % 84 180 .76 172 168 64 / \/ у 7~1 5 70 75 80 85 Уровень громкости шумо.дб Тихая\ Улица I Улица \НаиЬолее улица\со сред\сожиб\шишьк \с малым ним [пенным улицы двиусе\движе\движе\ I нием \нием \нием I I Рис. VII. 8. График зависимости площади, озвучиваемой рупорным громкоговорителем, от расстояния. Рис VII 9. График зависимости уровня громкости передачи, необходимого для разборчивого восприятия, от уровня внешних шумов. костью (точка Л) можно определить по графику на рис. VII. 8 в зависимости от величины озвучиваемой площади S (круглой или слегка овальной формы). Точка А при этом считается наиболее удаленной точкой озвучивае-
238 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА мой поверхности. Радиальные громкоговорители устанавливают на высоте 3 — 4м в центре озвучиваемой площади. Для определения необходимого уровня громкости передачи следует воспользоваться графиком (рис. VI 1.9). К величине уровня передачи, * полученной из графика, следует прибавить 12 дб для перехода к пиковым значениям мощностей, на которые рассчитывают громкоговорители и усилители. Зная уровень громкости iV дб в точке Л, определяют звуковое давление р дин/см2 по формуле р = 0,0002 • Ю°'05ЛГ. Электрическая мощность Р9 ва, которую нужно подвести к громкоговорителю, определяется по формуле р\ где Рн — номинальная мощность громкоговорителя, ва; pi — среднее звуковое давление, развиваемое громкоговорителем при номинальной мощности на расстоянии 1 м, дин/см2; Ли /— расстояния, м. Величины pi приведены в табл. VII.7 и VII.8. Пример 1. С помощью громкоговорителя 50ГРД-9 требуется озвучить площадь 1600 м2 овальной формы с уровнем шума 67 дб. Определить расстояние / и мощность, которую нужно подвести к громкоговорителю. По графику, на рис. VII.8 находим / == 60 м. Принимаем высоту подвеса h = 12 Л£. По графику на рис. VI 1.9 для уровня шума 67 дб находим уровень громкости 68 дб. Прибавляя 12 дб, получим уровень громкости N = 80 дб, р = 0,0002 • 10* =2 дин/см2, pt = 335 дин/см2 (табл. VII.7). Тогда Рэ = 50 -з5г(122 + 602) = 6§7 ва. Пример 2. На расстоянии 20 м от основания подвеса звуковой колонки 50КЗ-1 требуется получить уровень звукового давления 80 дб. Колонка подвешена на высоте 10 м. Определить мощность, которую нужно подвести к колонке. Находим: р = р0 . 10°'05ЛГ = 0,0002 • Ю0'05*80 = 2 дин/см2, Рэ = 50 -g§T U°2 + 2°2) = 32 ва- Если форма площади такова, что ее нельзя обслужить одним громкоговорителем или мощность громкоговорителя недостаточна, то используют несколько громкоговорителей. Распределение их определяется в зависимости от формы озвучиваемрй поверхности. Для обслуживания площадей часто применяют централизованное расположение громкоговорителей «веером», при озвучивании аллей, дорог и т. п. предпочитают расположение их «цепочкой». При централизованном расположении рупорных громкоговорителей не следует делать углы между их осями больше 20—30°. При размещении громкоговорителей цепочкой не рекомендуется устанавливать их на расстоянии более 30—40 м один от другого.
АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА 239 Озвучивание помещений обычно основывается на том же принципе, что и озвучивание открытых пространств. Чаще всего в больших помещениях применяются звуковые колонки или несколько рупорных громкоговорителей, располагаемых у передней стены так, чтобы оси громкоговорителей были направлены на р в слушателей, сидящих в кон- щ° це зала. /2 Для ослабления ревербе- ю рации в помещении должно Ш быть много предметов, хоро- Jq\ шо поглощающих звуковые £Л волны (драпировки, мягкая $Л мебель и т. п.). 4.5 Для расчета требуемой Ф для озвучивания помещений 3j электрической мощности ' можно воспользоваться гра- З5 фиком, приведенным на рис. 2D\ VII. 10. ,д1 Озвучивание жилых комнат осуществляется посредством диффузорных громкоговорителей. Громкость передачи получается вполне достаточной, если громкоговоритель развивает на расстоянии 1 м по своей оси в условиях обычной городской жилой комнаты (15—20 м2) давление 2,5—2,8 дин/см2 и в условиях сельской мест- \/ 1 L )А л\ U \Jr А ,Х\\ г- II \У М LK 11 ММ \У\ \\л\\ \\ \л\\ И И Я м i Объем помещения м3 оо о £ g% Рис. VII. 10. График зависимости электрической мощности, необходимой для озвучивания закрытого помещения (для уровня громкости 80—90 до"), от объема помещения. ности — 1,7 — 2 дин/см2. Необходимая электрическая мощность зависит от типа громкоговорителя. При озвучивании помещений с площадью, большей 15—20 и*2, исходят из того, что требуемая электрическая мощность пропорциональна объему помещения. § 6. АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА Простейшая акустическая система для воспроизведения звука может состоять только из одного громкоговорителя, установленного в ящике; номинальная мощность громкоговорителя должна быть равна или превышать максимальную неискаженную мощность выходного каскада усилителя. Громкоговоритель должен равномерно воспроизводить полосу частот, на которую рассчитан усилитель. Желательно применять громкоговорители с достаточно низкой резонансной частотой. Частотная характеристика такой системы определяется не только параметрами громкоговорителя, но во многом зависит и от акустических параметров ящика, особенно в области низких частот до резонансной частоты объема ящика. Экспериментально установлено, что наибольший • подъем низких частот и наименьшая неравномерность получаются, если отношение резонансной частоты объема ящика к резонансной частоте подвижной системы громкоговорителя лежит в пределах от 1,5 до 2.
240 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА Резонансная частота объема ящика может быть определена по формуле где V — объем ящика, си*3; гэ — эквивалентный радиус заднего выходного отверстия ящика, -.=)/?•■ 5Я — площадь заднего выходного отверстия, см2. Минимальное значение резонансной частоты ящика получается при равенстве эквивалентного радиуса гэ и длины (глубины) ящика /я. При этом , 4,7 • 10» Если задана нижняя граничная частота акустической системы /н и отношение k\ резонансных частот ящика и громкоговорителя, то размеры ящика могут быть рассчитаны по следующим формулам: 4 7 • 103 Ширину ящика Ь и высоту h можно определить по формуле 6Л = 5Я я, задаваясь отношением b/h. Акустические системы, состоящие из двух громкоговорителей, расположенных рядом на экранной доске и работающих синфазно в одном и том же диапазоне частот, обеспечивают значительно лучшее воспроизведение низких частот и большую равномерность частотной характеристики. При воспроизведении не чувствуется «бубнения» и реже возникает самовозбуждение. Экспериментально установлено, что максимальная эффективность воспроизведения низких частот достигается при условии, что отношение резонансных частот объема ящика и одного из громкоговорителей будет в пределах ki= 1,5-f-2, а отношение резонансных частот двух громкоговорителей — в пределах &2 = 1,2 -г 1,5. Наибольшее отношение следует выбирать для громкоговорителей с диффузорами диаметром от 100 до 200 мм, - а наименьшее — для громкоговорителей с диффузорами диаметром 250—300 мм. Длина (глубина) ящика в этом случае определяется по формуле _ 4,7 ■ 103 я~ JWWB Другие конструктивные размеры рассчитываются так же, как и для системы с одним громкоговорителем. Для улучшения звучания на низких частотах можно применять фа- зоинвертор — закрытый ящик с дополнительным отверстием, находящимся обычно под громкоговорителем. При использовании фазоинвертора повы-
АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА 241 шается чувствительность громкоговорителя в области низких частот и уменьшаются нелинейные искажения. Одна из конструкций фазоинвер- тора приведена на рис. VII. 11. Ящик фазоинвертора следует устанавливать на полу на толстых (30—50 мм) резиновых подкладках. Если в ящике фазоинвертора устанавливаются дополнительные высокочастотные громкоговорители (см. ниже), Рис. VII. 11. Конструкция акустического фазоинвертора. то их следует прикрывать сзади жесткими колпаками, чтобы исключить влияние излучения с обратной стороны. Для расширения полосы воспроизводимых частот в сторону высоких частот используют комбинации двух и более громкоговорителей различного устройства, предназначенных для работы в соответствующих частях частотного диапазона. Системы объемного звучания (3D и 4R) характеризуются таким расположением громкоговорителей, которое создает малонаправленное излучение звуковых колебаний на всех частотах, т. е. широкую диаграмму направленности. При этом слушателю кажется, что источник звука намного шире, чем сам радиоприемник, и создается впечатление объемности. Наиболее распространенное размещение громкоговорителей в системе 3D (3 Dimension — три измерения) показано на рис. VII. 12. Фронтальные широкополосные громкоговорители / имеют одинаковую номинальную
242 АКУСТИКА И ЭЛЕКТРОАКУСТИКА Рис. VII. 12. Размещение громкоговорителей для получения широкой диаграммы направленности. мощность (от 3 до 5 ва в зависимости от мощности выходного каскада и размеров-ящика), но разные' резонансные частоты. Мощность боковых высокочастотных громкоговорителей 2 около 1 ва; они включаются через разделительный конденсатор (2—10 мкф). Вместо двух фронтальных громкоговорителей можно применить один мощностью 5—10 ва с резонансной частотой 40—50 гц, а на передней панели разместить дополнительно 1—2 высокочастотных громкоговорителя (например, ВГД-1), включенных в одну цепь с боковыми. Целесообразно размещать малый громкоговоритель внутри большого. Высокочастотные громкоговорители можно размещать под любым углом к основным (фронтальным) и по обе стороны от них. Акустическая система 4R (Raumton — объемный звук), кроме громкоговорителей, размещенных на стенках ящика, имеет еще один или несколько дополнительных громкоговорителей, установленных под верхней крышкой или на дне ящика. Перед диффузором центрального громкоговорителя помещается рассеивающий конус. В такой системе проявление эффекта объемности не зависит от акустики помещения и места расположения приемника. Система псевдостереофонического звуковоспроизведения создает имитацию стереофонического эффекта при одноканальной передаче. В настоящее время для получения псевдостереофонического звучания используются два способа: 1) разнесение акустической системы с разделением полосы воспроизводимых частот на 2—3 канала и 2) временная задержка сигнала в УНЧ при сосредоточенной акустической системе. Разнесенная акустическая система имеет ряд преимуществ. При такой системе электрическая часть всей установки (усилитель) может быть значительно уменьшена и установлена в наиболее удобном месте. Разделение акустической и электрической части полностью устраняет опасность возникновения микрофонного эффекта. В двух- и трехканальных системах воспроизведения звука применяются двухканальные усилители. В трехканальной системе третий канал получается разделением мощности на выходе высокочастотного усилителя между среднечастотными и высокочастотными громкоговорителями при помощи разделительной емкости. Хороший псевдостереофонический эффект получается при использовании обычного приемника с одиночным громкоговорителем мощностью 5—6 ва и дополнительных выносных громкоговорителей мощностью 0,5—1 ва, работающих в области только средних и высших частот. ^ __ _^й IS 3 If 2 ш1 тшжтж 3 Ы а куста че- Рис. VII. 13. Разнесенная екая система: / — низкочастотная; 2 — среднечастотная; 3 — высокочастотная группы; 4 —электрическая часть (усилитель).
АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА 243 Пример осуществления разнесенной акустической системы показан на рис. VII. 13. Система состоит из низкочастотной /, среднечастотной 2 и высокочастотной 3 групп. Низкочастотная группа, воспроизводящая полосу частот от 40 до 500 ^гц, состоит из двух громкоговорителей 4ГД-1, помещенных в ящик с замкнутым объемом, стенки которого внутри оббиты войлоком или ватой. Ящик имеет форму призмы, основанием которой служит равносторонний треугольник (размер стороны 350 мм). Боковые стенки имеют размеры 700 X 350 мм. Низкочастотная группа устанавливается в углу комнаты, что улучшает эффективность воспроизведения низких частот. Средние частоты (от 300 до 8000 гц) излучает громкоговоритель 5ГД-14, в котором изъят высокочастотный диффузор. Громкоговоритель помещен в ящик с замкнутым объемом, имеющий форму неправильной треугольной призмы. Размеры передней грани 270 X 230 мм. Боковые грани — равносторонние трапеции с основаниями 230 и 150 мм. Угол между боковыми гранями 90°. Этот громкоговоритель размещается на стене на расстоянии 3—4 м от низкочастотного. Высокочастотная группа состоит из двух громкоговорителей ВГД-1 или 1ГД-9, каждый из которых помещен в такой же по форме ящик, как и среднечастотный громкоговоритель. Размеры передней грани 150 X X 120 мм, основания боковых граней — 120 и 50 мм. Высокочастотные громкоговорители воспроизводят частоты от 5000 до 15 000 гц. Они подвешиваются на боковых стенках комнаты на расстоянии 3—4 м от задней стены. Искусственная задержка сигнала во времени создается в усилителе низкой частоты (УНЧ). Для этого полоса воспроизводимых частот разделяется на два канала и задержка осуществляется в одном из каналов, чаще всего в низкочастотном, с помощью цепочек задержки или фазовра- щающих цепочек (см. § 20 гл. IX).
ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ГЛАВА VIII § 1. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ Электронная лампа представляет собой электровакуумный прибор, основными элементами которого являются катод, испускающий поток электронов, анод, улавливающий электроны, и сетки, лредназначенные для управления электронным потоком 12, 9]. Различают лампы прямого накала, в которых катодом является непосредственно накаливаемая током проволока (нить), и лампы косвенного накала, в которых раскаленная проволока выполняет только роль подогревателя катода. "При работе лампы анод бомбардируется электронами и разогревается. Степень разогрева анода определяется величиной мощности рассеивания на аноде Ра, равной произведению приложенного к аноду напряжения Ua на анодный ток /а Ниже приводится классификация электронных ламп. Диод — двухэлектродная лампа, состоящая из катода и анода. Применяется в качестве детектора в вещательных и телевизионных приемниках, а также вентиля (кенотрона) в выпрямителях переменного тока. На рис. VI И. 1 приведена типичная анодная характеристика диода (зависимость анодного тока /а от приложенного к аноду напряжения Ua). Параметры диода. Сопротивление постоянному току R0, которое определяется согласно закону Ома как отношение на- Рис. VIII. 1. Анодная характеристика диода типа 6Д4Ж-
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 245 пряжения на аноде Ua к анодному току /а в рабочей точке Л характеристики лампы (рис. VIII. 1) 'а Сопротивление Ro обычно составляет сотни ом. Внутреннее сопротивление переменному току (динамическое) Rj определяется как отношение приращения (небольшого изменения) напряжения на аноде М/3 к приращению анодного тока А/а в рабочей точке ха- — — —.—.—.—.—.—■ ^ ■—j^ Ma рактеристики *<= At/a А/.- Внутреннее сопротивление Крутизна характеристики 1 д/а Крутизна характеристики обычно измеряется в миллиамперах на вольт (ма/в). Триод — трехэлектродная лампа, имеющая, кроме катода и анода, дополнительный электрод — сетку, управляющую анодным токрм. Находит широкое применение в качестве усилителя и генератора электрических колебаний. На рис. VII 1.2 представлены анодно-сеточные характеристики ^ ~г 6Н5С > у г1 —1 7 г &UQ I L /*> .1 Itrl 11 I 7NCr/ V /*°/5»f 1 ГРП ш h AUC 11 l Hf . =Prl ^f-fn ^-[ llJ 200 /00 UCtg -80 -60 -40 -20 0 Рис. VIII. 2. Анодно-сеточные характеристики триода типа 6H5Q. /а = /(£/с) триода, а на рис. VII 1.3 — анодные /а = /(£/а) (штрих-пунктиром обозначена линия допустимой мощности рассеяния на аноде лампы). Основные параметры триода. Коэффициент усиления ц определяется как взятое с отрицательным знаком отношение приращения напряжения на аноде Шл к приращению напряжения на сетке Д(/с при постоянном анодном токе /а (1 = — при / = const. Коэффициент усиления является безразмерной величиной, равной для триодов нескольким десяткам. Внутреннее сопротивление лампы (переменно м у т о к у) АЦ* Rt = при i/c = const, где Д/а — приращение анодного тока, a; Uc — напряжение на сетке, в.
246 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Для триодов R£ обычно составляет от нескольких сотен ом до нескольких десятков килоом. Крутизна характеристики А/ ' 5 = Att. при £/а = const, ln.MOL Рис. VIII. 3. Анодные характеристики триода типа 6Н5С: •— наибольшая мощность, рассеиваемая анодом. где Ua — напряжение на аноде. Параметры триода могут быть определены для заданной рабочей точки А непосредственно по характеристикам лампы (рис. VIII. 2, VIII.3). . Соотношение между основными параметрами триода где S — а/в, Rt — ом, или 5 — ма/в, a Rt — ком. Из характеристик триода видно, что параметры лампы не являются постоянными, а меняются в широких пределах в зависимости от выбора рабочей точки. При этом, как видно из с к (между сеткой и Ирм рис. VIII.4, меньше всего меняется коэффициент усиления лампы. Важными параметрами, характеризующими триод, являются также междуэлектродные статические емкости: входная С, катодом), выходная Са к №ж-§.д ду анодом и катодом) и про- '' ' ходная Са с (между анодом и сеткой). Кроме них различают динамическую входную емкость Свх=сс.к + св.с(л: + 1), где К — коэффициент усиления каскада, смонтированного на данной лампе. Относительно большая (порядка нескольких пико- фарад) проходная емкость Ц:,б Са.с является существенным рис уш А Зависимость параметров двои- недостатком триодов, огра- ного триода типа 6Н9С от напряжения ничивающим их применение смещения на сетке, на высоких частотах. Тетрод — четырехэлектродная лампа, отличающаяся от триода наличием второй (экранной) сетки. Экранная сетка, будучи заземлена по высокой частоте, уменьшает величину проходной емкости Са с до сотых долей пикофарады.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 247 На рис. VII 1.5 представлены типичные характеристики тетрода. Основное их отличие от характеристик триода заключается в том, что анодный ток в широкой области почти не зависит от величины напряжения на аноде. Существенным недостатком тетрода является провал в характеристике анодного тока, вызываемый динатронным эффектом, сущность которого заключается в том, что при анодных напряжениях, близких к напряжению на экранной сетке, вторичные электроны, выбитые из анода, не возвращаются на анод, а поступают на экранную сетку. Пентод — пятиэлектродная лампа, отличающаяся от тетрода наличием третьей (антидинатронной или защитной) сетки, расположенной между анодом и экранной сеткой. Эта сетка обычно имеет нулевой потенциал, поэтому она не дает возможности вторичным электронам попасть с анода на экранную сетку и тем самым устраняет провал в характеристике анодного тока. ма — [-А г Я ^ ^Jso h*k UfO U?83t 160 1 k\ ' ь ц,.в Рис. VIII. 5. Анодные и экранно- анодные характеристики тетрода. Рис. VIII. 6. Характеристики высокочастотного пентода типа 6К4: анодные; —> —»— экранно-анодные. На рис. VIII.6 приведены типичные анодные и экранно-анодные характеристики пентода. Пентоды в настоящее время применяются очень широко, в частности они полностью заменили тетроды в высокочастотных трактах приемно-усилительных схем. Лучевой тетрод — четырехэлектродная лампа, в которой для подавления динатронного эффекта применена специальная конструкция электро-
248 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ дов лампы, фокусирующая электроны, летящие от катода к аноду, в уз- кие пучки (лучи). Таким образом, электронный поток в пространстве между экранирующей сеткой и анодом значительно уплотняется, что приводит к образованию минимума потенциала вблизи анода. Это препятствует попаданию вторичных электронов, выбитых из анода, на экранную сетку. Пентод с прикатодной сеткой — обычный или лучевой пентод, в котором между управляющей сеткой и катодом помещен дополнительный электрод — прикатодная сетка. На прикатодную сетку подается положительный потенциал 6—12 в относительно катода. Сильное тормозящее поле - в пространстве между прикатодной и управляющей сетками образует у поверхности управляющей сетки электронное облако, служащее источником электронов для цепей анода и экранной сетки и получившее, в связи с этим, название виртуального (фиктивного) катода. Вследствие малого расстояния между управляющей сеткой и виртуальным катодом крутизна лампы получается достаточно большой, а значительное расстояние между управляющей и прикатодными сетками обусловливает малую входную емкость. Это является причиной высокой, добротности* (порядка 200—500 Мгц) пентодов с прикатодной сеткой. Пентод со вторичной эмиссией характеризуется дополнительной катодной сеткой (динодом), коэффициент вторичной эмиссии ** которой больше единицы. Это обеспечивает высокую крутизну характеристики анодного тока. Параметры тетродов и пентодов. Внутреннее сопротивление (цепи анода) /?j = . - при Uc = const, U9 = const и Uc$ = 0 = const ***, где U3 — напряжение на экранной сетке; U^— напряжение на пентод, ной сетке. Внутреннее сопротивление тетродов и пентодов во много раз больше, чем у триодов, и составляет от сотен тысяч ом до нескольких мегом. Внутреннее, сопротивление цепи экранной сетки RB t = —— при Uc = const, Ua = const и UCs = 0 = const ***, 'э где Д{/э и Д/э — соответственно приращения напряжения и тока экранной сетки. Коэффициент усиления (управляющей сетки относительно анода) и = ' при L = const, U~ = const и Uc =0= const ***. r MJC a ■ * См. стр. 249. ** Коэффициентом вторичной эмиссии называется отношение количества вторичных электронов, выходящих из металла под действием электронт ной бомбардировки к числу первичных электронов, попадающих на металл. *** Для пентодов.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 249 Коэффициент усиления (управляющей сетки относительно экранной) ц = -дтт- при /э » const, где /э — ток экранной сетки. Крутизна характеристики (анодного тока) Д/а 5 = -тут- при U9 = const, 6/a = const h(/Cj = 0 = const * (составляет от единиц до нескольких десятков миллиампер на вольт). Крутизна характеристики экранного тока А/э SQ = -ггг- ПРИ У* = const и ил = const. Добротность—понятие, служащее для оценки лампы при широкополосном усилении. Добротность Д определяется как произведение максимально возможного коэффициента усиления каскада К на полосу пропускания AF и выражается через крутизну 5 и сумму междуэлектродных емкостей лампы ^ M = KAF= * Мщ. свх "Г свых Тетроды и пентоды, а также некоторые другие многосеточные лампы выполняются как с короткой сеточной характеристикой (резкая отсечка анодного тока),так и с удлиненной характеристикой (варимю), крутизна которой изменяется в широких пределах в зависимости от выбора рабочей точки. Лампы с удлиненной характеристикой широко применяются, например, в схемах автоматической регулировки усиления (АРУ). \ Гексод — шестиэлектродная лампа с четырьмя сетками. Применяется в качестве смесителя. При этом на первую сетку подается напряжение местного гетеродина, а на третью — сигнальную — входной сигнал. Вторая и четвертая сетки являются экранирующими. Основными параметрами смесительной лампы являются крутизна' преобразования 5П, определяемая как отношение составляющей анодного тока промежуточной частоты Д/а п ч к переменному напряжению на управляющей сетке А/о „ ™ Sn_ Al/, 'С и внутреннее сопротивление по промежуточной частоте, шунтирующее колебательный контур в анодной цепи Rin%r Гептод (пентагрид) — семиэлектродная лампа с пятью сетками, широко применяющаяся как двухсеточный преобразователь частоты или смеситель. При работе в качестве преобразователя на первых трех электродах лампы монтируется гетеродин, остальные электроды, образующие тетродную или пентодную части лампы, выполняют роль смесителя. Октод — восьмиэлектродная лампа, являющаяся сочетанием триодной и пентодной частей. Октод, так же как и гептод, применяется в качестве преобразователя. * Для пентодов.
250 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Комбинированные лампы представляют собой несколько ламп, смонтированных в одном баллоне. Применяются для уменьшения общего числа ламп в радиоустройстве. К такого рода лампам относятся: двойные диод, триод, тетрод, пентод, а также диод-триод, двойной диод-триод, диод- пентод, двойной диод-пентод, триод-пентод, триод-гексод, триод-геп- тод и др. Маркировка электронных ламп производится по ГОСТ 5461—59, согласно которому обозначения приемно-усилительных ламп и кенотронов для питания этих ламп состоят из четырех элементов: первый элемент— число, указывающее напряжение накала в вольтах (округленно); второй элемент- буква, характеризующая тип лампы: Д — диод, X — двойной диод, С—триод, Э — тетрод, К— пентод с удлиненной характеристикой (варимю), Ж — пентод с короткой характеристикой, В — пентод со вторичной эмиссией, П — выходной пентод и лучевой тетрод, А — двухсеточный преобразователь частоты, Г — триод с одним или двумя диодами, Б — пентод с одним или двумя диодами, Н — двойной триод, Ф — триод-пентод, И — триод-гексод, триод-гептод, триод-октод, Е — индикатор настройки, Ц— кенотрон; третий элемент— число, указывающее порядковый номер типа лампы; четвертый элемент— буква, характеризующая конструктивное оформление лампы: С — со стеклянным баллоном, К — в керамической оболочке, Ж — типа «желудь», Д — с дисковыми выводами (впаями), Л — с замком в ключе, П — пальчиковая, Б — сверхминиатюрная, диаметром 10 мм, А — сверхминиатюрная, диаметром 6 мм, Р— сверхминиатюрная, диаметром 4 мм, без обозначения — лампа с металлическим баллоном; дополнительный индекс— буква, характеризующая принадлежность к той или иной категории ламп повышенной надежности: В — с повышенной механической прочностью, К — с высокой виброустойчивостью, Е — долговечные (3—10 тыс. ч работы), И — предназначенные для импульсной работы. Пятый элемент в маркировке не обязателен. Он присваивается лампе в том случае, если она является разновидностью другой лампы с аналогичными электрическими характеристиками. Большинство ламп повышенной надежности составляют миниатюрные и сверхминиатюрные лампы [1].
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 251 Таблица VIII. 1 Диоды Обозначение лампы 6Д4Ж 6Д6А 6Х2П 6Х6С 6Х7Б 12ХЗС Количество анодов 1 1 2 2 2 2 Род Косвенный То же » » » » » » » » Накал Напряжение, в 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 12,6 Ток, а 0,15 0,15 0,3 0,3 0,3 0,073 Наибольшая амплитуда обратного напряжения анода, в 365 450 450 465 450 100 Выпрямленный ток, ма <4,8 8-М 0 17 >16 10 2,0 Наибольшая амплитуда тока анода, ма 30 70 90 50 70 20 Емкость между катодом и анодом, пф 1,91 3 3,8 4 5,8 0,48 Максимальная высота, мм 31 362) 48 85 362) — Д со S Диаметр мака ный, мм 29,41) 7,2 19 33 10,2 — г) С выводами. 2) Без выводов. Длина выводов 40 мм. Ш0 6X76 12ХЗС
Кенотроны Таблица VIII. 2 Обозначение лампы 1Ц1С Щ7С Щ11П 2Ц2С ЗЦ16С ЗЦ18П 5ЦЗС 5Ц4М8) 5Ц4С 5Ц8С 5Ц9С 5Ц12П 6Ц4П 6Ц5С 6Ц10П1) 6Ц13П 6Ц15С 6Ц17С 1) 6Ц19П1) 30Ц6С Количество анодов 2 2 2 2 2 1 2 2 1 1 2 1 1 2 I Накал Род Прямой » » » Косвенный » » » » » » Прямой Косвенный » - » » » » ъ » Напряжение, в 0,7 0,25 0,2 2,5 3,15 3,15 5 5 5 5 5 5 6,3 •6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 30 i Ток, а 0,185 0,2 0,2 1,75 0,21 0,21 3 2 2 5 3 0,76 0,6 0,6 1,05 0,95 1,43 1,8 1,1 0,3 t Внутреннее ротивление, ком 7,5 14 20 4,5 — 15 0,2 0,15 0,15 0,2 . 0,3 0,50 0,25 0,25 0,1 0,12 — 0,045 0,1 0,15 Наибольшая амплитуда обратного нап- • ряжения, в 15 000 30 000 20 000 12500 35000 25 000 1 700 1550 1350 1700 1700 5 000 1000 1375 4 5002) 1 600 1350 4 500») 4 5002) 500 Наибольшая ам- ^плитуда [анода, ма 5 17 2 100 80 .15 750 ■"■ 415 375 1200 600 350 300 300 450 900 375 1200 450 500 Выпрямленный ток, ма 0,5 2 0,3 6,8 1,1 1,5 230—250 133—140 122—125 400 190 50 72—75 70—75 120 120 62 200 120 120 Высота максимальная, мм 90 102 65 114 105 65 140 92 115 134 93,5 75 62 75 75 75 — 32,8 75 115 Диаметр максимальный, мм 32,3 32 19 40 32,8 19 52 33 42 52 45,3 22,5 19 32,5 22,5 22,5 — 100 22,5 42 *) Имеет повышенную изоляцию между катодом и подогревателем, применяется в качестве демпфера в генераторах строчной развертки. Наибольшее постоянное напряжение между катодом и подогревателем («-{-» на катоде) 750 в для ламп типабЦЮП и6Ц19П и 900 в для лампы 6Ц17С, наибольшее импульсное напряжение между катодом и подогревателем («+» на катоде) 4,5 кв при продолжительности импульса не более 12 мксек. 2) При продолжительности импульса обратного напряжения 12 мксек, *) Выводы анода /, а также выводы 2, 4, 6, имеющие внутренние соединения, в схему не подключать.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 253 5ЦЩ 6Щ311 6Ц5С v^-vr/« МП ВыШ Ключ **(Ъ (7)аД, • <&& naoK/wvombN 6Ц19П Ключ 6Ц15С.30Ц6С Ключ 6Ц17С
254 электронные и ионные приборы ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 255 Триоды, двойные триоды, двойные диод-триоды, индикаторы настройки Таблица VIII. 3 «0 ч и si 2С4С 4СЗС 6С1Ж 6С1П 6С2Б 6С2С 6СЗБ 6СЗП 6С4С 6С4П 6С5С 6С5Д 6С6Б 6С7Б , 6С15П 6С18С 6С19П 6G20C 6С28Б Тип лампы Выходной триод Триод генераторный Триод высокой частоты То же » » Триод со средним коэффициентом \Г(*1Я nouua усилении Триод низкой частоты Триод высокой частоты Выходной триод Триод высокой частоты для схем с заземленной . сеткой Триод со средним коэффициентом усиления* Триод высокой частоты Триод со средним коэффициентом j усиления Триод с большим коэффициентом усиления Триод с большой крутизной То же » » Триод для схем стабилизации высокого напряжения Триод с большой крутизной Г1 Прямой венный » » » » » Прямой венный » » » » » » » » > Накал 2,5 4,4 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 12,6 или 6,3 6,3 6,3 6,3 2,5 0,33 0,15 •0,15 0,25 0,3 0,15 0,3 1,0 0,3 0,3 0,77 0,2 0,2 0,44 3,3 или 6,6 . 1,0 0,2 0,31 4> S ! 250 100 250 250 150 250 270 150 250 150 250 250 120 250 150 120 100 25000 120 я\ «в 1» О и • -45 —4 —7 —7 —1,5 —8 1,5 /cojw2) -1,6 -45 -1,6 —8 — 220 ом2) 400 <ш2) 30 ом2) \ —20 —20 -8 100 ом2) % 1 X СО 62 27,5 6,1 6,1 11,5 9,0 8,5 16 62 16 8 15 9 4,5 40 550 95 1 16 si " К о. се а 5,4 3 2,25 2,26 11 2,55 2,2 20 5,4 20 2,2 4,75 5 4 45 40 7,5 0,25 19 Коэффициент усиления 4,15 12,5 26 26,2 50 20,5 14,0 50 4,15 20 — 25 66 52 2,5 3,7 ,2000 40 Ens <§8§ 0,84 4,2 11,6 11,6 4,55 8,05 6,4 — 0,84 9 9 5 16,5 1,24 j 0,06 0,5 8000 PI ч II Щ 2,5 — — — "— — — 2,5 —~ — 2 "— — — 1 я в Hi 3 о CQ S >2,8 0,275 — __ — -— — —- >2,8 ~~- — — ~ — — — •5 в со м 8*11* 4<!йя 15 5 1,8 1,8 2,5 "— 2,5 3 15 2,5 — 1,2 1,3 7,8 60 11 25 2,4 Междуэлектродна я емкость, пф со со — — 1 1,38 9 3 2,5 6,5 — 11,5 3 2,35 3,3 3,3 11 — .6,5 5,8 га со Ш S — — 0,6 1,1 4,5 4,5 3,9 1,6 — 3,75 И 0,05 3,5 3,4 1,8 6 | 2,2 X о к Is — — 1,4 1,35 0,25 3,8 1,6 3,0 — 0,17 2 1,3 1,42 <1 4 .— 2,5 3 , а ч 2 s 2 52 32 29,5 19 10,2 33 10,2 22,5 52 60 32,5 33 10,2 10,2 22,5 — — 13^ ная я* 140 49,2 35 46 43 84 40 60 140 100 84,5 65 36 7) 36 ?) 60 — |437) §2 1* ч ч 2 * 1&! О я / 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 и 7 7 12 13 14 15 1 16 £ S S 3* ев - X А п с V3 ев О ч 2С4С 4СЗС 6С1Ж 6С1П 6С2Б 6С2С 6СЗБ 6СЗП 6С4С 6С4П 6С5С 6С5Д 6С6Б 6С7Б 6С15П 6С18С 6С19П 6С20С 6С28Б
256 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 257 Продолжение табл. VIII . 3 . к 1 со ~ * 3 со С 1L 6С29Б есззс 6С34А 6С35А 6С37Б 12СЗС 1НЗС 6Н1П 6Н2П 6НЗП 6Н4П 6Н5П 6Н5С 6Н6П 6Н7С 6Н8С 6Н9С 6Н10С Тип лампы Триод с большой крутизной Триод для схем стабилизации Триод со средним коэффициентом усиления Триод с большим коэффициентом усиления Триод с малым коэффициентом усиления Триод со средним коэффициентом хтпхл пани q усилепИл Выходной двойной триод Двойной триод со средним коэффициентом усиления Двойной триод с большим коэффициентом усиления Двойной триод со средним коэффициентом усиления Двойной триод » » Выходной двойной триод Двойной триод с большим коэффициентом усиления Выходной двойной триод Двойной триод со средним коэффициентом усиления Двойной триод с большим коэф<фи- циентом усиления То же Род венный То же » » » » > » » » Прямой венный То же » » »■ »' » » » » » » » » » » » » 1 » у> Накал Напряжение, в 6,3 6,3 12,6 6,3 6,3 6,3 12,6 1,2 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 Ток. а 1 0,31 | 6,6 3,3 0,13 0,13 0,44 0,1 0,12 0,6 0,345 0,35 0,3 0,6 2,5 0,6 0,81 0,6 0,3 0,3 Напряжение анода, в 120 120 100 200 120 100 120 250 250 150 250 200 135 1 120 300 250 250 1 250 Постоянное смещение на сетке, в 100 ОМ2) 35 ОМ2) 120 ом2) 380 ом2) 43 —4 —5,5 бОООож1) -1.5 240 ом2) 1,3 жш') 600 ом2) 250 ом2) —2 —6е) —8 —2 1 —2 3 1 Ток анода, . 16 550 8,5 3 40 27,5 2,5 8 2,3 7,7 3 8 110 30 Ы ■9 2,3 1 2 Крутизна характеристики, ма/в | id 40 4,6 4 16,5 3 0,8 >3,2 2 >4,9 1,85 3,5 6,7 11 3,2е) 2,6 1,6 1,3 Коэффициент усиления 1 40 •— 25 70 13 12,5 11 35 100 37 — «— ""— 20 35*) 20,5 . 70 1 70 . Внутреннее сопротивление, ком """ 80 — 4,1 13,75 .11 50 7,55 21,6 7,7 |<0,46 11,4 «) 7,9 44 54 W 1 1 Сопротивлег нагрузки, к — — — 7 101) i — — ■—• 2,5- — ~ 1 — Е Выходная МОЩНОСТЬ, 6 "— ~"~ 1 ~ — ~ >0,4 — — f 28) >4,2 — — О № < Максималыз допустимая мощность, рассеиваема | анодом, вт 2,4 451°) 60") U * 0,9 4,5 5 1 2 1 1,5. 1.5 2 ■ 13 4,8 6 2,75 1,1 Ы Междуэлектродная емкость, пф входная 9,5 30 2 2 6 1,5 — 3,8 1.75 2,5 Л,6 з 9,5 4,4 — 2,83) З4) 3*) 3,43) 1,45 выходная 1 3,9 9 2,3 2,4 4,7 0,65 — 1,75 1.3 1.4 1,4 1.5 5,1 1,9 — 0.88) 1.2*) 3,83) 3,2*) 0,2 проход- 1 ная 1 0,27 31 1.6 1.7 3,9 1,15 — 1,85 0,72 1,3 1.3 2,25 9,5 3,0 — 3,83) 4 4) 2,8*) 2,8*) 1.9 л Максимальный диамет] 1 мм 13 65 7.2 7,2 10,5 32,3 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 52 22,5 32,5 33 33 —" Максимальная высота. 1 мм 43 7) 130 36 *) 36 ?) 51') 78 57 57 48,5 58 56 ! 140 72,5 83 85 85 — я __ Схема ламп и црколевка 17 13 18 18 19 20 21 22 22 23 24 24 25 22 26 25 25 27 & 1 Обозначен! лампы 6С29Б 6СЗЗС 6С34А 6С35А 6С37Б 12СЗС 1НЗС 6Н1П 6Н2П 6НЗП 6Н4П -6Н5П 6Н5С 6Н6П 6И7С 6Н8С 6Н9С 6Н10С
258 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Тип лампы Накал к я ^ 6Н12С 6Н13С 6Н14П 6Н15П 6Н16Б 6Н17Б 6Н18Б 6Н19П 6Н23П 12Н4П 12Н10С 12Н11С 6ГИ) 6Г21) 6ГЗП1) 6Г71) Двойной триод со I Кос- средним коэффи- вен- циентом усиления ный Двойной триод |То же Двойной триод вы- I » » сокой частоты для] каскодных схем Двойной триод со средним коэффициентом усиления] То же Двойной триод с большим коэффи циентом усиления] Двойной триод со средним коэффициентом усиления] Триод с катодной сеткой для импульсных схем Двойной триод высокой частоты для каскодных схем Двойной триод с большим коэффициентом усиления То же Двойной триод со средним коэффициентом усиления Двойной диод-триод| со средним коэффициентом усиления Двойной диод-триод! с большим коэффициентом усиления Тройной диод-триод| Двойной диод-триод| с большим коэффициентом усиления ь » » » » » » » 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 12,6 или 6,3 12,6 12,6 6,3 6,3 6,3 6,3 0,9 2,8 0,35 0,45 0,4 0,4 0,33 0,65 0,3 0,15 или 0,3 0,15 0,15 0,3 0,3 0,45 0,3 180 90 90 100 100 200 100 150 120 250 250 180 250 250 250 250 —7 —30 -1,3 50 ом2) —2,4 -1,2 325 ом2) 50 ож*) 412) 680 ом2) —4 —2 —6,5 —9 —2 -3 —3 23 80± ±32 10,5 9 8 3,4 6,3 14,5 15 3 2 7,2 9,5 11,5 1 1 1Л 9* ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 259 Продолжение табл. VIП. 3 но* Ы я § к 03 О Я Р| If1 8й II ; 5 У ю s Mil Междуэлектродная! емкость, пф I о я о, л с я 2,7 <0,4 6,8 22 4,2 13 1.5 1,6 0,9 0,9 0,9 2 1,8 1,5 4,93) 2Л4) 2,55 2,8 2,6 3,8 3,6 1,6 4,2 2,9*)| 1.154) 0,453)| 0,44> 1,65 1,55 1,5 1,2 2 1,6 <0,3») <1.84)| 1,4 1,5 1,6 1,7 3,4 1,5 1,3 42 22,5 19 10,2 10,2 10,2 22,5 22,5 я 3 о и * ft. Ill 140 60 57 367) 36 307) 60 60 S as 2 в> 1§ 2* 28 | 6Н12С 25 29 30 31 31 31 32 24 33 54 8,5 1,1 1,8 1,5 3,2 0,2 2,6 27 34 8,5 10 0,3 2,5 3,6 2,8 2,4 33 67 35 91 3,2 1,6 33 67 35 58 2,0 5 1,25 3,8 2,3 1,4 22,5 33 60 80 36 37
260 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 261 Продолжение табл. VIII. 3 «3 ГО С О сз О ч Тип лампы Накал I I» Ях ««Я X се !&§ >,Н «а *& 5 и » 111 S v S| as COS Iliil! ^ Q.O со x Междуэлектродная емкость, пф 1* 111 J3 ев si о я «5: 3 С «3 2 S «I s I il О ч 12ГР) 12Г21) 6Е1П1) 6Е2П13) 6E5D) Двойной диод-триод со средним коэф- I фициентом усиления Двойной диод-триод| с большим коэффициентом усиле-1 ния Оптический индикатор настройки То же венный То же » » » » | ъ » 12,6 12,6 6,3 6,3 6,3 0,15 0,15 0,3 — 0,3 250 250 2509) 150") 2505) —9 —2 —2 —4 ~4 9,51 1,15 4 1.3 5,3 1,9 1,1 1,2 1,5 1,4") 1,2 16 96 24 30 8,5 91 10 0,3 2,5 0,2 0,4 3,6 3,2 2,8 2,4 1,6 33 33 22,5 67 35 12Г1 67 75 35 38 3£ 40 12Г2 6Е1П 6Е2П 6Е5С 1) Параметры приведены для триодной части лампы. 2) Сопротивление в цепи катода каждого триода для автоматического смещения. 3) Первого триода. 4) Второго триода. 6) Напряжение экрана (кратера) 250 в, ток экрана 2,9 ма. в) Анод и сетка первого триода соединены соответственно с анодом и сеткой второго триода. 7) Без выводов. Длина выводов 35 мм. Пентоды и тетроды для усиления напряжения 24 | 20 8) В двухтактной схеме., Напряжение экрана (кратера) 250 в, ток кратера 5 ма. При работе одного катода. При работе двух катодов. Напряжение на катодной сетке. Содержит два отдельных триода, поэтому может работать в схемах визуального сравнения двух напряжений. Для первого и второго триодов. Напряжение экрана 150—200 в; наибольшая мощность, рассеиваемая на экране, 0,7 вт. Таблица VIII. 4 9) 10) п) 12) 13) 14) 15) 3?з Тип лампы Накал £3. i . X a j X 09 00 IS : s ° i 3E 0> • О С cj H *x is. Is* 8* * x S in 4*\ •a и; «t; и» 3&8'! J£fi« I o 5 « « Меж д уэлектродна я емкость, пф о к О. се С X U 3" ев я Н И О Л 3 л CQ S 2 S Ч и So и я- 0,6Ж6Б 1Ж17Б 1Ж18Б 1Ж24Б 1Ж29Б Пентод НЧ Пентод ВЧ с короткой характеристикой То же Прямой 0,6251 1,2 1,2 1,2 1,2 2,4 0,02 0,06 0,024 0,013 0,06 0,03 30 60 60 60 60 30 40 45 45 45 0 01°) О10) ОЮ) 010) 0,15 <0,1 2 <0,3 1.2 <0,25 1,0 <0,1 5.3 <0,5 0,11 1 0,7 0,9 2,5 900 0,008 5 3,2 3,2 3,6 5 3 2,4 2,4 3 3 0,3 <0,01 <0,01 < 0,0081 < 0,005 10,2Х Х7.2 8,5 8,5 8,5 8,5 321)" 421) 421) 401) 401) 0,6Ж6Б 1Ж17Б 1Ж18Б 1Ж24Б 1Ж29Б
262 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 263 Продолжение табл. VIII. 4 Обозначение 1 лампы 1Ж30Б 2Ж2М 2Ж27Л 2Ж27П 2Ж28Л 4Ж1Л 4Ж5С 6Ж1Б 6Ж1Ж 6Ж1Л 6ЖШ 6Ж2Б 6Ж2П 6ЖЗ 6ЖЗП 6Ж4 6Ж4П 6Ж5Б 6Ж5П 6Ж6С 6Ж7 6Ж8 6Ж9Б 6Ж9П 6ЖЮБ 6ЖЮП 6Ж1Ш 6Ж20П3) 6Ж21№) 6Ж22ГР) 6Ж23П 6Ж32П 6ЖЗЗА Тип лампы Пентод универсальный Пентод ВЧ с короткой характеристикой То же » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » . » » » » » » » » » » » » Пентод с катодной сеткой То же » » Пентод с двумя раз- 1 дельными анодами Пентод НЧ для звукозаписи Пентод ВЧ с короткой характе- 1 ристикой J 9 Прямой То же » » » » » » венный Тоже » » » » » » » » » » » » » » » » » » »' » » » » » » » » » » » » » » » )> » » » » » » » » >> » » » » » » » » Накал Напряжение, 1 * 1,2 2 2,2 2,2 2,3 4,2 4 6,3 6,3 6,3 6,3 ! 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 1 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 Ток, а 0,015 0,06 0,057 0,057 0,028 0,225 1 0,2 0,15 0,15 0,175 0,2 0,175 0,3 0,3 0,45 0,3 0,25 0,45 0,5 0,3 0,3 0,31 0,3 0,25 0,3 0,44 0,45 0,35 0,5 0,44 0,2 0,13 Напряжение анода, в | 12 120 120 120 120 150 160 120 250 150 120 120 250 250 250 300 250 120 300 250 250 250 120 150 120 200 150 150 150 150 150 250 120 Напряжение второй сетки, в 12 70 45 45 45 75 60 120 100 75 120 120 120 150 150 150 100 120 150 100 100 100 120 150 120 100 150 150 150 150 150 140 100 Постоянное смещение на первой сетке, в 0") —1 0 0 0 0 —2 200 ом2) —3 —2,35 200 ом2) 200 ом2) 200 ом2) —1 200 ом2у 160 ОМ&) 68 ом2) —2,3 160 ом2) -2,4 —3 —3 80 ом2) -1 —1,5 80 ом2) 50 ом2) -1,1 -1,1 -1,2 —2 -5 120 ом2) Ток анода, ма 0,8 1,0 1,9 1,9 1,9 6,8 5,4 7,5 2,75 2 7,5 5,5 5,5 10,8 7 10,25 11 16 10 10 2,1 3 15 15,5 12 6,5 25 18 17 30 12,5е) 3 8,5 Ток второй сетки, ма . <0,15 0,3 0,5 0,5 0,5 0,7 3,5 <3,5 0,7 0,2 <3,5 <6 <5,5 4 2 2,2 4,2 7,5 2,5 2,5 0,6 0,8 <5,5 5 8 5,5 5 4 5 7,5 7,5 <1 <4 Крутизна харак- 1 теристики, Maje I 0,6 0,8 1,27 1 1,2, -4,5х 2 4,8 1,6 1,5 5,2 3,2 3,55 4,9 .5 9 4,4 10 9 7,5 1,2 1,65 17 17,5 4,5 9,5 29 17 17 30 14 1,8 4,5 Внутреннее сопротивление, ком — 1500 700 1600 1800 1000 — 1200 1000 <300 — — 900 500 — 1500 100 500 2000 150 > 100 34 60 65 — 2500 ~~~ Максимально до- 1 пустимая мощность, рассеиваемая анодом, вт \ — 0,5 1 2 1 2 1,8 0,9 1,8 3,3 2,5 3,3 3 2,4 3,2 2,5 0,8 2,8 2,4 3 2,1 3 4,9 3 5,5 2,45 1 1,3 Максимально до- 1 пустимая мощность, рассеиваемая второй сеткой, вт 1 — ~~" —. __ — 0,35 —, — 0,55 0,6 0,85 0,7 0,55 0,45 0,6 0,4 0,5 0,1 0,7 0,7 0,75 1,3 0,75 1,15 0,9 1,5 0,2 0,4 Междуэлектродная емкость, пф входная 8,5 5,75 5,3 3 5,4 4,0 11 4,8 3,5 4 4 4,9 4,1 8,5 6,5 11 5,5 8,5 10 9,5 7 6 7,5 8,5 6,5 8,9 14 8,5 5,0 9,0 14 — 3,6 выходная 3,5 8 4,9 2 4,85 4,2 4,5 3,8 3 4,2 2,1 4,1 2,2 7 1,8 5 5 2,2 2,5 6,25 12 7 3,4 3,35 5,1 3,9 3,5 2,5 1,8 2,4 3,5 — 3,3 проходная < 0,015 <0,02 0,015 0,015 0,015 0,007 0,01 0,03 0,018 0,007 <0,02 <0,03 <0,02 < 0,003 <0,025 <0,015 0,035 0,03 <0,03 <0,03 < 0,005 < 0,005 < 0,055 0,02 0,05 0,025 0,05 0,03 0,03 0,05 0,07 — <0,03 Диаметр максимальный, мм 10,5 30 32 19 i 32 32 10,2 29,4 — 19 10,2 19 33 19 33 19 10,2 19 — 33 33 13 22,5 10,2 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 — 22,5 7,2 Высота максимальная, мм 401) 80 65,3 51 65,3 69 361) 47,6 — 48 36 48 67 57 67 57 431) 57 — 80 67 431) 51 45?) 51 60 60 60 70 — 60 361) Схема лампы и 1 цоколевка | 5 6 7 5 7 9 10 и 12 9 13 14 15 16 13 17 18 и 18 19 19 17 20 21 14 21 21 22 23 23 24 25 26 0) а Обозначе] лампы 1Ж30Б 2Ж2М 2Ж27Л 2Ж27П 2Ж28Л 4Ж1Л 4Ж5С 6Ж1Б 6Ж1Ж 6Ж1Л 6ЖШ 6Ж2Б 6Ж2П 6ЖЗ 6ЖЗП 6Ж4 6Ж4П 6Ж5Б 6Ж5П - 6Ж6С 6Ж7 6Ж8 6Ж9Б 6Ж9П 6ЖЮБ 6ЖЮП 6ЖИП 6Ж20П 6Ж21П 6Ж22П 6Ж23П 6Ж32П 6ЖЗЗА
264 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ S 1 « я ~ я Я w с Обо лам 6Ж35Б 12Ж1Л 12Ж8 1К1П 1К2П 2К2М 6К1Б 6К1Ж 6К1Л 6К1П 6КЗ 6К4 6К4П 6К6А 6К7 6К9С 12КЗ 12К4 6В1П?) 1Б1П 1Б2П 6Б2П 6Б8С 6Ф1ГР) 6ФЗГР) 6Ф4П9) Тип лампы Пентод импульсный Пентод ВЧ » » Пентод ВЧ с удлиненной характеристикой То же » » » » » » » » ь ъ » » » » » » » » » » Пентод ВЧ с усиленной характеристикой То же » » Пентод со вторичной эмиссией Диод-пентод » » Диод-пентод ВЧ с удлиненной характеристикой Двойной диод-пентод ВЧ Триод-пентод » » ъ » Накал 1 Косвенный Тоже » » Прямой » » Косвенный Тоже » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » » Прямой » Косвенный Тоже » » » » » »_ СО 1 Напря жение 6,3 12,6 12,6 1,2 1,2 2 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 12,6 12,6 ! 6,3 1,2 1,2 ! 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 о J_ 0,13 0,075 0,15 0,06 0,03 0,06 0,2 0,15 0,15 0,15 0,3 0,3 0,3 0,13 0,3 0,3 0,15 0,15 0.4 0,06 0,03 0,3 0,3 0,43 0,85 0,72 й со о> •в со * к асе с „ X п 120 150 250 90 60 120 120 250 150 250 250 250 250 120 250 250 250 250 .250 67,5 60 250 250 100 170 100 170 200 1 170 вто- а> to в.- а» 3 *£ й Я а<-> jfc ПО 75 100 67,5 45 70 120 100 75 100 100 125 100 100 100 100 100 125 250 67,5 45 100 125 170 170 170 со О u <и 8е • я 2 §в» о « „г й к a> Пос щен сетк —2 —2,4 —3 0 0 —1 —1 —3 -2,4 -3 —3 —1 68 ом*) 120 ом*) -3 —3 —3 —1 —2 0 0 -1,5 —з 1 —2 —2 —1,5 —11,5 —1,7 -2,1 ') Без выводов. Длина выводов 35 мм. 2) Сопротивление в цепи катода для автоматического смещения. 8) Напряжение на катодной сетке 6 в, ток-катодной сетки 31 ма. 4) Напряжение на катодной сетке 12,6 в, ток катодной сетки 35 ма. *) Напряжение на катодной сетке 12,6 в, ток катодной сетки 65 ма. •) Одного анода. ') Напряжение на диноде 150 в, ток динода 15 ма. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМЛЫ 265 1 с* Ток анода, ж< 5,5 6,8 з 3,5 1,15 2 8 6,7 з 6,7 9,25 11,8 11 9 7 9,25 9,25 11,8 26 1,6») 1 6,5 10 13 10,5 2,5 41 з 1 18 н Ток второй се ки, ма <6,5 0,7 0,8 1,2 0,25 ^>>б/ >' 2,7 0,9 2,7 2,5 4,4 4,2 <4 1,7 2,5 2,5 4,4 2,7 0,35 . 0,2 1,6 2,45 — 4 —. — 7 ЯЛ Крутизна xaj теристики, ма 3,1 1,5 1,65 >0,66 0,65 0,95 4,8 1,85 1,3 1,85 2 4,7 4,4 4,5 1,45 2 2 4,7 29 0,625 0,55 2 1,35 5 6 2,5 7 4 11 про- Внутреннее со тивление, ком 1000 — — 1000 200 450 750 450 — 900 800 — — ■ — _ 900 — 1200 — _ 4 400 28 15 16 100 • & о , «с Максимально пустимая ма ность, paccei | мая анодом, 0,9 — 2,8 — 0,2 0,5 1,2 - 1 — 4,4 3,3 3 — 3 4,4 4,4 3,3 4,5 0,15 — Гб 1,7 1 8 1 4,5 до-' вае- гкой, Максимально пустимая мош ность, рассей мая второй cei \ вт 0,7 — 0,7 — — __ — — 0,4 0,7 0,6 — 0,4 0,5 0,4 0,7 0,8 — — __ — 0,5 — 2,5 1,7 i Продолжение Междуэлектродная емкость, пф I входная 4,6 4 6 3,5 3 5,75 4,8 3 3,85 3,4 6 8,5 5,5 3,6 7 4,75 6 8,5 9 1,85 4,2 4 3 5 2,2 9,3 4 9,5 выходная 3,5 4,2 7 7,5 4,9 8 3,8 3 4,2 3 7 7 5 3,3 12 11 ! 7 7 4,05 2,1 4,1 9 0,5 3,4 0,4 8,5 0,6 4 проходная <0,03 0,007 <0,005 <0,01 <0,01 <0,02- 0,03 0,01 0,007 0,01 <0,003 <0,005 < 0,0035 «0,03 <0,005 < 0,005 <0,003 1 < 0,005 ! 0,005 0,27 « 0,008 <0,008 2 0,025 3,7 0,3 2,7 0,1 * я Диаметр макс мальный, мм 10,5 32 33 19 19 30 10,2 29,4 -— 19 33 33 19 7,2 1 33 — 33 33 22,5 19 19 19 33 22,5 22,5 22,5 табл. VIII. 4 Высота макси мальная, мм 361) 69 67 57 57 80 361) 47,6 — 46 67 67 57 361) 80 — 67 67 75 57. 57 57 80 60 77 75 Я Схема лампы | цоколевка 14 27 17 28 28 6 11 12 9 13 17 16 18 29 19 19 17 16 30 31 31 32 33 34 35 36 ние Обозначе лампы 6Ж35Б 12Ж1Л 12Ж8 1К1П 1К2П 2К2М 6К1Б 6К1Ж 6К1Л 6К1П 6КЗ 6К4 6К4П 6К6А 6К7 6К9С 12КЗ 12К4 6В1П 1Б1П 1Б2П 6Б2П 6Б8С 6Ф1П 6ФЗП 6Ф4П •) Ток диода 25 мка. Акод диода соединен с положительным концом нити накала через опротивление 5000 ом. *) В верхней строчке приведены параметры триода, в нижней — пентода. 10) Напряжение на пентодной сетке 0 в. 11) Напряжение на пентодной сетке 0 в. Напряжение сеток один штрих и один-два штриха 0 в. крутизна характеристики по этим сеткам 0,3 Ma/et крутизна преобразования 0,065 Maje.
266 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Ключ _ 7? 6С2С. 6С5С ©12 3 45 6С36. ^^п 6С76 w 6С4П © МогюУ %СдД © л 6C18Q, © ,6033С © 0С20С
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 267 \27) Ключ '6НЮС, 12НЮС
268 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ 6Н15П © Цбетная метка 6Н176,6Н186 Ключ ^-^ Ключ {& тис © wan. w ^ w /2/7, 12Г2 Ключ [Щ 6Е5С
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 269 Ключ Л) 2Ж27Л. 2Ж28Л /£Ч 2Ж27П Ключ Г\ 4ЖЩ 6К1Л Верхний штырек 4Ж5С 123 4567 ас2п пс3нс, 6Ж16, 6Ж56, 6К16 6ЖЩ 6К1Ж
270 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ / 134 5 67 ©6Ж1П,6ЖЗП, ^ €С3С2пп к с, 6К1П <§) 6Ж2Б.6ЖЮ6 w 6Ж356 Ключ 6ЖЗ, 6К4, Ключ 6Ж4/6Ж8, 6КЗ, fih 12Ж8,Ж 6Ж4П, 6Ж5П, 6К4П Ш) Ключ 6Ж6С, 6Ж7, ф М7.6К9С 6Ж96 6Ж9П, 6ЖЮП, ф\ 6Ж20П 6Ж21П, 6Ж22П
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 271
272 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ - 273 Таблица VIII. 5 Выходные пентоды и лучевые тетроды Тип лампы Накал С S СО О» lags я ы а н 2 «и &| gil С» С * «й ?Я! *5 = 5 £Е чи си ж о at И1 м8£ СО S а * н со I II 1! Ю 2 53 я h .21 н 2 „So4 « — о о^. и о о а h о ^ 4 2 ав « Междуэлектродная емкость, пф асе С S S*e О JO S Ч Si 2 к II CQ и Пентод низкой частоты То же Пентод ВЧ Пентод генераторный Пентод ВЧ Лучевой тетрод Прямой генератор- пентод часто- Пентод ный То же Выходной низкой ты То же Лучевой род То же Телевизионный пентод Пентод для схем телевизионных разверток Пентод * низкой частоты Телевизионный пентод Выходной пентод низкой частоты Лучевой тетрод То же Кос- То же » » » » » » » » » » » » » » » э » » Прямой Косвенный Тоже » » » » 0,625 1.25 1.25 1,25| 1.2 1.2 2,4 1.2 2.4 ( 1'2 2,4 1,2 1,2 2,4 2 4 6,3 6,3 6.3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 30 6,3 0,03 0.05 0.027 0.02 0,12 0,12 0,06 0.26 0.13 0.12) 0.06} 0.06 0,18 0.09 1 1.1 0.7 0,45 0,9 0,45 0,9 0.65 1.3 0.75 0,75 0.76 2.5 0,75 0.45 1.3 0,3 0,6 30 45 45 45 90 90 150 90 60 90 250 250 250 250 250 250 250 300 200 250 300 170 175 600 110 100 ПО 150 30 45 45 45 90 90 125 90 60 90 150 250 250 250 250 250 250 150 200 250 150 170 175 200 110 100 ПО 150 0 —2 —2 —2 —4.5 -4.5 —1.4 —4.5 -4,1 -4,5 —6 —16,5 —16,5 —12.5 —14 —12,5 —14 —3 —11 —6.5 -2,0 : —в —30 —16 —8 -9 —7,5 —2 0,15 1.1 0.75 0,6 12 13 17 9.5 3 18 35 34 —30 90 0,04 0,37 0,25 0,2 <1 <1 <3 2.2 0.6 <1 1.5 6 7 <7 <8 <7,5 <8 6.5 5,4 4,2 8 <Ю 5 <5 <8.5 <16 <14 0.15 0.5 0,425 0,4 1.9 2,8 2.8 2 1.1 3.3 2.5 2.5 2.5 4.5 6 4,1 5.9 11.7 8.5 11.3 14.5 И 8.5 4 4.2 12.5 10 30.5 — — - — - - 100 200 — 8^) 8») 31») 25») 15») — - - л 1100 50 50 350 100 160 40 80 78 50 52 32,5 80 17 50 100 23 7 20 4 9 50 50 500 0.05 10 15 2.5 7 7 5 2,5 5 10 ; 5,2 10 3 0.008 0.0045 0.0035 1.3 0.21 0,2 6 2.5 3.2 3.8 5,4 3,6' 2~4 4.5 4,5 3.0 0J5 Гб 0.01 0.05 0.05 0,05 2,5 0,85 0.4 2,3 8 10 10 12 21 13.2 20 9 14 12 12 12 27 18 4.1 10 7 8.3 0.05 0.12 ~2 3,75 2.5 2,75 2,2 3.2 1.5 2 1.5 2.5 3.6 3.5 0.55 4 1.75 2,3 3.9 6,9 7.5 5.5 3.7 7,1 8,5 7,5 7.8 11 9.5 11.5 13 18.5 11 13.5 11.5 8,2 6.3 2.7 4,7 4 4 3.8 4.8 «,5 11 5,7 8,2 9.5 6 7.5 6.5 6,5 8 11 2,6 0,3 0,01 0.02 0.03 <0,5 0.4 0.02 <1 ЮХ Х7.2*) Ю.2Х Х7.25) Ю.2Х Х7.2») Ю.2Х Х7.2») 10.5 10.5 10.5 19 19 10.5 36 ^0.6 0.95 <1 <0,9| <0,6 <0.06| <0,5 0.2 0,06 0,2 0,15 <0.2| 1.5 0.05 33 22,5 46 32.3 52 33 32.8 22.5 22,5 22,5 52 37 10,2 32.8 42 22.5 32«) 38«) 38«) 38«) 45*) 45«) 45*) 57 57 45*) 109 83 72 109 85 145 83 ПО 78 78 80 140 90 43«) НО 115 75 *) 6П1П — по параметрам аналог выходного лучевого тетрода 6П6С. *) Предназначен для схем телевизионных разверток. Выдерживает кратковременные положительные импульсы анодного напряжения до«6 кв (6П7С), до 6,8 кв (6П20С) и до 7 к» (6П13С, 6П31С). - ») Для триодного включения (экранирующая сетка соединена с анодом). 4) Без выводов. Длина выводов 35 мм. *) Лампа овального сечения.
274 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ 12 3 4 5 0,6П2Б, 1П26, 1П36, 1П4Б 4Ф6С Ключ 6Ф6С 6П1П кЖ п п Нпюч 6ПЗС, 6П6С. зотс Ключ 6П7С
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 275 Ключ 6П31С 6Э5П
276 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 277 Таблица VIII. 6 Частотопреобразовательные лампы е лам- Обозначени пы 1А1П 1А2П 6А2П 6А7 6А8 6А10С 6И1П«) 6Л7*) Тип лампы Гептод-пре- образователь То же » » > » Триод-геп- тод Гептод-сме- ситель Накал Род Прямой Косвенный То же » » Напряжение, в 1,2 1,2 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 - 6,3 Ток, а 0,06 0,03 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Напряжение 1 анода, в 90 60 250 250 250 250 250 250 250 Напряжение экранной сетки*), в 45 45 100 100 100 100 100 100 Постоянное нап- 1 ряжение управляющей сетки8), в 1 0 0 —1,5 0 —3 0 —10 —2 —3 Ток анода, ма 0,641) 0,55 31) 3.51) 3,31) 3,51) 5 3,2 2,4 Ток экранной сетки2), ма Крутизна преобра-1 зования, ма/в 1 1,9 0,161) 0,85 0,19 71) 0,471) 91) 0,451) 2,71) 0,551) 91) 0,451) 6 0,77 7,1 0,38 Крутизна гетеро- 1 дина, ма/в 0,825, » 0,5 6 4,7 4,7 3,7 Внутреннее сопротивление, Мом 1,5 1,5 0,1 1,0 >0,34 0,3 0,006 1 1 Максимально до- 1 пустимая мощность, . рассеиваемая анодом, вт 0,2 1 1,1 1 1,1 0,8 1,7 | 1,1 Максимально допустимая мощность, рассеиваемая экранной сеткой, вт 1,1 0,3 1,1 "1,5 Междуэлектродная емкость, пф к 1 00 7 5,4 7 9 12,5 9 26 6,3 7,5 ее 1 И 3 а 7 6 8,6 10 12,5 10 2,3 7,4 11 со | 0,4 0,4 0,3 0,13 0,06 0,13 1,0 0,006 0,01 Высота максимальная, мм 57 57 57 67 80 80 78 80 Диаметр максимальный, мм 19 19 19 33 33 33 22,5 33 а S S со V х 3 1А1П 1А2П 6А2П 6А7 6А8 6A10G 6И1П 6Л7 6А2П, 6Л7 и соответственно сетки с3 и с5 у лампы 6А8. !) В динамическом режиме. Гетеродинная часть лампы работает в трех- ») Сигнальная сетка, т. е. третья сетка у ламп 1А1П, 6А7, 6А10С, 6А2П точечной схеме с сопротивлением в цепи первой сетки для лампы 6Л7,6И1П (гептодная часть) и четвертая сетка у лампы 6А8. 1А1П —0П Мом, для ламп 6А10С, 6А7 и 6А2П —20 ком, для лампы *) В верхней строчке даны параметры триодной части, в нижней — гептод- 6А8 — 50 ком. ной. 2) Соединенные вместе сетки Сг и с4 у ламп 1А1П, 6А7, 6А10С, Б) Лампа старого выпуска. «
278 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ 279 В табл. VIII. 1 — VIII.6 приведены основные параметры приемно- усилительных ламп и маломощных кенотронов, а в табл. VIII. 7 — основные параметры некоторых генераторных ламп с естественным охлаждением, применяющихся в телевизионной и усилительной аппаратуре. Схемы ламп и цоколевки приведены в конце каждой таблицы. На всех схемах показано расположение штырьков со стороны цоколя ламп (вид снизу). Для ламп типа желудь это вид сверху. Электроды на схемах соединений с внешними выводами обозначены буквами: а — анод; аД — анод диода; аДх или аД2 — анод первого или второго диода; аТ — анод триода; аТх или аТ2 — анод первого или второго триода; Генераторные лампы и некоторые усилительные лампы в генераторном к — катод; кД1 или кД2 — катод первого или второго диода; кТг или кТ2 — катод первого или второго триода; ЛП — лучеобразующие пластины; н — нить накала (в лампах прямого накала); «ср — средняя точка нити накала; п — подогреватель в лампах косвенного накала; с — сетка; С\, с2, сз, с*, сь — сетка первая, вторая, третья, четвертая, пятая (счет ведется от катода); сТ\ илисТ2 — сетка первого или второго триода; 5—внутренний экран или металлизация, а также кратер (экран) в электронно-лучевых индикаторах настройки. Таблица VIII. 7 режиме гампы Обозначение х 1П24Б 2П9М 2П29Л 4Ж1Л 4П1Л 6ПЗС Г-411 Г-807 ГК-71 ГУ-131) ГУ-15 ГУ-17 ГУ-32 ГУ-501) ГУ-72 Тип Пентод Тетрод Пентод » » Тетрод Пентод Тетрод Пентод Тетрод Пентод Двойной тетрод То же Пентод » Накал I Пря- мои То же » » венный Пря- мои венный То же » » Пря- мой То же » » венный То же » » Пря- , мой Напряжение, в 2,4 2 2,2 4,2 4,2 6,3 10 6,3 20 10 4,4 12,6 12,6 12,6 20 Ток, а 0,115 1,0 0,12 0,225 0,32 0,9 0,6 0,9 3 5 0,68 0,4 0,8 0,77 3 Колебательная мощность, вт 2,5 6 1,2 0,5 4,2 30 30 40 250 250 12 2x5,5 2X7 60 J300 Напряжение анода, в 150 250 160 150 150 400 400 600 1500 2000 350 300 400 1000 1500 Напряжение второй сетки, в 125 150 120 75 150 300 250 250 400 400 200 200 250 250 400 Напряжение третьей сетки, в 0 — 0 0 0 — 15 — 50 0 — о 50 Сдвиг начала спрям- 1 ленной анодно-сеточ- ной характеристики, 1 в 1 —26 -15 — —5 —12 —18 —27 —20 —90 —20 —25 -20 —28 —40 -85 Крутизна характе- ристики, Male -\ 2,7 2,5 1,9 1,5 6 8 6,5 10 4,2 7 4,7 2,8 3,5 4 4,2 Крутизна линии граничного режима, ма/в\ 1,9 2 1,3 1 4,5 5,5 . 5 4 4 3,5 3,5 2,6 2 3 4 Проницаемость — __ 0,005 — — 0,005 __ — 0,008 0,008 0,002 М еж дуэл ектро д- ная емкость, пф входная 6,6 8,5 4,3 4 8,5 И 9,5 11 18 16 10,5 6,5 7,8 14 18 выходная 3,3 8,5 5,5 4,2 9,4 8 7,5 7 17 14 12,5 2,7 3,8 9,2 17 проходная 0,005 1,0 0,06 0,007 1,0 1 0,3 0,2 0,15 0,25 0,16 0,1 0,05 0,1 0,15 Рабочая частота, Мгц 120 30 120 200 100 35 75 125 20 40 60 250 200 120 40 Предельные Ток эмиссии катода, ма — 100 35 — — — — 900 __ — 2x80 700 900 Ток катода, ма 25 __ 20 7 50 — — — __ 85 2x20 — — ~~ » значения Мощность, рассеиваемая анодом, вт 2,5 8 2 2 7,5 20 20 25 125 100 15 2x6 2x7,5 40 150 Мощность, 1 рассеиваемая 1-й сеткой. вт\ — __ — — — — — — 0,4 0,25 — 1 ~"~ Мощность, 1 рассеиваемая 2-й сеткой, вт\ 1,0 0,7 .0,7 1,5 — — 25 22 4 3 — 5 25 Высота максимальная, мм 45 109 61 69 75 109 150 145 195 191 93,5 80 88 93,5 195 Диаметр максимальный, мм 10,5 36 32 32 32 46 36 51 68 65 45,3 22,5 61 45,3 80 [ампы Обозначение л 1П24Б 2П9М 2П29Л 4Ж1Л 4П1Л 6ПЗС Г-411 Г-807 ГК-71 ГУ-13 ГУ-15 ГУ-17 ГУ-32 ГУ-50 ГУ-72 1) Рабочее положение— вертикальное, выводами вниз.
280 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Гильза ГУ-72 цоколя
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 281 § 2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ К числу полупроводниковых приборов относятся селеновые и медно- закисные (купроксные) вентили, кристаллические точечные и плоскостные диоды и транзисторы, фотосопротивления, термосопротивления и др. Преимущества полупроводниковых приборов: высокий к. п. д., отсутствие подогрева катода, малые размеры: основной недостаток — существенная зависимость параметров от температуры. Селеновые выпрямители. Селеновые выпрямители предназначены для переменного тока с частотой до 850 гц в интервале температур от —60 до 4-60° С. Срок службы выпрямителей не менее 10 000 ч. Выпрямители собираются из отдельных элементов (шайб или таблет). Каждый выпрямительный элемент состоит из алюминиевой основы (ранее использовалась также стальная основа) с нанесенным на ее поверхность слоем кристаллического селена и непосредственно примыкающего к нему катодным слоем из сплава олова и кадмия. В настоящее время селеновые выпрямительные элементы размерами 15 мм и более выпускаются в виде шайб только квадратной или прямоугольной формы. Они набираются в столбики, скрепляемые одной или несколькими шпильками. Селеновые выпрямительные таблеты выпускаются только круглыми, диаметром 5 и 7,2 мм, заключенными в пластмассовые футляры с выводами. ^--*-\ По допустимому обратному напряжению U^ выпускаемые в настоящее время шайбы разделяются на два типа: первый тип допускает обратное напряжение не более 18 в, второй — не более 26 в. Ранее выпускались также шайбы с допустимым обратным напряжением 15 в. В зависимости от назначения выпрямительные шайбы собираются в столбики по различным схемам: двухплечный выпрямитель (половина моста), выпрямитель со средней точкой (двухпол у пер йодный) и мостовой выпрямитель (см. гл. XV). Выпрямительные таблеты собираются в столбики только по однопол у пер йодной схеме без отводов. Выводы выпрямителей имеют цветные метки. Значение меток: красная — плюс выпрямленного тока, синяя — минус, желтая — переменный ток или средняя точка выпрямителя. Маркировка селеновых выпрямителей, собранных из шайб, состоит из трех элементов: первый элемент — буквы ABC, что означает «алюминиевый выпрямитель селеновый», или ВС — «выпрямитель селеновый» для выпрямителей с ранее выпускавшимися шайбами на стальной основе; второй элемент — число, обозначающее длину стороны квадратной шайбы или диаметр круглой шайбы в миллиметрах; третий элемент — номер., присвоенный данному выпрямителю. Маркировка селеновых выпрямителей, собранных из таблет, состоит из четырех элементов: первый элемент — буквы ABC, значение которых указано выше; второй элемент — число, обозначающее среднюю величину выпрямленного тока в миллиамперах; третий элемент — число, указывающее действующее значение подводимого к выпрямителю переменного напряжения в вольтах; четвертый элемент — буква «м» — малогабаритный.
282 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Некоторые выпрямители из таблет серии АВС-7 маркируются так же, как и выпрямители из шайб. В табл. VIII. 8 —VIII. 11. указаны данные выпускаемых в настоящее время селеновых выпрямителей, собранных из элементов размером до 100 мм включительно. Пользуясь этими таблицами, можно определить данные имеющегося выпрямителя по его маркировке (ток — по заголовку графы, напряжение — по правой стороне таблицы). Чтобы определить данные, например, выпрямителя с круглыми шайбами, собранного по мостовой схеме и маркированного АВС-45-60, следует отыскать в табл. VIII. 11 графу, озаглавленную АВС-45. В этой графе надо найти строку, в которой значится число 60. Величина среднего значения выпрямленного тока (0,6а) определяется непосредственно по заголовку графы. С правой стороны таблицы в этой строке находим, что d»„ \7itt 7 Тл„в„„„й ™,„ч„. общее число шайб выпрямителя — Рис. VIII. 7. Точечный диод: 16 в одном плече 4 шДб эффек. / —кристалл германия; 2 — металличес- ТИпное чнячение попнппимпгп к rm- кая пружина; 3— контактные выводы. тивное значение подводимого к выпрямителю переменного напряжения ^«эфф = ?2в, среднее значение выпрямленного напряжения U=cp =52 е. Выпускаются • два типа пакетных селеновых выпрямителей — АВС-80-260 и ABC-120-270, которые маркируются так же, как выпрямители из таблет. Эти выпрямители собраны по мостовой схеме и широко применяются в приемниках и телевизорах. Они работают в интервале температур от —- 40 до + 40° С. GpoK службы выпрямителей в нормальных условиях эксплуатации не менее 2000 ч. Данные этих выпрямителей приведены в табл. VIII. 12. Полупроводниковые диоды представляют собой кристаллы полупроводника, состоящие из двух областей: электронной и дырочной. Вентильные свойства такого кристалла определяются возникновением запорного слоя на границе раздела электронной и дырочной областей. Запорный слой называется также р—л-переходом, т. е. переходной областью между кристаллами р-типа и л-типа). Диоды изготовляются из кристаллов германия или кремния, кремниевые диоды выдерживают более высокие рабочие температуры и напряжения, чем германиевые. Существуют два типа диодов: точечные и плоскостные. Плоскостные диоды допускают значительно большие рабочие токи по сравнению с точечными. Выпрямители — полупроводниковые диоды, в которых используется свойство р— n-перехода хорошо пропускать электрический ток только в одном направлении. Один из вариантов конструкции точечного выпрямительного диода показан на рис. VIII. 7. Типовая вольт-амперная, характеристика кристаллического диода приведена на рис. VIII.8. 'Основные величины, характеризующие полупроводниковый диод: ток в прямом направлении при некотором напряжении на вентиле (обычно + 1 в), обратное напряжение, при котором происходит пробой, т. е. нарушение электрической прочности вентиля, обратный ток при максимальном допустимом рабочем напряжении, которое выбрано меньшим пробивного; среднее значение выпрямленного тока. Форма характеристик полупроводниковых диодов и их параметры в большой степени зависят от температуры, что является существенным недостатком этих приборов при использовании их в качестве выпрямителей.
+ Выпрямители из таблет Таблица VIII. 8 АВС-1 Средний выпрямленный ток 1,2 ма АВС-6 Средний выпрямленный ток 6 ма Третий и четвертый элементы 30 м 60 м 90 м 120 м 150 м 210 м 270 м 330 м 420 м 510 м 600 м 720 м 840 м 1000 м — — — — — 30 М 60 М 90 М 120 м 150 м 210 м 270 м 330 м 420 м 510 м 600 м 720 м 840 м 1000 м — — — —. , — АВС-7 Средний выпрямленный ток 6 ма маркировки «_ — — — — — — — — — .— 3 м 4 м 9 м Юм 13 м Напряжение, в ^«эфф 30 60 90 120 150 210 270 330 420 510 600 720 840 1000 1200 450 150 400 625 ^ср 10,5 21 32 42 53 74 95 117 148 .180 212 254 297 355 456 186 60 160 250 Примечание. Наружный диаметр собранного выпрямителя АВС-1—6,1 мм: АВС-6 и АВС-7—8,6 мм.
Таблица VIII. 9 + Двухплечные выпрямители (половина моста) Выпрямители с квадратными шайбами Выпрямители с круглыми шайбами Средний выпрямленный, ток, а Третий элемент маркировки ABC-15 ABC-18 0,04 65 66 67 69 56 70 72 57 ! 58 75 59 46 78 ,80 82 84 19 18 30 68 27 60 71 73 74 26 76 52 77 79 81 83 300 301 302 303 | 304 305 306 307 308 309 310 АВС-21 АВС-25 0,075 48 19 58 49 17 50 1 61 25 20 18 65 53 66 52 68 70 55 56 57 7 59 4 60 5 62 63 64 21 15 67 54 41 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 АВС-30 АВС-35 0,15 53 61 63 66 22 68 70 72 19 76 54 80 82 84 87 88 58 60 62 65 28 12 15 13 74 . 16 78 29 21 56 86 , 57 300 301 302 303 304 305 ' 306 307 308 309 310 АВС-40 АВС-45 0,3 136 142 144 83 147 150 152 137 138 156 139 159 160 162 164 120 140 125 84 126 79 149 61 154 82 80 65 74 77 161 67 73 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 АВС-60 — 0,6 8 10 12 14 16 18 20 22 23 24 25 27 28 29 31 33 7 9 11 13 15 17 . "1 21 3 1 4 26 5 6 30 32 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 ! АВС-75 1,2 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 — — 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27у 29! 31 33 35 _ __ 300. 301 302 303 304 305 306 307 308 309 — АВС-90 1*5 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 • 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 — _„ __*, __» 300 301 302 303 304 305 306 307 308 — — АВС-100 • __. 2,0 33 35 37 39 41 43 45 47 49 50 52 54 32 34 36 38 40 42 44 46 48 1 51 53 _„ __ _ч 300 301 302 303 304 305 306 307 308 ~ — 1 Количество | шайб в плече ' 1 2 3 4 5 6' 7 8 9 10 11 12 13 14 . 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 всего 2 4 6 8 10 12 14 16 ' 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 12 16 20 ' 24 28 32 Напряжение ^"Эфф, в 30 60 90 120 150 180 210 240 270 1 300 330 360 390 1 420 450 480 36 72 108 144 180 216 252 288л 324 360 396 432 468 504 540* 576 52 104 156 208 | 260 312 416 520 624 728 832 Г-ф. в 10 21 31 42 52 63 73 84 94 105 115 126 136 147 157 168 13 27 40 54 67 81 94 108 121 135 148 162 175 189 202 216 19 39 58 78 97 117 152 195 , 234 312 367 §
28G ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ Выпрямители со средней точкой Таблица VIII. 10 Выпрямители с квадратными шайбами Выпрямители с круглыми шайбами Средний выпрямленный ток, а Третий элемент маркировки АВС-15 ABC-18 0,075 51 85 1 311 АВС-22 АВС-25 АВС-30 АВС-35 0.15 1 0,3 35 71 | 311 43 90 311 АВС-40 АВС-45 0,6 122 167 311 АВС-60 АВС-75 - - 1.2 2.4 35 38 | 34 37 1 311 310 АВС-90 - 3,0 69 68 309 АВС-100 - 1 7Г"1 90 89 311 Количество 1 шайб в плече 1 1 1 всего 2 2 2 Напряжение ^ эфф. в 15 18 26 в 5 6 10 Таблица VIII. И Выпрямители по мостовой схеме Выпрямители с квадратными шайбами Выпрямители с круглыми шайбами Средний выпрямленный ток, а Третий элемент маркировки АВС-15 ABC-18 0.075 86 49 87 44 88 48 91 93 12 13 1 1 ! 8 i ю 89 90 92 312 313 314 315 316 317 318 — АВС-22 АВС-25 0,15 24 72 73 22 75 77 79 81 1 И 13 8 16 74 76 78 80 312 313 314 315 316 317 318 — АВС-30 АВС-35 0,3 92 45 95 97 55 100 24 25 27 93 17 96 23 99 102 104 312 313 314 315 316 317 318 — АВС-40 АВС-45 0,6- 169 170 171 172 174 176 68 180 59 78 70 60 69 62 178 64 312 313 314 315 316 317 318 — АВС-60 _ 1.2 1 37 39 41 43 45 47 49 51 36 38 40 42 44 46 ~~ 48 50 312 313 314 315 316 317 318 — АВС-75 _ 2,4 39 41 43 45 47 49 51 — 8 40 42 44 46 48 50 — 311 312 313 314 315 316 — 317 АВС-90 3,0 70 72 74 76 78 80 — — 9 71 73 75 77 79 — — 310 311 312 313 314 315 — — АВС-100 4,0 91 93 95 97 99 101 1 — — 23 92 94 96 98 100 — — 312 313 314 315 316 317 — — Количество шайб 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 * 1 2 3 4 5 6 8 7 всего 4 8 12 16 20 24 28 32 4 8 12 16 20 24 28 32 4 8 12 16 20 24 32 28 Напряжение rw Эфф, в 15 30 45 60 75 90 105 120 18 36 54 72 90 108 125 144 26 52 78 104 130 156 208 182 а = ср, в 10 20 30 40 50 • 60 70 80 13 26 39 52 65 78 91 104 19 38 57 76 95 114 152 133
Г A—г fmr\ j^ м Г 4 £r Л —п т и 1(1 ft It] Пакетные выпрямители -J/JU- Гоблица V7/7. 72 Тип выпрямителя АВС-80-260 ABC-120-270 Габаритные размеры, не более, мм А 80 97 Б 88 105 в 100 118 г 40 -46 Д 8 8 Номинальные электрические параметры при работе | на емкостную нагрузку С = 20 .мкф Подводимое эффективное переменное напряжение, в 260 270 Среднее выпрямленное напряжение, не менее, в 285 295 Средний выпрямленный ток, ма 80 120 Допустимый ток нагрузки, ма 90 130 Примечания: 1. Выпрямители рассчитаны на работу с теплоотводом посредством радиатора. Указанные величины выпрямленных токов допустимы только для этих условий. 2. В аппарате на металлическом шасси выпрямитель должен без каких-либо прокладок плотно крепиться непосредственно к шасси, которое в данном случае заменяет радиатор. 3. Разборка выпрямителей не допускается.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 289 Фотодиоды — приборы, в которых используется свойство р—п-пере- хода, заключающееся в значительном изменении обратного тока через р — п-переход при освещении кристалла (рис. VIII.9). J L 1 Q \ II 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 л я\ 1 1 II1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \ Пп* ' ' » ■ 1 1 I 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 лл1 1 1 II 1 1 III 1 1 111 I II 1 |' ■t""t—i-C/tOI | 1 1M 1 1 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 1 f)" I ■ ■ • 1 i I 1 1 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 (ЛЭ1 i г f"i | | I 1 | Г I I Г | | | | 1 1 1 1 л /. 1 1 1 1 1 Г Г til II If 1 1 1 1 I 1 1 гТ"т—III! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \ П *** • 1 * * .. i.., • ■■ i, t.i.,,,1. ,к.ь..ь..|., I,, ft 111 f С»"! 1 1 /1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \ \ П °l /1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 u^\ M/ 1 I 1 1 1 I I 1 1 1 1 1 II 1 \ \ n i\ I / I I fafP M \29°\ Ы и*кШ m u-i n 111111111114^+^,4 1 1угГ 1 104 1 Г I Jr Г i 1 1 1 i г 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \u** 1 II Irl 1 1 1 1 1 1 1 Iflfi 1 1 I f 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |oq 1 1 1 jIodp.Mb Ш Рис. VIII. 8. Типовая вольт-амперная характеристика германиевого диода. Стабилитроны — приборы, в которых используется явление пробоя р—л-перехода. При подаче на р—п-переход запирающего напряжения, большего определенной величины, в переходе начинается процесс лавинообразной ионизации, приводящий к резкому возрастанию обратного тока диода (пробою). В полупроводниковых диодах, предназначенных для стабилизации напряжения, выбирают материал кристалла так, чтобы на участке пробоя изменение тока через переход было связано с незначительным изменением напряжения на нем Unhn —. (рис. VIII. 10). и обр — в темноте Слабый сбот Сильный сбв/п Рис. VIII. 9. рактеристика (•обр Вольт-амперная ха- р — л-перехода фотодиода. Рис. VIII. 10. характеристика (обр Вольт-амперная р — «-перехода стабилитрона. Транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы с двумя р—n-переходами. В простейшем случае транзистор (рис. VIII. 11) состоит из кристалла германия Г и двух остриев Э и /С, касающихся поверхности кристалла на расстоянии 20—50 мк одно от другого. Каждое острие образует с кристаллом Г обычный выпрямительный контакт с прямой Ю 120
290 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Рис. VIII. П. Схема, поясняющая принцип работы транзистора. проводимостью от острия к кристаллу. Если между электродом Э, называемым эмиттером, и базой Б подать напряжение прямой полярности, а между электродом /С, называемым коллектором, и базой Б — обратной полярности, то оказывается, что величина тока коллектора /к («обратного») находится в прямой зависимости от величины тока эмиттера /э. Поскольку напряжение на эмиттер подано в прямой полярности, а на коллектор — в обратной, то внутреннее сопротивление в цепи эмиттера оказывается значительно меньшим, чем сопротивление в цепи коллектора, поэтому, несмотря на то, что токи эмиттера /э и коллектора /к незначительно отличаются один от другого, удается получить большое усиление по мощности (порядка 100—1000). Если включить в цепь коллектора нагрузочное сопротивление Rn величиной порядка десятков килоом, а на эмиттер подать переменное напряжение, то напряжение, развивающееся на сопротивлении RH, окажется значительно ббльшим напряжения, приложенного к эмиттеру. Так же как и диоды, транзисторы могут быть точечными и плоскостными. Однако точечные транзисторы в настоящее время уже полностью вытеснены плоскостными, характеризующимися большей стойкостью к внешним воздействиям, меньшим уровнем шумов, более высоким коэффициентом усиления, большей мощностью и т. д. Плоскостной транзистор состоит из кристалла полупроводника (германия, кремния и др.), имеющего три слоя с различной проводимостью рил. Проводимость типа р создается избыточными носителями положительных зарядов, так называемыми «дырками», образующимися вследствие недостатка электронов в слое. В слое типа п проводимость осуществляется избыточными электронами. Таким образом, возможны два типа плоскостных транзисторов: р—я—р, в котором два слоя типа р (например, германия) разделены слоем типа п (рис. VIII. 12), п—р—я, в котором два слоя типа п разделены слоем типа р. Толщина среднего слоя обычно очень мала (приблизительно 0,25 мк). В зависимости от сочетаний величин и знаков напряжений на эмит- терном U3 и коллекторном UK переходах транзистор может работать в об-1 ласти отсечки, активной области и области насыщения. Область отсечки характеризуется обратным смещением на обоих переходах (оба перехода заперты), активная область — прямым смещением на одном переходе и обратным на другом и область насыщения — прямым смещением на обоих переходах (оба перехода инъектируют носители в базу). Кроме того, с раз* Р \П \Р Рис. VIII. 12. Схематическое изображение транзистора: а — схема конструкции; б — схема включения транзистора типа р — п — р.
полупроводниковые приборы 291 личными сочетаниями напряжений транзистор может работать в прямом (нормальном) и в обратном (инверсном) включениях. В последнем случае эмиттер служит коллектором, а коллектор — эмиттером. В зависимости от того, какой электрод транзистора является для источников тока (напряжения) цепей эмиттера и коллектора общим, различают три схемы включения транзистора: с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором. Различают также схемы включения по переменному току: в этом случае определяется общий электрод для входного и выходного (усиленного) переменного сигналов,— и по постоянному току, когда определяется общий электрод по источникам питания (смещения) эмиттерного и коллекторного переходов. В табл. VIII. 13 приведены перечисленные возможные случаи включения транзистора структуры р—п—р. Для транзистора п—р—п все полярности, указанные в таблице, должны быть изменены на обратные. Рис. VIII. 13. Конструкция транзистора: / — основание (германий); 2 — корпус; 3 — стеклянный изолятор; 4 — контактные выводы; 5 — эмиттер (индий); 6 — держатель; 7 — коллектор (индий). д Рис. VIII. 14. Изображение транзистора в виде четырехполюсника: базой; б— с общим общим коллектором, а — с общей эмиттером; в — с Транзистор может работать в двух режимах: усиления и переключения. В режиме усиления при малых сигналах транзистор работает только в активной области, при больших сигналах — в области отсечки и в активной области. В режиме переключения транзистор работает во всех трех областях — активной, отсечки и насыщения. Причем рабочая точка на длительное время «задерживается» в двух последних областях и быстро «пробегает» активную область. На принципиальных схемах транзисторы р—л—р и п—р— п можно отличить по направлению стрелки эмиттера, которое совпадает с направлением тока /э. Вариант конструкции плоскостного транзистора приведен на рис. VIII. 13. Параметры транзисторов при малых сигналах. При малых сигналах транзистор работает в линейном режиме и может быть представлен в виде активного линейного четырехполюсника (рис. VIII. 14) в различных вариантах включения: с заземленной базой, с заземленным эмиттером и с заземленным коллектором. 10*
Схемы включения транзисторов типа р — п — р (для транзисторов типа п — р — п полярность включения должна быть обратной) Таблица VIII. 13 Включение транзистора Прямое Прямое Обратное Обратное С общей * базой Ж Ц,.б>ук.б Нас U». *<»*.< Нас (обратное включение) Ж У8.б5У,« Акт ^э.б> "к. 6 Отс (прямое включение) U. э.б ^к.б Акт Схемы включения С общин эмиттером "6.9>"k.s Нас ^б.э<1/к.э Акт •-4) ^б.э^к.з О™ "б.э>"к.э ОТС 'б.э ^к.э Нас Примечание. В таблице приняты следующие сокращения: Нас — работа транзистора в области насыщения; Акт — работа в активной области; Отс — работа в области отсечки. С общим коллектором ^б. к> ^э.к ОТС ^б. к < ^э. к Акт + иб. к S V9. к Нас "б.к>"9.к НаС ^б. к < ^э. к Акт ^б.кёг^э.к Отс
294 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Входные /lf uLt и выходные fe» "2 токи и напряжения четырехполюсника взаимно связаны. Принимая любую пару этих переменных за независимые, можно получить ту или иную систему уравнений, описывающих четырехполюсник. Если за независимые переменные приняты токи (система z-параметров), то уравнения четырехполюсника имеют вид: «1 = ten + /2*12; "2 = /l*2i + *2*22> где Zix и z22 — входное и выходное полные сопротивления при разомкнутом выходе и входе соответственно, zi2 и z2i — обратное и прямое полные передаточные сопротивления при разомкнутом входе и выходе соответственно. Если за независимые переменные принять напряжения (система ^-параметров), то k = «1^11 + иаУм; k = И1У21 + W2I/22, где уц и 1/22 —* входная и выходная проводимости при короткозамкнутом выходе и входе соответственно: у12 и уг\ — обратная и прямая передаточные проводимости при короткозамкнутом входе и выходе соответственно. Если за независимые переменные выбираются входной ток и выходное напряжение (система Л-параметров), то Ш = ixhn + uzhi2; h = hhi\ + "2^22, где Ли и /i22 — входное сопротивление и выходная проводимость при закороченном выходе и разомкнутом входе соответственно; h12 — отношение напряжения на входе к напряжению на выходе при разомкнутом входе; /t2! — отношение тока на выходе к току на входе при закороченном выходе. При расчете схем с полупроводниковыми триодами применяются все три системы параметров. СИСТЕМА Z-ПАРАМЕТРОВ На рис. VIII. 15 приведена Т-образная эквивалентная схема транзистора с общей базой. Эта схема справедлива для области низких частот, так как реактивные элементы в ней не учтены. На рисунке: гэ — прямое сопротивление участка эмиттер — база; гк — обратное сопротивление участка коллектор — база; гб — сопротивление части кристалла, образующего базу. Сопротивление эквивалентного генератора гг определяется как отношение э. д. с. эквивалентного генератора ег к току эмиттера /э Характеристические сопротивления в системе z-параметров измеряют в режиме холостого хода (по переменному току), поэтому ее часто называют системой параметров холостого хода. Для полного описания свойств тран-
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 295 зистора в области низких частот достаточно определить четыре его основных параметра: Zll = Ги\ *22 = Г22\ Z12 = Гх2; Z2l = Г21. Входно.е с о п р о т и в- /" л е н и е —^* Гц = "1 измеряется при разомкнутом выходе (рис. VIII. 16,а) и обычно состав- ^ ляет 50—-100 ом. Сопротивление об- I ратной связи дД- rJ3 г12 = ifl Рис. VIII. 15. Эквивалентная схема k транзистора с общей базой. измеряется при разомкнутом входе (рис. VIII. 16,6) и обычно составляет 50—300 ом. Прямое проходное сопротивление /2i = - и2 г®*1 Транзистор Транзистор Н0-©-| И9- Рис. VIII. 16. Схемы измерения z-параметров транзистора. измеряется при разомкнутом выходе (рис. VIII. 16,в) и для точечных транзисторов приблизительно равно 30 ком, для плоскостных — 1 Мом и более. Выходное сопротивление измеряется при разомкнутом входе (рис. VIII. 16,г) и для точечных транзисторов составляет около 30 ком, для плоскостных -^ 1 Мом.
296 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Соотношение между z-параметрами транзистора и элементами эквивалентной схемы (рис. VIII. 15): Г11 = гэ + гб; Г21 = гг + гб; Г22 = Гк + Гб. Измерять параметры транзистора следует при определенном режиме по постоянному току, так как их величина зависит от режима работы. На электроды, которые должны быть в процессе измерений разомкнуты по переменному току, питающие напряжения подаются через разделительные дроссели, индуктивное сопротивление которых на применяемой при измерениях частоте в 30—50 раз больше сопротивления той цепи транзи- - стора, где требуется создать режим холостого хода. Это условие сравнительно легко осуществить при исследовании точечных транзисторов. Для плоскостных транзисторов, выходное сопротивление которых велико, создать режим холостого хода весьма затруднительно. Поэтому на практике применяются другие системы параметров транзисторов. СИСТЕМА У-ПАРАМЕТРОВ Если транзистор представить в виде П-образной эквивалентной схемы четырехполюсника (рис. VIII. 17), то параметры его удобнее всего выразить в виде полных проводимостей у. ij i2 В отличие от z-параметров (/-пара- п —■»* —— метры определяются в режиме ко- J0 | l.—i | J 0" роткого замыкания. В области низ- и ких частот параметры транзистора 2 будут определяться активной со- . . . ., .W.W., . ставляющей проводимости. 0 0 * ' * 0 На рис, VIII. 17 обозначены Рис. VIII. 17. Эквивалентная П-об- активные проводимости £э.б- межразная схема транзистора, включен- ДУ эмиттером и основанием; g9K — ного по схеме с общей базой. между эмиттером и коллектором; £к.б — между коллектором и базой. Усилительные свойства транзистора отображаются посредством генератора, развивающего ток h = £r"i- Свойства транзистора характеризуют такие параметры: Входная проводимость измеряется при замкнутом выходе (рис. VIII. 18,а). Ее величина составляет обычно около 0,025 сим. Проводимость обратной связи 30 J С=3 1 | 0
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 297 измеряется при закороченном входе (рис. VIII. 18,6). Чем меньше эта проводимость, тем слабее паразитная обратная связь в транзисторе. Проводимость gi2 составляет для плоскостных транзисторов около 1СГ6 сим. Проходная проводимость определяется при закороченном выходе (рис. VIII. 18,в). Для плоскостных транзисторов g = 0,03 сим. 1 1 Транзистор г ^— 6 ■0-г——— 1 Транжтщ J] ^ Рис. VIII. 18. Схемы измерения ^-параметров транзистора. Выходная проводимость 'а #22 = — определяется при закороченном входе (рис. VIII. 18,г), составляет для плоскостных транзисторов около Ю-"6 сим. Связь параметров транзистора с элементами его эквивалентной схемы (рис. VIII. 17): #12 = — £э. к; ^Г21 = — #г; #22 = ЯК. Э + #К. б' ' Система (/-параметров удобна для измерения параметров плоскостных транзисторов, так как при этом не нужно создавать режима холостого хода. Чтобы создать режим короткого замыкания по переменному току, выход шунтируется емкостью в несколько десятков микрофарад. Недостаток системы (/-параметров — трудность измерения величины gi2, связанная с необходимостью создания режима короткого замыкания на входе транзистора. При этом вследствие малого входного сопротивления для осуществления короткого замыкания требуется емкость порядка нескольких тысяч микрофарад.
298 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ СИСТЕМА Л-ПАРАМЕТРОВ ИЛИ СМЕШАННАЯ СИСТЕМА Соответствующая этой системе эквивалентная схема приведена на рис. VIII. 19. Свойства транзистора характеризуют такие параметры: Входное сопротивле- /« U н и е 00 * ■ 1 0Q Рис. VIII. 19. Эквивалентная схема транзистора, включенного по схеме с общей базой, для системы Л-параметров. а - Ul измеряется при коротком замыкании выхода транзистора (рис. VIII. 20,а) и составляет около 30—50 ом. Обратный коэффициент усиления по напряжению h - Ul "12 = «2 измеряется при разомкнутом входе (рис. VIII.20,6) и составляет около (3 -f- 5)10"~5. Коэффициент усиления по току, взятый с обратным знаком, flu = -7- измеряется в режиме короткого замыкания на выходе транзистора (рис. VIII.20,*). Транзистор Транзистор Транзистор Рис. VIII. 20. Схемы измерения Л-параметров транзистора. В схемах с общей базой этот коэффициент обычно обозначается буквой а, в схемах с общим эмиттером— р. Для точечных триодов в схеме с заземленным основанием а составляет 2 -г 2,5, а для плоскостных —. 0,9 -г 0,99.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 299 Выходная проводимость и '* «22 = — и2 измеряется в режиме холостого хода на входе транзистора (рис. У1Н.20,г) Смешанная система наиболее удобна для определения параметров транзистора. Однако для расчетов целесообразнее применять систему (/-параметров, которые более близки к параметрам эквивалентной схемы электронной лампы. Соотношения между параметрами четырехполюсников: Лц«22 — «12Л21 1 . >п = т , уп = -г-, «22 «11 h\i hi2. ^12 = -г— , уп = -г- » «22 «11 «21 1 ^21 = -г- ; #21 = Г22 = ' «11«21 * 1 «22 ' «11 («il«32 «12«3l) Элементы эквивалентной Т-образной схемы с общей базой связаны с Л-параметрами следующими соотношениями: Л12б гэ = л12б — -т О + Л21б); «11б да гъ + гб (1 — а); "226 — h{26 _ 1 и — Гб гб — "7 » гк т- -т ; «126 — "Г" 5 л22б л22б Гк Гг *. «.1 а = — « — Л21б; Л21б = — а; Л22б = — . 'к гк Если известны &б-параметры для схемы с общей базой, то легко путем пересчета получить Лэ-параметры для схемы с общим эмиттером и Лк-параметры для схемы с общим коллектором: 1+-216 "" 1+"21б i -t- я21б
300 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ \ Иногда удобнее (в частности при определении параметров по характеристикам) определить Лэ«параметры. В этом случае h6- и Лк-параметры можно определить по формулам: либ~" *11э 1+Л< 21э ЛПк = Л Л12б~ ЛПэЛ22э— Л12э (Л21э+ {) J+h<< 21э 11э* Ч2к Л21б » — k '219 H-^2Ia Л21к » — 0 + Л21э^ г'22б' _. "22э 1+*21э Л22к — ^22э* ¥0 Рис. VIII. 21. Статические характеристики транзистора: а — входная для схемы с общей базой; б — выходная для схемы с общей базой; в — статическая для схемы с общим эмиттером. Режим транзистора по параметрам эквивалентных схем можно рассчитывать при малых уровнях сигналов. На рис. VIII.21,a,6 приведены статические характеристики для схемы с общей базой, из которых можно определить Лб-параметры транзистора: Д£/9 при "116 ~ д/э дл. UK = const; ^16 "226 • Д'э /к = const; UK = const; /э = const. Точность определения йб-параметров по этим характеристикам невелика вследствие тесного расположения входных характеристик для различных значений UK и очень малого угла наклона коллекторных характеристик в схеме с общей базой. Значительно большую точность можно получить при определении /^-параметров, используя более круто идущие характеристики для схемы с общим эмиттером. Схематично эти характеристики показаны на рис. VIII.21,e Л11э = АЕ/б Д'б при UK = const;
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 301 AU6 ft Д/к А д/к 223 -Щ, при /б » "к » 'б Х7Г ПРИ /6=const» : const; /б = const. Большое сходство характеристик для схемы с общим эмиттером с характеристиками электронных ламп позволяет в некоторых случаях использовать методы расчета ламповых схем для расчета устройств на транзисторах. Ниже дается связь между «ламповыми» и (/-параметрами транзистора. Крутизна с А/* Внутреннее сопротивление ч А/к #22 Крутизна характеристики тока базы д/б Если транзистор работает при больших сигналах, например, в оконечных усилителях низкой частоты, то можно воспользоваться параметрами большого сигнала или графическими методами расчета по статическим характеристикам. Указания по эксплуатации полупроводниковых приборов. Не следует превышать предельно допустимые значения напряжений, токов и мощности, рассеиваемой коллектором, во всех статических, динамических и неустановившихся режимах (например, при переключениях). Даже кратковременная перегрузка транзистора приводит к перегреву контактов и ухудшению его параметров. При включении первым необходимо соединять контакт базы. Кристаллические приборы не должны размещаться вблизи нагревающихся деталей. Желательно иметь хороший теплоотвод от корпуса прибора. Пайка и изгиб выводов плоскостных транзисторов и диодов допускается на расстоянии не менее 10 мм от корпуса. Для пайки применяется припой с температурой плавления не свыше 150°. Маркировка полупроводниковых приборов производится в соответствии с ГОСТ 5461—59. Условные обозначения полупроводниковых приборов состоят из следующих элементов: Первый элемент: Д —диоды: П—транзисторы (полупроводниковые триоды). Второй элемент — число, указывающее тип разработки, устанавливается в соответствии с табл. VIII. 14 для диодов и табл. VIII. 15 для транзисторов.
302 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Таблица VIII. 14 Маркировка второго элемента в обозначении типов диодов Материал Германий .... Диоды точечные 1—100 101—200 Диоды плоскостные 1 301—400 ; 201—300 Стабилитроны 801—900 | 801—900 Выпрямительные столбы 1001 и выше 1001 и выше Таблица VIII. 15 Маркировка второго элемента в обозначении типов транзисторов Частотный предел Мощность рассеяния транзистора Классификационный параметр Номера транзисторов германиевых кремниевых Низкочастотные (/ < 5 Мгц) Малая (Р < 0,25 вт) Частоты /е>/г 1—100 101—200 Большая (Р > 0,25 вт) Напряжения и коэффициент В 201—300 301—400 Высокочастотные (f > 5 Мгц) Малая (Р < 0,25 вт) Частоты /а и/г 401—500 501—600 Большая (Р > 0,25 вт) Частота fP 601—700 701—800 Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: UK б, UK э — напряжение на коллекторе в схеме с общей базой и общим эмиттером; В 'к0 7 t ; коэффициент усиления по току при постоянном 'б "г 'ко или импульсном токе на большом сигнале; / , /б — полные токи коллектора и базы; /к0 — начальный (температурный) ток при отключенном выводе эмиттера; f — граничная частота усиления в схеме с общей базой; /г —граничная частота генерации; /р— предельная частота, на которой мощность Р, обеспечиваемая усилителем, равна заданной.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 303 Таблица VIII. 16 Точечные Обозначение дг-ц 1 ДГ-Ц2 дг-цз ДГ-Ц 4 ДГ-Ц 5 ДГ-Ц 6 ДГ-Ц 7 ДГ-Ц 8 ДГ-Ц 9 ДГ-Ц10 ДГ-Ц12 ДГ-Ц13 ДГ-Ц15 ДГ-Ц16 ДГ-Ц17 германиевые, диоды старых выпусков >) 8 &к £82.1 Максима, допустим обратное чее напр ние, в 50 50 50 75 75 100 100 30 30 30 30 30 150 150 150 §&§. See* Максима/ обратное бивное ж жение, в 60 75 75 100 100 125 125 50 45 45 45 45 170 180 220 i * Максималь* прямой ток при напряж нии 1 в, ма 2,0 5,0 2,5 5,0 2,0 5,0 2,0 10,0 10,0 5,0 5,0 1,0 1,5 1,5 1,5 Максимальный обратный ток при различных рабочих напряжениях Напряжение, в — 50 — 50 — 50 — 75 — 75 —100 — 100 - 30 — 10 — 10 — 10 — 10 —150 — 150 —200 Ток, ма 1,00 0,50 0,10 0,80 0,25 0,80 0,25 0,50 0,10 0,06 0,50 0,25 0,80 0,25 0,80 ill Среднее чение выг ленного т ма *) 16 16 16 16 16 16 16 25 16 16 16 16 8 8 8 J) Параметры измеряются при температуре окружающего воздуха + 20 ± 5°С. а) В однофазной однополупериодной схеме без шунтирующей емкости для режима длительной нагрузки. у Таблица VIII. 17 Плоскостные германиевые диоды старых выпусков Обозначение ДГ-Ц21 ДГ-Ц22 ДГ-Ц23 ДГ-Ц24 ДГ-Ц25 ДГ-Ц26 ДГ-Ц27 1 лен- р\. 22 Средний ный ток, 300 300 300 300 100 100 100 Максимальное допустимое обратное рабочее напряжение при различной температуре окружающего воздуха, в 20°С 50 100 150 200 300 350 400 50°С 35 65 90 120 200 235' 285 70°С 20 37 56 80 100 120 значе- го пе- пряже- в 2 я • g§p8 Эффекти ние подв ременнсн ния при 35 70 105 140 210 250 285 «si 1 = 1 в я о. Прямое пряжени нальном ном токе 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,3 0,3 к при подво- жении, HjgS ОС аз со «в S я Обратны номинал димом ма 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,3 I 0,3 •о а. я* - я з гра СТО! м Я Верхня бочей « \ кгц 50 50 50 50 50 50 | 50
304 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 305 Третий элемент— буква, указывающая разновидность типа прибора. Для полупроводниковых приборов, не имеющих разновидностей типа, третий элемент условного обозначения не указывается. Для обозначения диодов обратной полярности применяется дополнительный четвертый элемент — буква П, а для диодов переменной полярности — буква Р. В табл. VIII.16 и VIII. 17 приведены параметры ранее изготовлявших- Точечные германиевые, диоды *) ся, но еще применяющихся, а в табл. VIII.18—VIII.22 —выпускаемых в настоящее время полупроводниковых диодов. В табл. VIИ.23 даны параметры стабилитронов, в табл.VI 11.24 приведены параметры выпрямительных столбов, а в табл. VIII.25 — силовых германиевых диодов. В табл. VIИ.26—VIII.33 даны параметры транзисторов. Более подробные сведения о полупроводниковых диодах и транзисторах имеются в справочнике [6,8]. Таблица VIII. 18 Основное назначение Детектирование и выпрямление переменного тока при температурах от —60 до + 70°С в диапазоне частот до 150 Мгц S* «3 II 40 45 45 75 ПО 150 150 Работа в измерительных и других схемах и индикаторах уровня при температурах от — 60 до + 70РС в диапазоне частот до 150 Мгц Максимально допустимое обратное рабочее напряжение, . 6, при окружающей температуре, °С от —60 до +20 + 50 + 70 20 30 30 50 75 100 100 15 45 60 100 100 150 200 150 10 30 40 75 75 100 150 100 20 30 30 50 75 100 100 20 30 30 45 55 75 80 10 30 40 56 56 75 112 75 10 30 40 56 56 75 112 75 Прямой ток 2,5 1,0 7,5 5,0 2,5 1.0 5,0 50 5 10 2 5 2 2 2 ч со » is It П 16 16 25 16 16 12 12 50 16 25 16 16 16 8 50 Обратный ток, ма при обратном напряжении *), в 10 25 25 45 55 75 80 7 10 30 50 50 100 150 100 при окружающей температуре, °С + 20 0,25 0,25 0,25 0,15 0,15 0,20 0,20 + 50 0,80 0,80 0,80 0,80 0,60 0,70 0.80 0,25 0,10 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,40 0,20 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 + 70 Общий вид диода 1,50 1,50 1,50 1,50 2,00 2,10 2,00 0,70 0,40 1,00 1,00 1,00 0,70 0,70 0,70 LpOC V JLJ 3 78 —| -»- 1 g, ritrnrH ^1|^|Ш1р7
306 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 307 Продолжение табл. VIII. 18 Основное назначение la с; 4J га о .Bgi Максимально допустимое обратное рабочее напряжение, в, при окружающей температуре, °С от —60 ДО+20 10 10 30 30 30 50 100 30 30 100 + 60 10 10 25 25 25 40 80 . 25 25 80 + 70 Прямой ток Обратный ток, ма при обратном напряжении2), в при окружающей температуре, ; °С + 20 + 50 + 70 Общий вид диода Детектирование и выпрямление переменного тока при температурах от —60 до + 70°С в диапазоне частот до 40 Мгц 10 10 20 20 20 30 45 20 20 45 10 90 10 30 60 30 10 30 60 30 25 40 20 25 30 20 15 30 30 15 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,12 0,06 0,25 _ 1 — — — — — — 0,35 0,20 0,35 1,00 1,00 0,80 0,80 0,80 0,60 0,50 0,50 0,40 0,50 Аналогичен диоду типа Д1 Работа в схемах ограничителей при температурах от —60 до + 70°С в диапазоне частот до 50 Мгц 20 20 20 40 75 75 100 125 125 10 10 10 30 50 50 75 100 100 10 10 10 — — — — *— 10 10 10 18 30 30 45 60 60 "3 5 8 5 100 2 50 •2 50 5 100 2 30 5 100 1 1,5 1,5 1,5 0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0 10 10 10 10 30 10 50 10 50 10 75 10 100 10 100 0,10 0,20 0,20 0,05 0,12 0,07 0,25 0,05 0,25 0,05 0,25 0,07 0,25 0,07 0,25 ___ — — — — — — — — — — —. — — — 0,20 0,40 0,40 0,12 — 0,12 — 0,10 — — 0,12 — — 0,12 ~ -80- <— — *—п. ' Л—\ы *) Проходная емкость диодов типа Д9 составляет 1—2 пф% остальных — 1 пф. 2) Для диода типа Д9 при обратном рабочем напряжении. 3) Плюсовый колпачок диодов окрашен: Д10 — в зеленый цвет, ДЮА-^в желтый, Д10Б —в красный. 3 5 8 20 20 20 20 20 20 *) Диоды маркируются цветными точками на баллоне: Д11 — зеленый, Д12 — черный, Д12А — двумя черными, Д13 • желтой, Д14 — красной, ДНА — двумя красными.
Точечные кремниевые диоды1) Таблица VIII. 19 со 8 Основное назначение Максимально допустимое обратное рабочее напряжение, в, при окружающей +75 +125 +150| Прямой ток Среднее значение наибольшего выпрямленного тока, ма, при температуре, °С +75 1 +125| +150| Максимальный обратный ток, мка при окружающей температуре, °С +%! +75 |+125| Общий вид диода S И н ас я £ га Я Я § Я m я |2 Д101 ДЮ1А ДЮ2 Д102А ДЮЗ Д103А| Работа при температуре от — 60 до +150°С в диапазоне частот до 200 Мгц 100 100 75 75 75 75 50 50 30 30 50 50 30 30 20 20 30 30 30 30 30 30 15 15 15 15 15 15 10 10 10 10 30 30 25 25 50 50 60 60 75 75 100 100 100 -ю- ДЮ4 Д104А ДЮ5 Д105А ДЮ6 Д106А| Работа при температуре от — 60 до +150°С в диапазоне частот до 600 Мгц 75 75 50 50 30 30 50 50 20 20 20 20 30 30 30 30 30 30 10 10 10 ,10 30 30 150 150 100 100 100 50 S1 to- — 40—i 60 ДЮ7 ДЮ7А ДЮ8 ДЮ9 Выпрямление переменного тока промышленной частоты при температуре от —60 до + 125°С 10 10 30 50 ,0,1. •1,0 1,0 1,0 10 35 20 Аналогичен диодам типов Д101— ДЮЗ 1) На корпус диодов типов Д101 нанесена белая точка, Д102 — желтая, Д102А — оранжевая, ДЮЗ— голубая, ДЮЗА— зеленая, плюсовый колпачок диодов типов Д101 — ДЮЗА окрашен в красный цвет.
Кремниевые сплавные выпрямительные диоды1) Общие данные о работе диодов II» 2 се а 3s £ *5t Температура окружающей среды от — 60 до + 125°С; граничная частота до 20 кгц, при снижении тока на 30% до 100 кгц; емкость диода 20 пф 100 200 300 400 Температура окружающей среды от —60 до + 125°С; звуковой диапазон частот 100 200 300 400 500 600 Таблица VIII. 20 55 со № СО С 3 I U3sy я я Й ч fc 2 49&3 fill Общий вид диода 0,4 0,4 0,4 0,4 40 ■Я § I |ё а: '§ го S м Я ПО S 01 ч 8 со 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Продолжение табл. VIII. 20 со о Общие данные о работе диодов Щ$ С О СО 03 • si s go a £Ё а. §1 si а» il it» Ш 4 со p H со R as g. со с 2 |S из* I! m о eca as t со g.cj о cxc f OetCi Общий вид диода Д214 Д214А Д215 Д215А Температура окружающей среды от — 60 до + 125С° 100 100 200 200 3,0 3,0 3,0 3,0 5 10 5 10 60 200 60 200 Д217 Д218' Д221 Д222 Температура окружающей среды от — 60 до + 125°С Температура окружающей среды от —60 до + 125°С; граничная частота 3 кгц\ емкость диода 20 пф 800 1000 400 600 0,5 0,5 0,5 0,5 0,13) 0,18) 0,4 0,4 Аналогичен диодам типов Д206-Д211 40 Д231 Д231А Д231Б Д232 Д232А Д232Б Д233 Д233Б Д234Б Температура окружающей среды от — 60 до + 130°С; тепло- отвод обязателен, площадь пластин радиатора выбирается экспериментально, допускается принудительное охлаждение 300 300 300 400 400 400 500 500 600 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 10/5 2) 10 10/2 2) 10/5 2) 10 10/2 2) 10/5 10/2 2) 10/2 2) *— 41 (не более) !) Прямое падение напряжения для диодов Д231Б, Д232Б* Д233Б и Д234Б в диапазоне температур от—60 до 75°С составляет 1,5 в, при температуре 130°С — 1 в, для остальных диодов во всем интервале температур—1 в 2) При температуре окружающей среды соответственно от — 60 до 4- 75°С и 130°С. 8) При температуре + 125°С /ср = 0,05 а; допускается /ср = 0,1 а при i7o6p# MaKC = 600 в го § я S g. и я *d S I
312 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 313 Германиевые сплавные выпрямительные диоды Таблица VIII. 21 Обозначение Д7А Д7Б Д7В- Д7Г Д7Д Д7Е Д7Ж Д302 ДЗОЗ1) Д3042) Д305») Наибольшая амплитуда обратного напряжения, в, при температуре окружающей среды, от —60 до + 20 50 100 150 200 300 | 350 400 200 150 100 50 + 50 32 80 90 150 200 225 250 120 120 100 50 + 70 25 50 50 100 130 140 150 50 50 50 50 • Среднее зна чение выпрямленного тока, а, при температуре окружающей среды, °С от —60 ДО + 20 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 1,0 3,0 5,0 | 10,0 -г- 50 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 1,0 2,5 3,0 6,5 + 70 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,8 1,5 1,8 " 3,0 Прямое падение напряжению, в, при наибольшем выпрямленном токе (среднее значение) и температуре окружающей среды, °С + 60 — — — — — 0,55 0,6 0,8 1,0 от + 20 ДО+70 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,30 0,30 1 0,35 Среднее значение обратного тока, ма. при наибольшем обратном напряжении и температуре окружающей среды, °С от — 60 ДО + 20 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 1,0 1,0 3,0 3,0 + 50 — — S- — — 2 3 5 10 + 70 J 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 5,0 6,0 I 15,0 25,0 Общий вид диода «си «о w,J 'Г^ ФМ ' ,~ 1 н р А —П>р-г*#- ~ ?-*г litf^3! [~44- —19—- Примечание* Диоды типа Д7 до частоты 2кгц работают без снижения величины выпрямленного тока, при частоте 50 кгц величина выпрямленного тока может снизиться при нагрузке 1 ком до 40%. „ 0 и диаметром 60 мм. 1) При работе с медным теплротводящим радиатором толщиной о мм 3j j0 же> что и в сноске i)t Но диаметром 150 мм. 2) То же, что и в сноске х), но диаметром 80 мм.
314 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Кремниевые плоскостные импульсные диоды *) Таблица VIII. 22 8* s^ S «• пуст ение &* льно напря §1 S » о н ss. ««■ | Максимальное падение напряжения, в, в прямом направлении при токе 50 ма и температуре, +20 +100 + 125 Максимальный обратный ток, мка § il и окружающей! температуре, °С +20 + 100 +125 Общий вид диода 70 50 70 100 1,0 1,5 1,5 1,5 1,1 1,9 1,9 1,9 70 50 70 100 10 50 100 50 150 75 1,0 1,0 1,0 1,0 0,1 1,0 1.0 0,5 1,0 0,7| 30 20 30 40 — — — — 1 50 100 150 1,0 1,0 1,0 — — — 1 1 1 10 50 50 20 50 30 ^Среднее значение выпрямленного тока для всех диодов при температуре + 20°С составляет 50 ма, при температуре + 100°С (для Д219 и Д220) и 125°С (для Д223) — 20 ма. Ток в импульсе (при длительности 10 мксек) до 500 ма. Емкость диодов типов Д219, Д220 при обратном напряжении 5 в не более 15. пф. 2) Для диодов типов Д219, Д220 в интервале температур от — 60° до + 100°С, для Д223 — от — 60°С до + Ю0°С. 3) Плюсовый вывод всех диодов отмечен красной точкой. На корпусы диодов нанесены: Д219А — красная точка; Д220, Д220А, Д220Б— желтая точка; Д223 — четыре красных точки; Д223А — две красных точки; Д223Б — три красных точки. На минусовый вывод диодов типов Д219А и Д220А нанесена черная точка, Д220 — синяя, Д220Б — зеленая.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 315 Таблица VIII. 23 г—/6— Г* Й \Л -11,8 f—7,5— \ 1— —30- 5£Г Q» ^-.'■LllJ I Hh. 1_1 Кремниевые стабилитроны1) ЭИНЭ! Обозна* Д808 Д809 Д810 Д811 Д813 7 8 9 10 илизации, в стаб ение Напряж - 8,5 — 9,5 -10,5 -12 11,5-14 § : стабилизаци 8 н «в льны Номина 5 5 5 5 5 лизации, ма ля тока стаби енен СО я Предел! 1—33 1—29 1—26 1—23 1—20 Наибольшее внутреннее (динамическое) сопротивление, ом зации били е ста СЮ •6 10 12 15 18 зации били е ста при ток 1 ма 12 18 25 30 35 ление при тное сопротив Мом со 0^4 ьшее ении Наимен напряж 10 10 10 10 10 пряжения ое падение на в 2 ьшее е 50 Наибол при ток 1 1 1 1 1 ность *), еиваемая мощ расе ьшая Наибол мет 280 280 280 280 280 <0 вес, ьший Наибол 1 1 1 1 1 ЛЬНЫЙ, ММ сейма й S а Диамет 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 ьная, мм имал макс Высота 12 12 -to 12 12 as выво, Длина 30 30 30 30 30 г) В схемах стабилизации подключаются к источнику полярностью, обратной по отношению к обозначенной на корпусе стабилитрона, допускается последовательное включение в любом количестве. 2) При увеличении температуры окружающей среды выше 50°С допустимая рассеиваемая мощность снижается на 2,8 мет на каждый градус. 3) Выпускаются диоды Д814 — Д814Д по основным электрическим параметрам (при 25°С) аналогичные диодам Д808—Д813 соответственно и отличающиеся большей рассеиваемой мощностью (340 мет) и несколько большим диаметром (7 мм).
316 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Таблица VIII. 24 Выпрямительные столбы Обозначение Д1001 Д1001А Д1002 Д1002А Д1003А Минимальная амплитуда обратного пробивного напряжения, в 5000 3000 5000 3000 3000 Максимально допустимое обратное рабочее напряжение, в 2000 2x1000 2000 2X1000 2x500 Прямой ток не менее, ма 100 100 300 300 300 при напряжении, вт 6.5 3,5 7,5 4,0 2,0 Обратный ток не более, ма 0,15 0,15 0,30 0,30 0,30 при напряжении, в 2000 1000 2000 1000 500 Среднее значение выпрямленного тока, не более, ма 100 2x100 300 2X300 2X300 Габаритные размеры, мм 15x25x70 15x25x70 15X30X110 15x30x110 15x30x70 Примечания: 1. Значения параметров указаны при температуре до + 50°С, при температуре + 70°С выпрямленный ток столба типа Д1001 снижается до 60 ма, столбов типов Д1002—Д1003 до 200 ма, обратное напряжение столба типа Д1002 снижается до 1700 в, столба Д1002А — до 800 в. При работе на частотах 3, 5, 10 и 20 кгц указанные значения токов и напряжений снижаются на 10, 15, 25 и 50% соответственно. 2. Выпускаются выпрямительные столбы типов Д1009, Д1009А, Д1010, Д1010А и ДЮНА, основные параметры которых совпадают с параметрами столбов Д1001, Д1001А, Д1002, Д1002А и Д1003А соответственно, причем, значения максимально допустимых обратного напряжения и выпрямленного тока не снижаются при повышении окружающей температуры до + 70°С.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 317 Таблица VI/1. 25 Силовые германиевые диоды *) Обозначение ВГ-Ш-15 ВГ-10-30 ВГ-10-50 ВГ-10-80 ВГ-10-100 ВГ-10-150 ВГ-50-15 ВГ-50-30 ВГ-50-50 ВГ-50-80 ВГ-50-100 ВГ-50-150 ГВВ-200-15 ГВВ-200-30 ГВВ-200-45 ГВВ-200-55 ГВВ-200-80 ГВВ-200-110 Амплитуда максимального обратного напряжения, в 15 30 - 50 80 100 150 15 30 50 80 100 150 15 30 45 55 80 110 Среднее, значение выпрямленного тока, а 7,5 • 7,5 7,5 1 7,5 7,5 7,5 ; 30 30 30 30 30 30 200 200 200 200 200 200 Обратный ток, ма ■'■10 10 10 •■ 1 10 10 ю 20 20 20 20 20 20 50 50 50 50 50 50 Габаритные размеры, мм 0 43x77 70х70х X 125 2) 0 84x1282) *) Параметры диодов приведены для температуры окружающей среды 20 ± 5°С. Диоды ВГ работают при естественном охлаждении. Диоды ГВВ требуют водяного охлаждения, расход воды при температуре 30°С не менее 2 л/мин. 2) Длина диода без гибкого вывода.
Таблица V1IL 26 Сплавные низкочастотные транзисторы (параметры групп при температуре окружающей среды 20 ± 5°С) Группа транзисторов вход- ние имальное сопротивле , ом | S Я^! 1 261) 262) — 252) — 40 2) 1 352) 4 | 2*3 я 8М ill хю с isg'2 я я S ~ 5i) 53)/0,62) — 74)/52) -—. З2) — о ш 2 О О 8&S* симальная ь коллектс хода на ч, -500 /сгц, л Л У 0.1Л 80 50 606) 50 50 150 80 у Я симальное гение базы е 465—500 ком * 5 С я О О - —- — 0,15 0,15 0,12 — 1/1,523) се о. о симальный ток колл перехода Ills 2 в шаг 15е) 1 307)/15 — 10 8) 3 30») 1 0,58)| Л т Я* о «в й- Is! si si s 3s я s 4 « 2 « e S«8. Максимальный ток эмиттера So? Максимальный ток коллектора *3 я 2 э* О Я § R 5 л с - * 5 2 « - я § я 5? s§ ! Яд55 8 8. ; и-в П5 П6 П8—П11 П13-П15 П27—П28 П101—П103 П104—П106 1)При£/к#б = 2в, /э = 1 ма, f= 270 гц. 2) При i/K6 = 5e, /э = 1 ма, /=1000 гц. 3) Для П6А. «) Для П14А. Б) Для П9—П10 и ПИ А, для П8 Ск = 65 пф, для ПИ — Ск = = 50 пф. в) При разомкнутом эмиттере. 7) Для П6А. 8) При 1/к.б = 5 в. в) При £/к б = 10 в и температуре среды+120°С. 1001°)/30И) 5012)/3013) 114) 5") 30 1б)/15| 301?) 3018) 3") 0,520) 10 10 20 6 20 10 50 150 50 10 10 20 20 6 20 10 50 150 150 100 50 20 21) 30 21) 3022)/15| 25 150 150 30 150 150 i°) Для П10А и П10Б при "к.э = 30*. и) Для П10 при С/кэ= 30 в, для остальных при #кэ= 15 в. 12) Для П14Б при UK з = 30 *, "э.б = °. 13) Для П14 при\ £/к.э= 30 в, для остальных при UK э = 15 в, "э.б=0. 14) Г1ри и9б = 0, для П104 при (/кэ = 70 в, для П105 при UKз = = '20 е. 15) При разомкнутом коллекторе. 16) Для П6А. 1?) Для П10 при £/эб = 30 в, для остальных при иэб= 15 в. I8) Для П14 при иэб = 30 в, для остальных при £/э б = 15 в. I*) При разомкнутом коллекторе. 20) Г1ри и9я6 = 5 в. 21) При разомкнутом коллекторе. 22) Для П10А и П10Б. 23) На частоте 270 гц для П104, П105 и П106 соответственно.
' ' ; Таблица VIII. 27 Сплавные низкочастотные транзисторы (параметры транзисторов при температуре окружающей среды 20±5°С) II Л о з о ! 1|м J> СО О RO.X Минимальный коэффициент усиления по току 2 р i •е- %а ы it ш Общий вид и схема расположения выводов П5А П5Б П5В П5Г П5Д П5Е Германий, р — п — р От "—60 до 4-50 3,3 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 0,93 0,95 0,97 0,97 0,95 0,95 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 12 20 20 18 10 18 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Красная точка \Коллектор 3 § S ю- |ё ■ X Я § га Я 5 со 3 П6А П6Б П6В П6Г П6Д Германий, р — п — р От —60 до+ 100 3,3 2,0 2,0 3,3 2,0 ! 0,90 0,90 0,94 0,97 0,90 — — — 0,100 0,465 0,465 1,000 0,465 33 33 33 33 12 30 30 30 30 30 10 15 15 10 15 'Коллектор Щ
1 Обозначение fie П9А mo ПЮА ПЮБ П11 ПИ А пТз П13Б П14 П14А П14Б П15 П15А ПШ7 8П27А П28 П101 П101А 1 П101Б П102 пюз 1 П104 П105 П106 се S Г 03 Материал полупро тип проводимости Германии, п — р — п Германий, р — п — р Германий, р — л — р Кремний, п — р — п Кремний, р — п — р II §к н 2 £2 Допустимая облас ратуры коллектор! хода, °С От —60 1 до + 85 От —60 до + 85 » От — 60 • ДО +85 От—60 до + 150 От —60 До + 150 к о I г 1* х **? Максимальная вы проводимость h ^ 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 [ 2'5 2,5' 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 • 2,5 2,5 2,0 1,0 1.0 % 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 3,3 3,3 2,0 Минимальный коэффициент усиления по току 81° ~ — . — — — — . — . «_ ~~* — ' Г 0,90 0,90 0,94 0,95 0,97 0,90 0,90 0,93 21Э 10 15 15 25 25 25 •45 • 12 20 20 20 30 30 50 20 20 20 — — — — се 3 S Н is Минимальная гра частота усиления Мгц 0,5 1.0 1,0 1,0 1,0 2,0 2,0 1 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 2,0 , 1,0 5,0 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 | 0,100 0,100 0,465 i •е- «е- О) — 10 — тштт — ' — — I ~~ •12 ~~- 10 5 5 25 10 25 25 25 — <0 «в 8-4* Максимальное на] коллектор — база 15 15 15 30 30 15 15 1 15 15 15 20 20 15 15 5 5 5 20 10 20 10 1 10 60 | 30 • 15 Продолжение 1 1* с {- Г Максимальное на коллектор — эмит 15 40 15 40 15 40 30 65 30 65 15 I 40 15 1 40 1 — — — ~~ 5 5 5 20 10 20 10 ю 1 60 30 15 табл ^ VIII. 27 Общий вид и схема расположения выводов -6,5 ч ■ АО —~\Эмиттер, щ &w_£_._\ г база 1 V ? У »' Наяярнтоа I ~7^ ' "Ч 5'6 J \\1Г ygpffl ь- АО— 1 .Эмиттер Коллектор ей Коллектор ~q.\. aq—\ =£i Nr=f iS^*^ ssssss Аналогичен транзистору типа П13 . Аналогичен транзистору типа П13 со to о , га 'Я 8 X X Е § X X Е и Я Е /э = 0,5 лю для х) При UK =2 в, для транзистора типа П5 и £/К =5 в для остальных транзисторов; при транзисторов ГО7—-П28 и /э == 1 ма для остальных; при / = 270 гц для транзисторов П5, П8—ПИ, П104 и /= 1 /сг^ для остальных. , *) В схеме с общим эмиттером для транзисторов П5, П101 — ПЮЗ при UK э = 1 в, /э = 0,2 жа; для транзисторов П27 —П28 при UKtB— 5 в, /э == 0,5 лю; для остальных при UKtB— 1,5 в, /9 = 0,5 ла. 8) Для транзисторов П5, П6, ШЗ —П15, П104 — П106 при разомкнутом эмиттере. *) Для транзисторов типов П5, П6, Л104 -г П106 и вторая строка для транзисторов типов П8 — Ш1 при разомкнутой базе; первая строка для транзисторов типов П8 — П11 — при коротком замыкании эмиттер — база, для транзисторов типов П13 — П15 при сопротивлении в цепи эмиттер — база 1 ком, для транзисторов типов П27 — ГТ28 при R б < 500 ом. л х 09 Е X S. 8 £
, Таблица VIII. 28 Импульсные германиевые транзисторы типа р—п—р (параметры групп при температуре окружающей среды 20 ± 5°С Группа транзисторов «а II, «2 со • Ja! 8 83 I х \о CQ —• II л и ев Og 1?Р §« I? о li II II 3 о s н S ее 3? Максималъ ный ток эмиттера (Максимальный ток коллектора /к, ма Я I* в) со О ев ВО н at S CD о я я s Л CD за > JO 4 I* к 2 w Я ев in *8 § 2S Лев в я** 2 № ев 3 s о. 2 2 н П16 П20—П21 П25—П26 П29—П30 П605—П606 2,5i) 3,52) 20i) 252) 50 30 7№)J50\ — 20 — I 130 1002) 3,9 50*) 1505) 46) !20007) 258) 50*) 150Ю)| 4U) 1000i2)| 50 50 300 300 400 50 50 300 300 400 100 1500 1516) 12/1013) — l/0,5i*) I — 0,2 0,15 0,2 0,03 0,5/3*>| 0,6 i) При UK = 5 в, /K = 5 ма. 2) При UK = 20 в, /к = 2,5 ма. *) Для П25 — П25Б. «) Для П20 при £/кб = 50 в, для П21 при •) Для П20 при U96 = 50 в* для П21 ПРИ ^э.б=70'- ик.б=70е. 6) Для П25 при £/кб=60 *, для П26 при ".= 100*. 'к.б в) При Uk6=12 в. ') При £/кб=45*, в) В статическом режиме при £/эб=2,3 в, 1/к г= 15 в. i°) Для П25 при £/эб = 60 в, для П26 при £/э.б=100*. и) При 1/эб=12в. 12) При и9Л=1е. - I8) Соответственно в режиме переключения и с оторванной базой. 1*) Соответственно для П605 и П606. 1б) При разомкнутом коллекторе. 1в) С дополнительным радиатором размером 50 X 150 х 5 мм.
Импульсные германиевые транзисторы типа р — п — р (параметры транзисторов при температуре окружающей среды 20 ± 5°С) Таблица VIII. 29 И 2 g •»§ н о О № ев О, Ч О к 5 се Ч |§о I»- Минимальный коэффициент усиления по току к О) <0 о н 1Г « С» 3 I h о СО О я н в* ig К S § К8Ъ Общий вид и схема расположения выводов Я § '3 .8 я ГС 1 со to со От —60 до+ 85 20 30 45 5 7 10 0,1/0,5 0,15/0,6 0,2/0,6 0,3/1,5 0,35/1,6 0,4/1,6 2 1,5 1 15 15 15 Коллектора От —60 до+ 85 50 20 50 0,3 0,6 0,3 1,5 1,5 1.5 50 70 70 30/10 30/20 25/15 Аналогичен транзистору типа П16
Продолжение табл. VIII. 29 йк ч 5и sal Минимальный коэффициент усиления по току ll я S й 5с5о *1 ее 2 ав в л §« s a Я 5 1^ в* |» si 5 • 1 ев gj^w К8Ъ Общий вид и схема расположения выводов П25 П25А П25Б П26 П26А П26Б От — 60 ДО+75 10 20 30 10 20 30 0,8 0,8 0,8 ав $8 0,8 1,5 1.5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,2 0,2 0,5 0,2 0,2 0,5 5 5 10 — ! — . —. — 60 60 60 100 100 100 12 12 12 45 45 35 35 60 60 60 100 100 100 Аналогичен транзистору типа П16 П29 П29А ПЗО П605 П605А П606 П606А От —60 ДО + 75 25 45 80 0,2 0,2 0,2 От —60 До +85 20 50 20 50 2,0 2,0 2,0 2,0 0,30 0,35 0,30 0,35 12 12 12 40 40 25 25 Коллектор 11-27 -Р? 'Чствии** Коллектор Эмиттер !) Для П16 при */к.э=1 в, /к2**0 ма> для П20 —П21 при «Укэ = 5 в, /к «= 25 ма; для П25 при UK = 40 в, /к = 2,5 ма; для П26 при UK = 70 в, /к = 1,5**11. 2) для П16 при UKэ = 1*, /к = 150 ма; для П29— ПЗО при «Укэ = 0,5 в, /к = 20 ма; для П605—П606 при £/к = 35 в, /к =0,5в. *) Для Ш6 при /к = 10 ма, /б=1 лаи/к = 150 ма, /б = 20 ма соответственно; для П20 —П21 при /к = 300 ма, /б = бО'лю; для П25 — П26 при /к = 300 ма, /б = 100 ма; для JI29 — ПЗО при /к = 20 мц, /б = 1 ма. *) Для Ш6 при /к = 10 ма, /б = 1 ма и /к = 150 ма, /б = 40 ма соответственно; для П20 — П21 при /к = 300 ма, /б = 60 ма. 6) Время нарастания или спада импульса измеряется для П16 при UK = 15 в, /к = 10 ма; для П25 при UK = 30 в, /к = 25 ма; для П26 при UK = 35 в, /к = 25 ма; для П605 — П606 при UK = 20 в, /к = 0,5 а. в) Для П20 —П21 при закрытом транзисторе; для П25 — П26 и П605 —П606 при отключенном эмиттере, для П29 — ПЗО в режиме переключения. 7) Для П16 при «Уэб = 0; для П20—П21 соответственно при закрытом транзисторе и отключенной базе; для П25 —П26 при сопротивлении в цепи базы /?б < 500 о*; для П29 —ПЗО в режиме переключения; для П605 при #б =-10 ом; для П606 при R6 = 100 ом. —
326 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Сплавные низкочастотные мощные транзисторы типа р — п— р Группа транзисторов ная току и Ц «1 li |9S£ 2 « J3 не* so *9JS \ »1 IN 81*" IS CCj S * 1§ 3§ \ 9 . \ « = a* if §3. 8* S« 4 1 Is 1 № о SSW П4 reoi—геоз П209—П210 П211—П212 П302—П304 П601—П602 0,15 0,l/0,2i) 1 0,12) 20 0,5/103) 0,4/108) 0,4/5*) 8/125) 0,05/Iе) 0,17) 0,18) 5») 50i°)/20U) 1012) 5/813) l14) 75 10 100 0,5/2015) 0,5/10ie) 0,4/517) 0,0518) 0,2 i) Для П201— П202 и П201А — П203 соответственно. 2) Для ПЗОЗ, для П302 /а = 0, 2Мщ, для П304 /а = 50 кгц. 8) При /э = 0; первая цифра при £/кб= — 10 в, вторая при (/Кшб=р =—50 в, первая строка для П4А, вторая для П4Б — П4Д. *) При /э = 0; первая цифра при UK б =—20 в, вторая при UK б = —45 е. ») При /э =0; первая цифра для П209 при Uk6 = — 45 в, вторая для П210 при UK б я — 65 е. •) При /э = 0; для П211 при UK б = — 50 в, и £/к б = — 60 $ соответственно; для П212 при £/кб = —70в и £/кб= — 85 в. т) Для П302 при UK 6= — 35 в, для ПЗОЗ— П304 при Uk6= — 60 в. в) При£/К!б=-10 в. ») При /э = 0; для П201 при £/кб=—22 в, для П202-П203 при ^к.б = -30в. t==0 и £/к.э=— 50 в. i°) Для П4А при £/э#б = и) При */э.б=0; для П4Б при UK.9 = — № *, для П4В при UK э= = —35в,дляП4ГиП4Дпри£/К9= — 50 в. 12) При R6 < 50 ол; для П201 при UK9 = — 30 в, для П202 — П203 при £/к 9 = — 55 в. 13) При £/эб=0; первая цифра для П208 при £/^ = — 40 в% вторая для П209 — П210 при UK9 = — 60 в. полупроводниковые приборы 327 Таблица VIII. 30 (параметры групп при температуре окружающей среды 20 ± 5°С) fall it Максимальная мощность, рас- свиваемая прибором, РМакс <т о о, «2 3 я 8& о н I «а о q а 3«^ II, list*. 0,51») 2,5го) 0,6") 2 1 1,5 0,75 2 1 2022) 10 60 -— 72»)/10 524) 5 1,5/226) 12 0,5 0,5 1 1,2 t i «— 0,2 202«)/30 2227)/30 *— — - т^т — — 200 — . ] W- —■ 500 14) Для П302 при икб = — 40 *, для ПЗОЗ при UK б = — 70 в, для П304 при Цкб = — 100 в, 1Ь) Первая цифра при £/э б# 0= —10 *, вторая для П4А при £/эбо=« = — 50 в, для П4Б при Ц9б> 0= — 60 в, для П4В при £/9 б 0 =» — 35*. ifl) Для П4Г, П4Д первая цифра при У9б 0 = — 10 в,' вторая при £/« э.б. о = —50*. 1?) При UK = 0; первая цифра при U< э.б. о = — 10 в, вторая 45 е. для П201 при U9 б 0 = — 35 в, для П202, П203 при [/э б 0 = • 1^)ПриС/9.б>0= 50 в. ") Для П4Б — П4Г при /к = 2 а, /б = 0,3 а. 20) При /к = 1 а, /б = 0,3 а. 21) при /к = 5 а, /б=0,5 а. 22) Внешний радиатор — дуралюминиевая пластинка размером 200 х X 200 х 4 мм. 23) Для П302. 24) Внешний радиатор — алюминиевая пластинка толщиной 5 мм с поверхностью 300 см2. 2Ь) Первая цифра для П201, П201А; в импульсном режиме для П201А 1К=:2 а, для П202, П203 /к «2,5 а. 2в) Для П4Р, «') Для П201.
Таблица VIII. 31 Сплавные низкочастотные мощные транзисторы типа р — я — р (параметры транзисторов при температуре окружающей среды 20 ± 5°С) со 00 ; ет X X га 'S , £ О. X X го а .3 II ё8 н я СЗ Н £я SI «I 1ё в с JO 4 « is lb 5 * t §og lea* s й I.; S«3 Is 88 II i1 X Ы GO О H 1& 5 = * s S o> я ow' у «О £ CO Общий вид и схема расположения выводов П4А П4Б П4В П4Г П4Д П201 П201А| П202 П203 Германий] р—п—р Германий] р—п—р От -60 до +90 От -60 до +Ю0 15 10 25 30 20 40 20 20 23 20 27 30 П209 П209А| П210 П210А1 Германий р-п—р От —60 до +85 П211 П212 П212А1 Германий] р—п—р От —60 до +85 15 15 15 15 50-150] 20-60 50-150] 60 70 40 60 60 45 45 70 70 40 50 25 40 40 30 30 55 55 • 50 60 35 50 50 35 45 45 45 — • —; — — • i ] — 1,2- 1.8 45 45 65 65 45 45 65 65 50 50 50 __ — — — 5,5-11 >9 5,5-11 >9 Коллектор*** , .-31 \Meemo прижатия Эмиттер ^Накидная шайба -J5—-а. Я X X § ш го S со ю
Продолжение табл. VIII. 31 со о 1 X I со л га S 8 li ее Н 5-я PS §У S § 1 ч Я Д^ '«I 2 о 5е ^ ас о 1я? я оя g Ё 1 » ills 111 У В» CO О as » gs - lis в °> ж ч о §« I се я т . 58 Я £ < "5S о - *3 о v x 2 H I Общий вид и схема расположения выводов П302 ПЗОЗ П303А| П304 Кремний, частотный тран- зистор типа р—п—р От—60 до+150 10/4 6/2,5 6/2,5 5/2 — . — — — 35 60 60 80 6 10 |2,5-4| 10 П601 П601А] П601б| П602 П602А1 Германий, конверсионный частотный транзистор типа р—п—р От —60 до+150 20 40 80 40 80 10 10 10 10 10 25 25' 25 30 30 25 25 25 30 30 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 — — — — — Аналогичен транзистору типаП211 !) ДляП4 при £/к.э= — Ю *, /к =2 а, /=100 гц; для П201 —П203 при £/к.э = — 10 в, /к = 100 ш> / = 270 гц; для П211 —П212 при £/к.э = — 5 в, /к =50 ма, / =270 гц. 2) Для П209 — П210 при [/кэ = -2б, /к =5 а, для П302 —П304 при £/кэ= —10в, первая цифра при /э = 0,12 а, вторая при /э = 0,3 а; для П601 — П602 при UK9 = —10 в, /к = 0,5 а. 3) В схеме усилителя мощности с общим эмиттером: для П4 в классе А при Р = 10 em, UK = — 20 в, 7 = 100 гц, /к = 1 о; для П601 — П602 в классе В при Р = 1 вт, £/к = — 15 в, / = 2 Мгц, 4) Для П4 при #б<500 ом и R9 < 15 оле; для П201 — П203 при #б =50 ом; для П209 —П210 при #б < 10 ом; для П302 —П304 при R6 < 100 <ш; для П601 — П602 при #б < 500 ом. Б) Для П209~ П210 при i/K#9= — 2 в. 3 я I ас го га я: § О §
332 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 333 Таблица VIII. 82 Высокочастотные транзисторы (параметры групп при температуре окружающей среды 20 ± 5°С) Группа транзисторов . с о Is 8* к"3 so £ Is в a* P.I as «I iii gp о < CD**» 4 II is IP Хя "* || « is i &"■ № m h I о *•* 1? J JO о n ■ gvS !i 2 л 8. II is 8 s. Ill ill Ik П401—П403 П12, П406, П407 П410-П411 П414—П415 П416 П501, П502, П503 5*) 2*) Ю1) 5i) V) — — : — :— ' — ■— • 3 б*) —; 71) — ■ —' ; — — 1,21) — ;'. — .— : — — 5*) — — ~" — • 20/105) — — ' 100е) I7) 10/58) 6») 2 2i°) 2Ю) 120/100") 15")/10 О.З") 20 — 4 — 10 1,5") 8,5 2") 10 - 10 5 20 10/30") 15/120") — — — — 10 — — — -f- Ф №•) : 6 6*) 10*7) i2i7) ; 20/30*8) i l _ l 3 l")/3 50 100 100 100/25015) 150 ; Iм) *) При (/к#б= 5 e, I9 « 5 mt f =* 50-f- 1000 #*. «) При (/к б ==* 6 * /9 = 1 т% f = 270 гц. *) При Uk6= 5 в, /э а 1 ш, { « 270 atf. *) При £/кэ=8в. *) При £/э.б = 6 в, соответственно для П12 и П12А, П406, П407. *) При^б=2в. ^При1/1#б-1 е. «У При С/Кб==5 ё, для П401, П402, П403 •)При£/кб=6 е. *>)При*/к.б=5в. .= и) При разомкнутом эмиттере при температуре перехода + 120°С соответственно для П502 и остальных транзисторов. «)ДляП401. I3) При /э = 10 ма. м) При /э= 50лш. 1Ь) В импульсе. 1в) При отключенной базе. 17) При сопротивлении в цепи базы /?б < 1 ком. 18) При закорачивании выводов базы и эмиттера соответственно для П501, П501А, П502, П502А, П503, П503А. ") Для П501, П501А.
Высокочастотные транзисторы (параметры транзисторов при температуре окружающей среды 20 ± 5°С Таблица VIII. 33 I я* и I £*&> Ы ccas Коэффициент усиления по току ё s 3 I 2 * М *& tlgf Sag10 £ ч 2 н п& i 3 w ^ ; я я ■?. ev И со 3P II о а? Общий вид и схема расположения выводов П401 П402 П403 П403А Германий, диффузионный транзистор типа р — п — р От —60 до +85 0,94 0,94 0,97 0,94 30 60 120 120 3500 1000 500 500 Красная точка *> П12 П12А П406 П407 П410 П410А П411 П411А Германий, сплавной транзистор типа р — п — р Германий, диффузионный транзистор типа , р — п — р От —60 до +85 От —60 до +85 20 20 20 20 0,965 0,990 0,965 0,990 5 5 10 20 200 200 400 400 3000 3000 3000 3000 300 300 200 200 Место . -, маркировки Оранжевая точна П414 П414А П414Б П415 П415А П415Б Германий, диффузионный транзистор типа р — п — р От —60 до+75 25 60 100 25 60 100 60 60 60 120 120 120 1000 1000 1000 500 500 500 10 10 10 10 10 10 )гФ Коллектор Оранжевая точка П416 П416А П416Б Германий, диффузионный транзистор типа р — п — р От —60 до +85 0,95 0,97 0,98 2,5 4,0 4,0 25 50 80 500 500 500
Продолжение табл. VIII. 33 I о sa Ч се Н lit Коэффициент усиления по току а£ в» ilfs ISftH !8*S « JMj ;So 8ч §Я CO §7 Максима ль коллектор• * ° s I 4 CO Общий вид и схема расположения выводов га 1 I w S 5 Я 2 га я § |2 П501 П501А П502 П502А П502Б Л502В П503 •П503А Кремний, диффузионный транзистор типа /г—р —л От —60 до +150 0,90 0,95 0,90 0,95 0,90 0,95 0,90 0,95 9 19 9 19 9 19 9 19 10 10. 30 30 30 30 60 60 20 20 20 20 30 1 30 20 I 20 390 280 490 210 230 190 190 190 1 2) Для П401—П403 и П410—П411 измеряется при U, к.б- =5 е. 'э=5 *ктор Эмиттер ма, / = 50 -МО 000 гц; для П416 при икб = 5 в, /э = 1 ма, / = 270 гц; для П501—П503 при £/кб = 10 в, /э =3 ма, /= 50-т- Ю000 гц. 2) Для П12, П406, П407 измеряется при */к#э= 6 в, /э = 1 ма, / = 270 гц; для П414—П415 при £/к э= = 5 в, /э =5 жа, /=270 гц, для П416 указан модуль при £/кэ=5 в, /э = 5 лш, / = 270 Мгц, для П501— П503 измеряется при UK 9= 10 в, /9 =3 ма, /=20 Мг<{. 8) При 1/кэ=Зв, 7Э =50 жа,/ = 270 гц. 4) Для П12—П407 указана граничная частота усиления по току /а. *) В схеме с общим эмиттером при Ок 9= 20 в, /б = 2,5 ма
' -• ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ 337 § 3. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ Фотоэлектрические приборы [2] предназначены для превращения световой энергии в электрическую. Они широко применяются в фототелеграфии, телевидении, световой звукозаписи, фотографии (фотоэкспонометр и я), для сигнализации и связи на невидимых инфракрасных лучах и т.д. По принципу действия фотоэлементы разделяются на три группы: 1) с внешним фотоэффектом, в которых под действием света электроны вырываются с поверхности металла, 2) с внутренним фотоэффектом (фотосопротивления), в которых под действием света изменяется электрическая проводимость веществ, 3) с запорным слоем (или вентильные), в которых под действием света возбуждается электродвижущая сила. Фотоэлементы с внешним фотоэффектом представляют собой вакуумные или газонаполненные двухэлектродные лампы с холодным катодом. На часть внутренней поверхности стеклянного баллона лампы напыляется фотокатод — вещество, способное под действием света испускать электроны. Наибольшее распространение получили кислородно-цезиевые и сурь- мяно-цезиевые фотокатоды. Анод обычно выполняется в виде тонкого проволочного кольца, расположенного в середине баллона. Фотоэлектронные умножители. Обычные фотоэлементы имеют малую чувствительность (несколько десятков микроампер на люмен), поэтому при работе с ними необходимо Таблица VIII. 34 Спектральные характеристики фотокатодов ч я h С-2 С-3 С-4 С-5 С-6 С-7 С-8 С-10 I! В о s Hi применять усилители с большим коэффициентом усиления. В фотоэлектронных умножителях фототоки усиливаются внутри самого фотоэлемента, при этом используется явление вторичной электронной эмиссии. Чувствительность фотоэлектронных умножителей в сотни тысяч раз превышает чувствительность обычных фотоэлементов. Основные параметры фотоэлементов: чувствительность или интегральная отдача — величина тока фото^ электронной эмиссии, создаваемого в фотоэлементе световым потоком в один люмен (измеряется в микроамперах на люмен). В вакуумных элементах чувствительность составляет 20—90 мка/лм, в газонаполненных 150—200 мка/лм. Спектральная характеристика показывает чувствительность фотоэлемента к световым лучам разной длины волны * (табл. VI 11.34). 0,41 —1,1 0,41 -0,6 0,21 —0,6 0,315—0,602 0,33 —0,715 0,3 —0,6 0,3 —0,704 0,36 -0,682 0,215—0,298 0,65 —0,95 0,415—0,53 0,24 —0,52 0,361—0,51 0,4 -0,6 0,322—0,46 0,32 —0,602 0,362—0,518 0,215—0,25 0,8 0.45 0,38 0,42 0,5 0,39 .0.5 0,43 0.Й28 * Ультрафиолетовым лучам соответствует длина волны X < 0,38 мк, фиолетовым — X = 0,38 -г 0,43 мк, синим — X = 0,43 ~- 0,46 мк, голубым — X = 0,46-7-0,5 мк, зеленым — X = 0,5 -f- 0,535 мк, желтым — X =я 535 -т- 0,585 мк, оранжевым -^ X = 0,585 -г- 0,63 мк, красным — X■ = = 0,63 -г 0,76 мк, инфракрасным — X > 0,76 мк.
338 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Максимум чувствительности сурьмяно-цезиевых фотоэлементов лежит в области голубых и зеленых лучей, в области красных лучей чувствительность весьма малая. Кислородно-цезиевые фотокатоды имеют два максимума чувствительности: в области ультрафиолетовых и в области красных или инфракрасных лучей. На рис. VIII. 22 приведена схема включения фотоэлемента. При изменении величины светового потока, попадающего на фотокатод, изменяет- ся величина тока /ф через фотоэлемент ™ ФЭ, а следовательно, и величина выходного напряжения на зажимах сопротивления нагрузки RH. Вольт-амперная характеристика фотоэлемента имеет ярко выраженный участок насыщения, причем величина тока насыщения зависит от величины светового потока. Световая характеристи- к а представляет зависимость фототока от величины светового потока (в режиме насыщения анодного тока). В вакуумных кислородно-цезиевых и сурьмяно- цезиевых фотоэлементах с металлической световая характеристика линейна в широком диапазоне из- Рис. VIII. 22. Схема включения фотоэлемента с внешним фотоэффектом. подложкой менения величины светового потока. В газонаполненных и в вакуумных сурьмяно-цезиевых фотоэлементах без металлической подложки линейность сохраняется только при малых световых потоках. Частотная характеристика определяет зависимость чувствительности фотоэлемента от частоты модуляции светового потока. В табл. VIII.35 и VI 11.36 приведены основные параметры выпускаемых промышленностью [5] фотоэлементов и фотоумножителей. На всех схемах показано расположение штырьков со стороны основного цоколя умножителя (вид снизу). Электроды на схемах соединений с внешними выводами обозначены буквами: а — анод, д -=- диафрагма, к — фотокатод, УЭ — управляющий электрод, ФК — фокусирующее кольцо, Э — экран. Диноды фотоэлектронных умножителей на схемах буквами не обозначены. Фотосопротивления в электрическом отношении представляют собой обычные сопротивления, величина которых, однако, существенно зависит от освещенности. Фотосопротивления отличаются от фотоэлементов с внешним фотоэффектом, во-первых, отсутствием насыщения вольт-амперной характеристики, благодаря чему чувствительность их пропорциональна приложенному напряжению (в связи с этим в таблицах наряду с чувствительностью при оптимальных рабочих напряжениях, измеряемой в микроамперах на люмен, приводится удельная чувствительность, приходящаяся на 1 в рабочего напряжения и измеряемая в микроамперах на люмен, умноженный на вольт), во-вторых, отсутствием прямой пропорциональности между величиной сопротивления и интенсивностью освещения, что ограничивает их применение в тех случаях, когда требуется линейная световая характеристика. Фотосопротивления широко применяются в регулирующих схемах. Маркировка фотосопротивлений: первый элемент — буквы ФС — фотосопротивление, второй элемент — буква, указываю-
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 339 щая светочувствительный материал: А — сернистый свинец, К — сернистый кадмий, Д — селенид кадмия; третий элемент — цифра или буква с цифрой, присвоенные конструктивному оформлению фотосопротивления. В частности, при герметичной конструкции перед цифрой ставится буква Г. Основные параметры фотосопротивлений приведены в табл. VIII.37. Фотодиоды [10] описаны в разделе полупроводниковые диоды. Их параметры приведены в табл, VIII. 38. Вентильные фотоэлементы. Вентильный элемент состоит из металлического электрода (основание), на который наносится слой полупроводника. На поверхность полупроводника напыляется тонкий полупрозрачный слой металла, являющийся вторым электродом фотоэлемента. При соответствующей термической обработке между полупроводником и металлом возникает запорный слой, пропускающий электроны только в одном направлении. При освещении фотоэлемента со стороны полупрозрачного слоя на электродах фотоэлемента возникает э. д..с. Если при этом полупрозрачный слой заряжается отрицательно, и ток во внешней цепи идет от основания к полупрозрачному слою, то такой элемент называется фотоэлементом с нормальным фотоэффектом, если же полупрозрачный слой заряжается положительно, то такой фотоэлемент называется фотоэлементом с «положительным» фотоэффектом. Применяются несколько типов вентильных фотоэлементов: медно- закисные, селеновые, серно-таллиевые* сернисто-серебряные (ФЭСС). Достоинством вентильных фотоэлементов является высокая чувствительность и собственная э. д . с. Поэтому их можно использовать во многих схемах без источника питания. Наибольшую чувствительность имеют серно-таллиевые и сернисто-серебряные фотоэлементы с «положительным» фотоэффектом. Основные параметры вентильных фотоэлементов приведены в табл. VIII.39. § 4. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ Электронно-лучевая трубка —это электровакуумный прибор, предназначенный для преобразования электрических сигналов в световые. -Применяются электронно-лучевые трубки трех типов: 1) с электростатическим управлением (электростатические), в которых электронный луч фокусируется и отклоняется электрическим полем; 2) с электромагнитным управлением (электромагнитные), в которых луч фокусируется и отклоняется магнитным полем; 3) со смешанным управлением, в которых луч фокусируется, например, электрическим полем, а отклоняется — магнитным, либо наоборот. На рис. VIII.23 представлено устройство и примерная схема включения трубки с электростатическим управлением. Основные элементы трубки: электронный прожектор (пушка), состоящий из катода /с, который испускает электроны; управляющий электрод (модулятор) лс, служащий для управления силой тока луча (яркостной модуляции), первый at и второй а2 аноды, служащие для ускорения электронов и формирования (фокусировки) электронного луча; две пары отклоняющих пластин dlt d2 и дз, д4, предназначенных для отклонения электронного луча. Для нормальной
340 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 341 Фотоэлементы с внешним фотоэффектом Таблица VIII. 35 Тип Анодное напряжение, Напряжение самостоятельного разряда*), в Чувствитель- • ность *) Спектральная характеристика согласно табл. VIII. 34 Максимальная частота модуляции света, кгц Максимальное значение темнового тока, а Диаметр максимальный, мм Сурьмяно-цезиевый вакуумный То же » ». , Сурьмяно-цезиевый газонаполненный Кислородно-цезиевый вакуумный То же » » . . , Кислородно-цезиевый газонаполненный ...... То же '. » * . . , Сурьмяно-цезиевый вауум- ный .... То же .......... Вйсмуто-серебряно-цезиевый, вакуумный ....... Сурьмяно-цезиевый вауум- ный , Кислородно-цезиевый вакуумный ......... Вйсмуто-серебряно-цезиевый, вакуумный ....... С магниевым катодом, вакуумный Сурьмяно-цезиевый вакум- ный 240 240 240 180 240 240 240 240 240 240 80 От—1 ДО+1 60 30 30 30 100 150 275 300 300 310 > 80 > 80 > 80 150 > 20 > 20 > 20 75-250 200+200 ZUO-100 200+200 JUU-100 100±30 4,5 40 т 3,46») 39,8<) 2,568) > 40 0,16) > 80 х) Напряжение, при котором возникает самостоятельный газовый разряд в газонаполненных фотоэлементах. 2) Не отмечена сносками — интегральная чувствительность.(л«/са/лл«); отмечена сносками— спектральная чувствительность (мка)мвт). С-2 С-2 С-2 С-6 С-1 С-1 С-1 С-1 С-1 С-1 С-3 С-6 С-7 С-3 С1 С-7 С-10 С-6 ЬНГ ЬНГ 1 -10- МО" 1-10 ЫО" ыо г7 .-7 i-7 ыо-' 1 • 10—г ыо-4 МО"8 ыо-9 5.10-" 5-ИГ11' 1.10-»- ЫОг" ью-8 26 39,5 26 55 26 38,5 56 .27 39.5 40 20 92 40 31 33 45 26 I ') Спектральная чувствительность (мка/мвт) при анодном напряжении 100 в и длине волны 0,6 мк. 4) То же, что в сноске 8), но при длине волны 0,4 мк. *) То же, что в сноске*), но при длине волны 0,254 мк.
342 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Фотоумножители Область применения I11 ч !| si S5 85. ев а i Кинотехника . Регистрация слабых световых потоков Телевизионная аппаратура Регистрация слабых световых потоков Телевидение и спек- трофотометрия . Регистрация слабых световых потоков То же Телевизионная аппаратура Регистрация слабых световых потоков Телевидение и спек- трофотометрия . Регистрация слабых световых потоков Фотометрия • . . Сцинтилляционные счетчики .... 1 " — 1 45 45 | 45 45 45 45 45 45 45 16x5 16x5 34 С-2 С-2 С-4 С-4 С-4 С-5 С-5 С-4 С-4 С-4 С-5 С-5 С-6 С-3 С-6 1 1 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 13 13 13 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 343 Таблица VIII. 36 Интегральная чувствительность при различных напряжениях Интегральная, чувствительность, а/лм I I. » j 2 . f 4) h i (0,4 — 0.8) X xio-3 (0,4 —0,8) X xio-3 5 5 5 5 5 6 6 6 6 4 10 1000 10 1000 10 1000 0,1 0,1 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,4 0,8 0,8 0,4 0,8 0,003 0,3 0,003 0,3 0,06 12 25 25 25 25 25 5 5 5 5 5 0,1 0,1 0,2 Боковой » Торцовый Боковой » Торцовый .40 31 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 48 48,5 48,5 120 71 255 255 255 250 250 180 180 180 180 180 181 181 200 ФЭУ-1 ФЭУ-2 ФЭУ-11 ФЭУ-11А ФЭУ-11 Б ФЭУ-12 ФЭУ-12А ФЭУ-13 ФЭУ-13А ФЭУ-13Б ФЭУ-14 ФЭУ-14А ФЭУ-17 ФЭУ-18 ФЭУ-19М
344 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 345 Продолжение табл. VIII. 36 ФЭУ-20 ФЭУ-22 ФЭУ-24 ФЭУ-25 ФЭУ-27 ФЭУ-29 ФЭУ-31 ФЭУ-35 Область применения Фотометрия . Спектрометрия Сцинтилляционные счетчики .... i; §1 |1 10x5 16X5 75 25 25 34 18 25 В* is со i« 3.2 ho i° в 5 её Интегральная чувствительность при различных напряжениях §1 Интегральная, чувствительность, а/лм СО S йЛ £3 С-6 С-1 С-6 С-6 С-7 С-6 С-6 С-6 8 13 13 9 11 13 8 8 20 25 10 30 45 20 30 to»- — оо ооо 1700 2000 2300 | 1300 1750 Фотодиоды и фототриоды Технические характеристики Тип Рабочее напряжение, в Темновой ток, мка Интегральная чувствительность, -ма/лм . . . Постоянная времени, сек Напряжение шумов, мв Долговечность, ч Размер светочувствительной поверхности, мм2 Диапазон допустимых температур, °С . . . Габаритные размеры, мм 750 900 - 1400 1600 2000 1000 1250 — 1100 1500 2000 800 — — 850 1300 — 900 1400 1750 1 1 3 10 100 1 1 10 100 1 10 1 10 30 0,008 0,02 0,3 0,05 0,03 0,004 1 ~~ 5.НГП — 3-ю—п •б. иг" 0,1 0,3 0,2 0,1 0,2 7,5 Боковой » Торцовый; » 1 — I — I » f s 34 48,5 82 34 30 48 22,5 34 со ч 95 181 236 114 108 200 79 113 ФЭУ-20 ФЭУ-12 ФЭУ-24 ФЭУ-25 ФЭУ-27 ФЭУ-29 ФЭУ-31 ФЭУ-35 Таблица VIII. 37 .Фотодиоды ФД-1 ФД-2 1 15 30 20 ю-5 500 5 От —60 до +40 0 8X16 30 25 10—20 ью-5 500 1 От —45 до +45 15 X 10 X 22 ФД-З ФДК-1 10 15 20 МО"5 0,5—2,0 500 2 От —60 до +60 0 3,9Х 10 20 3 3 ью-5 500 2 От —50 До +80 0 3,9 X 9 Фототриод ФТ-1 3 300 170—500 2-Ю-4 5,0 500 2 От —60 до +50 0,12 х 7
846 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Фотосопротивления гельность, ветви р S» 24 при опти- напряже- ность бочем g& вств льно и, а/ сопротивление, Темновое ком 40—400 40—400 40—400 50-300 47—430 47-430 100—104) 3300 3300 3300 3300 5100 3300 105—10» Юз—Юб 2000 2000 иэный темновой Максима/ ток, мка 150 — — — — 15 15 15 30 30 — 15 2-Ю-3 0,2 10 10 » » Сернисто- висмутовое Сернисто- кадмиевое То же » » » » » » » » Селенисто- кадмиевое То же , . 4-401) 4-401) 4—401) 5—301)) 10—751)! 10-751)] 30-60 110—220 110—220 110—220 110—220 60 110—220 60-150 60-150 200 200 0,5 1.0 3 2,51 0,02 0,012 1,2 1,2 1,2 2 2 12 12 х) Рабочее напряжение U для каждого номинала темновбго сопротивления RT определяется по формуле £/ = 0,1 RT . 2) Диаметр. 8) Максимальный рабочий ток / рассчитывается по формуле I = -—, ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 347 Таблица VIII. 38 *2 •К а. се Si . Габаритные размеры, мм 0,7 0,6 0,52 0,51 0,52 0,78 0,78 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,2 0,2 0,12 0,2 0,2 2,5 2,5 От—60 до +60 » —60 » +60 » —60 » +60 » —60 » +60 » —60 » +60 » —60 » +60 , —60 » +80 » —60 » +80 » —60 » +80 » —60 » +80 » —25 » +55 » —60 » +80 » —60 » +40 » —60 » +40 1000—6000 1000—6000 1000—6000 ЮОО—6000 1000—6000 1000—6000 100—400 10-100 10-100 5-10 3 где Р — мощность рассеяния; U — рабочее напряжение. ') При рабочем напряжении 50 в. 4-Ю-5 4-Ю-5 4.10-5* 4.10~5 410" 4 10" 0,04 0,04 0,04 0,06 0,04 0,05 0,05 12 28 18 282) 222)| ЗЗ2) 34 14,5| 282) 28 24 6 282) 282) 282)| 14,5] 182)
348 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ФЭУ1 ФЭУЧ1. ФЭУ12 ФЭУ-27 ФЭУ-31 Ключ ФЗУ-35
ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 349 Схемы включения ФЭУ (Цифры соответствуют номерам ножен на цоколе Вкох) н 1 14 2 13 3 12 4 11 5 Ю 0 9 О - Я источнику питания Сопротивление звено к*змом ФЭУ-11. ФЭУ-12 К I 2 3 А 5 6 7 8 9 Ю 11 12 /3 14 Q 0- :—-—л источники питания Сопротивление звено Я< 250 ком ФЭУ-17. ФЭУ-18. ФЭУ-22 12 3 4 5 6 7 8 9 .10 И 12 13 14 ЙН- Cb0fl5 2£ -К источники питания— ФЭУ-&ФЭУ-29 12 3 4 5 6 7 8 9 10 О Ljl 2fQ *, - к источнику питания- - ~ - Сопротивление звени /?4 ЗМом -*- ФЭУ'20. ФЭУ-31
350 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ 0г 10 11 12 13 14 С>0,05 К источнику питания ФЭУ'24 ill is СТО. 05. 0 1234567Q9 &т К источнику питания - Сопротивление звена R&3 Мом ФЭУ-25 Ю г # 2 1 13 5 12 6 7 10 8 1 Н источнику питания - Сопротивление звено R=100 ком ФЭУ-27 h а 0 12 3 4 5 „6- 7* 8* 9* 10 -К источнику питания- ФЭУ-35 '+
Вентильные фотоэлементы Таблица VIII. 39 Обозначение Тип фотоэлемента Рабочая площадь, CJ0 Интегральная чувствительность, мка/лм . . . Фото-э. д. с, мв . . . Внутреннее сопротивление, ом Диапазон линейного изменения фототока от светового потока, мка . . Максимальная частота модуляции источника света, щ Область максимума спектральной характеристики 2), мк К-5 К-10 К-20 Селеновый Сернотал- лиевый ФЭСС-У-2 ФЭСС-У-3 ФЭСС-У-5 ФЭСС-У-10 Сернисто-серебряный 5 | 10 I 20 250—500 ЮЗ—5.104 50—100 0,5—0,6 5000—100001 До 150 До 30—50 0,8-1 10 3500—8000 60—1501) 1500—3000 | 1000—2000 | 700-1400 ( 400—800 5—1503) 5—10 0,6-1,1 *) При освещенности 25 лк. 2) Измерена на уровне 0,7 от максимума. 3) При сопротивлении нагрузки 10—500 ом.
352 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ работы трубки необходимо, чтобы потенциал отклоняющих пластин отличался от потенциала второго анода не более чем на несколько сотен вольт. В связи с этим второй анод в большинстве случаев заземляется. Первый анод совместно с катодом и управляющим электродом образуют первую фокусирующую линзу. Вторая линза образуется первым и вторым анодами. Фокусировка регулируется изменением напряжения на первом аноде. Применяются и более сложные конструкции электронных прожекторов с дополнительными ускоряющими электродами, улучшающими фокусировку электронного луча. i Ф Ф 1 + Рис. VIII. 23. Устройство и схема включения электростатической трубки к —катод; м — модулятор; at —первый анод; at— второй анод; dlt dt — горизонтально отклоняющие пластины, д3, За — вертикально отклоняющие пластины. Чувствительность электростатической трубки определяется отношением отклонения луча на экране трубки (в мм) к напряжению между отклоняющими пластинами (в в). Чувствительность трубки обратно пропорциональна скорости электронов, поэтому чувствительность трубки с большим анодным напряжением меньше. Для увеличения чувствительности трубок при сохранении большой скорости электронов иногда применяются системы с послеуско- рением, имеющие третий анод аз, расположенный за отклоняющими пластинами. В таких трубках третий" анод нежелательно питать от общего потенциометра, так как при модуляции луч будет дефокусироваться вследствие перераспределения напряжений между вторым и третьим анодами. Модулирующее напряжение необходимо подавать на управляющий электрод так, как показано на рис. VI 11.23. Подавать модулирующее напряжение на катод менее желательно, так как при этом изменяется напряжение между катодом и вторым анодом, а следовательно, изменяется скорость электронов в области отклоняющих пластин. Это приводит к изменению чувствительности и расфокусировке на краях экрана трубки, так как электрическое отклонение зависит от квадрата скорости электронов.
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 353 Электростатические трубки широко применяются в осциллографиче- ской аппаратуре. Устройство трубки с электромагнитным управлением показано на рис. VIII.24. Фокусировка в такой трубке осуществляется короткой катушкой, выполненной в виде соленоида и заключенной обычно в магнитный экран. Конструкции нескольких типов фокусирующих катушек приведены на рис. VIII.25. Катушка, представленная на рис. VIII.25,a, предназначена для проекционных электронно-лучевых трубок с большим током луча. Обмотка ее наматывается на каркас параболической формы, что дает определенное расположение силовых линий, уменьшающее величину сферической аберрации и позволяющее тем самым получить лучшую фокусировку. В системах со средним или малым током электронного пучка эта катушка дает худшую фокусировку, чем системы а, б, в. В системах, представленных на рис. VIII.25,6>, размер пятна оказы- Рис. VIII. 24. Устройство трубки с электромагнитным управлением: к — катод; м — модулятор; фк — фоку- , сирующая катушка; ок — отклоняющие катушки; а — анод. вается тем меньше, чем меньше зазор в экране катушки. Однако при слишком малом зазоре положение фокусирующей катушки на горловине трубки становится критичным. Наиболее выгодным является зазор 5—7 мм. Необходимое число ампер-витков фокусирующей катушки определяется по формуле где / —ток, а; п — число витков катушки; Еа — напряжение на аноде, кв\ d — средний диаметр катушки; F — коэффициент, зависящий от конструкции катушки; L = /х -ф- /2 (lt и /2 определяются из рис. VIII.26). . Для неэкранированных катушек F я* 1 -f-1,2; для экранированных с зазором 5—7 мм F уменьшается до 0,5—0,6. При дальнейшем уменьшении зазора F снова увеличивается. Качество электромагнитной фокусировки на краях и в середине экрана существенно зависит от расположения фокусирующей катушки на горловине трубки и от качества отклоняющей системы. Чем ближе фокусирующая катушка (линза) расположена к экрану Рис. VIII. 25. Конструкции фокусирующих катушек: / — обмотка; 2 — магнитные силовые линии поля катушки; 3 — экран; 4 — каркас; 5 — зазор в экране. 12 120
354 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ трубки, тем меньше ее увеличение и, следовательно, тем меньше может быть. сделан диаметр пятна на экране. В связи с этим зазор в экране фокусирующей катушки делают сбоку, а саму катушку одевают на горловину трубки (почти вплотную к отклоняющей системе) так, чтобы зазор оказался ближе к экрану. При слишком близком взаимном расположении фокусирующей и отклоняющей катушек может возникнуть нежелательное взаимодействие магнитных полей. Наивыгоднейшее расположение фокусирующей катушки выбирается экспериментально. Рис. VIII. 26. Фокусировка электронного луча короткой катушкой: J — источник электронов (катод или фокус предыдущей линзы); 2—полюсные наконечники; 3 — катушки; 4 — магнитная силовая линия; 5—траектория электронов; 6 — экран трубки. Электронный луч Ионный луч Рис. VIII. 27. Конструкция электронно-лучевой трубки с ионной ловушкой: 1 — корректирующий магнит. Модулирующее напряжение в трубках с магнитным отклонением можно подавать как на управляющий электрод, так и на катод, однако в этом случае дефокусировка при модуляции будет несколько больше. Недостатком электромагнитного способа отклонения является возникновение ионного пятна, проявляющегося в виде темного круга на экране трубки. Возникновение ионного пятна объясняется тем, что в магнитном поле тяжелые ионы отклоняются меньше, чем легкие электроны, и поэтому попадают в центр экрана, вызывая его разрушение. Для борьбы с ионным пятном применяются специальные прожекторы, у которых катод испускает электроны не перпендикулярно к плоскости экрана, а под некоторым углом к оси трубки (рис. VIII.27). С помощью корректирующего постоянного магнита траектория электронного луча изменяется и луч направляется на экран. Более тяжелые ионы отклоняются на меньший угол и попадают в так называемую ионную ловушку (электрод с положительным потенциалом). Положение корректирующего магнита выбирается экспериментально. При резких колебаниях напряжения в питающей сети для трубок с ионной ловушкой целесообразно применять корректирующий электромагнит, обмотка которого соединена последовательно с фокусирующей катушкой. При этом оптимальное положение корректирующего магнита не зависит-от питающего напряжения. Существуют другие конструкции ионных ловушек, в которых не требуются корректирующие магниты. Экраны электронно-лучевых трубок покрываются специальными веществами—люминофорами, способными светиться под действием электрон-
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 355 ной бомбардировки. Экраны характеризуются: а) яркостью свечения, измеряемой в нитах (нт)*\ б) цветом свечения; в) светоотдачей, определяемой величиной силы света в свечах, приходящейся на один ватт мощности электронного луча (светоотдача растет с увеличением ускоряющего напряжения); г) контрастностью, определяемой отношением яркостей наиболее светлого и темного участков изображения; д) длительностью послесвечения, которая определяется тем временем, в течение которого яркость свечения экрана уменьшается до 0,01 максимальной величины, достигаемой в момент прекращения возбуждения. По длительности послесвечения экраны разделяются на пять категорий: 1) с очень коротким послесвечением — менее Ю-5 сек, с коротким — от Ю-*5 до Ю-2 сек, со средним—от Ю-2 до 10""1 сек, с длительным — от КГ"1 до 16 сек и с весьма длительным — более 16 сек. В приемных телевизионных трубках-кинескопах применяются экраны со средним временем послесвечения (менее 0,02 сек) и белым свечением. Указания по эксплуатации электронно-лучевых трубок. В процессе эксплуатации электронно-лучевых трубок необходимо следить за тем, чтобы напряжения на электродах трубки соответствовали номинальным. Увеличение напряжения на электродах трубки больше допустимого может привести к пробоям между электродами, паразитной эмиссии с электродов (следствием которой является паразитное свечение экрана), сокращению долговечности катода. Недопустимо понижение анодных напряжений/так как это приводит к сокращению долговечности экрана. Кроме того, при малых анодных напряжениях быстрее проявляется «ионное пятно». Необходимо следить за тем, чтобы при включении трубки луч был заперт. Отпирать луч следует медленно, чтобы не прожечь экран при случайном отсутствии развертки. Как правило, на отклоняющие пластины электростатической трубки необходимо подавать симметричное (с двухтактной схемы) относительно второго анода отклоняющее напряжение (кроме трубок, специально предназначенных для асимметричного подключения), иначе возникают искажения растра и дефокусировка луча. Следует тщательно экранировать трубку от посторонних магнитных полей. Маркировка электронно-лучевых трубок выполняется в соответствии с ГОСТ 5461—59 и состоит из четырех элементов: первый элемент — число, указывающее величину диаметра или диагонали экрана в сантиметрах; второй элемент — буквы ЛО — для осциллографических трубок и кинескопов с электростатическим отклонением, Л К — для кинескр- пов с электромагнитным отклонением; ЛМ — для осциллографических трубок с электромагнитным отклонением; третий элемент — число, указывающее порядковый номер типа трубки, четвертый элемент — буква, обозначающая тип люминофора экрана (табл. VIII.40). Основные параметры электронно-лучевых трубок приведены в табл. VIII * Старые единицы измерения яркости стильб (сб) и миллистильб (мсб); I сб = 103 мсб - 10* нт. 12*
356 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Таблица VJIL 40 Четвертый элемент маркировки электронно-лучевых трубок Буква четвертого элемента А Б Б В Г д ж и к л м п р с т ' У ц Цвет свечения экрана | Синий Белый % » ъ Фиолетовый Голубой Голубовато-зеленый Зеленый Розовый Си невато-фиолетовый Голубой Красный ' Фиолетово-синий Оранжевый Желто-зеленый Светло-зеленый Трехцветный (красный, синий, зеленый) ; Цвет послесвечения " — — —- Желтый Фиолетовый Зеленый — — Оранжевый — f » — Оранжевый — " 1 — - ■"'""' 1 Время послесвечения Короткое » Среднее" Длительное Весьма длительное Длительное Очень короткое Среднее Длительное Очень короткое Короткое Среднее » Длительное Очень короткое Короткое Среднее Схемы цоколевок электронно-лучевых трубок приведены после таблиц. Расположение штырьков на схемах показано со стороны цоколя трубки. Электроды на схемах соединений с внешними выводами обозначены буквами: а —анод; fli, a 2, аз т-первый, второй, третий аноды трубки с электростатической фокусировкой; дь д2 -— верхние отклоняющие пластины трубки с электростатическим отклонением (расположены ближе к экрану); д3, дА — нижние отклоняющие пластины трубки с электростатическим отклонением (расположены ближе к цоколю); И —искрогаситель в электронно-лучевых трубках; к — катод; п — подогреватель; м — модулятор; УЭ — ускоряющий электрод.
ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 357 О Ключ 5Л038 КЛЮЧ Q\ 7Л055 пюч 8Л029,13Л06И, Q 18Л0406 а а; м/ Ключ 8Л039, 13Л036, л 13Л037 Q) 6ЛК15 of 3 ЮЛ043.18Л047 © Ключ \SJ Ключ s^r Ключ^ „ п^с IMK15,18ЛК4Ь. 18ЛК26,18ЛК116, VUJ o5m2fj 13ЛК26 ЮЛК56,18ЛК76, 18ЛКШ,18ЛК13лУ мЛ* 31ЛК2Ь.40ЛКт 23ЛК25;23ЛК8б _ *ЗЛК2Ь, ШКЗЬ. 43ЛК86,43ЛК95. 043/7К75, 53ЛК26 0 53/W56, 53ЛК66 Ключ 53ЛК4Ц
358 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 359 Таблица VIII. 41 Электронно-лучевые трубки с электростатическим управлением Тип трубок Назначение трубки Послесвечение9) Цвет свечения или послесвечения9) Напряжение накала, в Ток накала, а Напряжение первого анода7), в Напряжение второго анода, Кб Напряжение третьего анода, кв Ток первого анода, мка Ток второго анода, мка Запирающее напряжение модулятора, в Наибольшее изменение на* пряжения модулятора, в\ Наибольшее напряжение Между вторым анодом и любой из пластин, в Чувствительность верхней пары пластин*), мм/в Чувствительность нижней пары пластин, мм/в Наибольшее напряжение между катодом и подогревателем *), в Диаметр экрана наибольший, мм Длина трубки наибольшая, мм Схема и цоколевка трубки 5Л038И 5Л038М 7Л055И 7Л055М 8Л029И j 8Л029М Осциллографическая Среднее короткое 6,3 1 0,6 138-300 1 — <150 — -(30-г90) 50 660 0,11 0,13 125 53 194 1 Зеленый Голубой 6,3 0,6 80-180 1,1 2 <200 <500 —(34-Н14) 70 550 0,1-0.17 0.12—0.2 125 . 69.5 190 2 6,3 0,6 280—516 1,5 - <300 — —(22-г68) 40 550 0.17 0,23 125 78 261 8 8Л039В Осци л лога рфичес- кая 6) Длительное Желто- оранжевый 6.3 0.6 320-480 2. 4 <500 <1500 —(ЗО-т-90) 50 550 • 0,165 0,2») 0,175 0,215 *) 125 78 274 4 10ЛО43И1) графическая Среднее Зеленый 6,3 0,6 400-700 2 - <500 <1000 -(ЗО-т-90) 60 550 .>0.17 >0,2 125 . 101,5 415 5 13Л06И Осциллографическая Среднее Зеленый 6,3 0,6 330—480 1.5 - — — —(22,5-7-67,5) — 0.21-0,32 0,26-0.38 " 127,5 335 . 3 13Л036В графическая 8) Длительное Желто- оранжевый 6.3 0.6 375-690 2 4 <500 — —(30-г95) 55 550 0.285 0,365 *) 0,34 0,415 *) 125 134,5 435 4 13Л037И 13Л048А*) 13Л048И 13Л048М Осциллографическая Среднее Зеленый 6,3 0,6 302-518 1,5 з <500 - -(48-7-93) 40 550 L 0,37 | 0,46») 0,43 0,53») 125 136 435 4 Короткое Среднее Короткое Синий Зеленый Голубой 1 6.3 0,6 300-550 1,5 - <300 <800 | —(304-90) 60 550 0,22 0,25 125 134,5 410 б 18ЛО40Б Телеви- 1 знойная Среднее Белый 6,3 0,6 1600-2100 6 - ' , «£100 <500 —(72^-168) — 550 0,12 0,145 125 179,5 378 3 18Л047А»), «) 18Л047В графическая Короткое Длительное Синий Желтый 6,3 0,6 400-700 2 6 <300 <1000 —(50-7-150) — 600 0,15 0.17 125 178 450 6 х) Двухлучевая. в) Вывод третьего анода на баллоне трубки. в _, тшгяш г F . .... ___, г ... 7) Указаны пределы для фокусировки. •) Чувствительность при напряжениях второго и третьего анодов, равных 1,5 кв. •) Расположенной ближе к экрану. «) При обязательном отрицательном относительно катода потенциале подогревателя. 9) Указаны в том же порядке, в каком тип трубки. ») Для наблюдения медленных процессов. ») Чувствительность при напряжениях второго и третьего анодов, равных 2 кв. т. , *
360 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 361 Электронно-лучевые трубки с магнитным отклонением луча (кинескопы) - Таблица VIII. 42 Тип трубки 6ЛК1Б») 1ЭЛК2Б 18ЛК15 18ЛК2Б *) 18ЛК4Б 18ЛК5Б 18ЛК7Б 18ЛКИВ 18ЛК12Б10) 18ЛК13Л") 23ЛК1Б 23ЛК2Б »») 23ЛК8Б ») 31ЛК1Б 31ЛК2Б»») 35ЛК2Б 40ЛК1Б «») 43ЛК2Б ") 43ЛКЭБ s I Тип ионной ловушк — — С кор- ректи- рую- щим магнитом С кор- ректн- рую- щим магнитом То же ' — __ — — - С кор- ректи- 1 РУЮ- щим магнитом То же » » » » 1 э э Фокусировка Магнитная То же Э v » э » . э » » » » 9 | » » » » » » » » » » Э * » » » » Элек- троста- тичес- |. кая Магнитная 1 Элект- 1 роста- 1 тичес- 1 кая То же Яркость экрана, нт 4000 35 32 100 32 е) 32 е) 32») 40 300 50 40 32 — 50 50 40 40 40 40 Цвет свечения экрана Белый » » э ■ > э э » * Сине- вато- фиоле- товый Белый * 1 » » » » э 1 » I » 1 Послесвечение Среднее Тоже » » » » ; » » 1 » '.» » » Короткое Тоже Очень короткое Сред- То же Короткое Сред- нее Тоже > » 1 » » 1 * * 1 * э Контрастность изо- 1 бражения - 1:25 1:50 — — 1 — — — 1:40 1:40 — 1:40 — 1 — Разрешающая способ-1 ность *)» количество | линий 600*) 625 625 а) 625») — 625 600 1000 1000 625») 625 •) 1000 625,») 625 600") 625 600") 600") со | Напряжение накала 6,3 6,3 6,3 6.3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 1 • Ток накала, а 0,60 0,5 0,60 0,55 0,60 0,55 0,60 0,55 0,55 0,55 Т),55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,6 0,55 0,6 0,6 Анодное напряжение "), кв 25-26,5 4 3,2—6 14-16 4—6 4—6 3,2-6 8—11 15-16,5 25 . 7-9 9—12 15—16,5 9-12 9-12 10-15 12—13 11-15,5 12—16 к Фокусирующее напр жение на первом аноде, в 1 - — — — 1 — | * — I —- — — ~— 1 — От-100 ДО+425 — От—100 ДО+425 От—100 Д0-Щ25 Наибольший ток 1 луча, мка -150 — 100 ! loo .150 100 'b"T!L 100 100 100 100 £100 100 150 150 150 100 150 1Б0 is я» Наибольшее напряж ние между катодом 1 подогревателем *•), 125 125 125 175 125 125 — • 125 125 125 125 175 |25 125 125 125 125 125 125 1 «е Запирающее напряжение модулятора, .-(954-35) —(704-40) —(604-15) -(140-7-100) —(904-22) -(75-1-25) —(604-15) -(1004-50) —(1504-60) —(1804-100) —(754-35) -(125-4-75) —(1504-60) .-(754-35) -4804-30) —(904-30) -(1004-40) ' —(904-30) —(904-30) Наибольшее изменение напряжения модулятора, в — 25 30 20») 30 30») 30 30 30 50 30 18»*) 30 30 е) <30 25 35 25 25 1 о. Наибольший диамет или диагональ экрана, мм 57,5 132 ; 172 170 172 172 172 172 168 170 235 233 233 310 307 330X264 ") 406 407X311 »•) 404X318") IS Угол отклонения лу по диагонали, град 38 45 58 ттшт 58 — 58 — _ — штт — — ■ 70 - 70 70 Наибольшая длина трубки, мм 368 312 355 419 355 355 — 340 419 419 395 481 480 460 485 445 502 510 517 о. Наибольший диамет горловины, мм 97 22 '33 36 33 33- _. 36 36 36 36 36 36 36 36 38 37,5 38 38 Размер кадра *), мм 48x36 85X85 100X135*) 84X121 100X135*) 100X135*) 100X135 . 125X125 200X100 ' 90X124 135X180»») 135x180") 160X160 180X240 ") 180X240 «) .217X288 240X320 »•) 277X373 256X350 Напряжение на уско ряющем электроде — __. ттт- _ — _ ' — _ — _ — — 300 - 300 300 Схема и цоколевка трубки 6 7 8 9 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 8 10 8 и или 10 и Тип трубки 6ЛК1Б 13ЛК2Б 18ЛК15 18ЛК2Б 18ЛК4Б 18ЛК5Б 18ЛК7Б 18ЛК11Б 18ЛК12Б 18ЛК1ЭЛ 23ЛК1Б 23ЛК2Б 23ЛК8Б 31ЛК1Б 31ЛК2Б 35ЛК2Б 40ЛК1Б 43ЛК2Б 43ЛКЗБ
362 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ 363 Продолжение табл. VIII. 42 с с я н О ев д.* ал *«• 8 в в © К с; IS л^4 СО О Я «QS Is < я fie а и if а* * ее III I S{ СО I * СО Nil |1 Hi 4«i о *» Eg ев ^ н о 2 rStl а? О* 6 Ц се о. д Н eu § Я (D ряже щем с 2 се я х£ 300 300 300 250 300 300 300 200— 800 вка 3 о о =г S 5\о <Ч >> х S Он[ 72 // /2 /2 11 12 12 13 43ЛК6Б *•) 43ЛК7Б 43ЛК8Б ») 43ЛК9Б 53ЛК2Б 53ЛК5Б ") 53ЛК6Б 53ЛК4Ц С кор- ректи- рую- щим магнитом Тоже » » - . С ректирую-. щим магнитом ■ - - Элек- троста- тичес- кая Тоже » » » » » » » » » « Элек- тро- стати- ческая уче- вая 4 40 40 40 40 40 40 50 Белый » » » » » » цветный Среднее 1 Короткое Тоже! Среднее Тоже > » * 600») |600 ") 600 »)| 600 ») 600 ') 600*) 600*)| 400 6.3 6,3 6.3 6,3 6,3 6.3 6,3 6.3 0,6 0.6 0.6 0,6 0,6 0,6] 0,6 1,8 14 13 14 16 16 20-25 | От—300 ДО+750 От—100 ДО-И25 От—300 до+750 От—100 до+425 От—100 до+425 От—300 до+750 |От-100 Uo+425 |От—300 ДО +750 «») *) Трубка проекционная с дополнительным электродом-искрогасителем, который следует заземлять. Выпускаются модификации трубки с красным, синим и зеленым свечением. *) В центре экрана, по угловым клиньям — 550. а) В центре экрана. *) С закруглением по углам радиусом 20 мм. б) Для фотографирования телевизионных изображений. •) По всему изображению. 7) При изменении тока луча от 1 до 20 мка. •) При токе луча 100 мка. •) При токе катода 100 мка и размере кадра 100x135 мм. *°) Для фотографирования изображений. ") Для систем передачи изображений методом бегущего луча. **) С закруглейиями по углам радиусом 25 мм. 100 100 100 100 150 100 135 125 125 125 125 135 125 125 —(90+30) —(90+30) -(80+20) -(90+30) —(90+30) —(90+30) -(90+30) -(110+40) 25 25 25 20 30 25 30 70 411X316") 434 434 522X401") 510X412") 540 350 504 505 330 610 380 379 650 29 38 29 |29,7| 38 29 |29.7 53 270X360 270X360 270X360 297X375 340X460 340X455 382X484 360X480 » *«) Для видеоконтрольного устройства. **) При изменении тока луча от 1 до 25 мка. **) С закруглениями по углам радиусом 40 мм. *•) С закруглениями по углам радиусом 50 мм. «) В центре экрана. По угловым клиньям — 500. >') С прямоугольным экраном; дается ширина и высота экрана. ») Трубка металло-стеклянная. Выводом анода является рант металлического конуса. 20) При обязательном отрицательном потенциале подогревателя относительно катода. Обратная полярность недопустима. а») См. гл. XII. *») На втором аноде для трубок с электростатической фокусировкой. 2») Токи «красного», «зеленого» и «синего» лучей соответственно 500, 300, 100 мка.
364 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ § 5. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ТРУБКИ Наиболее простой по конструкции передающей трубкой является трубка типа видикон с фотосопротивлением [3]. Схематическое устройство видикона представлено на рис. VIII.28. 8 9 Рис. VIII. 28. Конструкция видикона: / — сигнальная пластина; 2 — фотопроводящнй слой; 5 —сетка; 4 — модулятор; 5 — катод; б — первый анод; 7 — второй анод; 8 — корректирующая катушка; 0—фокусирующая катушка; 10—отклоняющая катушка. Катд d Основным элементом трубки является мишень, состоящая из проводящей полупрозрачной сигнальной пластины/, напыленной на внутреннюю торцовую поверхность колбы, и фотопроводящего слоя 2, нанесенного непосредственно на сигнальную пластину. Эквивалентная схема элемента мишени приведена на рис. VIII. 29. Каждый элемент мишени представлен постоянной емкостью С, зашунтированной сопротивлением R\ величина которого зависит от освещенности фотослоя. Коммутирующий пучок медленных электронов, прочерчивая мишень, доводит потенциал левой обкладки (согласно рис. VIII.29) каждого элементарного конденсатора приблизительно до потенциала катода, а потенциал правой обкладки остается равным потенциалу сигнальной пластины Ее (около 20в). После ухода коммутирующего пучка с данного элемента мишени конденсатор С будет разряжаться через сопротивление R. К следующему моменту появления электронного пучка заряд конденсатора С уменьшится на величину AQ. При повторном прохождении коммутирующий пучок скомпенсирует этот заряд. При этом чем больше величина AQ, тем больший ток будет и Сигнал Ц-4- П". Рис. VIII. 29. Эквивалентная схема элемента мишени.
ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ТРУБКИ 365 проходить через сопротивление нагрузки RH. Поскольку A Q определяется величиной сопротивления R, которая зависит от освещенности данного участка мишени, то и сигнал на нагрузке оказывается пропорциональным освещенности соответствующего участка изображения. Для формирования электронного пучка используется электронная пушка (рис. VIII.28), состоящая из катода 5, управляющего электрода 4, первого 6 и второго 7 анодов. Второй анод может был? разделен на две половины для коррекции фокусировки на краях мишени. Для создания однородного тормозящего поля перед мишенью установлена сетка 3, соединенная со вторым анодом. Электронный луч отклоняется двумя парами отклоняющих катушек Ю, а фокусирующая катушка 9 и две пары корректирующих катушек 8 фокусируют и центрируют луч. Параметры некоторых отечественных видиконов приведены в табл. VIII.43. Таблица V1JJ. 43 Передающие телевизионные трубки типа видикон Обозначение трубки Рабочая площадь фотосопро- Наименьшая разрешающая способность в центре экрана, количество линий: при неподвижном объекте » движущемся » Область спектральной чувствительности фотосопротивле- ния& мк Максимум спектральной чувствительности фотосопротивле- Рабочая освещенность фотосопротивления б), лк: Ток сигнала при номинальной рабочей освещенности, мка Напряжение накала, в .... Напряжение первого и второго Запирающее напряжение модулятора, в • «... Разность между запирающим и рабочим напряжениями модули-18 12x16 625 - _2) , 1,5 0,5 50 0,2 6,3 0,45 400 j — (30-М 30) —30 ЛИ-401 12x16 500 400 3) . 10 3 100 0,05 6,3 0,63 400 —(50-f-200) —65 ЛИ-407 4,5x6 3501) 200*) 0,4—0,7 0,45—0,58 15 5 10 0,05 6,3' <0,1 300 —(204-150) •" —40
366 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Продолжение табл. VIII. 43 Обозначение трубки Рабочее напряжение на сигналь- ной пластине относительно анода, в ЛИ-18 —(0-4-200) 27 155 ЛИ-401 —(O-f-200) 27 161 ЛИ-407 —(0-И25) 13 115 *) По углам 250 линий. *) Инерционность изображения 1 сек. 8) При движении изображения объекта со скоростью 3 мм/сек. 4) При освещенности 15 лк и движении изображения объекта со ростью 1,5 мм/сек. 6) Освещенность светлых участков изображения при проекции на фо тосопротивлёние изображения испытательной таблицы 0249. ско- Выбоды не подключать ЛИ-18 ЛИ-401 ЛИ-407 Схемы цоколевок видиконов показаны после таблицы. Электроды на схемах соединений с внешними выводами обозначены так же, как и на схемах цоколевок электронно-лучевых трубок. Сигнальная пластина в видиконе обозначена буквами СП. § 6. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ Газотрон — двухэлектродная лампа с накаливаемым катодом, заполненная парами ртути или инертным газом (аргоном, неоном и др.). Газотроны применяются в качестве вентилей средней и большой мощности для выпрямителей переменного тока. Их преимущества по сравнению с кенотронами: малые потери вследствие незначительной величины внутреннего сопротивления, малое падение напряжения на лампе, почти не зависящее от величины анодного тока, небольшие габариты при больших значениях выпрямленного тока. Недостатки газотронов: большая чувствительность к перекалу и в особенности к недокалу катода, необходимость предварительного прогрева катоДа токам накала в течение нескольких минут перед включением анодного напряжения.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 367 Тиратрон — газонаполненная лампа с одной или несколькими сетками, которые управляют моментом зажигания. Изменяя момент зажигания, можно регулировать среднее значение выпрямленного тока. Тиратроны широко применяются в выпрямительных устройствах'и в схемах автоматики при регулировании различных производственных процессов. Тиратроны применяются также в качестве генераторов релаксационных колебаний и т. д. Достоинства и недостатки у тиратрона те же, что и у газотрона. Стабилитрон — газонаполненный диод с холодным катодом. На рис. VIII.30 представлена вольт-амперная характеристика стабилитрона. Наличие большого участка изменения тока при почти постоянном анодном напряжении позволяет использовать указанный тип ламп в качестве стабилизатора напряжения. Маркировка стабилитронов состоит из* трех элементов: первый — буквы СГ (стабилитрон газовый), второй — число, указывающее порядковый номер прибора, третий — буква, характеризующая конструктивное оформление лампы (аналогично четвертому элементу • обозначения в приемно-усилительных лампах). В цоколе стабилитрона имеется перемычка, которая' обычно включается последовательно в цепь питания схемы для того, чтобы при вынутой лампе на схему не поступало повышенное напряжение от выпрямителя. Неоновая лампа — диод с холодным катодом, наполненный неоном. Применяется в качестве индикаторной лампочки красного свечения а также в схемах автоматики и стабилизации напряжения маломощных источников тока. Цифровой индикатор тлеющего разряда предназначен для визуальной индикации электрического сигнала в цифровой форме. Система электродов цифрового индикатора состоит из 10 катодов, имеющих форму цифр 0,1, 2, ..., 9 и анода, выполненного в форме сетчатого диска. Если между анодом и выбранным катодом приложить напряжение, то возникает тлеющий разряд в неоне, свечение которого (соответствующее определенной цифре) наблюдается через купол лампы. Выпускаемый промышленностью цифровой индикатор типа ИН-1 имеет следующие параметры: к Рабочие , диапазон 1 1 &*_ и Рис. VIII. 30. Вольт- амперная характеристика стабилитрона Наибольшее напряжение зажигания, в 200 Рабочий ток, ма 2,5—3 Напряжение горения, в 140 Сила света, нт 60—190 Дальность наблюдения, м «3 Долговечность, ч 500 'Максимальныйдиаметр, мм . 35 Высота, мм 65 Декатрон представляет собой многоэлектродную газонаполненную лампу с тлеющим разрядом [4,7]. Вокруг анода декатрона, выпол-
368 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Рис. VIII. 31. Устройство декатрона. ненного в виде тонкого диска, размещены тридцать проволочных катодов, разделенных на три группы по десять катодов в каждой (рис. VIII.31). , Первая группа состоит из девяти индикаторных (основных) катодов /С. Около этих катодов, светящихся во время работы, нанесены цифры. Они электрически объединены вместе. Десятый катод /Со, называемый нулевым, f/p выведен отдельно. Вторая группа из десяти катодов составляет первые под катоды /Я/С. Все десять первых подкатодов соединены вместе. Третья группа из десяти вторых подкатодов 2ПК имеет отдельный вывод. Катоды перечисленных групп перемежаются и следуют один за другим в следующем порядке: /Со. /Я/С, 2Я/С, /С, /Я/С и т. д., образуя замкнутую систему. Анод декатрона подключается к положительному зажиму источника питания через ограничивающее сопротивление Ror (рис. VI 11.32), величина которого существенно влияет на работу всего прибора. На кольца первых и вторых подкатодов подается положительное смещение 30—40 в, поэтому подкатоды зажечь труднее, чем основные Kai тоды. Если на электроды подать все необходимые напряжения, то в декат- роне происходит самостоятельный разряд на один из основных катодов. При этом между анодом и горящим катодом устанавливается +4508& напряжение горения (/гор. Избыток напряжения гасится на ограничивающем сопротивлении R^. Если величина Ror выбра- \J на правильно и ток анода равен номинальному, то в декатроне устанавливается оптимальное распределение напряжения источника питания. При этом исключается как одновременное зажигание, так и одновременное горение двух катодов. С другой стороны, если в декатроне уже горит один из катодов, самопроизвольное зажигание второго катода исключено, поскольку С Д76У It FTir оои\\ , + 3580- ОГ4,0Г5 \82н П v 1 у 1 = 680 1*9к { :0! I ■и» Выход И22н и 11, Рис. VIII. 32. Схема включения двух- импульсного декатрона. между анодом и всеми основными катодами устанавливается напряжение горения, величина которого всегда меньше напряжения-зажигания (для ОГ4 ^Заж=37^в» ^гор = '125*)« Вследствие того что на первые и вторые подкатоды подано положительное смещение, самостоятельный разряд происходит лишь на нулевой катод. Чтобы перевести разряд на следующий катод, на подкатоды декатрона необходимо подать два (отсюда и название — двухимпульсный) отрицатель-
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 369 ных прямоугольных импульса, сдвинутых во времени так, как показано на рис. VIII.32. Очень большое влияние на перенос разряда оказывает то, что резко снижается напряжение зажигания для соседних электродов, находящихся по обе стороны от горящего, вследствие повышенной концентрации ионов около соседних электродов, обусловленной диффузией носителей тока из области разряда. При подаче первого отрицательного импульса напряжение между анодом и всеми первыми подкатодами возрастает. Для всех первых под катодов, за исключением соседнего «подготовленного», величина этого напряжения недостаточна для зажигания. Для подготовленного первого подкатоДа при таком напряжении возникает зажигание и разряд переходит на него. Одновременно начинается ионная подготовка соседнего второго подкатода. В течение очень короткого промежутка времени в декат- роне существует разряд одновременно около двух электродов: Ко и 1ПК- Добавочный ток первого катода снижает потенциал анода, что приводит к прекращению разряда на электрод /Со* При этом разряд у первого подкатода не прекращается, поскольку между ним и анодом поддерживается достаточное для горения напряжение за счет импульса запуска. После прекращения разряда у нулевого катода происходит деионизация промежутка А—Ко, длящаяся около 10 мксек для быстродействующих декатронов. Импульс запуска не должен быть короче этого времени, во избежание повторного зажигания горевшего катода. После окончания первого и прихода второго отрицательного импульса разряд аналогичным образом переводится на второй подкатод и подготавливает к зажиганию соседний' основной катод /Сь Одновременно начинается деионизация в области первого подкатода. После окончания второго импульса напряжение между горевшим вторым подкатодом и анодом становится меньше напряжения С/гори разряд переходит на подготовленный основной катод /fr. В это время пространство около второго подкатода денонсируется. На этом цикл переноса разряда с нулевого катода Ко на основной катод /Ci заканчивается. При подаче следующих запускающих импульсов разряд перемещается на катоды Кг. Кз и т. д. % Наряду с двухимпульсными декатронами выпускаются и одноимпульс- ные, содержащие три группы подкатодов. Типовые схемы включения отечественных декатронов приведены на рис. VIII.32 и VIII.33. В схемах двухимпульсных декатронов второй импульс получается" за счет задержки запускающего импульса /?С-цё- почкой. Основные параметры газоразрядных приборов приведены .в табл. VIII.44—YHI.47. Схемы и цоколевки газоразрядных приборов приведены возле таблиц. Черные точки на схемах указывают на то, что лампы Выход Рис. VIII. 33. Схема включения одноимпульсного декатрона.
370 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 371 Таблица VII/. 44 Тиратроны и газотроны Обозначение лампы Тип лампы . . Напряжение накала номин., о • • . • • # 1 Напряжение накала номин., в Напряжение накала максим., Ток накала, а Наименьшее время разогрева катода, - СсК • • • • Наибольшее напряжение между катодом и подогревателем, о • • • • • Напряжение зажигания, в Падение напряжения, в • . Наибольшая амплитуда прямого напряжения, в . . Амплитуда обратного напряжения, в Наибольший средний ток анода, в . . Наибольший импульс тока анода, а . . ^ 1 Двух- анод- ный тиратрон 6,3 б1) 6,6 '— 10 50 *) <30») <20 240 240 0,02 J 0,12 2/0,5 о о 6,3 5,7 6,9 0,15 10 50 «) <30 8) <1614) 500 500 0,02 0,12 с0» о 6,3 5,7 6,9 — 30 | 100 — <20 300 300 0,0754 1 о,з /0,3 о й 1 00 Ё 1 Тиратрон 6,3 * 5,7 6,9 0,6 10 50*) <25 <П 650 1300 0,1 1 0,5 6,3 5,7 6,9 3 60 502) <5018) <15 420 800 1,0 6 /ьз £ 1 5,0 — — 6,0 90 1 — 20 1000 1300 1,6 1 10,0 ■5L 1 н 1 5,0 — — 12,0 60 140 20 3000 4000 2,5 J 8,0 /1.3 со" _Ё 5,0 —* — 8,0 90 \ т~ ' 20 1000 1300 3,2 20,0 со 5,0 «_ — 13,0 120 — 20 1000 1300 6,4 40,0 о 6,3 5,7 6,9 0,6 • — - <30 <113) 650 1300 0,1 0,5 5> со J 1/0 1 5/3 со ! Тиратрон импульсный 6,3 -^ — 1,0 90 — 35 1000 1000 0,006 3,0 6,3 — — 2,6 60 — «— 2000 1000 0,05 20,0 6,3 —' — 2,5 180 — 140 3000 1500 0,045 35,0 СО со 9 о о» 1 Тиратрон с холодным катодом •—* ^ *— •— «— — ПО 190 .— • 0.0025 0,005 — —' — — • — .— 115 225 — 0,0035 0,007 — — — — — 50 160 ,— г— | 0,02 ^ «5" о Ё t о S Газотрон 2,5 2,4 2,? 8,5 1 60 <20 ч 5000 0,5 1,5 5 4,5 5,5 <3.3 5») 18 1650 0,235 0,8
- 372 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 373 Продолжение табл. VIII. 44 Обозначение лампы Наименьшее запирающее напряжение сеток,: в . . . противление в цепи перврй сетки, Моя Амплитуда пускового импульса, в . . Длительность пускового импульса, мксек Фронт пускового импульса, мксек . . Ток переброса, мка ...''. Наибольшее отрицательное напряжение сетки, в . . Долговечность, Высота максимальная, мм Диаметр максимальный, мм . . . Схема лампы ш цоколевка . . Н) и н —• 1 <100 >30 — 100 500 364) 10.2 » 1 ю о о £ h 6/8«) ю <15 — . — 15 500 за 19 2 со 0,1/0, U н — t 0,1—0,5j <80 - — — . 80- 500 97 34,8 3 со 0.1/1. и н 4,5/7«) 10 <100 5 : 1007) i 500 105 33. 4 . 1/0,8 ТГ1- 1512) 1И) <15 — — 15 500 130 61 5 СО •1.6/1, и н 0,1 <юо — — 100 5000 • 201 66 6 ■2,5/4 и ь — 0,1 <100 — — 100 500 255 85 17 со 3.2/1. ТГ1- — 0,1 <100 — — 100 5000 222 66 6 со 6,4/1, и н | — ОД <100 — • -— 100 3000 242 „ 66 6 со ' о с ! Н 3.7/7» ".б): lO1**) :. < 100 >ю — • 100») 500 57 •19 в [1-3/1 1- н 1 — 0,04 ~№ 8—12 <0.3 — 300 67 19 9 1-10/1 Б н 1 —' 0,015 >150 1—6 0,15 100 300. 80 32 10 1-35/3 5 н — 0,1 >150 1—6 0,5 — 500 135 38 и IQ со * Н — 20 — 15 i —• >5 : \ —" 1000 40 •10,2 12 ю 3 X н • — 100 10 10 — >ю — 1000 40 10.2 г 8 £ ■ ^ — ; 20 -7- >5 — — зЬ 12 /3 D.5/5 s . — — —. — — • ■ — — — 190 67 14 •о 0,25/1 К, Е — — — — — г — — — ■ 137 53 15 *) Кратковременное. 2) Минус на подогревателе, плюс на катоде. 8j При напряжении сети 0 и сопротивлении в цепи сетки- 0,1 Мом. 4) Без выводов... Длина выводов « 40 мм. *) В релаксационном режиме 2 ма. •) При сопротивлении в цепи сетки 0,1 Мом и 10 Мом. 7) Первой и второй. *) При одновременном включении напряжения канала и анода "а. обр = 600 *' 'а. марс = 0.3 а, /„ = 0,1 а. 9) Первой, второй и третьей. ^ Щ Первой и третьей. и) Второй сетки. ' п) Второй сетки при сопротивлении в ее цепи 0,1 Мом. Ы) Плюс на подогревателе, минус на катоде. м) При токе анода 20 ма.
374 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ ТГ1-0,02/0,5 8JK ©Ключ тп^щз Z)c,.c3 егчй£ fee 4ЛС "(IL^DC'C3 «G)'-.(S)C, Q . 777-2.5/4 ф ^.^ - /^ ш Л JL \мтхю © © ТП-Ц5/5 ГР1-0.25Ц5
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 375 Таблица VIII. 45 Стабилитроны Обозначение лампы спп СГ2П СГ2С СГЗП СГЗС СГ4С СГ5Б СП ОС СГ13П СГ14П3) СП5П СГ16П СГ17С4) СГ18С4) СГ19С*) СГ201С СГ202Б СГ301С СГ302С СГЗОЗС СГ304С СГ305К СГ306К о «5 3 5 « СО 1апр« ажи; да со 175 150 105 170 127 180 180 150 175 125 150 130 1350 1500 1650 150 135 480 970 1320 — ' — —- Напряжение стабилизации1), в 150±5 108±4 75,5±5,5 142±2 108±3,5 152,5±7,5 150±7 89±3 150±7 114±6 108±4 83±3 900±50 1000±50 1100±50* 89±3 84±3 390±10 900±20 1230±Ю 4000±200 10000±500 25000±1000i Ток через стабилизатор, ма 6-30 5—30 5-40 5—40 5—40 5—30 5—10 4-15 5—30 20—40 5—30 5—30 10-60 10—60 10-60 4-15 1,5-5 0,003—0,1 0,003—0,1 0,01-0,1 0,05-l,Q 0,05—1,5 . 0,05—1,5 Изменение напряжения стабилизации при изменении тока в рабочем диапазоне, в 3,5 2,5 4,5 2,0 2,0 4,0 4,0 -* 3,5 5,0 2,0 3,0 63 70 77 2,5 . 2,5 14 30 30 240 700 1500 си- п 11 • ct я 22,5 22,5 34,0 22,5 34,0 34,0 10,2 33,0 19,0 22,5 19,0 19,0 512) 512) 512) 33 10,2 11,0 11,0 11,0 25,5 33 48 [акси- мм я . CCJ СО ЫС01 аль» «а 72 72 98 72 98 98 36 65 65 75 65 65 195 195 195 64 40 66 66 66 129 180 245 СО CU СО 3 §1 И Я ия 1 1 2 1 2 2 3 4 1 5 1 1 6 6 6 7 3 8- 8 8 9 10 10 1) Указан разброс по напряжению для разных экземпляров ламп. 2) Ширина с учетом бокового вывода вспомогательного анода. 3) Для переменного тока. *' 4) Имеет вспомогательный анод, который подключается к источнику питания только на время зажигания стабилитрона. Ток вспомогательного разряда 2 ма.
376 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Таблица VIII. 46 Декатроны Обозначение лампы Наибольшее напряжение зажигания, в Напряжение горения, в . . . Напряжение источника питания, в Напряжение смещения подкато- дов относительно катодов, в Амплитуда управляющих импульсов, в Длительность управляющих импульсов на уровне 0,5 ам- Амплитуда выходного импульса, в ....;.. Ограничивающее сопротивление в цепи анода1), ком .... Диаметр максимальный, мм . • Высота максимальная, мм. . . Схема лампы и цоколевка . • . Схема включения декатрона . . ог-з Одноим- пульсный Фиолетовый 420 190±20 450 +40 0,6—0,8 110—140 17—22 15 200-500 До 20000 33 * 76 • ' 11 Рис. VIII.33 ОГ-4 Двухимпуль- сный Оранжево- красный 375 125 450±22,5 +35 0,4 150—200 160-200 15 100—450 0,01—2000 33 76 12 Рис. VII1.32 ОГ-5 Двухим- пульсный Синий 430 275 450±ia,5 +50 0,7—0,85 130—150 6 15 820 0,01-50000 33 76". 12 [Рис. VI1I.32 *) Монтируется непосредственно у панели* декатрона с минимальной паразитной емкостью относительно корпуса.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 377 СГЮ, СГ2П, СГЗЛ. jcmncrimcrwn Ключ ^ тсдзс, Q) СГ4С Ключ 1 2 3 мои ^ СГ5Ь. Q CF202B СГ17С,СПвС. © 6П9С Q СПОК © СГ302С, СГЗОЗС (?) ли СГ304С 2ПК СГ305К, СГ306К УУОГ-З^Клм 2ПН д оы. Ключ ОГ-5
378 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Таблица VIII. 47 Неоновые лампы Обозначение лампы СН-1 (ТН-20) СН-2 (ТН-30) МН-3 МН-4 МН-5 (ТН-0,3) МН-6 МН-7 МН-8 (ТН42) МН-11 ПН-1 (ТН-0,9) ФН-2 (ТН-1) ВМН-1 ВМН-2 УВН-1 ПН-3 (ТК-0,5) Род тока Переменный » Постоянный » Переменный Постоянный » » » » Переменный » 1 Постоянный Переменный Постоянный Наиболь- шее напряжение зажигания, в 150 82 65 80 150 90 87 85 85 200 140 160 126 550 90 Наибольшая сила тока, ма 20 30 1 2 0,2 0,8 2 1 5 1 * ' ' 1 2 — — 0,5 Срок службы, ч 1000 1000 300 500 200 100 200 200 100 300 100 — — — 300 Диаметр максимальный, мм 56 56 15 15 9,5 6,8 15 9,5 14,5 15,5 9,2 1 Ю 7 9 15,5 Высота максимальная, мм - 90 90 37 37 34,3 28 40 34,5 42 '45 26 . 51 10 * 70 • 45 Примечание. У ламп СН-1 и СН-2. балластное сопротивление* рассчитанное на напряжение сети 220 в (СН-1) или 127 в (СН-2), встроено в цоколь лампы. Остальные лампы следует включать последовательно с отдельным сопротивлением, выбранным в соответствии с напряжением источника питания так, чтобы сила тока, протекающего через лампу, не превосходила указанного в таблице значения. газонаполненные. Электроды на схемах соединений с внешними выводами обозначены буквами: а —анод; Ав — анод возбуждения; аТх или аТ2 — анод первого или второго тиратрона; к — катод; /Со — нулевой катод в декатронах; н — нить накала (в лампах прямого накала); п — подогреватель (в лампах косвенного накала); с — сетка; 1ПК — первые подкатоды в декатронах; 2ПК — вторые подкатоды в декатронах; ЗПК — третьи подкатоды в декатронах; ЗПКо —■ нулевой третий подкатод в декатронах.
СТАБИЛИЗАТОРЫ ТОКА 379 § 7. СТАБИЛИЗАТОРЫ ТОКА, ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЯ Стабилизатор тока (бареттер) — безразрядный прибор, представляющий собой железную или вольфрамовую проволоку, помещенную в наполненный водородом баллон. Сопротивление такой проволоки при увеличении температуры растет, что позволяет использовать бареттер для стабилизации тока, главным образом, в накальных цепях радиоламп, питаемых как переменным, так и постоянным током. На / рис. VIII.34 представлена вольт-амперная характеристика бареттера. Бареттер можно применять только , при медленных изменениях напряжения ном питания, так как его тепловой режим устанавливается в течение 2—3 мин. Маркировка стабилизаторов тока со- о . стоит из трех элементов: первый.— Umuh UuQKC цифра, соответствующая номинальному Рис. VIII. 34. Вольт-ампер- току стабилизации, второй — буква Б ная характеристика барет- (бареттер) или СТ (стабилизатор тока), тера. третий — два числа, написанные через тире и обозначающие пределы стабилизации по напряжению. Основные параметры стабилизаторов тока приведены в табл. VII 1.48. Термопреобразователь предназначается для преобразования тока высокой частоты в постоянный и применяется для измерения мощности на. высоких частотах. Термопреобразователь состоит из термопары и подогревателя, который представляет собой короткую нить с малой индуктивностью, включаемую в цепь тока высокой частоты. Термопреобразователи подразделяются на вакуумные с непосредственным нагревом (ТВ) и вакуумные бесконтактные (ТВБ). Первые используются для измерений на частотах до 5 Мгц, вторые — до 200 Мгц. Основные параметры вакуумных термопреобразователей приведены в табл. VIII.49 и VIII.50. #. Термосопротивление (ТС) или термистор представляет собой объемное полупроводниковое нелинейное сопротивление, величина которого в большей степени зависит от температуры. Температурный коэффициент сопротивления (TKQ является отрицательным и достигает нескольких процентов на 1°С. Схемы цбколевок приборов приведены рядом с таблицами. На всех схемах показано расположение штырьков со стороны цоколя лампы (вид снизу). Электроды на схемах соединений с внешними выводами обозначены буквами: н — нить накала, «ср — средняя точка нити накала, п — подогреватель, Тп —термопара, Тс — термосопротивление. Промышленностью выпускается шесть типов термосопротивлений: 1. Термометр ы-с опротивления- ММТ-1, ММТ-о, КМТЧ, ММТ-4, КМТ-4, предназначенные для измерения и регулирования температур до 120 и 180° С. Первые три типа приспособлены для работы в сухих помещениях, два последних типа —* непосредственно в жидкостях. У Рабочий участок
380 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ 2. Термокомпенсаторы — ММТ-8, ММТ-9, ММТ-12, КМТ-8 и КМТ-12, выполненные из полупроводниковых шайб. Характеризуются высокой стабильностью и могут быть использованы для температурной компенсации прецизионных измерительных приборов. 3. Термосопротивления для т-еплового контроля— КМТ-10 и КМТ-11 предназначены для контроля температур до 120° С с точностью ±0,5°. Таблица VIII ^48 Стабилизаторы тока Обозначение • лампы 0.24Б12-18 0,ЗБ17-35 0.3Б65-135 0,425Б5.5-12*) 0,85Б5,5-12*) 1Б5-9 1Б10-17 СТ2Сг) СТ2С8) Напряжение стабилизации, в начала ^мин 12 17 65 5,5 5,5 5 10 6 9 конца ^макс 18 35 135 12 12 9 17 10 17 Ток стабилизации^ начала ^мин 0,248 0,275 0,270 0,372 0,78 0,96 0,96 0,95 1.9 конца1) ^макс 0,263 0,325 0,330 0,46 0,92 1 1,04 1,04 1,05 . 2,1 Диаметр мальный, мм 31 43 43 32,5 32,5 46,5 1 46,5 32.8 32,8 Высота максимальная. мм • 85 120 130 100 . 100 .120 120 101 101 Схема лампы и цоколевка _ 1 2 1 1 3 3 4 4 1) Наибольшее время установления нормального тока 5 мин. *) При параллельном включении половин нити. 8) При последовательном включении половин нити. 4) В цоколе перемычка 3—4 отсутствует.
СТАБИЛИЗАТОРЫ ТОКА 381 То "w"" Таблица VIII. 49 Термопреобразователи бесконтактные 2 TB6-fr9 Тип и н ч III ,« с? о I о • р s 5 4 4 4 4 5 5 5 ^ 5 о * л *" 2 S*5 1 = 2 1,5 4,5, 7,5 15 45 75 150 450 700 л ч СО со S5 US S3 Чи 20 20 20 20 20 20 20 20 20 2 I Л со СО № ТВБ-1 ТВБ-2 ТВБ-3 ТВБ-4 ТВБ-5 ТВБ-6 ТВБ-7 ТВБ-8 ТВБ-9 1 3 5 10 30 50 100 300 500 2,5 5 10 12 12 12 12 12 12 50 35 35 35 20 20 20 20 20 600 200 150 60 13 7 3 1 0,8 0,7 ©,7 0,7 0,7 30 30 30 30 3(Г 30 30 30 30 Таблица VIII. 50 Термопреобразователи с непосредственным нагревом 2 ТВ Тип ТВ-4 ТВ-5 ; ТВ-2 ТВ-14 ТД-15 ТВ-16 * Ток подогревателя, ма , 50 75 100 250 500 1000 Термо- э. д. с. при ч номинальном, токе подогревателя, мв 30 30 30 30 30 30 Инерционность включения, сек 3,5 3,5 3,5 1,5 3,5 3,5 Диаметр максимальный, мм 13 13 13 13 15 15 Высота максимальная, мм 23 23 23 .23 , 20 20
382 ЭЛЕКТРОННЫЕ И ИОННЫЕ ПРИБОРЫ Таблица VIII. 51 Термосопротивления для измерения и регулирования температур Обозначение ММТ-1 ММТ-4 ММТ-6 ММТ-8 ММТ-9 ММТ-12 ММТ-13 КМТ-1 КМТ-4 КМТ-8 КМТ-10 КМТ-11 КМТ-12 Диапазон номинальных величин сопротивлений, ом (1 +200). 103 (1 -^200). 103 (10+100). 103 1—1000 10—5000 4,7—1000 10—2400 (20+1000). 108 (20+1000). 103 (0,1-М0).10з (0.1-ЬЗ ).10в (O.l-f-З ).10в (0,14-Ю). lO8 ткс, %/вс -(2,4+3,4) | -(2,4+3,4) -(2,4+3,4) -(2,4-^-3,2) -(2,4+3,4) -2,4 -(2,4+3,2) -(4,5+6,0) —(4,5+6,0) -(4,2-^5,0) -(4,5+6) -(4,5+6) -(4,2^5,0) Рабочая температура. °С От 0 до +120 » 0 » +120 » 0 ъ +120 » —40 » +60 » —60 » +120 » —40 » +120 » —60 » +120 » 0 » +180 » 0 » +120 » —40 » +60 » 0 » +120 » 0 » +120 » —40 » +120 Максимальная допустимая мощность, вт 0,4 0.4 0.05 0,8 0,8 0^25 0,25 Таблица VIIL 52 Измерительные термосопротивления Обозначение Т8Д Т8Е Т8М Т8Р Т8С1 Т8С2 Т8СЗ Т9 Т8С1м Т8С2м Т8СЗм Сопротивление в рабочей точке, ом 150 150 200 125 120 150 150 125 120 150 150 Значение мощности в основной рабочей точке при 20°С, мет минимальное 10 7 9 7 9,5 * 8 7 7 9,5 8 7 максимальное 15 10 1 И 12 | 24 1 19 23 19 24 19 23 Чувствительность, в рабочей точке, ом/мвт 20—30 30—70 66—90 10—19 10—40 12—25 10—50 10—40 10—40 12—25 10—50 4. Измерительные термосопротивления, имеющие высокую чувствительность и предназначенные для измерения мощности от долей микроватт до нескольких милливатт на сверхвысоких частотах. 5. Стабилизаторы напряжения, предназначенные для стабилизации напряжений порядка нескольких вольт при токах 0,5—2ма. 6. Термосопротивления с косвенным подогревом, используемые в качестве регулируемых бесконтактных сопротивлений в различных устройствах. Параметры термосопротивлений приведены в табл. VIII.51—VIII.54.
СТАБИЛИЗАТОРЫ ТОКА 383 ТЛ2/05 WW W6/2 Таблица VIII. 53 Термосопротивления — стабилизаторы напряжения Обозначение ТП2/0,5 ТП2/2 ТП6/2 \ Рабочее напряжение, в 2,0 2,0 | 6,0 1 Пределы стабилизации, в 1,6—3,0 1,6—3,0 4,2-7,8 Рабочая область по току, ма 0,2—2,0 0,4-6,0 0,4—6,0 Максимально допустимое изменение на* пряжения, в 0,4 0,4 1.2 Таблица VIII. 54 п Термосопротивления косвенного подогрева Ключ Ш-20, ТКП-50А ТКП-50Б, ТКП-ЗОО Обозначение ТКП-20 ТКП-бОА ТКП-50Б ТКП-ЗОО Холодное сопротивление при 20°С, ком 0,5 2,0 0,75 15-30 Номинальная мощность подогрева, мет 160 160 160 20 Величина термосопротивления при номинальной мощности подогрева, ом 20 20 50 300
УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ГЛАВА IX § 1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ Коэффициент усиления по напряжению — отношение напряжения, получаемого на выходе усилителя, к напряжению, подведенному к его входу, К = Это один из основных показателей, характеризующих работу усилителя напряжения. Для усилителей мощности более важной величиной является выходная мощность. Для многокаскадного усилителя общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления всех каскадов (ступеней) К% = KiKzKz .. • К^- Часто коэффициент усиления измеряется в логарифмических единицах — децибелах. Коэффициент усиления по напряжению, выраженный в децибелах, *A6 = 201g/C = 201gi^. Если коэффициенты усиления выражены в децибелах, то коэффициент усиления усилителя равен сумме коэффициентов усиления каскадов. Кроме коэффициента усиления по напряжению, иногда пользуются коэффициентами усиления по току и по мощности. Выходная мощность является одной из основных величин, характеризующих оконечные каскады (усилители мощности). Максимальная мощность на выходе усилителя ограничена искажениями, возникающими за счет нелинейности характеристик ламп при больших амплитудах сигналов. Номинальная выходная мощность — наибольшая мощность, при которой искажения не превышают допустимой величины. ' Номинальное входное напряжение — напряжение, которое нужно подвести ко входу усилителя, чтобы получить номинальную выходную мощность. Коэффициент полезного действия (к. п. д.) усилителя позволяет оценивать его экономичность. Различают электрический и промышленный к. п. д. Электрический к. п. д. усилительного каскада равен отношению его полезной выходной мощности к мощности, потребляемой от источников анодного напряжения.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ 385 Промышленный к. п. д. равен отношению полезной мощности к мощности, потребляемой от всех источников, питающих данный каскад. Входное сопротивление усилителя — сопротивление переменному току, которое представляет входная цепь усилителя для источника входного напряжения. Входное сопротивление усилителя зависит от частоты напряжения, подведенного к его входу. Диапазон усиливаемых частот (или полоса пропускания) — область частот, в которой коэффициент усиления изменяется не больше, чем это допустимо по техническим условиям. Приводим граничные частоты полосы пропускания- для некоторых трактов передачи: Телефония 300—2500 гц Радиовещание на ДВ, СВ и KB . . . 50—100—5 000 » Радиовещание на УКВ 50—15 000 » Высококачественная звукозапись . . 30—15 000 » Динамический диапазон амплитуд — отношение (в децибелах) амплитуд наиболее сильного и наиболее слабого сигналов. Уровень наиболее слабого передаваемого сигнала ограничивается в усилителе его собственными шумами или уровнем помех. Величина максимального передаваемого напряжения ограничена искажениями, возникающими в усилителе за счет нелинейности характеристик ламп. Передача будет хорошей, если воспроизводятся мощности, отличающиеся в один млн. раз. Для этого необходимо передавать напряжения, отличающиеся в 1000 раз (динамический диапазон 60 дб). Искажения в усилителях низкой частоты. Искажения, возникающие в усилителях вследствие нелинейности характеристик электронных ламп, транзисторов и характеристик намагничивания трансформаторных сердечников, называются нелинейными. При нелинейных искажениях в усилителе на выходе его возникают новые частоты, отсутствующие на входе. Степень нелинейных искажений характеризуется коэффициентом нелинейных искажений (коэффициентом гармоник), представляющим собой отношение корня квадратного из суммы квадратов напряжений гармоник к напряжению основной частоты (первой гармоники): , VVI + UI + --- Практически имеют значение только вторая и третья гармоники. Обычно коэффициент нелинейных искажений выражается в процентах. В усилителях для радиоприемников и магнитофонов величина fcr не должна превышать 5—7%, а в телевидении и радиотелефонии допускается 15-20%. Комбинационные тона получаются тогда, когда на вход усилителя, вносящего нелинейные искажения, подводятся одновременно колебания нескольких частот. В этом случае на выходе, кроме этих частот и их гармоник, появляются суммарные и разностные частотные комбинации между любой, в том числе и первой, гармоникой одной частоты и любой гармоникой другой частоты. •. Искажения, обусловленные изменением величины коэффициента усиления на разных частотах, называются частотными и с к а ж е- 13 120
386 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ н и я м и. Частотные искажения можно оценить по частотной характеристике усилителя, которой называется зависимость коэффициента усиления (или его отклонения от среднего значения) от частоты. Частотная характеристика усилителя низкой частоты показана на рис. IX. 1. Изменение усиления на разных частотах по отношению к коэффициенту усиления /Со в области средних частот выражено в децибелах. Масштаб по оси частот логарифмический. -ч +8 + 4 +2 л -2 -4 -6 -в -10 дб < j / / if 100 №0 Ш 1 1 щ 1 1гц tot Рис. IX. 1. Примерная частотная характеристика УНЧ. Коэффициент частотных и с к а ж е н и й -** отношение коэффициента усиления на средней частоте к коэффициенту усиления на данной частоте. Для частотных искажений в области низких частот М =^~ А, н и в области высоких частот Мп = где /Со, /Сн и /Св — коэффициенты усиления на средних, низких и высоких частотах соответственно. ) Искажения, возникающие вследствие сдвига фазы составляющих выходного напряжения относительно составляющих входного напряжения, называются фазовыми искажениями. Условие отсутствия фазовых искажений такое же, как и для фильтров (см. гл. VI). Интер модуляционные искажения обусловлены модуляцией верхних звуковых частот нижними вследствие нелинейности тракта усилителя и акустической системы. При этом образуются комбинационные составляющие, придающие звучанию неприятный характер.' Переходные искажения появляются в результате наложения на воспроизводимый сигнал неустановившихся процессов. Осо-
ОКОНЕЧНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 387 бенно существенными в этом отношении являются неустановившиеся процессы подвижной системы громкоговорителей. Для уменьшения переходных искажений нужно уменьшить выходное сопротивление усилителя. Микрофонные помехи (микрофонный эффект)— наведение в цепях усилителя мешающего напряжения в результате воздействия на шасси и лампы усилителя механических колебаний в виде звуковых волн, вибраций, ударов и пр. На выходе усилителей, питаемых от сети переменного тока, могут появляться напряжения с частотой этого тока и его гармоник (50, 100 гц и т. д.), вследствие чего в громкоговорителе бывает слышен фон переменного тока. ГОСТ на радиовещательные приемники устанавливает, что напряжение фона на выходе должно быть меньше наибольшего напряжения полезного сигнала, по крайней мере, в 316 раз (50 дб) в приемниках 1-го класса, в 200 раз (46 дб) — в приемниках 2-го класса и в 60 раз (36 дб)— в приемниках 3-го класса. § 2. ОКОНЕЧНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Классы усилителей. Усилительный каскад класса А — усилитель, в котором форма переменной составляющей анодного тока является достаточно точным воспроизведением формы переменного сеточного напряжения и анодный ток проходит через лампу в течение всего периода. Усилительный каскад класса АВ —. усилитель, в котором напряжение смещения и переменное напряжение на управляющей сетке таковы, что анодный ток протекает через лампу меньше, чем в течение периода, но больше, чем в течение полупериода. Усилительный каскад класса В имеет смещение на управляющей сетке, приблизительно равное напряжению отсечки анодного тока; анодный ток протекает через лампу в течение полупериода. Усилительный каскад класса С имеет смещение на управляющей сетке большее напряжения отсечки анодного тока; анодный ток протекает через лампу меньше, чем в течение полупериода. Индексы 1 и 2 (например Ai, АВ2 и т. д.) указывают на работу с сеточными токами (2) или без них (1). Однотактные усилители работают только в классе А. „ Выбор лампы и режима оконечного усилителя. В оконечных усилителях применяются достаточно мощные триоды, пентоды и лучевые тетроды. Усилители на триодах менее чувствительны к изменениям величины нагрузки и вносят меньше искажений, но отличаются сравнительно низким к. п. д. и низкой чувствительностью (отношением выходной мощности к входному напряжению). Триоды целесообразно применять, если нагрузка сильно зависит от частоты или изменяется во времени, например, в усилителе, нагруженном громкоговорителем, телефоном или трансляционной линией, а также в усилителях малой мощности (порядка долей ватта). Оконечные усилители на пентодах или лучевых тетродах более чувствительны и имеют более высокий к. п. д. Их целесообразно применять * в малоламповых и батарейных радиоприемниках, а также в тех случаях, когда требуется повышенная мощность при достаточно высоком к. п. д. . 13*
388 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Двухтактную схему оконечного каскада целесообразно применять при выходной мощности более 3—5 вт. При выходной мощности более 8—10 вт двухтактные схемы применяются, как правило. Двухтактная схема по сравнению с однотактной имеет следующие преимущества: 1) уменьшаются частотные и нелинейные искажения в выходном трансформаторе, так как отсутствует постоянное подмагничивание; 2) уменьшаются искажения вследствие взаимной компенсации четных гармоник анодного тока ламп двухтактного каскада. Это особенно заметно в усилителях на триодах; 3) уменьшается чувствительность к пульсациям питающих напряжений; 4) через источник анодного питания не проходит ток основной частоты, что увеличивает устойчивость усилителя. Режим А целесообразно применять при сравнительно малых выходных мощностях (до 5—10 em), в особенности тогда, когда важно работать с небольшими искажениями. Режим ABi выгодно применять в усилителях средней мощности (до 50 em), так как в этом режиме лучше используются лампы и повышается к. п. д. При малых мощностях режим ABi целесообразно применять, если важно уменьшить расход энергии источников, например, при питании от батарей. Режим АВ2 применяется при больших выходных мощностях (более 50 вт). Выбор анодного напряжения для оконечных усилителей. Постоянное напряжение на аноде лампы оконечного каскада при расчете можно принять равным Ua0 = 0,9Ea, где Еа — напряжение источника анодного напряжения. Если величина £а не задана, то при ее выборе следует учитывать, что с увеличением Еа возрастает полезная мощность, которую можно получить от ламп, и уменьшаются нелинейные искажения. Значение Uz^ не должно превышать допустимого для данного типа лампы ^а.д0П* § 3. ОДНОТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД Схемы. Типовые схемы однотактных каскадов приведены на рис. IX. 2. Схема с непосредственным включением нагрузки в анодную цепь лампы (рис. 1Х.2,а) применяется при малых мощностях, когда требуется максимальная простота. По такой схеме включают высокоомные телефоны и маломощные электромагнитные громкоговорители- в наиболее простых приемниках. Более совершенной является схема с дроссельным выходом (рис. IX.2,6) характеризующаяся следующими преимуществами: 1) незначительное падение постоянного напряжения на дросселе; 2) изоляция нагрузки от анодного напряжения разделительными конденсаторами С. Недостатком этих схем является невозможность эффективного использования лампы при очень малых и очень больших сопротивлениях нагрузки. Чаще всего оконечные каскады выполняют по трансформаторной схеме (рис. IX. 2,в,г), в которой сопротивление нагрузки может быть прак-
ОДНОТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 389 тически любой величины. Для согласования нагрузки с величиной внутреннего сопротивления лампы применяется выходной трансформатор Тр. Рис. IX. 2. Схемы однотактных оконечных каскадов. Типовые режимы однотактных усилителей мощности приведены в табл. IX. 1. Если почему-либо нельзя обеспечить напряжение анодного питания, соответствующее типовому режиму, то следует рассчитать режим каскада для заданного напряжения. Расчет режима однотактного оконечного каскада на триоде. Если выбранное значение (/а0 соответствует типовому режиму для данного типа лампы, то величины Uc0, /а0, Ц,, S, Rr а иногда и #а> можно найти в справочниках по радиолампам. В других случаях следует воспользоваться семейством анодных характеристик для ламп данного типа. Рабочая точка выбирается так, как показано на рис. IX. 3. Величина тока 1т находится при выбранном анодном напряжении Ua0 и Uc = 0. Для этого иногда требуется продлить характеристику Uc = 0. Ток в рабочей точке при- Рис. IX. 3. Определение рабочей точки оконечного каскада на триоде.
390 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ОДНОТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 391 Таблица IX. 1 Типовые режимы работы однотактных каскадов усилителей низкой частоты Тип лампы 2П1П 2П2П 4П1Л 6П1П 6ПЗС 6П6С 6П9 6П14П 6П15П 6П18П 6С4С 6ФЗП Напряжение накала, в 1,2 1,2 2,1 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 Ток накала, а 0,06 0,12 0,06 0,12 0,12 0,06 0,65 0.45 0,9 0,45 0,65 0,75 0,75 0,75 1,0 Напряжение источника анодного питания, в 67 67 90 90 90 60 90 120 160 200 240 250 250 250 250 300 300 375 375 250 250 180 250 250 315 300 . 150 150 200 200 250 250 250 250 300 175 250 250 Напряжение на экранной сетке, в 67 67 67 67 90 60 60 120 160 160 160 250 250 250 250 200 200 125 125 — — 180 250 250 225 150 150 150 200 200 250 250 235 210 150 175 — 250 Смещение на управляющей сетке, в — 3,5 — 3,5 — 3,5 — 3,5 — 4,5 — 35 -4,0 -6,4 — 8,5 — 9,0 —10,2 —12,5 — • —14,0 — —12,5 — — 9,0 . ~v —20,0 — — 8,5 —12,5 — —13,0 — 3,0 - — 3,9 — — 5,2 — — 6,5 — — — — " — —45,0 — Амплитуда напряжения на управляющей сетке, в * 3,5 3,5 3,5 3,5 4,5 3,5 4,(? 6,4 8,5 ] 9,0 10,2 12,5 12,5 14,0 14,0 12,5 12,5 8,0 8,5 20,0 20,0 ' 8,5 ' 12,5 12,5 13,0 3,0 - 3,6 3,6 5,0 5,0 6,5 6,0 5,5 , 5,5 2,5 6,4 45,0 — [ Сопротивление в цепи катода, ом — — — — — — — — — — ' — 270 — 170 — 220 — 365 — 490 — — 240 — -_ 160 — 135 — 120 120 140 75 НО 750 300 Анодный ток, ма 2,8 5,6 2,9 5,8 9,5 3,5 3,0 25 40 37 31 45 44 72 75 48 51 24 24 40 40 29 45 46 34 30 22 22 * 34 34 48 48 43 34 28 50 60 30 Ток экранной сетки, ма 0,65 1,3 0,65 1,3 2,1 0,8 0,6 4 . 6 5 4 5 4 5 5,4 2,5 3 0,7 0,7 — — 3 4,5 5 2,2 7 2,3 2,3 4,0 4,0 5,0 5,0 4,5 3,2 8,0 12,0 — — Крутизна характеристики, ма/в 0,9 1,8 0,9 1,8 2,15 1,1 0,95 6 — — — 4,5 4,5 6,0 — — — — г' 4,7 3,7 4,1 — 3,75 11,7 — — — — 11,3 11,3 — — 14,5 12,0 5,25 — Внутреннее сопротивление, ком 260 130 300 150 100 120 160 -— — • — — 50 50 22 — — — — — 1,7 — 58 52 — 77 130 — — — — 50 50 — — 100 22 0,8 — Оптимальное сопротивление нагрузки, ком 24 12 36 18 10 15 25 6 5 6 7 5,5 5,0 3,5 3,5 4,5 4,5 14 14 5 6 5,5 6 5,0 8,5 10 6,3 6,3 5,3 5,3 4,8 4,8 6,0 6,5 10,0 3,0 2,5 5,0 Максимальная отдаваемая мощность, вт 0,06 0,12 0,08 0,16 0,26 0,09 0,1 1,0 1,8 2,4 2,6 4,5 4,0 6,5 6,5 6,5 6,5 4,2 4 1,4 1,3 2 4,75 4,0 5,5 3,0 1,3 1,2 3,0 2,7 5,4 5,0 4,6 3,6 3,6 3,5 3,5 ~~~ Коэффициент нелинейных искажений, % | 7 7 7 7 7 7 10 7 7 7 7 7 7 10 10 И 11 9 9 5 6 8 9 7 12 7 11 12 11 12 10 И 10 10 10 9 6 *~" Примечания , 1;3 2;3 1;3 2;3 2;3 3 3 2;3 2;3 2;3 | 2;3 3 4 3 4 3 4 3 4 3;5 4;5 з 3 4 3 • 3 ' 3 4 3 4 3 4 4 4 4 4 4 4;6 Примечания: 1. Включена одна половина нити накала. 2. Обе * половины нити накала соединены параллельно. 3. Работа в схеме с фиксированным смещением. 4. Работа в схеме с автоматическим смещением. 5. Триодное включение. 6. Пентодная часть лампы.
392 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ близительно равен 1UIm. Если при таком построении рабочая точка располагается выше линии допустимой мощности рассеяния на аноде лампы (линия MN на рис. IX. 3 и IX.4), то ее нужно сдвинуть под линию. При выборе рабочей точки определяются величины /а0, Uc0, а также /fy в рабочей точке (см. стр. 245). Амплитуда переменного напряжения на сетке принимается равной величине напряжения сеточного смещения: Vmc = V. сО- кма Рис. IX. 4. Построение динамической характеристики одно- тактного оконечного каскада на триоде. Далее находится величина #а = aR. и строится динамическая характеристика в анодных координатах. Величину множителя нагрузки а следует выбирать порядка 3—5. Построение динамической характеристики для #а = 3 ком показано на рис. IX.4. На оси £/а откладывается любое значение напряжения (/а и из этой точки проводится прямая в точку. /а = . на вертикальной оси координат (линия А'В'). Параллельно этой линии через рабочую точку проводится линия, которая и является динамической характеристикой (линия АВ). По динамической характеристике- определяются амплитуда переменной составляющей анодного тока /~а.= 'а. макс 'а
ОДНОТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 393 и амплитуда второй гармоники тока . °>5 ('а. макс "Г 'а. мин) "~ Лю 'та," 2 Отдаваемая в нагрузку мощность р~ = 2000 вот' где 1тл — ма; Ra — коле; т]т — к. п. д. выходного трансформатора (см. гл. V). Коэффициент нелинейных искажений при учете только второй гармоники kr=Jpm°/tt. *т а Пример (рис. IX. 4). Лампа 6С4С, 1/а0= 200 *, Ус0 = —30 в, /а0 = 70 ма, R( = 750 ом, а = 4, #а = 3 /с<ш, £/тс = UcQ = 30 б, т]т=0,8. 103-39 00 7«ae 2 = 32 Ла; 0,5 (103+ 39)-70 nR ^зг- i—^ -=0,5 лш; 322 . з . 0,8 , Q Р~= 2000 «!-Э дш; 0.5 *г = -^100 «1,5% о. Расчет режима оконечного каскада на пентоде или лучевом тетроде. 1. Задаются постоянным напряжением на экранирующей сетке {/э> е. Часто l/,= l/l0. 2. По анодным характеристикам выбранной лампы (для выбранного U9) задаются (рис. IX.5): а) максимальным анодным током /амакс, который определяется на перегибе характеристики для Uc = 0. Обычно эта величина тока получается при Ua = (0,1 Ч- 0,25) J/a0; б) минимальным анодным током /а мин= 0,1/а # макс. Напряжение на управляющей сетке приблизительно соответствующее величине /а#мин, считается максимальным отрицательным значением этого напряжения Uc макс. 3. Определяют постоянное отрицательное смещение на сетке .. ^с. макс 'со— 2 Рабочая точка выбирается на пересечении характеристики для Uc = UcQ и вертикальной линии, соответствующей 1/а0 (точка О).
394 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 4. Проверяют выполнение условия а. доп >Р*п = ^а(/аО 1000 где Р. а. доп -допустимая мощность рассеивания на аноде, вт\ £/а0— анодное напряжение, в\ /а0 — анодный ток в рабочей точке, ма. Если это условие не выполняется, то нужно выбрать другую рабочую точку. 5. Проводят динамическую характеристику — прямую линию, проходящую через рабочую точку О до пересечения с характеристиками для W 100 | 80 I 60 Омане I I 40 Г 12« ш.ь и л а—] / 1 Т / 7 / ин & f^ / Г / S \ ~S* > ——Z9 С 100 ^ I -Ч .Uc*0.5 I I "0 м — J 200 -%- .-=>» ч 7П 50 -- Я ty* -- Ю -ЯН *• _> _. 6П6С UH=6,36 иэ=2508 _ 1 -U.56[UCo) -ис ^ Г^ 1 .Uc'IbUi ^vft ~=-9ПЛ-Л zs^ltf 1 1 Г~~ —Kfr=- 400 1 ж! м Рис. IX. 5. Построение динамической характеристики однотактного оконечного каскада на пентоде. Un = 0 и U„ = U„ „wn. Наклон динамической характеристики выбирают * с с смаке так, чтобы она пересекала характеристику Uc = 0 в точке А на перегибе (при выбранной величине тока /а макс). 6. Находят амплитуду переменного напряжения на управляющей сетке 7. Определяют амплитуду переменного напряжения на первичной обмотке выходного трансформатора "та = и а. макс •и, 8. Определяют амплитуду переменной составляющей анодного тока 4" 'ша *а. макс . 'а. мин
ДВУХТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 395 9. Определяют отдаваемую в нагрузку мощность U I 'та'та ТУ ma iiia ~ ~~ 2000 ^ вт' иного трансформатора (т] 10. Определяют коэффициент нелинейных искажений где т)т — к. п. д. выходного трансформатора (т)т = 0,7 — 0,8); V^^— в; 1ш—ма. где Y2 = Q»5 (^а. макс + К. мин)~~ AiO 'а. макс 'а. мин ^ \'а *а' \*а. макс « 'а. мин' Ya = ; т,— . 1 9(Т Л. J / Г \ * \'а. макс ~ 'а 'а. мин *а> Способ определения величин /а и /а показан на рис. IX. 5. 11. Определяют величину нагрузочного сопротивления _ /па Ra = --— ком, 'та W Vma-e%> Jma-Ma- г Если по расчету получается недостаточная величина Р^, или слишком большой коэффициент нелинейных искажений kr, следует попробовать изменить наклон динамической характеристики (поворачивая ее вокруг точки О, т. е. изменяя величину /?а), взять другую рабочую точку или увеличить (7а0, но не выше Ua доп для лампы данного типа, и так, чтобы *а0 ^ *а. доп* Если при Ц^доп не удастся получить необходимую мощность Р^, при допустимом kr или нет возможности увеличить £/а0, то придется выбрать более мощную лампу. Пример (см. рис. IX.5). Лампа 6П6С. UaQ = Us = 250 в; /а.макс = = 89 т\ 1а. мин = 9 ма'> Uc макс = — 25 в] Uc0 = — 12,5 в\ /а0 = 45 Ш\ />а0 = 11,2 em< 12 вт; Umc= 12,5 в; 6^ = 200 в; /та= 40 ма\ Р„ = = 3,2 вт\ у2 = 0,05; /а = 72 ма\ /а = 24 ма; уз = 0,06; kr » 7,8%. § 4. ДВУХТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД Схемы. На рис. 1Х.6,а приведена схема двухтактного оконечного каскада на лучевых тетродах косвенного накала с фиксированным смещением на управляющих сетках. Предоконечный каскад должен быть собран по трансформаторной схеме (см. § 9 этой главы). При этом обмотка / трансформатора Tpi включается в анодную цепь лампы предо конечного каскада. Сопротивление Яэ включается в том случае, если напряжение на экранирующих сетках должно быть меньше, чем на анодах. При включении этого сопротивления следует соединить экранирующие сетки с катодами через емкость порядка 10 мкф.
396 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ДВУХТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 397 Типовые режимы двухтактных оконечных каскадов Таблица IX. 2 Тип лампы шзс 2П1П 4П1Л 6П1П 6ПЗС 6П6С 6П6С 6П14П 6С4С 6ФЗП ГМ57 Г-807 Класс работы АВ2 » АВ! АВ2 АВх АВ2 АВХ А » » » » » АВХ » » » » » » » » АВ2 » » АВХ » » » » » Bi АВх » АВХ А АВ2 » Напряжение накала, в 1,2 1,2 2,1 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 4,0 6,3 Ток накала, а 0,12 0,24 1,3 0,9 1,8 0,9 0,76 2,0 2,0 1,7 4,0 1,8 Напряжение источника анодного питания, в 120 100 240 240 240 240 250 250 270 250 270 250 250 360 360 360 400 400 400 400 400 400 360 360 I 400 250 250 285 300 275 250 250 300 300 250 500 600 750 1 600 Напряжение на экранной сетке, в — 160 160 — — 250 250 270 250 270 — 270 270 270 250 300 250 250 300 300 225 270 1 250 250 250 1 285 300 255 250 250 — — 250 — — 300 1 300 Смещение на управляющей сетке, в -8,5 0 —13,2 —13,2 —26 —26 — — — —16 —17,5 —20 — — —22,5 —22,5 — —20 —20 —25 —25 —18 —22,5 -20 —15 — 1 -19 1 —20 —8,5 — -И — -62 — -35 —50 -32 1 -30 Амплитуда напряжения между управляющими сетками, в 24 60 26,4 42 52 78 30 35,6 40 32 35 20 20 57 45 45 44 ! 57 40 40 50 50 52 72 57 30 30 38 40 7 15 15 — — 30 70 100 92 1 78 Сопротивление смещения в цепи катода, ом 1 — — — —. — — 200 125 125 . 490 250 — 190 200 . -~ —. — , — — — 200 — — — 120 — 780 — 250 — — —, — Анодный ток покоя, ма 5 0,04 30 30 30 30 70 120 134 120 134 40 40 88 88 88 96 112 88 88 102 102 78 88 88 70 84 70 78 52 58 20 80 80 60 200 160 60 60 Среднее значение анодного тока при максимальной мощности, ма 1 23 29 — — — — 80 130 145 140 155 44 42 100 140 132 1 ПО 128 124 126 152 156 142 205 168 79 — 92 90 58 74 75 — — — — — 240 1 200 Ток экранной сетки, ма - — — 4 4 — — 5 10 11 ! 10 1 11 | — — 5' 5 5 4,6 7 4 4 6 6 3,5 5 4 5 8 4 5 5,2 6,6 *,2 — — 5 — — 5 1 5 Ток экранной сетки при максимальной мощности, ма — — — — — — 12 15 17 16 17 — — 17 11 15 11 16 12 9 17 12 И 16 13 12 ■— 14 14 7,6 14,8 15 — — — — — 10 1 10 Оптимальное нагрузочное сопротивление между анодами, ком 1 • — 4,8 10 8 10 9 9 5 5 5 5 5 6 9 3,8 6,6 8,5 6,6 8,5 . 6 6,6 I 3,8 6 3,8 6 10 10 8 8 7 8 8 5 3 - 6 8 10 3,2 3,2 Максималь- 1 ная отдаваемая мощ- 1 ность, вт J 1 1,4 6,2 9,0 4,3 10,0 8 13,5 18 | 14,5 | 17 1,4 1,3 24 18 26 24 32 26 20 34 23 31 47 40 8,5 10 12 14 6 11 12 ю \ 15 9 12 19 120 1 80 Коэффициент ' нелинейных искажений, % 10 10 — — — — 5 2 2 2 2 5 6 4 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 — 5 5 4 4 3 4 4 5 3 7 1 3 3 — 1 — Примечания 1 3;4;5;10 1 4,8 1;10 1;4;9;10 2 2 2 1 1 1;10 2;10 2 1 1 2 2 1 1 1 1 1;4;6 1;4;7 1;4;7 1 ! 2 ! 1 1 1 ! 1 2 1 2 I 1 2 1 1 I;7 1 1;5 Примечания: 1. Работа с фиксированным смещением. 2. Работа с автоматиче ским смещением от сопротивления, включенного в общую цепь катодов ламп каскада. 3. Усиливаемое напряжение подается на управляющие и экранные сетки; сопротивле ния, соединяющие экранные сетки с управляющими сетками, должны быть по 10 ком. 4. Допустима работа только с трансформаторной связью с предоконечным каскадом; сопротивление в цепи сетки каждого плеча должно быть не более 500 ом. 6—9. Минимально необходимая мощность предоконечного каскада соответственно: 100, 350, 180, 60 и 600 мет. 10. Триодное включение. Токи и отдаваемая мощность, указаны для каскада в целом, т. е. для каскадов, работающих с пентодами, лучевыми тетродами или триодами — для двух ламп, а для каскадов с двойными триодами — для одной лампы.
398 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Каскад по схеме рис. IX. 6, а может работать с сеточными токами (класс АВ2). Схема двухтактного оконечного каскада на пентодах косвенного накала с автоматическим смещением на управляющей сетке и реостатно- емкостным входом приведена на рис. IX. 6,6. Эта схема не может быть использована для работы с сеточными токами. Аналогичная схема на триодах прямого накала представлена на рис. 1Х.6,в. Нити накала питаются Рис. IX. 6. Схемы двухтактны* оконечных каскадов. переменным током от понижающего трансформатора Тр2 со средней точкой во вторичной обмотке. На рис. 1Х.6,г приведена схема двухтактного каскада на двойном триоде прямого накала с правой характеристикой /а = fXUc). Каскад может работать с сеточными токами. Конденсаторы С ихопротивленияЯ в схемах на рис. 1Х.б,а и б предназначены для компенсации изменений величины анодной нагрузки на разных частотах. Такая компенсация необходима для выравнивания частотной характеристики каскада. В каскадах, выполненных на триодах, конденсаторы С и сопротивления R можно не включать... Типовые режимы двухтактных оконечных каскадов приведены в табл. IX.2. Для напряжений анодного источника, отличающихся от табличных, следует произвести расчет режима. Расчет режима двухтактного оконечного каскада в классе А. Вначале рассчитывается одно плечо*сх^мы, так же как и для однотактного усилителя. Затем учитываются особенности двухтактной схемы:
ДВУХТАКТНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 399 1) отдаваемая мощность Р^ удваивается; 2) ток, потребляемый от анодного источника, удваивается; 3) сопротивление анодной нагрузки между анодами #а#а= 2Яа; 4) общий коэффициент гармоник kr =y3 (при полной симметрии); 5) в схеме с автоматическим смещением сопротивление в катодной цепи уменьшается вдвое. Расчет режима двухтактного оконечного каскада в классе ABi. 1. Напряжение смещения Uc0 на управляющей сетке определяется путем построения (рис. IX.7). 2. По анодным характеристикам для выбранных Ua0 и иэ определяется анодный ток покоя /а0. 3. Максимальная амплитуда переменного напряжения на управляющей сетке 4. Строится динамическая характеристика суммарного тока. Для пентодов и лучевых тетродов она проходит через точку статической характеристики для Uc= 0, где последняя переходит в пологий участок (точка А на рис. IX.8). Второй точкой, через которую проходит динамическая характеристика суммарного тока, является точка В на оси (/а. б. Мощность, отдаваемая в нагрузку двумя лампами, Р .= - 'am ("аО ^а. мин) ис.б т 6П18П Uq'L -L /у17С I 1 '!_ Л // '1 1 '6 1-U ■ I 1 I 1 / 1 •4 :0 7, U 2000 Рис. IX. 7. Определение рабочей точки для усилителя класса АВ. где tjt—-■ к. п. д. выходного трансформатора (гл. V), а остальные величины показаны на.рис. IX. 8 6. Коэффициент нелинейных искажений ь = —22 5- 100 о/0, Г 2(/ат + /а) где /а — анодный ток, определяемый пересечением динамической характеристики со статической для Uc = 0,5 0с0. Учитывая асимметрию плеч, полученное значение следует увеличить на 20 — 25%. . Если величины Р^ и kr не удовлетворяют предъявляемым требованиям, то необходимо подобрать более выгодное положение точки Л, выбрать другое Uc0, увеличить £/а0 или применить лампы другого типа. 7. Амплитуда напряжения на всей первичной обмотке выходного трансформатора Umi ~ ^ао * ия
400 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 8. Постоянная составляющая анодного тока каждой лампы при максимальной отдаваемой мощности 'а0 макс *"" 4 ^ *т "*" 2'а(У' Гп 1 1 /00 3 1г к Ток в ,.N Ьег ш \ 1 \ 1 \ А ( \ мим общем Р К ) У \/ л~~^ |^*р ( \ \ проводе равен ^ \ \ \ \ \ v L.^ ~?б \ -5.U >> -48 ч 1 \ 1 NJ ft 1ч 1 вь Г\- \ too Щтг J 2/а0 ч^ :шш в -а макс 0 ^ riid то *^, в^ ^ ^». 31 . -8 Ю 1 6П18П W в *""■«■■ 706 -^ * • ^.^ -0J —-и — /^ %. I [ *н 0 Рис. IX. 8. Построение динамической характеристики ^двухтактного оконечного каскада. 9. Проверяется мощность, рассеиваемая на аноде каждой лампы при максимальной отдаваемой мощности, • ^а(г аО макс *^ _ а Г000 2ri7"< a- аоп» ™е 7а0макс— Ма'> ^аО"- в- 10. Необходимая величина нагрузки между анодами п . "а0 ~"~ ^а. мин Ра. а =^4-— 7 «ОЛ, ia/n где Ua0 и i/a# мин — в; /ат — жа.
УЛЬТРАЛИНЕЙНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД 401 11. В схеме с автоматическим смещением величина сопротивления в катодной цепи R 0'5[/с0 'аОмакс * 'э Пример. Лампа 6П18П, (/а0= 1!э = 170 в. Определяем (см. рис. IX.7 и IX.8): Uc0 = -U в; £/тс = 11 в; /а0 = 13 ма\ /а т = 128 ма\ /а = 62 ма (при Uc = 0,5[/с0 = — 5,5 в); V&. мин = 35 « р„ = 6,9 вт (при г]Т = 0,8); Uml = 135 в; 7а0 макс = 38 ма> Р&=* вт< Р^ доп = 12 вт\ tfa. a = 4,3 коле; #к=»110 оле; £г«1,5 %. Стабилизация напряжения смещения в усилителях классов АВ и В. Величина постоянной составляющей анодного тока при работе в классах АВ и В зависит от уровня сигнала на управляющих сетках, поэтому при Йаботе усилителя изменяется напряжение автоматического смещения, ^ля стабилизации напряжения смещения можно применять кремниевые стабилитроны (см. гл. VIII), которые включаются вместо сопротивления автоматического смещения. Тип стабилитрона выбирается из следующих «условий: 1) рабочее напряжение стабилитрона должно быть равно напряжению смещения, 2) максимальное значение постоянной составляющей анодного тока каскада должно быть равно или меньше максимального тока стабилитрона. Если для стабилизации напряжения автоматического смещения применяется кремниевый стабилитрон, то конденсатор в цепи катода можно не включать, так как сопротивление стабилитрона для переменного тока очень мало. § 5. УЛЬТРАЛИНЕЙНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД Ультралинейный оконечный каскад (рис. IX.9) представляет собой усилитель с отрицательной обратной связью (см. § 12), вводимой в цепь экранирующей сетки. Пентод или тетрод в такой схеме приобретает свойства' лампы, которая по параметрам занимает промежуточное положение между пентодом и триодом. Выбором оптимального отношения р между числами витков первичной обмотки выходного трансформатора, включенной в цепь экранирующей сетки w3 и в цепь анода доа, можно сохранить присущие пентоду экономичность питания, чувствительность и большую выходную мощность, получить свойственное триоду малое внутреннее сопротивление и добиться снижения нелинейных искажений по сравнению даже с триодным включением лампы. Особенно большие преимущества дает применение ультралинейного режима в двухтактном оконечном каскаде, работающем в классе АВ. Величина р может быть различной для различных типов ламп. Оптимальные значения коэффициентов р для некоторых выходных ламп и типовые электрические режимы при использовании этих ламп в ультралинейных усилителях приведены в табл. IX.3.
402 усилители низкой частоты Таблица IX. 3 Типовые режимы двухтактных ультралинейных усилителей Тип лампы 6П1П 6ПЗС 6П6С 6П14П Анодное напряжение, в 250 385 300 300 Сопротивление в цепи катода, ом 430 350 470 130 Сопротивление нагрузки, ком 10 6,6 10 8 Значение коэффициента р 0,22—0,23 0,42—0,45 0,22—0,23 0,42—0,45 Выходная мощность, вт 8 20 10 10 Коэффициент нелинейных искажений, % 0,5 0,7 . 0,5 0,5 Примечание. Коэффициент нелинейных искажений указан для случая охвата усилителя обратной связью глубиной 20 дб. К выходным трансформаторам ультра линейных усилителей предъявляются специфические требования, невыполнение которых сводит на нет все схемные преимущества. Индуктивности рассеяния и паразитные емкости обмоток выходного трансформатора должны быть сведены до минимума. Особенно опасны индуктивность рассеяния между обмоткой, включенной в цепь экранирующей сетки, и анодной обмоткой и емкостная связь между анодным выводом одного плеча и экранным отводом противоположного плеча первичной обмотки. Если обмотки секционированы, то не следует размещать в разных секциях анодные и экранные витки одного плеча первичной обмотки. Примеры правильного размещения обмоток выходных трансформаторов показаны на рис, IX. 10. Требования к выходному трансформатору еще более повышаются, если усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Практически качество выходного трансформатора ограничивает допустимую глубину отрицательной обратной связи и тем самым ставит предел улучшению характеристик всего усилителя.. Практическая схема ультра линейного усилителя с выходной мощностью до 10 вт при коэффициенте нелинейных искажений менее 0,5% приведена на рис. IX.57. Рис; IX. 9. Схема ультралинейного оконечного каскада. § 6. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ДВУХТАКТНЫЕ КАСКАДЫ Бестрансформаторные усилительные каскады вносят меньшие по сравнению с трансформаторными искажения и отличаются меньшей стоимостью. Однако такие каскады работают только при нагрузке на специальные громкоговорители, с повышенным сопротивлением звуковой катушки (см. табл. VII. 4).
БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ДВУХТАКТНЫЕ КАСКАДЫ 403 Наибольшее распространение получил так называемый последовательный двухтактный каскад (рис. IX. 11 и IX. 12). Недостатком такого Рис. IX. 10. Размещение обмоток в выходных трансформаторах для ультралинейных усилителей. +3006 6и каскада является необходимость удвоенного напряжения анодного питания, так как по постоянному току лампы включены последовательно. Чтобы выполнить усилитель при обычном напряжении источника питания (250—300 в), необходимо применять лампы, которые при низком анодном напряжении (100—150 в) имеют малое внутреннее сопротивление и отдают достаточную мощность. Последовательный двухтактный каскад, собранный на лампах типа 6П18П, при напряжении источника питания 300 в отдает мощность 6—8 вт (при сопротивлении нагрузки около 800 ом). В бестрансформаторных усилителях сопротивление в цепи питания экранной сетки верхней (по схеме) лампы оказывается включенным параллельно нагрузке по переменному току, вследствие чего снижается полезная выходная мощность. При увеличении сопротивления в цепи экранной сетки лампы Л± (рис. IX. 11) снижается напряжение на этой сетке, в результате чего уменьшается мощность, отдаваемая лампами. Вместо сопротивления в эту цепь можно включить дроссель с индуктивностью не менее 5 гн. Экранную сетку лампы Л2 также нежелательно питать через гасящее сопротивление большой величины, так как при этом увеличиваются нелинейные искажения. Более удачной является схема питания этой сетки от отдельного выпрямителя. Схема фазоинверсного и бестрансформаторного каскадов, в которой экранная сетка лампы Л± питается через громкоговоритель, а экранная сетка лампы Л2— от специального выпрямителя, приведена на рис. IX. 12. Чтобы устранить возможность Рис. IX. 11. Схема простейшего бестрансформаторного оконечного каскада.
404 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ пробоя между звуковой катушкой и магнитной системой, корпус громкоговорителя следует подсоединить к положительному зажиму источника питания анодных цепей. При напряжении источника анодного питания 250 в усилитель, собранный по схеме рис. IX. 12, обеспечивает выходную мощность около 3 вт, при напряжении 350 в — до 10 вт. Такой усилитель целесообразно использовать в радиолах и приемниках высшего класса. Рис. IX. 12. Схема фазоинверсного и бестрансформаторного оконечного каскада. Усилители с бестрансформаторными оконечными каскадами более стабильны при глубокой обратной связи, чем усилители с трансформаторами. • § 7. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ОКОНЕЧНЫМ КАСКАДОМ И ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕМ '"' Полное сопротивление громкоговорителя в большой степени зависит от частоты. Наименьшее значение оно имеет на частоте около 400 гц, на которой обычно и измеряется. На частоте резонанса подвижной системы и при частотах около 10 000 гц полное сопротивление возрастает в несколько раз (рис. IX. 13). Когда сопротивление нагрузки представляет большую величину для гармоник, чем для основной частоты, то нелинейные искажения на этой частоте увеличиваются. Например, на частоте, равной половине резонансной частоты подвижной системы, достигает максимума вторая гармоника, так как ее частота будет равна частоте резонанса подвижной системы. По той же причине возрастают все гармоники на частотах выше 1000 гц, так как сопротивление нагрузки для гармоник больше, чем для основной частоты. '
УСИЛИТЕЛИ НА СОПРОТИВЛЕНИЯХ 405 Выходное напряжение, т. е. напряжение на звуковой катушке громкоговорителя, также возрастает на частоте резонанса подвижной системы и на высоких звуковых частотах: для триодов — незначительно, для пентодов и лучевых тетродов — очень резко. Для компенсации возрастания сопротивления громкоговорителя на высоких частотах целесообразно применять в анодной цепи пентода или лучевого тетрода корректирующую цепь из сопротивления и емкости (см. рис. 1Х.2,г). При этом уменьшаются и частотные и нелинейные искажения на высоких частотах. Величина сопротивления R обычно выбирается от 8000 до 30 000 ом, а емкость С — от 0,01 до 0,05 мкф. 1 on 1 £ 8П ? 7П 11 то ЯП i 40 О) 9 9П Г 0 1 1 1 М\ HI \уУ too юоо ш1ги 10000 Рис. IX., 13. Зависимость полного сопротивления динамического громкоговорителя от частоты. Работа громкоговорителя улучшается при уменьшении выходного сопротивления усилителя, которое «шунтирует» громкоговоритель, увеличивая затухание его подвижной системы. Это притупляет резонансные свойства подвижной системы громкоговорителя и тем самым выравнивает его частотную характеристику и уменьшает переходные искажения. Для уменьшения выходного сопротивления усилителя в оконечных каскадах можно применять триоды. Выходное сопротивление усилителя резко снижается, если в выходном каскаде применена отрицательная обратная связь по напряжению. § 8. УСИЛИТЕЛИ НА СОПРОТИВЛЕНИЯХ Усилителем на сопротивлениях принято называть усилитель, нагрузкой которого является активное сопротивление, включенное в анодную цепь. Усилители на сопротивлениях применяются в качестве усилителей напряжения. Они просты, дешевы и дают достаточно постоянное усиление в диапазоне звуковых частот. На рис. IX. 14 показаны типовые схемы усилителей на сопротивлениях, а в табл. IX.4 и IX.5 приведены данные усилительных каскадов.
406 усилители низкой частоты Выбор типа ламп. В каскадах усилителей на сопротивлениях, работающих в диапазоне звуковых частот (до 10—15 кгц), часто применяются триоды с большим [I (см. гл. VIII), при этом можно получить коэффициент усиления до 50—70. Если необходимо получить усиление на каскад, равное 100— 200, то применяют пентоды. Выбор режима работы лампы в каскаде на сопротивлениях сводится к выбору сопротивления анодной нагрузки Ra и определению Рис. IX. 14. Схемы усилителей на со- напряжений на аноде Ua, на противлениях: управляющей сетке U^ и с - на триоде; б - на пентоде. экранирующей сетке Ur Сопротивление Ra для триодов выбирается обычно в 2—4 раза больше их внутреннего сопротивления R(; для пентодов Ra выбирается в пределах 50—500 ком. С увеличением Ra растет коэффициент усиления, но вместе с тем увеличиваются частотные искажения на высоких частотах. Рис. IX. 15. Построение динамической характеристики усилителя на сопротивлениях. Для определения величины Ua и Uc0 следует построить динамическую характеристику на семействе статических анодных характеристик. Построение показано на рис. IX. 15. Динамическая характеристика должна соединять на горизонтальной оси точку, соответствующую выбранному напряжению источника анодного питания Еа, и на'вертикальной оси точку, где ток
УСИЛИТЕЛИ НА СОПРОТИВЛЕНИЯХ 407 Таблица IX. 4 Данные каскадов предварительного усиления низкой частоты на триодах Тип лампы 6Н1П 6Н2П 6ГЗП 6Ф1П (триодная часть) 6ФЗП (триодная часть) 6И1П (триодная часть) > Еа, в 120—230 230—280 180—230 230—280 150—200 200—280 150-250 150-250 150-250 Ra ком 47 100 220 47 100 220 100 220 100 220 100 100 47 100 220 47 100 220 47 100 220 RK ком 1,0 2,2 6,2 1,0 1,5 4,7 1 2 1 2 — 1,0 3,0 4,7 1,0 2,2 2,2 1,0 1,5 3,3 К 11—15 16—22 30—45 40—55 35—40 40—50 14—20 25—35 11-15 Примечай и я: 1. Для лампы 6ГЗП данные указаны для схемы с заземленным катодом; сопротивление утечки сетки 10 Мам. 2 Емкость конденсатора в цепи катода Ск должна быть не менее 20 мкф. Для выбора рабочей точки динамическая характеристика строится в сеточной системе координат. Рабочая точка выбирается в средине прямолинейного участка динамической характеристики. Из построения на рис. IX. 15 получаем £/с0= — 1в, £/а0= 155 в, /а0= 1,4 ма. Максимальная амплитуда переменного напряжения на управляющей сетке, при которой практически отсутствуют сеточные токи и искажения при усилении невелики, ^mc^cO-^-r05')*-
408 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Таблица IX. 5 Данные каскадов предварительного усиления низкой частоты на пентодах Тип лампы 6ЖЗП 6Ф1П (пен- тодная часть) Еа, * 100—150 200—250 150—250 #а ком 100 220 470 100 220 470 100 220 470 RK ом 560—680 560—680 1500-2200 560—686 560—680 1500—2200 560—680 560—680 1 1000—2000 Дэ> ком 470—680 470—680 1000—2000 470—680 470—680 1000—2000 470—680 470—680 1000—2000 К 100—140 150—180 180—220 150—190 200—280 280—340 100—150 160—200 200-240 При выборе режима для пентода при больших значениях #а (более 200—300 ком) приходится снижать напряжение на экранирующей сетке по сравнению с приводимым в справочниках. В противном случае динамическая характеристика получается пологой, и режим становится невыгодным, так как снижается усиление и увеличиваются искажения. Для построения динамической характеристики при сниженном значении напряжения на экранирующей сетке £/э нужно иметь семейство анодных характеристик для такой величины £/э. Такое семейство характеристик можно снять или построить путем пересчета из имеющегося семейства. В последнем случае нужно знать зависимость анодного тока от напряжения на экранирующей'сеТке. После выбора режима определяются параметры лампы \i и R. в рабочей точке (см. гл. VIII). Расчет каскада на сопротивлениях. Сеточное сопротивление Rc выбирается в 5—10 раз больше сопротивления #а, но не более 2—3 Мом, Для предоконечных каскадов величина Rc не должна превышать максимально допустимой величины сопротивления в цепи сетки выходной лампы. Например, для лампы 6ПЗС Rc не должно превышать 0,25 Мом. Емкость разделительного конденсатора, отвечающую заданной частотной характеристике на низких частотах, можно определить по формуле 150 Сс > -у . МКФ* где /н — низшая частота заданного диапазона частот, гц\ Rc — сеточное сопротивление, ком; Мн — коэффициент частотных искажений в области низких частот (обычно Мн = 1,1 -^ 1,3). Величину Сс можно определить лз табл. IX.6.
УСИЛИТЕЛИ НА СОПРОТИВЛЕНИЯХ 409 Таблица IX. 6 Емкость разделительного конденсатора RCt Mom 0,1 0,25—0,27 0,47—0,5 1,0 2,0—2,2 При низшей частоте /н гц 70 0,07 мкф 0,025 » 0,015 » 6200 пф 3000 » 100 0,04 мкф 0,015 » 0,01 » 4300 пф 2000 » 150 0,03 мкф 0,01 » 6800 пф 2700 » 1500 » 200 0,02 мкф 7500 яф 5100 » 2000 » 1000 » В качестве разделительных следует выбирать конденсаторы с большим сопротивлением изоляции. Лучше всего для этой цели подходят слюдяные и пленочные конденсаторы (см. гл. III). Величина сопротивления автоматического смещения определяется по формуле *к = - Ut с0 'а0 + 'э 103 0Mf где Uc0 — смещение на управляющей сетке, в; /а0—постоянная составляющая анодного тока, ма\ /э — ток экранирующей сетки, ма. Емкость конденсатора, шунтирующего сопротивление автоматического смещения, определяется по формуле Ск > 14-2 /н#к 10е мкф, где fH — низшая частота заданного диапазона, гц\ /^ — сопротивление автоматического смещения, ом. Гасящее сопротивление в цепи экранирующей сетки определяется по формуле £а-"э ** = КОМ, где Еа—напряжение источника анодного питания, в; U9 — напряжение на экранирующей сетке, в; /э — ток экранирующей сетки, ма. Емкость конденсатора в цепи экранирующей сетки пентода определяется по формуле где /н — низшая частота заданного диапазона, гц\ R3 • тивление экранирующей сетки, Мом. Емкость Сэ можно определить из табл. IX.7. гасящее сопро-
410 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Емкость конденсатора в цепи экранирующей сетки, мкф Таблица IX. 7 /?э Мом 0,1—0,2 0,27—0,5 0,56—1,5 1,7—3,0 При низшей частоте /н гц 70 0,3 0,1 0,07 0,04 100 0,2 0,07 0,05 0,03 150 0,15 0,05 0,04 0,02 200 0,1 0,04 0,025 0,015 Коэффициент усиления каскада на средних частотах *о = V R, Rt 1+ТГ + -1Г Многокаскадные усилители. Если усиление одного каскада недостаточно, то включают два или несколько каскадов так, как показано на рис. IX. 16. Дополнительными элементами в этой схеме по сравнению с однокаскадной являются развязывающие фильтры #ф и Сф, включенные в анодные цепи каждого из каскадов. Основное назначение таких фильтров — устранение паразитной обратной связи между каскадами усилителя через общий источник анодного питания. Величина сопротивления R^ выбирается обычно в пределах (0,l-j-0,2)/?a# Величина емкости Сф может' быть о 0 т ■■ — — ъщть определена по формуле Рис. IX. 16. Схема двухкаскад- ного усилителя на сопротивлениях. Сф> 20-f-50 мкф, где fn — низшая частота заданного диапазона, гц\ Яф — сопротивление фильтра, Мом. § 9. ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Преимущества трансформаторного усилителя перед усилителем на сопротивлениях: 1) возможность получения в одном каскаде большего коэффициента усиления, чем \i лампы;
ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 411 2) возможность получения частотной характеристики с подъемом на высоких или низких частотах; 3) возможность использования последующего каскада в режиме работы с сеточными токами вследствие малого сопротивления вторичной обмотки трансформатора; 4) легко осуществимый симметричный (двухтактный) выход (вывод средней точки вторичной обмотки трансформатора). Последние два обстоятельства обусловливают применение трансформаторной схемы в предоконечных каскадах мощных усилителей. По сравнению с каскадом на сопротивлениях трансформаторный каскад имеет некоторые недостатки, а именно: 4—0 1 £ S J. г I II § 1 Рис. IX. 17. Схемы трансформаторных усилителей: а -^с последовательным питанием; б — с параллельным. 1) трудность получения равномерного усиления в широком диапазоне частот; 2) сложность конструкции, большие вес, габариты и стоимость. Трансформаторные усилители собираются по схеме с последовательным (рис. 1Х.17,а) и параллельным питанием (рис. IX. 17,6). В схеме с параллельным питанием отсутствует подмагничивание междулампового трансформатора анодным током лампы, что позволяет уменьшить его размеры. Недостаток схемы" с параллельным питанием — падение постоянного напряжения на сопротивлении /?а. Трансформаторные усилители с последовательным питанием часто применяются в усилителях, питающихся от батарей. Выбор лампы для трансформаторного усилителя. Для получения малых частотных искажений в трансформаторных каскадах следует применять лампы с низким внутренним сопротивлением. Наиболее пригодными являются триоды 6C5G, 6С2С, 6С1П, двойные триоды 6Н1П, 6НЗП, 6Н5П, 6Н14П, 6Н16Б, 6Н8С, а также пентоды 6Ж7, 6Ж8, 6Ж1Б, 6Ж2П (в триодном включении). Выбор режима лампы. В трансформаторных усилителях напряжения используются, главным образом, типовые режимы работы лампы (см. гл. VIII). Расчет трансформаторного каскада с последовательным питанием. Коэффициент трансформации п = —— выбирается в пределах 1,5—4.
412 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ При увеличении значения п возрастает усиление, однако при этом увеличиваются частотные искажения в области высоких частот. Сопротивление первичной обмотки трансформатора /1 = (0,1-т-0,15) #г" При уменьшении п растет коэффициент усиления, но увеличиваются размеры трансформатора. Индуктивность первичной обмотки трансформатора где Rt —внутреннее сопротивление лампы, ом\ /i — сопротивление первичной обмотки, ом; fH — низшая частота, гц; Мн — коэффициент частотных искажений на низких частотах (Мн = 1,1 -г- 1,3). Сопротивление вторичной обмотки трансформатора г2 = пп\ Расчет индуктивности рассеяния трансформатора относительно сложен. Для уменьшения частотных искажений на высоких частотах следует снижать индуктивность рассеяния и собственную емкость трансформатора. Это достигается секционированием обмоток и чередованием секций первичной и вторичной обмоток. Частотные искажения уменьшаются также, если параллельно вторичной обмотке трансформатора включить сопротивление Rm (рис. 1Х.17,а). При этом снижается и коэффициент усиления. Коэффициент усиления каскада на средних частотах (без сопротивления RJ Величины сопротивления и емкости конденсатора в цепи катода трансформаторного усилителя определяются так же, как и для усилителя на сопротивлениях (см. § 8). § 10. ФАЗОИНВЕРСНЫЕ КАСКАДЫ Фазоинверсным каскадом называется каскад, создающий два напряжения одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на 180°. Фазоинверсным каскадом может быть трансформаторный каскад, у которого^транс- форматор выполнен со средним выводом вторичной обмотки.'Такую схему применяют в тех случаях, когда оконечный каскад работает с токами сетки. Недостаток этой схемы — наличие громоздкой и дорогой детали- трансформатора. Самобалансирующийся фазоинверсный каскад представлен на схемах, приведенных на рис. IX. 18. В этих схемах могут быть применены лампы типа 6Н7С, 6Н8С, 6Н9С, 6Н1П, 6Н2П, 6Н5П, 6Н15П и др. Каскад, собранный по схеме на рис.1Х.18,а, рассчитывается следующим образом: * 1) задаются величиной Ra (см. § 8) и величиной Rz = Ri^ Rz в соответствии с требованиями, для ламп выходного каскада (стр. 408); 2) принимают R6 = 0,2 #з;
ФАЗОИНВЕРСНЫЕ КАСКАДЫ 413 3) сопротивление нагрузки переменному току RARi + Rt) R* — R^ + Ri + R* 4) коэффициент усиления каскада где [I — статический коэффициент усиления лампы в рабочей точке. Рабочая точка выбирается так же, как для усилительного каскада на сопротивлениях; я-*г-+Е, +Jo R00,1 °с.№Выход1 HI A * Ш 0,2 Рис. IX. 18. Схемы самобалансирующегося фазоинверс- ного каскада. б) определяются сопротивления Ri и R2: R3 — R2; *2=Хо;/?1: 6) сопротивление автоматического смещения сО аО 7) емкость разделительных конденсаторов 150 1 мкф, где /н — гц; R3 — ком. Величина Мн выбирается обычно в пределах 1,05—1,2. В схеме на рис. IX. 18,6 функции делителя напряжения и балансирования выполняет одно сопротивление /?б. При этом сопротивления Ri и /?2 выбираются неравными. Достоинством этой схемы является отсутствие одного сопротивления, недостатком —. несколько худшая балансировка.
414 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Особенности расчета фазоинверсного каскада, собранного по схеме на рис. IX. 18,6, следующие: сопротивлением R2 задаются в соответствии с типом выходной лампы, сопротивление Ri выбирают на 20% меньше R2f т. е. Ri = 0,8 R2, а сопротивление R6 = 0,3 R2. Остальные элементы рассчитываются так же, как и для каскада, схема которого приведена на рис. 1Х.18,а. Каскад с разделенной нагрузкой показан на рис. IX. 19. В этом каскаде одна половина нагрузки включена в анодную цепь лампы, вторая— в катодную. Преимуществами этой схемы перед схемами на рис. IX.18 являются: отсутствие одного триода и лучшая частотная характеристика, недостатком — отсутствие усиления (К < 1). Несмотря на то, что такой каскад не дает усиления, он часто применяется, особенно в высококачественных усилителях звуковой rLf-1—«.) I \RjO,J частоты и в широкополосных усилителях. 'I V5r -L. ^ля УстРанения асимметрии частотной ха- ГТТi/Г/Г рактеристики плеч на высоких частотах Xrl^S 2*Н9С (в широкополосных усилителях) между ано- ~ дом и шасси включают выравнивающий конденсатор С емкостью несколько пикофарад. Каскад с разделенной нагрузкой рассчитывается в следующем порядке: 1) задаются величиной нагрузки R\ = а= R2 = 0,5/?а (см. § 8) и величинами Rz = = #4 в соответствии с требованиями выходного каскада; 2) сопротивление нагрузки переменно- " му току *а~~ Л + /?4 § 3) коэффициент усиления каскада на средних частотах К ^*~ А°- Rt + P + tfR^ ; 4) внутреннее сопротивление лампы с учетом отрицательной обратной 4 1 Рис. IX. када с грузкой. шХВыход1 Выход J ■0 19. Схема кас- разделенной на- связи я = Ъ + *а~ 5) эквивалентное сопротивление одного плеча *>awn * 6) емкость, шунтирующая катодную часть нагрузки, С^кат = Ск. н ~Ь См + Свх. дин» где Ск „—емкость катод—нить накала; См — емкость монтажа; Свх дин- динамическая входная емкость одного плеча двухтактного каскада;
КАСКАД С КАТОДНОЙ НАГРУЗКОЙ 415 7) коэффициент частотных искажений на верхних частотах С \* хэкв°2 кат-' » 8) строится динамическая характеристика и определяются режим работы лампы и остальные элементы схемы (§ 7). Парафазный каскад (рис. IX.20) объединяет преимущества самобалансирующегося каскада и каскада с разделенной нагрузкой. Он характеризуется большим коэффициентом усиления и хорошей устойчивостью. Недостатком парафазного каскада является необходимость тщательного подбора элементов схемы: Парафазные каскады часто применяются в качестве оконечных каскадов в усилителях для осциллографов. § 11. КАСКАД С КАТОДНОЙ НАГРУЗКОЙ (КАТОДНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ] Основные свойства. Величина коэффициента усиления не всегда определяет выбор схемы усилителя. Часто основными параметрами являются входное и выходное сопротивления. Особенностью катодного повторителя является очень малое выходное и большое входное сопротивления, а также малая входная емкость. Коэффициент уси- . ления катодного повторителя всегда меньше единицы. Катодный повторитель отличается хорошими частотной и фазовой характеристиками, позволяющими передать без искажений частот — от нескольких герц до нескольких Рис. IX: 20. Схема пара- ' фазного каскада. широкую полосу мегагерц. Ко входу катодного повторителя можно подводить переменное напряжение, значительно превышающее допустимое для других схем. Коэффициент усиления катодного повторителя очень стабилен и практически не меняется при изменении напряжения источников питания и параметров лампы со временем. Схемы. Три варианта схемы катодного повторителя приведены на рис. IX.21. Первый вариант (рис. IX.21,а) может быть избран только в том случае, если постоянная составляющая напряжения на сопротивлении нагрузки 0н0 равна напряжению смещения Uc0, необходимому для работы лампы в выбранном режиме. Если С/н0 меньше Uc0, то дополнительное смещение можно получить либо от отдельного источника, либо включив сопротивление RK (рис. IX. 21,в). Если же Uh0 больше Г/с0, то напряжение смещения подается с части сопротивления нагрузки или со специального сопротивления RK (рис. IX.21,б). Если катодный повторитель выполняется на пентоде, то конденсатор, блокирующий экранную сетку, подключается между экранной сеткой и катодом (рис. IX.22). Применение катодного повторителя в диапазоне звуковых частот. Катодный повторитель целесообразно использовать в качестве последнего
416 усилители низкой частоты каскада выносных, например, микрофонных усилителей. Вследствие низкого выходного сопротивления катодного повторителя резко снижаются Рис. IX. 21. Схемы каскадов с катодной нагрузкой на триоде. наводки на провода, соединяющие выходные клеммы выносного усилителя с входными клеммами основного усилителя. Выбор лампы. В катодном повторителе применяют как триоды, так и тетроды и пентоды. Чтобы ослабление- напряжения было наименьшим, следует применять лампы с большой крутизной. Для уменьшения входной емкости надо применять пентоды. Расчет катодного повторителя выполняется шш .-—-|х х в следУ1011*61* порядке: ^pjutSSrf g 1) выбирается величина нагрузки и стро- ится динамическая характеристика (см. § 8). Величина нагрузки зависит от условий работы каскада. Если катодный повторитель применяется в УНЧ, то к величине нагрузки особых требований не предъявляется. Поэтому величину RH и режим лампы следует выбирать так, чтобы падение постоянного напряжения на сопротивлении RH создавало необходимое смещение на управляющей сетке, т. е. применять схему, приведенную на рис. IX.21,а; 2) коэффициент передачи напряжения Рис. IX. 22. Схема каскада с катодной нагрузкой на пентоде. /С = SR„ l+SRH где S —.крутизна лампы, ма/в; RH — сопротивление нагрузки, ком; 3) эквивалентное внутреннее4 сопротивление катодного повторителя на низких частотах
ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ 417 для схемы на рис. IX.21,6 при большом внутреннем сопротивлении источника сигнала RUCT Ri 1+ft* ' где p_ *c . #c + ^ист 4) выходное сопротивление катодного повторителя р R"R'1 ■ вых~ Rtt+R- ' 5) коэффициент частотных искажений на верхних частотах .Мв = /1+(2я/вС2У?вых)2, где CZ = Сн + Ск. н + Са. к + См» Сн — емкость нагрузки, Ск н— емкость катод — нить накала; Са# к— емкость анод —катод; См—емкость монтажа; 6) входная динамическая емкость катодного повторителя Свх. дин = Са. с + ^с. кО ~~^)» где Са с — емкость анод — управляющая сетка; Сс к — емкость управляющая сетка—катод; К — коэффициент передачи напряжения. § 12. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ Обратной связью называется связь между выходными и входными цепями какой-либо усилительной схемы. Если за счет обратной связи усиление сигнала возрастает, то такая обратная связь называется положительной. Наоборот, если усиление сигнала понижается, то такая обратная связь называется отрицательной. Обратные связи бывают полезные, специально применяемые, и вредные, или паразитные. Обратные связи различают также по принципу действия: обратная связь по напряжению, по току и смешанная. Применение отрицательной обратной связи. При любом способе выполнения отрицательной обратной связи несколько улучшается работа усилителя, однако наилучшие результаты получаются при обратной связи по напряжению. При правильно выбранной отрицательной обратной связи по напряжению: 1) уменьшаются создаваемые усилителем нелинейные искажения; 2) уменьшается фон, шум; 3) уменьшаются частотные и фазовые искажения; ,4) повышается стабильность величины коэффициента усиления и выходного напряжения при изменениях параметров ламп, величины нагрузки и т. д., что особенно важно при работе на комплексную нагрузку; 14 120
418 усилители низкой частоты 5) уменьшается выходное сопротивление усилителя. Следует иметь в виду, что отрицательная обратная связь уменьшает искажения и фон, возникающие только в каскадах, охваченных обратной связью. Недостатки усилителей с отрицательной обратной связью: 1) уменьшение коэффициента усиления; 2) возможность самовозбуждения при некоторых условиях. Отрицательная обратная связь по току применяется в усилителях звуковых частот сравнительно редко. Способы осуществления отрицательной обратной связи показаны на схемах, приведенных на рис. IX.23. Расчет усилителя с отрицательной обратной связью по напряжению. Действие отрицательной обратной связи количественно характеризуется коэффициентом обратной связи Л, который показывает, во сколько раз обратная связь уменьшает усиление охваченных ею каскадов. Коэффициент обратной связи А зависит от общего коэффициента усиления К каскадов, охваченных отрицательной обратной связью, и от коэффициента передачи Р, показывающего, какая часть напряжения, действующего на выходе последнего каскада из числа охваченных отрицательной обратной связью, поступает как напряжение обратной связи в цепь управляющей сетки первого из этих каскадов: л = 1 + р/с. Глубина обратной связи — выраженный в децибелах коэффициент А: Лдб = 201б(1+р/С). Величина Р рассчитывается для каждой конкретной схемы. Цепь обратной связи рассчитывается после расчета всех охваченных ею каскадов в следующем порядке: 1. Задаются величиной Л. В большинстве случаев А = 2 ~ 3, и только в высококачественных усилителях, когда принимают специальные меры улучшения фазовой характеристики (см. ниже), выбирают А = = 4-^6 и больше. 2. Определяют величину а А — 1 р=-к- 3. Для каждой конкретной схемы рассчитывают элементы цепи обратной связи, например, величину сопротивления /?о или число витков обмотки обратной связи w0 (рис. IX.23); для схемы на рис. IX, 23,а о *'l*al 1-P где R(1 — внутреннее сопротивление лампы Ли Для схем на рис. 1Х.23,б и 1Х.23,ае Wo = Рад для схем на рис. 1Х.23,в и 1Х.23,з о #ист + ^с »о = Ра* 5 Аист
ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ 419 Ж 3 Рис. IX. 23. Схемы осуществления отрицательной обратной связи. 14*
420 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ и для схем на рис. 1Х.23,г, 1Х.23,д и 1Х.23,е R _ ^ист р где #ист — выходное сопротивление источника сигнала. Если источником сигнала является предыдущий каскад, то _ ДА ^ист - Ri + да • где R; — внутреннее сопротивление лампы этого каскада; #а — сопротивление его анодной нагрузки. Величины сопротивлений R и Ro в схемах на рис. IX. 23, д и IX. 23, е выбирают так, чтобы выполнялось условие R + Ro> 20RH. 4. Определяют коэффициент усиления каскадов, охваченных отрицательной обратной связью, к - к 5. Определяют коэффициент нелинейных искажений на выходе усилителя с отрицательной обратной связью где kr — коэффициент нелинейных искажений при той же выходной мощности без обратной связи. 6. Определяют эквивалентное внутреннее сопротивление лампы каскада, охваченного отрицательной обратной связью, Rt Устойчивость усилителя с отрицательной обратной связью. При глубокой отрицательной обратной связи (А > 3 -f- 5) "фазовые "сдвиги на верхних и нижних частотах могут привести к появлению положительной обратной связи на этих частотах, что вызывает неустойчивость усилителя и даже самовозбуждение. В связи с этим в усилителях с глубокой отрицательной обратной связью требуется резко расширять область частот с минимальными фазовыми сдвигами. Чтобы улучшить фазовую характеристику усилителя, в схему не следует включать частотно-зависимые регулировки и трансформаторы, кроме выходного. Выходной трансформатор должен быть выполнен так, чтобы -индуктивность рассеяния и собственная емкость были минимальными. Дополнительное улучшение фазовой характеристики можно получить, применяя- специальные корректирующие #С-цепочки. Не рекомендуется охватывать отрицательной обратной связью более двух-трех каскадов. Влияние паразитных обратных связей. При сравнительно слабых паразитных связях появляются дополнительные частотные и фазовые иска-
КОРРЕКЦИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 421 жения, а иногда и нелинейные. При большой величине обратной связи усилитель может самовозбудиться. В усилителях звуковых частот паразитные обратные связи бывают в основном такого вида: 1. Электростатическая связь между цепями. 2. Магнитная связь между отдельными каскадами, обусловленная магнитными потоками рассеяния трансформаторов, входящих в схему усилителя. Для ослабления магнитной обратной связи нужно располагать трансформаторы различных каскадов на больших расстояниях или применять магнитное экранирование (см. § 20 гл.1). 3. Обратная связь через цепи питания. Для ослабления связи через источник анодного питания следует его шунтировать большой емкостью, и применять развязывающие фильтры (см. рис. IX. 16). Кроме того, не следует допускать излишнего запаса усиления на низких частотах. 4. Обратная связь, обусловленная микрофонным эффектом. Для ослабления микрофонного эффекта следует амортизировать крепление лампы первого каскада усилителя, одевать на лампу колпак из звукоизолирующего материала (войлок, вата и т. п.), не следует монтировать громкоговоритель на шасси усилителя. Генерация на ультравысоких частотах бывает чаще всего в мощных оконечных каскадах. Для подавления ее аноды ламп оконечных каскадов соединяются с катодом через небольшую емкость (200—500 пф) наиболее коротким путем* Кроме того, непосредственно у анодного вывода в анодную цепь каждой лампы включается небольшое безындукционное и безъемкостное сопротивление (50—200 ом). § 13. КОРРЕКЦИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Коррекция частотных характеристик в усилителях "звуковых частот может применяться для следующих целей: 1) получение плоской частотной характеристики. В этом случае уменьшение (или увеличение) усиления некоторых частот в одних каскадах компенсируется увеличением (или уменьшением) усиления этих же частот в других каскадах; 2) получение частотной характеристики специальной формы; 3) получение регулируемой частотной характеристики (плавно или скачками), например, для регулировки тембра. На рис. IX. 24 показаны схемы включения простейших корректирующих цепей в усилителе на сопротивлениях. Там же показаны примерные частотные характеристики усилителей с коррекцией и без коррекции, а также приведены формулы, по которым можно ориентировочно определить величины корректирующих элементов для изменения усиления на заданной частоте /j в 2 раза. Коррекция частотной характеристики звукоснимателя. Если частотная характеристика звукоснимателя представляет собой горизонтальную прямую линию (плоская частотная характеристика), то для компенсации подъема высоких частот при записи грампластинок, при их воспроизведении требуется подъем частотной характеристики на низких частотах до 6 дб(2 раза) на октаву*. На рис. IX.25 представлена схема корректирующей цепи для получения частотной характеристики с подъемом 6 дб * Октава — частотный диапазон, крайние частоты которого отличаются в два раза.
422 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ! 2frl^CH Рис. IX. 24. Схемы коррекции, частотной характеристики. Штрихом показаны частотные характеристики без коррекции.
РЕГУЛИРОВКИ В УСИЛИТЕЛЯХ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ 423 на октаву на низких частотах. В скобках указаны величины, при которых получается подъем низких частот около 3 дб на октаву. Желательно, чтобы величина сопротивления нагрузки для звукоснимателя на средних и высоких частотах была близка к рекомендуемой заводом-изготовителем. Для схемы на рис. IX.25 она равна 0,25 Мом. Если сопротивление нагрузки должно составлять 0,5 Мом, то для получения такой же частотной характеристики величины сопротивлений в схеме нужно увеличить вдвое, а величину емкости вдвое уменьшить. § 14. РЕГУЛИРОВКИ В УСИЛИТЕЛЯХ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ Регулировка усиления может быть плавлой и ступенчатой. В первом случае для регулировки применяется переменное сопротивление, включаемое как делитель напряжения (рис. 1Х.26,а). Во втором случае используется делитель из постоянных сопротивлений (рис. IX.26,6). 0,22(0,!8) Рис. IX. 25. Схема включения звукоснимателя для получения частотной характеристики с подъемом на низких частотах. Рис. IX. 26. Схемы регулирования усиления: а — плавная регулировка; б — ступенчатая. Регулятор усиления следует устанавливать на входе усилителя, чтобы не перегружалась первая лампа усилителя при сильных сигналах. В усилителях, работающих от источников сигнала с малой э. д. с. (микрофон, фотоэлемент, воспроизводящая головка и др.), регуляторы усиления следует устанавливать после первого каскада. Максимально допустимое по условиям частотных искажений сопротивление регулятора можно определить по формуле /? = 2. 10е KiVf| — 1 \ /всвх .RuctMom, где /в —- высшая частота заданного диапазона, гц\ Свх—- входная емкость каскада, перед которым включен регулятор, пф\ #ист — внутреннее сопротивление источника сигнала, Мом; Мв — допустимый коэффициент частотных искажений на высшей частоте (обычно Мв = 1,05-^ 1,2). Если регулятор усиления включен после каскада, собранного на пентоде, то вместо #ист в формулу следует подставлять величину сопротивления анодной нагрузки R .
424 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Рис. IX. 27. Схема регулирования усиления потенциометром в цепи экранной сетки. Сопротивление регулятора R должно быть в 5—10 раз больше сопротивления анодной нагрузки предыдущего каскада. В противном случае усиление этого каскада будет заметно снижено. Если величина сопротивления регулятора R, рассчитанная из условия допустимых частотных искажений, не удовлетворяет ""условию R > 5#а, то можно применять другую схему, например, схему, в которой усиление регулируется изменением напряжения на экранной сетке пентода (рис. IX.27). Усиление можно регулировать изменением глубины обратной связи. Недостаток этого способа — невозможность уменьшить усиление до нуля. Рис. IX. 28. Схемы регуляторов громкости с тонкомпенсацией в области низких частот. Если усиление регулируется для изменения громкости, то, чтобы получить плавное изменение громкости во всем диапазоне регулирования в схеме на рис. 1Х.26,а, следует применять переменные сопротивления, величина которых между нижним и средним (по схеме) выводами изменяется по логарифмическому закону (тип Б). Компенсированные регуляторы громкости одновременно с изменением уровня громкости изменяют форму частотной характеристики усилителя в соответствии с кривыми равной громкости (см. рис. VII. 1) или близко к ним. При такой регулировке тембр звучания не зависит от установки громкости. В высококачественных усилителях применяются исключительно компенсированные регуляторы усиления. Схемы регуляторов громкости с тонкомпенсацией показаны на рис. IX. 28 и IX. 29. В схеме на рис. IX. 29 при введении сопротивления Ri Рис. IX. 29. Схема регулятора громкости с тонкомпенсацией в области нижних и верхних частот.
РЕГУЛИРОВКИ В УСИЛИТЕЛЯХ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ 425 обратная связь на крайних частотах возрастает медленнее, чем на средних. Выбором сопротивлений /?2 и Rz можно в широких пределах изменять характеристики тон компенсации. В этой схеме следует применять Рис. IX. 30. Схемы простейших регуляторов тембра: а — первый вариант; б — второй вариант; в — третий вариант (с отрицательной обратной связью). переменные сопротивления типа Б, а в схемах на рис. IX.28 — типа В (см. §6 гл. III). Регулировка тембра звука основана на регулировке частотной характеристики усилителя в области низких и высоких звуковых частот. Рис. IX. 31. Частотные характеристики регуляторов тембра: а — первого типа; б — второго. В простейших усилителях применяется регулировка тембра только в области высоких частот (рис. IX.30). По характеру изменения частотной характеристики усилителя регуляторы тембра делятся на два типа: 1) с переменной крутизной наклона характеристики и неизменной частотой перехода; 2) с переменной частотой перехода и неизменной крутизной наклона характеристики. Соответствующие частотные характеристики приведены на рис. IX.31. В последнее_время все чаще применяются регуляторы тембра второго типа.
426 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Схемы второго типа имеют то преимущество, что при уменьшении усиления тех или иных частот возрастает коэффициент обратной связи и улучшаются "Шумовые свойства н линейность усилителя. Рис. IX. 32. Схемы регулировки тембра, обеспечивающие завал (на 14—16 дб) и подъем (до 14 дб) высоких частот (10 кгц). Регулировочные характеристики первого типа проще получаются в схемах регулируемых частотно-зависимых делителей напряжения сигнала (рис. IX.32 и IX.33). Эти схемы понижают уровень средних частот Рис. IX. 33. Схемы раздельной регулировки тембра на низких и высоких частотах (регулировочная характеристика первого типа): А — регулятор высоких частот; Р* — низких. (800— 1200 гЬ) в 10—12 раз, что обычно компенсируется применением дополнительного каскада усиления. Для получения равномерной регулировки тембра в схемах на рис. IX.32 и IX.33 следует применять переменные сопротивления типа В (см. § 6 гл. III).j
ШУМЫ В УСИЛИТЕЛЯХ 427 Устройство регуляторов тембра второго типа также связано с применением дополнительной лампы. Схема такого регулятора показана на рис. IX.34. Для получения широких пределов регулировки —4 1^-г~~1 . г—i—. jr^+Ea коэффициент усиления самого каскада должен быть не менее 40—50 (без учета обратной связи). Выходное сопротивление предшествующего каскада должно быть невысоким, поэтому его следует выполнять на триоде с небольшим \i. В схеме, приведенной на рис. IX. 34, применяются переменные сопротивления типа А. В подавляющем большинстве высококачественных усилителей применяется раздельная регулировка частотной характеристики в области нижних и верхних частот. Пределы регулировки на крайних частотах составляют ±(15^-20) дб\ при этом допускается изменение усиления на средней частоте (около 1000 гц) не более чем на 3 дб. Рис. IX. 34. Схема раздельной регулировки тембра на низких и высоких частотах (регулировочная характери- ■ стика второго типа): Р% — регулятор высоких частот; Рг — низких. § 15. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СМЕСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Низкочастотные смесительные системы применяются для смешивания сигналов от двух или нескольких источников. При смешивании сигналов желательно, чтобы подводимые ко всем каналам входные напряжения были по возможности одинаковы, т. е. чтобы одинаковые установки движков регуляторов громкости давали близкие по величине выходные напряжения. Если, например, сигнал от звукоснимателя должен смешиваться с сигналом от микрофона, дающего малое напряжение, то между микрофоном и смесителем желательно включить один каскад усиления. На рис. IX.35 приведена схема смесительной системы, обеспечивающей смешивание сигналов от двух микрофонов и двух звукоснимателей. Выходное напряжение сигналов достигает 25 е. § 16. ШУМЫ В УСИЛИТЕЛЯХ Максимальный динамический диапазон усилителя определяется уровнем его шумов (чем меньше уровень шумов, тем больше динамический диапазон). Шумы усилителя создаются главным образом первым каскадом и его входными цепями. Напряжение шумов усилителя, приведенное ко входу и обусловленное-тепловыми шумами во входной цепи и шумами усилительных элементов, приближенно определяется выражением ^m = Vr«/JI.T + ^1 где {/ш*т—напряжение тепловых шумов входной цепи; Umy— напряжение шумов первого усилительного элемента.
428 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Тепловые шумы входной цепи усилителя можно подсчитать по формуле где 1В и f;H — высшая и низшая частоты рабочего диапазона, кгц; R — сопротивление (активная составляющая) входной цепи, ком. Шумы усилительных элементов. Действие шумов электронных ламп принято учитывать включением в цепь сетки так называемого шумового сопротивления #шл, при этом лампа рассматривается как идеальная, не имеющая шума в анодной цепи. Рис. IX. 35. Схема устройства для смешивания сигналов от двух микрофонов и двух звукоснимателей. Величина шумового сопротивления для триодов с оксидным катодом с достаточной для практических целей точностью определяется по формуле ~ 5 #ш.л«-1Г- ком> где S — крутизна характеристики триода в рабочей точке, ма/в. Шумы пентодов выше, чем триодов. Шумовое сопротивление пентода можно определить по формуле 2,5 'ао /, . Q 7эо \ где /а0 и /э0 — токи покоя анода и экранирующей сетки в рабочем режиме, ма.
ШУМЫ В УСИЛИТЕЛЯХ 429 Напряжение шумов лампы может быть подсчитано по формуле "ш.л = 0.131/(/в-/н)/?ш.л. Действие шумов транзисторов оценивается коэффициентом (или фактором) шума (см. табл. VIII.27). Мощность шумов транзисторов, приходящаяся на единицу полосы пропускания, приблизительно обратно пропорциональна частоте (для электронных ламп и сопротивлений эта величина не зависит от частоты). Мощность шумов транзистора, отнесенная к его входу, рш. тр =0'9 • lO^Xute-f- «я. 'н где #ш— коэффициент шума; fB и /н — высшая и низшая частоты рабочего диапазона. Зная входное сопротивление транзистора #вх, можно найти действующее значение напряжения шумов, приведенное ко входу транзистора, Цп. тр == У Мы. тр^вх* Для уменьшения шумов электронных ламп в первых каскадах усилителей следует применять триоды (или пентоды в триодном включении) с возможно большей крутизной характеристики. Наименьшие шумы дает лампа 6Ж32П. Несколько больше шумит лампа 6НЗП при напряжении накала 6,8—7 в и анодном напряжении 40—60 в. В первых каскадах транзисторных усилителей следует применять транзисторы с возможно меньшим коэффициентом шума. Для-маломощного транзистора наименьший уровень шумов получается при токе коллектора 0,1—«0,3 ма, напряжении между коллектором и базой 0,5—2 в и сопротивлении источника сигнала 300—1000 ом. При этом уровень шумов специальных малошумящих транзисторов (П6Д, П13БГ П27А, П28 и др.) имеет тот же порядок, что и уровень шумов электронных ламп. Шум, обусловленный микрофонным эффектом лампы и проводов сеточной цепи. Причины этого шума — вибрации электродов ламп и монтажных проводов, приводящие к изменениям анодного тока ламп. Пути уменьшения микрофонного эффекта: 1) выбор для первого каскада усилителя лампы с жесткой конструкцией, например, сверхминиатюрной или пальчиковой (6С6Б, 6Н1П, 6НЗП, 6Н16Б); 2) амортизация панельки входной лампы пружиной, мягкой резиной или пружинной шайбой; 3) акустическая экранировка входной лампы колпаком из войлока или губчатой резины; 4) увеличение колеблющейся массы за счет свинцового .колпака, одеваемого на входную лампу, " 5) монтаж сеточной цепи входной лампы тонкими, мягкими проводами ; 6) ослабление действующих на усилитель вибраций или удаление усилителя от источника вибраций.
430 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Шум, обусловленный пульсацией напряжений, питающих нахальные и анодно-экранные цепи ламп. Для ослабления -действия пульсаций анодного напряжения следует повышать коэффициент сглаживания фильтров питания, включать развязывающие фильтры (см. § 8 гл. IX) с большой постоянной времени. Величину допустимого коэффициента пульсаций анодного напряжения можно определить по формуле *a+*t где Uc тн-* наименьшая амплитуда напряжения сигнала на сетке лампы входного каскада, в; К — коэффициент усиления входного каскада; D — отношение сигнал/фон; Еа —. напряжение источника анодного питания входного каскада, в; Ra и Ri — сопротивления анодной нагрузки и внутреннее сопротивление лампы входного каскада, ком. Величина D зависит от назначения усилителя и может достигать 1000. * Для ослабления шумов (фона), создаваемых цепями накала, можно принимать следующие меры: ^ применять во входном каскаде LU /?,Пэ триоды; Тр 'МТ 2) заземлять среднюю точку обмотки Prv">0 Т I накала ламп силового трансформатора или т f | включать между проводами накала переменное сопротивление с заземленным отводом (положение отвода подбирается); 3) подавать на нить накала положительный потенциал по отношению к. катоду (или отрицательный потенциал на катод по отношению к нити накала) согласно схеме, приведенной на рис. IX.36; 4) снижать напряжение накала первых каскадов до 5,5—5,8 в. 5) не использовать шасси усилителя в качестве проводника; минусовые цепи усилителя следует соединять с шасси в' одной точке, место которой выбирается экспериментально. Шум, обусловленный магнитными и электрическими наводками от внешних источников помех, как на усилительные лампы, так и на детали монтажа. Источниками магнитных наводок могут быть электродвигатели, электромагниты, электромагнитные реле, силовые трансформаторы, дроссели фильтров в выпрямителях, проволочные сопротивления и т. п. Способы уменьшения магнитных наводок: • 1) правильное расположение источников наводок относительно входных цепей и первого каскада; 2) применение для изготовления шасси усилителя немагнитных материалов (алюминий, дюралюминий, латунь и др.);- 3) свивание входных проводов с минимальным шагом; следует применять тонкие провода; 4) магнитная экранировка входного каскада (см. § 20 гл. I); 5) экранировка входного трансформатора (см. § 3 гл. V). Рис. IX. 36. Схема подачи на катод отрицательного потенциала по отношению к нити накала.
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 431 Электрические наводки происходят через паразитные емкости монтажа. Источниками электрических наводок могут быть выводы обмоток силового трансформатора, сетевой шнур, накальные провода. Для уменьшения электрических наводок на провода и детали входного каскада их экранируют, т. е. заключают в кожух из материала с высокой проводимостью (медь, алюминий). Кожух соединяют с шасси усилителя. Практически электрическое экранирование выполняют следующим образом. На свитые входные провода одевают медную (луженую) оплетку и соединяют ее с шасси. Для уменьшения емкости проводов на «землю» предварительно на провода одевают изоляционную трубку. Одиночные сеточные провода второго, а иногда и третьего каскада также помещают в оплетку. Металлические корпусы переменных сопротивлений и других деталей соединяют с шасси. Ламповую панель входного каскада и относящиеся к ней детали закрывают соединенным с шасси металлическим листом. § 17. УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ Особенности усилителей на транзисторах. На транзисторах можно создать малогабаритные экономичные усилители с большим сроком службы. Основные трудности, возникающие при построении усилителей на транзисторах, обусловлены малыми входными сопротивлениями транзисторов и зависимостью параметров от температуры. Поэтому не всегда можно применять транзисторы, если требуется получить высокое входное сопротивление (входной каскад осциллографа, усилителя для конденсаторного микрофона, пьезоэлектрического звукоснимателя и т. п.). Схемы включения транзисторов, их эквивалентные схемы и формулы для расчета параметров схем приведены в табл. IX.8. Наибольшее усиление по мощности можно получить в схеме с общим эмиттером. Однахо частотные искажения на высоких частотах в этой схеме больше, чем в других схемах. В схеме с общей базой очень низкое входное сопротивление, однако частотная характеристика в области высоких частот лучше при значительном усилении. Точечные транзисторы могут устойчиво работать только при включении по схеме с общей базой. Каскады с общим коллектором характеризуются такими же показателями, как и катодный повторитель (см. § 11). В двухкаскадных усилителях могут применяться различные комбинации схемы включения транзисторов. При согласованных сопротивлениях источника сигнала #и и нагрузки R , когда их величина составляет несколько единиц или десятков ки- лоом, следует применять схемы каскадов с общими эмиттерами; при малых сопротивлениях (меньше 100 ом) — схему с общим эмиттером или общей базой в первом каскаде и с общим коллектором — во втором; при больших сопротивлениях (больше 100 ком) -^» с общим коллектором в первом каскаде и общим эмиттером во втором. Если сопротивление нагрузки превышает сопротивление источника, следует применять двухкаскадную схему с общими эмиттерами. Если же сопротивление источника превышает сопротивление нагрузки, следует применять двухкаскадную схему с общими эмиттерами или комбинацию с общим эмиттером в первом каскаде и общим коллектором во втором. ' Междукаскадные связи. Применяя трансформаторную связь между каскадами транзисторного усилителя, можно согласовать выходные сопротивления предыдущих каскадов с входным^ сопротивлениями последую-
Схема включения, эквивалентные схемы и параметры транзисторов Таблица IX. 8 Схема Общая база Общий эмиттер Общий коллектор Схема включения ф" Эквивалентная схема Входное сопротивление RBX r9 + r6(l-a) r6 + 1—а 1—а Выходное сопротивление #вых 'э + 'бО-^ + Яи 'э + 'б + Яи 'kO-«> + V ^к + ^и r9+r6 + RH гэ + (гб + /?и)(1-а) Коэффициент усиления каскада по току (Ь 1—а 1 1—а Коэффициент усиления каскада по напряжению Ки а#и — а/?„ гэ + гб(1— а> r9 + r6(l-a) Примечания:!.В таблице приведены приближенные формулы, обеспечивающие достаточную для практических целей точность. 2. Rn — внутреннее сопротивление источника сигнала; RH — сопротивление нагрузки; гг/э—э.д.с. эквивалентного генератора. 3. Параметры транзисторов r9t r$ пгк определяются по формулам и данным таблиц, приведенных в § 2 гл. VIII.
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 433 щих каскадов и получить максимальное усиление по мощности. При трансформаторной связи между каскадами очень удобно осуществить обратную связь, охватывающую несколько каскадов. Недостаток трансформаторной связи — увеличение размеров усилителя, ухудшение частотной характеристики, а иногда неустойчивость работы на крайних усиливаемых частотах вследствие фазовых сдвигов в трансформаторе. Указанных недостатков нет в усилителях с реостатно-емкостной связью между каскадами. Однако реостатно-емкостная связь не обеспечивает согласования сопротивлений и, следовательно, максимального усиления. ~ -0 а 5 Рис. IX. 37. Схемы усилительных каскадов с фиксированным током смещения: а — без температурной стабилизации режима; б — с коллекторной стабилизацией. В каскадах предварительного усиления применяется главным образом реостатно-емкостная связь. Трансформаторная связь часто применяется между предоконечным каскадом и двухтактным оконечным каскадом. Питание цепей транзистора и стабилизация режима его работы. Транзисторный усилитель обычно питают от одного источника постоянного тока. Для устранения паразитных связей через источник питания в выходные цепи вводят развязывающие фильтры ЯфСф, так же как и в ламповых усилителях (см. рис. IX. 16). Для установления требуемого режима работы транзистора между его базой и эмиттером обычно прикладывают небольшое напряжение смещения (порядка десятых долей вольта); смещение получают от того же источника питания, используя делитель напряжения или гасящее сопротивление. Простейшим способом подачи смещения в транзисторном каскаде является фиксированное смещение, которое можно получить, подав во входную цепь транзистора фиксированный ток смещения базы через гасящее сопротивление R6 большой величины (рис. IX.37), или фиксированное напряжение смещения от делителя R6iR^t с небольшим сопротивлением (рис. IX.38). Смещение фиксированным током базы пригодно лишь для каскадов, работающих в режиме класса А (см. §2). Величина сопротивления R6 определяется по формуле a(£K-t/6o) R6 = ———— ком> (1-е)/, ко
434 усилители низкой частоты где Ек **- напряжение источника питания, в; U60 — напряжение смещения базы, в; /ко*— ток коллектора в рабочей точке, ма\ а — коэффициент усиления по току при включении транзистора по схеме с общей базой. Подача смещения фиксированным напряжением пригодна для каскадов, работающих как в режиме класса А, так и в режиме класса В, но менее экономична вследствие расхода мощности в делителе. Сопротивления R^t и R^ рассчитываются по формулам ^50 *« = Б*-U* + 'д *4~ где /б *— среднее значение тока базы при максимальном сигнале, ма\ /д — ток через сопротивление /?6j, обычно /д= (1 ~ 3) /б. Фиксированное смещение пригодно лишь для каскадов, работающих при малых изменениях окружающей температуры (не более 10—20°), и ^ должно быть подобрано для каждого устанавливаемого в каскад транзистора отдельно. При больших изменениях температуры или замене транзистора фиксированное смещение не обеспечивает необходимого постоянства положения рабочей точки. В этих случаях применяют способы стабилизации режима при помощи смещения, автоматически изменяющегося при изменении температуры или замене транзистора. В схеме коллекторной стабилизации (рис. IX. 37,6) сопротивление R6 присоединяют к коллектору транзистора. Коллекторная стабилизация наиболее проста и экономична/но хорошо действует лишь при большом падении питающего напряжения на сопротивлении нагрузки (около 0,5 £к), что легко обеспечить в реостатном каскаде. В схеме с общим эмиттером при коллекторной стабилизации (рис, снижается входное сопротивление и усиление Рис. IX. 38. Схема усилительного каскада с фиксированным напряжением смещения. IX. 37,6) несколько каскада вследствие обратной связи через сопротивление /?6. Для устранения обратной связи можно разделить сопротивление R6 на две части (рис. IX.39), включив между ними блокировочный конденсатор Сб достаточно большой емкости. Величину сопротивления R6 при коллекторной стабилизации рассчитывают по формуле п «(Як-'ксЛ-^бо) #б = " ~ гт кол*, (1—а)/, ко где RK — сопротивление нагрузки коллекторной цепи постоянному току. Более высокую стабильность обеспечивает схема эмиттерной стабилизации (рис. IX.40). Она хорошо стабилизирует режим как при большом, так и при малом сопротивлении нагрузки транзистора постоянному току, а поэтому хорошо действует и в трансформаторных каскадах. В этой схеме
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 435 в цепь эмиттера введено стабилизирующее сопротивление #э, падение напряжения на котором, пропорциональное току эмиттера, уменьшает напряжение смещения, снимаемое с делителя R6 R6 . Для устранения отрицательной обратной связи по переменному току сопротивление R9 шунтируют конденсатором. Сопротивления /?э, R6i и R^ ком, рассчитывают по формулам: я,— v. 4 = Ек-и9-~и, бо /*>+'* ч- ^Э+^бО где U9 ^ допустимое падение питающего напряжения на сопротивлении R9; /б0 и /э0 — токи базы и эмиттера в рабочей точке, ма\ Ub0 ^ напряжение смещения, в; /д ^= ток через сопротивление R6z, обычно /д = (2 -г- 5) /^ я s -f« дл *П иь*- ^ 5 до, . ■•■ .... —..( r-CZD- Х"9 ЧЬ- ft 1 -К) « >*—1 fcs rp-n-p г ОТ Рис. IX. 39. Схема усилительного каскада (вариант коллекторной стабилизации режима). Рис. IX. 40. Схема усилительного каскада с эмиттер- ной стабилизацией режима. Схема эмиттерной стабилизации работает тем лучше, чем больше сопротивление R9 и чем больше ток делителя /д. Отрицательная обратная связь по переменному току применяется* в усилительных каскадах, собранных по схеме с общим эмиттером, для увеличения входного сопротивления и уменьшения искажений. Для введения отрицательной обратной связи по переменному току исключают конденсатор С9 в схеме на рис. IX.40. Входное сопротивление такого каскада Явх = гб + 1—а а выходное ^вых=^к(1~а) + ("к+Л) ('а+ *,), 'з+Яэ+'б+Ди'
436 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Коэффициент усиления каскада по напряжению Ки = ~~ гэ+#э+гб(1-а) " В приведенных формулах значения величин гэ, гб| гк определяются по формулам и данным таблиц, приведенным в § 2 гл. VIII; #и— сопротивление источника сигнала или выходное сопротивление предыдущего каскада. Оконечные каскады могут быть собраны по схеме с общей базой, с общим эмиттером или с общим коллектором. При включении по схеме с Рис. IX. 41. Схемы однотактных оконечных каскадов на транзисторе: а —с плавающей рабочей точкой; б—с эмиттерной стабилизацией режима. общей базой транзистор вносит малые нелинейные искажения, и свойства каскада мало- изменяются при изменении окружающей температуры и замене транзисторов. В схеме с общим эмиттером -резко снижается (в 0 раз) хнеоб^одимая мощность сигнала во входной цепи каскада, но возрастает коэффициент гармоник, кроме того, при замене транзисторов усиление и характеристики каскада могут измениться значительно сильнее, чем в схеме с общей базой. Схема с общим коллектором также критична к замене транзисторов и при напряжении питания 15 в и выше часто требуется входной сигнал большей мощности, чем в схеме с общей базой. Однако при очень малом напряжении питания схема с общим коллектором может оказаться наивыгоднейшей (входная мощность наименьшая). Кроме того, в схеме с общим коллектором при малом сопротивлении источника сигнала получается малый коэффициент гармоник. Режим класса А, обеспечивающий меньшие нелинейные искажения, чем режим класса В, применяется главным образом в однотактных каскадах. Режим В является более экономичным, однако он может быть использован только в двухтактных каскадах. Простейшая схема однотактного оконечного каскада, работающего в режиме плавающей рабочей точки, приведена на рис. IX.41. Такой каскад
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 437 можно использовать в портативных устройствах при нагрузке на электромагнитный громкоговоритель (выходная мощность около 30 мет). Рис. IX. 42. Схема усилителя с выходной мощностью 100 мет. На рис. IX.42 приведена схема усилителя, в котором использован двухтактный^ оконечный каскад. Предоконечйый каскад собран по схеме с разделенной нагрузкой. Через диоды Д\ и Д2 разряжаются конденсаторы Ct и С2 в те полупериоды, когда эмиттерный переход соответствующего транзистора заперт. При отсутствии диодов Д\ и Д2 на конденсаторах Ci и Са 2,5ма i«o »Й %ш- J|„ |J -0+ Рис. IX. 43. Схема усилителя с выходной мощностью 250 мет. создается запирающее напряжение. Выходная мощность усилителя составляет 100 мет при входном сигнале 10 мв. Неравномерность частотной характеристики в пределах от 400 гц до 3 кгц не более 3 дб. Выходной трансформатор можно выполнить на сердечнике Ш4х6 из пермаллоевых пластин (марка 45Н). Обмогка / должна состоять из 200x2 витков провода ПЭВ 0,15, обмотка // — из 65 витков провода ПЭВ 0,25 (для громкоговорителя с сопротивлением 8 ом). В оконечном каскаде лучше применять транзисторы типа П14 или П16.
438 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 4.0*4,56 X? Я На рис. IX.43 приведена схема усилителя, в котором двухтактный оконечный каскад связан с предоконечным через согласующий трансформатор. В оконечном каскаде применена эмиттерная стабилизация режима (см. стр. 434), а в первом каскаде — стабилизация тока базы и отрицательная обратная связь по постоянному току. Выходная мощность усилителя около 250 мет при входном сигнале 13-^15 мв на частоте 1000 гц, полоса пропускания на уровне 0,7— от 150 гц до 5 кгц. Если в усилителе используются транзисторы с коэффициентом усиления потоку р = 20 -т- 60,то никаких регулировок не требуется. При налаживании усилителя в начале устанавливается режим транзисторов, после чего включаются цепи обратной связи. Если при этом возникнет низкочастотная генерация, то нужно поменять местами концы одной из обмоток трансформатора Tpi. Трансформаторы Tpi и Трг для карманного приемника могут быть выполнены на сердечнике типа ШЗ X 6 из пермаллоевых пластин (марки 79НМ и 45Н соответственно). Обмотка / трансформатора Tpi должна состоять из 1600, обмотка // —• из 500 X 2 витков провода ПЭВ 0,08. Обмотка / трансформатора Тр2 должна состоять из 450x2 витков провода ПЭВ 0,11 и обмотка // для громкоговорителей 0,1ГД-3 и 0,15ГД-1 — из 105 витков провода ПЭВ 0,21 с отводом от 1,5 витка, считая от заземленного конца. Двухтактный оконечный каскад по схеме с общим коллектором (рис. IX.44) целесообразно использовать при низком напряжении источника питания. В этом каскаде применяются сдвоенные транзисторы, вследствие чего снижается мощность, потребляемая во входной цепи каскада. Входной трансформатор -Тр\ намотан на тороидальном сердечнике из пермаллоевой ленты. Размеры сердечника: высота 12 мм, наружный диаметр 23 мм, внутренний диаметр 10 мм. Первичная обмотка: 700 витков провода ПЭВ-1 0,11; вторичная: 1600 ф 1600 витков провода ПЭВ-1 или ПЭЛ 0,07. Индуктивность первичной обмотки 1,8 г«, вторичной — 30 гн. Выходной трансформатор Тр2 намотан на сердечнике'типа Ш9х15. Первичная обмотка: 200 -Ф- 200 витков провода ПЭЛ 0,15; вторичная: 50 витков провода ПЭЛ 0,5 (сопротивление звуковой катушки громкоговорителя 6 ом). Бестрансформаторные оконечные каскады отличаются меньшими размерами и весом, лучшими частотными характеристиками и позволяют применять в усилителе более глубокую отрицательную обратную связь. Недостатки бестрансформаторных оконечных каскадов: -большая мощность, потребляемая от предоконечного каскада, и более высокий коэффициент нелинейных искажений. Используя возможность применения более глубокой отрицательной связи, можно довести нелинейные искажения до величины не большей, чем в усилителях с трансформаторами. Рис. IX. 44. Схема двухтактного оконечного каскада с общим коллектором.
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 439 На рис. IX.45 приведена схема усилителя без выходного трансформатора. Выходная мощность усилителя 200 мет при входном напряжении 4 — 4,5 мв. Коэффициент нелинейных искажений менее 5% в диапазоне Гр >R3a=30om JjJVf J- 19m7K I JTW I X J. I J||||Jj[l[^—l. 4>5д 0д Рис. IX. 45. Схема усилителя без выходного трансформатора. частот 100 -— 8000 гц. К. п. д. усилителя равен 55%. Усилитель питается двумя батареями для карманного фонаря. Трансформатор собирается на сердечнике типа Шбх 6 из 45%-ного пермаллоя. Первичная обмотка со- Рис. IX. 46. Схема усилителя без трансформаторов. стоит из 900 4- 900 витков, а вторичная — из 400 + 400 витков (провод везде ПЭЛ 0,1). Обе половины вторичной обмотки впараллель (двойным проводом) между половинами первичной. Изоляционные прокладки в трансформаторе не применяются.
440 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Схема усилителя, в котором бестрансформаторный оконечный каскад выполнен на транзисторах с разными типами проводимости, приведена на рис. IX.46. Такой каскад отличается низким выходным (4—7 ом) и высоким входным (5—8 ком) сопротивлениями. Кроме того, не требуется фазоинверсный каскад. В оконечном каскаде могут быть применены германиевые транзисторы типов П10 и П14, П8 и П13, а также кремниевые транзисторы типов П102 и П104 или П103 и П105. Батарея для питания усилителя должна иметь достаточную емкость и небольшое внутреннее сопротивление. В противном случае при большом токе (в режиме максимальной мощности) напряжение питания может снизиться в несколько раз по сравнению с э. д. с. источника. При номинальной мощности 250 мет чувствительность усилителя со входа при частоте 1000 гц равна 150 мв. Полоса воспроизводимых частот — от 200 гц до 5 кгц. Если исключить конденсатор С2, то верхняя граница полосы пропускания расширится до 8—12 кгц. Расчет однотактного оконечного каскада выполняется в следующем порядке. 1. Сопротивление нагрузки в цепи коллектора до построения динамической характеристики определяют ориентировочно по формуле 0,4£2 н где Е — напряжение источника питания, в; Рн — необходимая мощность в нагрузке, вт\ т]^ — к. п. д. трансформатора (г)тр = 0,6 -f- 0,8). Напряжение источника Е следует выбирать примерно равным половине допустимого напряжения на коллекторе для данного типа транзистора, если не задано меньшее значение Е. 2. Сопротивление первичной обмотки трансформатора ^ = (0,4^0,5)^(1-^)/ 3. На семействе выходных характеристик (рис. IX.47) из точки UK ~E проводят нагрузочную прямую полного сопротивления постоянному току. Тангенс угла наклона этой прямой с учетом масштаба где R9 — сопротивление в цепи эмиттера (см. рис. IX.41,6). На нагрузочной прямой будет находиться рабочая точка. Отсекая горизонтальной прямой /кмин область малых токов коллектора, проводят динамическую характеристику так, чтобы точка А лежала вблизи загибов статических характеристик, точка В — на прямой /к мин, а расстояния О А и ОВ, выраженные в токах базы /б, были бы равны между собой. Рабочая точка О должна находиться ниже линии допустимой мощности рассеивания на коллекторе (штриховая линия на рис. IX.47). Если эта линия не показана, то следует проверить выполнение условия по формуле где Uk0 —- напряжение на коллекторе в рабочей точке, е\ /к0— ток коллектора в рабочей точке, а; /^—допустимая мощность рассеивания на коллекторе, в/п.
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 441 Если это условие не выполняется, то следует выбрать другую рабочую точку. Для выбранной рабочей точки определяют величину тока базы /б0 и по входной, характеристике, снятой при UK =£/к0, находят величину напряжения смещения U60 (рис. IX.48). 4. Мощность, отдаваемая в нагрузку, />«■= \Ук. макс ^к. мин. Н'к и) 8 ■1тр- 2 food /J ho 41МШ \ 1 а | м п г \ И н I jj н п р^^т Цк.т =£L jF N \ '"""I. " Ц/ГО \ V \ 0 , -10 -uKI \* -A > ^ w\ I mm' -200ма | /50ш \ : \ > ч =4J \] E IOOn r a ^ J '20 ^A ^^ e =S^= 50M< ' ! Л4/3 Схема с заземленным эмиттером "•-• 2К7ма " ^ | —А ,г' -. . «.„ ~1о1ма • "Я* % tf Рис. IX. 47. Построение динамической характеристики однотактного каскада. 5. Сопротивление нагрузки в цепи коллектора определяют по наклону динамической характеристики ^к Лгг ■и» 6. Коэффициент трансформации выходного трансформатора «Ч/Л- где RH — сопротивление нагрузки, подключаемое ко вторичной обмотке выходного трансформатора. 7. Сопротивления /?6i, R6g и R3 определяют из условий стабилизации режима (см. стр. 435). 8. Для определения мощности предоконечного каскада из построения на рис. IX. 47 определяют амплитуду тока базы /бш, а по входной характеристике—амплитуду напряжения на базе U6m.
442 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Необходимая мощность предоконечного каскада 9. Входное сопротивление каскада ^вх""' 1бт 150 I/jMQKC 16ма П4П Схема с общим змиттром UR = -Ш характеристика Пример. Рассчитать оконечный каскад на транзисторе . П4А. Рн = 2 вт\ £= 12,5 в; т]тр=0,7. Определяем: #к=17,6олс; П=2,65 ом. Нагрузочная прямая ЕО и динамическая характеристика ЛВ построены на рис. IX.47. В рабочей точке ик0=—10 в; /к0=0,9 а\ /б=75 лш. В динамическом ре- *име Цс-макс^18'5*! ^к.мин= = 2>6 в; /кмакс = 1,6 а; 7К.МИН = °'2 «• МОЩНОСТЬ нагрузке тивление стора RK образом, громкоговоритель с сопротивлением звуковой катушки 10— 12 ом может быть включен непосредственно в цепь коллектора (без выходного трансформатора). По рис. IX. 48 определяем: U60= 1,1 в; U6m=0,8e; 1бт=65ма. : 2 вт. в Сопро- нагрузки транзи- = 11,3 ом. Таким Вычисляем: ^вх = = 0,026 вт = 26 мет; R~ = вх Рис. IX. 48. Входная транзистора П4А. = 12,3 ом. Расчет двухтактного оконечного каскада в режиме класса В. Ток коллектора в рабочей точке выбирается около 5% от максимального тока для данного типа транзистора. При этом напряжение смещения в цепи эмиттера очень мало (определяется по входным характеристикам). Наивыгоднейшая величина сопротивления нагрузки между концами первичной обмотки выходного трансформатора 4£2 г> ^, к •К~11РК' Наибольшая мощность в нагрузке PH«5,5PKVP,
УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ 443 где Рк — допустимая мощность рассеяния на коллекторе одного транзистора. Среднее значение потребляемого от источника питания тока при максимальной отдаваемой мощности Р„ 'ср-7.6^ ко Коэффициент трансформации выходного трансформатора n=^«0,9l/^. 6,8и ■ПуП 0-24в 50.0 0.05 чн -98 4 +346 • -± Щи, Юн \/\ ГЪ И ? + 95 Рис. IX. 49. Схемы усилительных каскадов с общим коллектором. Остальные параметры выходного трансформатора рассчитываются по формулам, приведенным в гл. V. Для стабилизации режима каскадов, работающих в классе В, следует применять схему, приведенную на рис. IX.38. Чтобы поддерживать постоянным положение рабочей точки в каскадах, работающих в режиме В при больших изменениях температуры, используют темцературно-компенсиро- ванное смещение от делителя. Для этого сопротивление R^ (см. рис. IX.38) нужно заменить полупроводниковым диодом (см. рис. IX.59), сопротивление которого будет уменьшаться при повышении температуры и расти при ее понижении, изменяя напряжение смещения в нужную сторону для поддержания тока покоя. Каскады предварительного усиления выполняются, главным образом, по схеме с общим эмиттером (с отрицательной обратной связью или без нее). Схемы каскадов с общим эмиттером приведены на рис. IX.37 — IX. 40. Каскад с общим коллектором используется в -качестве входного в усилителях, работающих от источников с большим выходным сопротивлением (звукосниматель, конденсаторный микрофон и т. п.)» Входное сопротивление каскада с общим коллектором может превышать в десятки и сотни раз сопротивление нагрузки (см. формулу в табл. IX,8). Входное сопротивление каскада, собранного по схеме на рис. 1Х.49,а, составляет 40— 50 ком, если нагрузкой является каскад с общим эмиттером. Для повы-
444 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ шения входного сопротивления можно применять составные транзисторы (рис. IX.49,6). Входное сопротивление каскада, собранного по схеме, приведенной на рис. 1Х.49Д достигает 500 ком, если нагрузкой является каскад с общим эмиттером. Для обеспечения нормального режима работы каскада необходимо, чтобы коэффициент усиления по току а у первого транзистора был несколько больше, чем у второго. В предварительных усилителях чаще всего используются реостатно- емкостные связи между каскадами. Трансформаторная связь применяется только между предоконечным и оконечным каскадами. Выбор режима и расчет каскадов предварительного усиления. Для повышения экономичности каскадов токи эмиттера и коллектора следует выбирать равными 0,5—1 ма. Напряжение источника питания Е должно быть минимальным, но достаточным для получения необходимой амплитуды сигнала на выходе Um вых. Ориентировочно В" (2.2-г 2,5) ипшх. Рабочая точка определяется в основном напряжением смещения (эмиттер — база). При токе коллектора 0,5—1 ма напряжение смещения транзисторов, предназначенных для предварительного усиления, должно быть от +0,1 до +0,5 в. Сопротивление в цепи коллектора можно определить по формуле Е RK = -т— ком, 'ко где /к0 — ток коллектора в рабочей точке, ма. Остальные сопротивления рассчитываются из условий стабилизации режима (см. стр. 433). Коэффициент усиления каскада можно определить по формулам, приведенным в табл. IX.8. Сопротивление нагрузки каскада Ан = ; » #К + #ВХ где Явх — входное сопротивление последующего каскада, равное сопротивлению параллельного соединения входного сопротивления транзистора и сопротивления R6 (см. рис. 1Х.37,а) или #6j, R6t (см. рис. IX.38). Коэффициент усиления по напряжению /л-каскадного усилителя с общими эмиттерами может быть подсчитан по формуле а? ' RH • ^-(l-af-1 ' гэ+гб(1-аГ Емкость разделительного конденсатора "вых * "вх ср = 6.3/ХЛых"^!-!' где #вых —■ выходное сопротивление предыдущего каскада; R'BX —входное сопротивление последующего каскада; /н — низшая частота; Мн — коэффициент частотных искажений (Мн = 1,1+1,2).
СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ 445 Коэффициент частотных искажений на высшей частоте /j w . "вх "г" ^вых + ^вых где Свх — входная динамическая емкость последующего каскада. Регулировка усиления (громкости). Не- -11 t посредственное включение регулирующего де- ' лителя напряжения на входе (см. § 14) транзисторного усилителя нежелательно, так как частотная характеристика будет зависеть от положения регулятора. Изменение частотной характеристики объясняется изме- нением входного сопротивления каскада, пе- Рис- *Х. 50. Схема регу- ред которым включен регулятор. На рис. лирования громкости в IX.50 показана схема включения регулятора, транзисторном усилителе, обеспечивающая небольшое изменение входного сопротивления каскада. Сопротивление R должно быть равно входному сопротивлению транзистора. § 18. СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ Для усиления стереофонических программ необходимо иметь два раздельных усилителя низкой частоты, нагруженных на две одинаковые группы громкоговорителей. К трактам стереофонических усилителей предъявляются некоторые специфические требования. Проникновение сигнала одного канала в другой должно быть сведено к минимуму, в противном случае уменьшается стереоэффект. Установлено, что изменение стереоэффекта не заметно на слух, если переходное затухание по всему тракту (от микрофона до громкоговорителя) составляет не менее 20 дб. При этом переходное затухание между усилителями должно быть не меньше 30 дб. Высокие требования предъявляются к идентичности обоих каналов. Частотные и фазовые характеристики усилителей, а также кривые регулировки громкости и тембра должны быть одинаковыми. Так как стереоэффект определяется прежде всего верхней частью звукового диапазона, это требование особенно важно выполнять в области средних и высших частот. Необходимо иметь регулировку стереобаланса, чтобы по желанию изменять отношение громкостей каналов. Разность между частотными характеристиками усилителей не должна превышать 2—3 дб, а между фазовыми 15—20°, поэтому элементы схемы следует выбирать с малыми допусками. Для обеспечения идентичности кривых регулировки громкости и тембра следует применять сдвоенные переменные сопротивления с одинаковыми зависимостями сопротивления от угла поворота подвижного контакта. •♦* Акустические системы усилителей должны быть разнесены на расстояние не менее 1,5 м. Если каждый из усилителей предназначен для воспроизведения всей полосы звуковых частот, то вся система получается сравнительно громоздкой, так как габариты ящиков для громкоговорителей определяются нижней границей диапазона. Однако систему можно упростить, воспользовавшись тем, что ухо человека различает направленность только на частотах выше 300—400 гц и, следовательно, низкие частоты можно воспроизводить одноканально. ^г€) 1Г
446 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ В упрощенной акустической системе стереофонического воспроизведения низшие звуковые частоты воспроизводятся через общий громкоговоритель, на который поступают сигналы обоих каналов. Средние и высшие частоты, в том числе и гармоники басовых инструментов, поступают на раздельные для каждого канала громкоговорители. Частота раздела выбирается обычно в пределах 250—300 гц. На рис. IX.51 приведена схема стереофонического усилителя с од- ноканальным воспроизведением низших частот. Разделение полосы частот Рис. IX. 51. Схема стереофонического УНЧ. и сложение низших частот обоих каналов осуществляется в анодной цепи оконечных ламп с помощью выходных трансформаторов. На.частотах от 500 г^ до 10 кгц в усилителе обеспечивается переходное затухание не меньше 30 дб, В схеме предусмотрена возможность значительного повышения стереофоничности звучания посредством включения дополнительных разнесенных громкоговорителей средних и высших -частот. При неполном введении штеккеров в гнезда одновременно включены и встроенные громкоговорители и дополнительные. При полностью вставленных штеккерах встроенные громкоговорители отключаются. § 19. ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Качественные показатели усилителей, работающих с акустической системой объемного, а тем более псевдостереофонического звучания, должны быть достаточно высокими; выходная мощность не менее 10 вт, полоса воспроизводимых частот от 30—40 гц до 15—20 кгц и низкий уровень собственных шумов (—60 дб и ниже). Фазовая характеристика усилителя должна быть линейна в полосе воспроизводимых частот.
ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 447 В высококачественных усилителях, как правило, применяется глубокая раздельная регулировка частотной характеристики в области низких и высоких частот, что позволяет выбирать форму суммарной частотной характеристики канала передачи звука с учетом акустических свойств помещения и индивидуальных вкусов слушателей. Пределы регулировки на крайних частотах должны составлять ±(15—20 ) дб. Для снижения искажений в высококачественных усилителях широко применяется отрицательная обратная связь. Наряду с главной петлей отрицательной обратной связи, охватывающей последние каскады усилителя, часто применяются внутренние петли, охватывающие один-два каскада. У высококачественных УНЧ должен быть значительный запас выходной мощности, чтобы обеспечить большой динамический диапазон гром- костей, повысить стабильность работы при нормальной выходной мощности. Запас выходной мощности способствует осуществлению псевдостереофонического воспроизведения. Универсальные усилители низкой частоты могут быть выполнены в виде одного или двух блоков — предварительного усилителя и усилителя мощности. Все органы управления вводятся в предварительный усилитель, который характеризуется частотными характеристиками, регулируемыми в широких пределах, и небольшими габаритами. Этот блок снабжается, если это необходимо, индивидуальными гнездами для подключения различных источников программы. Программа выбирается специальным переключателем. Для некоторых источников программы могут предусматриваться корректирующие каскады. Корректирующие схемы на входе усилителя позволяют: 1) привести средний уровень сигнала каждого источника программы к некоторому постоянному значению; 2) компенсировать частотные искажения предшествующей части канала данной программы; 3) ослабить специфические помехи, возникающие в канале передачи данной программы. Уровень напряжения, к которому приводится средний уровень выходного сигнала каждого источника программы и на котором переключаются программы, обычно составляет 0,2—0,5 в. Для источников программы, у которых напряжение выходного си* гнала превышает уровень приведения (радиоприемник, телевизор), в корректирующую схему включается делитель напряжения сигнала, а для источников, создающих сигнал меньшей величины (воспроизводящая головка магнитофона, микрофон), применяются дополнительные усилители. Блок усилителя мощности обычно состоит из усилителя напряжения, фазоинверсного каскада и оконечного каскада. Частотные характеристики такого блока не регулируются. Усилители с разделением полосы частот. При раздельном усилении и воспроизведении нижних и верхних звуковых частот можно резко уменьшить интермодуляционные искажения, а также заметно расширить диапазон эффективно воспроизводимых частот, так как один громкоговоритель не в состоянии обеспечить излучение в широком диапазоне от 40—60 до 15 000—18 000 гц. Раздельное воспроизведение высоких и низких звуковых частот необходимо в системах объемного звучания (см. § 6 гл. VII). Для получения эффекта объемного звучания и расширения полосы воспроизводимых частот разделительные фильтры часто включают лишь
448 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ на выходе оконечного каскада (рис. IX.52). В схеме на рис. 1Х.52,а низкочастотные громкоговорители подключены непосредственно ко вторичной обмотке выходного трансформатора, громкоговорители для средних Рис. IX. 52. Схемы разделения частотных полос на выходе УНЧ: а—в телевизоре «Рубин-201»; б — «Алмаз-101 и 102». Знаками + и'— показана фазировка громкоговорителей. частот — через конденсаторы большой емкости, высокочастотные громкоговорители — через фильтр, состоящий из дросселя и конденсатора. Дроссель Дрг наматывается на сердечнике из феррита с проницаемостью Рис. IX.53. Схема УНЧ радиолы «Латвия». 600 диаметром 10 мм и длиной 30 мм и содержит 40 витков провода ПЭЛ 0,41. В схеме на рис. IX.52,6 низкочастотная группа громкоговорителей включена через дроссель Др%, а высокочастотная — через конденсатор.
ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 449 Дроссель выполнен на таком же сердечнике, как и дроссель Дрь и содержит 150 витков провода ПЭЛ 0,93. Более высокое качество воспроизведения звука получается при разделении полос в анодной цепи оконечного каскада (рис. IX.53) с помощью конденсатора и двух выходных трансформаторов. Емкость конденсатора выбирается так, чтобы последовательный резонанс с индуктивностью Рис. IX. 54. Схема двухканального УНЧ. первичной обмотки трансформатора Tpt возникал при частоте сигнала 3000-4000 гц. При разделении полос трансформаторами их конструкция упрощается. Высокочастотный трансформатор не должен воспроизводить низких частот, поэтому его размеры получаются меньше. Поэтому уменьшается индуктивность рассеяния трансформатора, что в свою очередь повышает эффектив: ность воспроизведения высоких частот. Низкочастотный трансформатор для эффективной передачи низших частот должен иметь большую индуктивность первичной обмотки и по конструкции может быть проще широкополосных одноканальных трансформаторов, так как не должен воспроизводить высоких частот. 15 120
450 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Трансформатор Трх выполнен на сердечнике типа Ш9 X 12. Обмотка / состоит из 2000 витков провода ПЭЛ 0,12, а обмотка // — из 23 витков провода ПЭЛ 0,51 (для громкоговорителей типа 1ГД-1-ВЭФ). Трансформатор Трг изготовлен на сердечнике типа Ш16 X 24. Обмотка / состоит из 2900 витков, обмотка II — из 90 витков, обмотка /// — из .580 витков провода ПЭЛ 0,12, а обмотка IV — из 40 витков провода ПЭЛ 0,8 (для громкоговорителей типа 2ГД-8-ВЭФ). При разделении полосы частот на выходе одноканального усилителя интермодуляционные искажения получаются все же значительными, так как они могут возникать как в оконечном каскаде, так и в самой нагрузке вследствие недостаточного разделения. Значительно лучший эффект получается при разделении частот на входе усилителя. Схема такого двухка- нального усилителя приведена на рис. IX .54. Усилитель воспроизводит полосу частот от 30 гц до 15 кгц. Коэффициент гармоник на частоте 1000 гц составляет 0,5%, а на границах диапазона — не более 2%. Выходная мощность канала высших частот 2 em, a низших — 4 em. Чувствительность усилителя равна 150 мв. Частотные каналы разделяются на выходе первого каскада. На выходе высокочастотного канала усилителя частоты^ разделяются дополнительно. Высшие частоты воспроизводятся громкоговорителями типа ВГД-1, которые подключены через конденсатор. Громкоговорители типа 2ГД-3 и 1ГД-9 подключены к трансформатору непосредственно и воспроизводят полосу частот от 1 до 7 кгц. Усилитель можно нагрузить и на меньшее число громкоговорителей, так как вследствие применения глубокой отрицательной обратной связи он не очень критичен к нагрузке. Трансформатор Tpi может быть собран на сердечнике типа Ш22 X 30. Первичная обмотка должна состоять из 1140+860+860+1140 витков провода ПЭЛ0,16, вторичная -— из 140 витков провода ПЭЛ 0,64. Порядок намотки см. на стр. 403. Трансформатор Тр2 может быть изготовлен на сердечнике типа Ш16 X 30 с зазором 0,1 мм. Первичная обмотка должна содержать 1000 витков провода ПЭЛ 0,18, а вторичная — 20+30 витков провода ПЭЛ 0,59. Более подробные данные об усилителе и его монтажная схема приведены в [IX.6J. § 20. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Конвертор для получения псевдостереофонического звучания. Схема конвертора (преобразователя) приведена на рис. IX.55. Этот конвертор может быть включен между любым источником звуковой, программы и оконечным усилителем с двумя раздельными каналами. В качестве оконечного можно использовать двухканальный усилитель (рис. IX.54) без первых каскадов. Полосы усиливаемых частот в конверторе разделяются цепочками, включенными в цепь обратной связи. Эти же цепочки создают необходимый временной сдвиг между напряжениями на выходе НЧ и ВЧ каналов. К выходам конвертора присоединяются два мощных усилителя, каждый из которых усиливает соответствующую полосу частот. На выходах включены катодные повторители, поэтому оконечные усилители могут располагаться на значительном расстоянии от конвертора. Если такой необходимости нет, то катодные повторители могут быть исключены.
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 451 Предварительный усилитель для комбинированной радиоустановки. Схема предварительного усилителя для комбинированной радиоустановки приведена на рис. IX.56. В усилителе предусмотрены раздельные плавные регуляторы тембра, при помощи которых можно регулировать усиление на краях полосы частот не менее чем на ±20 дб. Кроме того, в усилителе Рис. IX. 55. Схема конвертера для получения псевдостереофонического звучания. имеется переключатель полосы пропускания на три положения: / — 20 кщ, 2 — 10 кгц и 3 — 5 кгц. Неравномерность усиления в диапазоне частот от 20 гц до 20 кгц — не более 0,5 дб (в средних положениях регуляторов тембра). Дроссель Др1 может быть намотан на сердечнике типа Ш7 X 7 из пермаллоевых пластин. Индуктивность дросселя должна быть равна 17 г«. Дроссель Дръ можно выполнить на тороидальном сердечнике. Его индуктивность должна быть равна 1 гн. Мощный усилитель для комбинированной радиоустановки. Схема усилителя приведена'на рис. IX.57. Он состоит из каскада предварительного усиления и фазоинверсного каскада, собранного по схеме с разделенной нагрузкой. Оконечный каскад выполнен по ультралинейной схеме 15*
452 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ (см. § 5 этой главы) и работает в режиме класса ABi. Напряжение смещения на управляющие сетки ламп оконечного каскада подается от отдельного источника отрицательного напряжения. Усилитель охвачен отрица- -CS Рис IX. 56. Схема предварительного усилителя для комбинированной радиоустановки: Pj — регулятор низких частот; Pt —• высоких. 10ГД-18 ~2je Р Рис. IX. 57. Схема мощного усилителя для комбинированной радиоустановки. тельной обратной связью глубиной 20 дб. К выходу усилителя подключена трехканальная акустическая система. Полосы частот разделяются фильтрами. Выходная мощность усилителя составляет 10 вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,5%. Выходной трансформатор может быть собран на сердечнике типа Ш25 X 37. Первичная обмотка должна состоять из 800 + 600 + 600 +
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 453 + 800 витков провода ПЭЛ 0,18, обмотка // — из 70 + 70 витков провода ПЭЛ 0,9 (секции включаются параллельно), обмотка /// — из 70 + 70 витков провода 0,9 (секции включаются последовательно) и обмотка IV — из 50 + 50 витков провода ПЭЛ 0,18 (секции включаются последовательно). Трансформатор должен быть намотан в соответствии с рекомендациями, приведенными в § 5 этой главы. Индуктивность дросселя Др можно определить по формуле г R 4,5 где ./? — сопротивление обмотки громкоговорителя Гр^ ом. Омическое сопротивление дросселя должно быть в 10—20 раз меньше сопротивления обмотки громкоговорителя. Рис. IX. 58. Схема УНЧ с клавишным переключателем тембра. Усилитель с клавишным переключателем тембра. Схема усилителя приведена на рис. IX.58. Его выходная мощность 2вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 2,5%; при выходной мощности 5 am нелинейные искажения увеличиваются до 6%. Чувствительность усилителя 0,1 в, полоса пропускания от 30 до 12 000 гц. Оконечный каскад усилителя выполнен по ультралинейной схеме. Частотные полосы разделяются на выходе каскада. Усилитель охвачен отрицательной обратной связью, напряжение которой подается со вторичной обмотки выходного трансформатора Тр\ в цепь катода лампы Л^ через цепочку из двух сопротивлений и конденсатора. При нажатии на клавишу Оркестр переключатель тембра находится в положении, указанном на схеме. При этом частотная характеристика усилителя имеет подъем на низких и высоких частотах на 8—10 дб. В положении Соло подъем характеристики на низких и высоких частотах оставляет 5—6 дб, в положении Речь — 2—3 дб. В положении Джаз частотная характеристика в области низших частот почти совпадает с характеристикой в положении Оркестр, а в области высших частот имеет подъем на частотах 3—4 кгц. При нажатии клавиши Бас частотная характеристика имеет подъем на 18 дб на частоте 100 гц. При помощи
454 усилители низкой частоты плавных регуляторов тембра можно регулировать частотную характеристику усилителя приблизительно на 6 дб. Трансформатор Tpi выполняется на сердечнике типа УШ19 X 28, собранном с немагнитным зазором 0,12 мм. Обмотка /«состоит из 2000 витков, а обмотка /6~ — из 600 витков провода ПЭЛ 0,12; обмотка // — из 94 витков провода ПЭЛ 0,64 (рассчитана на два последовательно включенные громкоговорители типа 2ГД-3). Трансформатор Тр2 выполняется на сердечнике типа УШ12 X 12, собранном вперекрышку (см. § 1 гл. V). Обмотка / состоит из 2000 витков провода ПЭЛ 0,12, обмотка II —из Рис. IX. 59. Схема УНЧ для автомобильного приемника. 32 витков провода ПЭЛ 0,51 (рассчитана на два параллельно включенных громкоговорителя типа 1ГД-9). Усилитель для автомобильного приемника. Усилитель выполнен на транзисторах (рис. IX.59) и питается от аккумулятора с напряжением 12 в. Оконечный каскад работает в режиме класса ABi с фиксированным напряжением смещения. Для температурной стабили&ции режима в одно из плеч делителя смещения включен плоскостной диод Дх типа ДГ-Ц24. Усилитель охвачен отрицательной обратной связью по напряжению, которая обеспечивает сравнительно высокое входное сопротивление усилителя и повышает его устойчивость. Отрицательная обратная" связь по току в предварительном каскаде обеспечивает стабильный режим его работы в широком интервале температур. Выходная мощность усилителя 3 em при коэффициенте нелинейных искажений не более 5%. Трансформатор Тр\ может быть собран на пермаллоевом сердечнике выходного трансформатора от слухового аппарата «Звук». Его первичная обмотка должна содержать 800 + 800 витков, а вторичная —. 100 + 100 витков провода ПЭЛ 0,1—0,12. Трансформатор Тра может быть выполнен на сердечнике выходного трансформатора от приемника А-8. Первичная обмотка должна состоять из 150+150 витков провода ПЭЛ 0,35—'0,4 а вторичная — из 70 витков провода ПЭЛ 0,65.
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ 455 Высококачественный усилитель на транзисторах. Схема усилителя приведена на рис. IX.60, его выходная мощность составляет 5 вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 7% в полосе усиливаемых частот от 40 гц до 15 кгц. Неравномерность частотной характеристики на Рис. IX. 60. Схема высококачественного УНЧ на транзисторах. краях диапазона не более ± 4 дб. Усилитель может питаться от аккумуляторов (сухих батарей) или от другого источника с малым выходным сопротивлением, например, от транзисторного стабилизатора (см. § 5 гл. XV). Первый каскад усилителя собран по схеме с общим коллектором,, поэтому входное -сопротивление усилителя составляет около 100 ком. Регулятор громкости вы- _.. • . ■ полнен с тонкомпенса- цией в области низших частот. Все каскады предварительного усиления охвачены отрицательной обратной связью по току и напряжению, что обеспечивает малые нелинейные искажения и хорошую температурную стабильность усилителя. Оконечный и пред- оконечный каскады также охвачены отрицательной обратной связью. Трансформатор Тр± собран на сердечнике типа Ш10 X 14. Обмотка / состоит из 2200 витков провода ПЭЛ 0,08, обмотка // — из 400 + 400 витков провода ПЭЛ 0,12. Трансформатор Трг собран на сердечнике типа Ш14 X 14. Обмотка / содержит 210 + 210 витков провода ПЭЛ 0,49, а обмотка // — 90 витков провода ПЭЛ 0,49. Настройка усилителя заключается в выбдре режима оконечного каскада по минимуму нелинейных искажений (при разорванной цепи обратной связи) и подборе глубины обратной связи. IX. 61 Схема оконечного блока высококачественного УНЧ.
456 УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Если при замыкании цепи обратной связи возникнет генерация, то следует поменять местами концы вторичной обмотки выходного трансформатора. Высококачественный усилитель без трансформаторов. Схема усилителя приведена на рис. IX.61. Его выходная мощность составляет 6 вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 5%. Чувствительность усилителя 50 мв. Нерав- -L 2н 250.0 50.0 -276 а оИ0 Тз.зм номерность частотной характеристики в диапазоне частот от Ю-гц до 20 кгц не превышает 3 дб. При помощи регуляторов тембра можно регулировать частотную характеристику в области низших частот (20 гц) не менее чем на ±12 дб и области высших частот — не менее чем на ± 15 дб. При номинальной выходной мощности усилитель потребляет ток 350 ма, в режиме «молчания» — всего 7 ма. Оконечный каскад .:•....,-., усилителя выполнен по двухтактной последовательной схеме и работает в режиме класса В. Пре- доконечный каскад также работает в режиме класса В. Он выполнен по двухтактной схеме на транзисторах с разными видами проводимости, что позволило исключить фазоинверсный каскад. Для повышения температурной стабильности в цепь коллектора транзистора Г4 включен полупроводниковый диод типа ДГ-Ц24. Три последних каскада мощного усилителя охвачены отрицательной обратной связью. Блок регулировок (рис. IX.62) выполнен на двух транзисторах и содержит регуляторы громкости'Pi и тембра Рг (низких частот) и Ра (высоких частот). Др1 Пн Рис. IX. 62. Схема блока регулировок высококачественного УН Ч.
ГЛАВА РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА § 1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Чувствительность приемников определяется как величина э. д. с. сигнала в антенне, при которой обеспечивается нормальная работа оконечного устройства. Чувствительность вещательных приемников определяется как величина э. д. с. сигнала в антенне, при которой на выходе получается выходная мощность 50 мет при 30%-ной модуляции сигнала частотой 400 гц. При этом уровень сигнала должен превышать уровень собственных шумов на выходе не менее чем на 20 дб. Избирательность характеризует способность выделить полезный сигнал из всех сигналов, принимаемых антенной. Избирательность оценивает- тся как ослабление посторонних сигналов по отношению к сигналу, наi частоту которого настроен радиоприемник. В первом приближении избирательность можно оценить по резонансной характеристике радиоприемника (рис. Х.1.). Резонансной характеристикой называется зависимость коэффициента усиления от частоты при неизменной настройке приемника и постоянной мощности на выходе. На рис. Х.1. величина d представляет собой отношение коэффициента усиления на частоте настройки радиоприемника к коэффициенту' усиления на частоте, отличающейся от резонансной на величину AJF. Диапазон частот или длин волн определяется значением крайних частот сигналов, принимаемых радиоприемником. Качество воспроизведения сигнала зависит от степени искажений: чем меньше искажения, тем оно выше. Частотные искажения определяются по частотной характеристике (кривой верности), представляющей зависимость выходного напряжения от частоты модуляции э. д. с. в антенне при условии, что величина этой э. д. с, ее несущая частота и коэффициент модуляции остаются ' постоянными. Для более полной оценки частотных искажений пользуются частотной характеристикой по звуковому давлению, т. е. зависимостью звукового давления, создаваемого громкоговорителем, от частоты модуляции э. д. с. в антенне. Нелинейные искажения, вызываемые нелинейностью характеристик ламп и других элементов, влияют на качество воспроизведения, так как вызывают появление новых частот, отсутствующих в переда-
458 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 459 Таблица X. 1 Основные параметры радиовещательных приемников Параметры Класс приемника стацио нарного Высший переносного Диапазоны принимаемых частот: длинные волны 150—408 кгц ........ средние » 525—1605 » ........ короткие » 3,95—12,1 Мгц ....... ультракороткие волны 65,8—73 Мгц ..... Наличие растянутых диапазонов . . Промежуточная частота: для диапазонов длинных, средних и коротких волн, кгц . • . . . для диапазона ультракоротких волн, Мгц . . Чувствительность при выходной мощности 50 мет и отношении напряжения полезного сигнала к напряжению шумов не менее 20 дб, не хуже: с клемм наружной антенны на длинных и средних волнах, мкв ..... » коротких волнах, мкв . . . » ультракоротких волнах при входном сопротивлении 300 ом, мкв . .'; с внутренней магнитной антенной на длинных волнах, мв/м . . . » средних » » . . . Избирательность: ослабление приема при расстройке частоты на ± 10 кгц на диапазонах длинных, средних и коротких волн, не менее, дб . . . . усредненная крутизна- ската резонансной характеристики в диапазоне УКВ в интервале ослабления сигнала от 6 до 26 дб, не менее, дб/кгц • . ширина полосы пропускания тракта УВК, кгц Ослабление приема по зеркальному каналу, не менее (с наружной антенной): на длинных волнах, дб . . . . » средних » » » коротких » » » ультракоротких волнах, дб ++ ++ ++ ++ ++ 465 ±2 8,4±0,1 50 50 5 * 60 0,25 120-160 60 50 26 30 ++ 465±2 8.4±0,1 150 200 10 46 0,2 120-180 46 26 14 22 ++ ++ ++ ++ + 465±2 8,4±0,1 6,5±0,1 150 200 20 34 0,17 120—180 40 26 12 22 ++ ++ + ++ 465±2 8,4±0,1 6,5 ±0,1 200 * 30 * * 26 0,15 120—180 26 20 * 20 +4* ++ + + 465±2 300 -* 20 20 20 ++ ++ ++ ++ 465±2 8.4±0,1 6,5±0,1 150 200 1 0,7 46 0,2 120—180 46 26 14 22 ++ ++ ++ 465±2 8,4±0,1 6,5±0,1 150 200 2 1 34 0,17 120—180 26 12 22 ++ ++ + ++ 465±2 8,4±0,1 6,5±0,1 200 2,5 1,5 26 0,15 120-180 20 20 20
460 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Параметры Ослабление приема сигнала с частотой, равной промежуточной, не менее, дб Подавление сигналов с 30%-ной амплитудной модуляцией по отношению к- частотно-модулированным сигналам с девиацией ±15 кгц в полосе частот ±50 кгц от значения несущей частоты при точной настройке, не менее, дб ..... . Уход частоты гетеродина от самопрогрева (через 5 мин после включения приемника) на частотах: Действие автоматической регулировки усиления на диапазонах длинных, средних и коротких волн: изменение напряжения на входе приемника, дб. соответствующее изменение напряжения на вы- Ручная регулировка громкости в пределах, не менее, дб Наличие регулировки громкости с тонкомпенсацией Номинальная выходная электрическая мощность, не j Чувствительность с гнезд звукоснимателя при но- Регулировка тембра: изменение уровня низких звуковых частот, не изменение уровня высоких звуковых частот, Уровень фона приемника при максимальном усилении по отношению к номинальной мощности Высший 40 20 20 3 2 60 8 60 6 * 0,25. 15 15 —54 -60 Класс стацио 1 34 14 50 6 4 40 12 50 ++ 2 0,25 12 10 —44 -30 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 461 Продолжение табл X. 1 приемника парного 2 30 12 50 6 4 26 10 50 + 1 0,25 12 10 —40. —46 3 26 10 50 26 12 40 — 0,5 0,25 — * —30 —36 4 26 . * — 26 12 30 — * 0,25 — — —30 -36 ! 34 14 50 6 4 40 12 50 +-f * 0,25 — * — переносного 2 30 12 50 6 4 26 10 50 + * 6,25 — * • — 3 26 10 50 26 12 30 — * 0,25 — — — 4 26 * • — 26 12 30 — "'•' — —. — —
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Продолжение табл. X. 1 Параметры Класс приемника стацио варного Высший переносного Частотная характеристика всего тракта усиления по звуковому давлению при неравномерности 14 дб (на частотах ниже 250 кгц 18 дб): полоса воспроизводимых частот, в диапазонах длинных, средних и коротких волн, не уже в мебельном оформлении, гц. . . . . . ,. . в настольном оформлении, гц ....... для переносных приемников, гц ..... . в диапазоне ультракоротких волн, не уже в мебельном оформлении, гц ..... . в настольном оформлении, гц . . . . . для переносных приемников, гц . . . . Среднее звуковое давление при номинальной выходной мощности на расстоянии 1 м при питании от сети, дин/см? ....,.., при питании от автономных источников, дин/СМ2 . . . . ! ; . . . . i . . . Коэффициент нелинейных искажений всего тракта приемника по звуковому давлению при ■ номинальной выходной мощности и 'глубине модуляции 80% в диапазонах длинных, средних и коротких волн и при девиации; частоты ±50 кгц в диапазоне ультракоротких волн: на частотах от 200 до 400 гц, не более, % . . » » свыше 400 гц, » » Потребление электроэнергии от автономных источников при к. п. д. не менее 30%, не более, вт Напряжение питания от сети, в от автономных источников, в Индикатор настройки в диапазонах длинных, средних и коротких волн . . . 40—6000 60^6000 40-15000 60—15000 10 6 127±10 220 ±10 12 или 9 ++ 60—4000 80-4000 60—12000 80—12000 3,5 127 ±10 220 ±10 12 или 9 ++ Обозначения: + обозначает, что диапазон или устройство в приемнике не обязательны. 4-«г* обозначает, что диапазон или устройство в приемнике обязательны. 80—4000 100—4000 80—10000] 100— —10000 1,2 127 ±10 220±10 9 или 6 ++ 150—3500 150-7000 200—3000 200—6000 4,5 2,5 3,5 2 10 8 0,5 127 ±10 220±10 9; 6; 4,5 + 12 8 0,3 127 ±10 220 ±10 9; 6; 4,5 150—4000 150— —12000 127±10 220±10 7,2 или 5,6 200—4000 200— —10000 2,5 8 7 0.5 127±10 220 ±10 5,6 или 3,8 + 300—3500 300—7000 2,3 10 8 0,5 127±10 220 ±10 5,6; 3,8 или 2,8 + 450—3000 12 8 0,3 127±10 220 ±10 5,6; 3,8 или 2,8 * обозначает, что параметр оговаривается в технических условиях на приемник данного типа
464 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ваемой программе. О величине нелинейных искажений судят по величине коэффициента нелинейных искажений (см. § 1, гл. IX). 1000 -л/ 10 8 6 4 2 0 2 6 8^/0 +а/ Рис. Х.1. Примерная резонансная характеристика приемника. Требования, предъявляемые к вещательным радиоприемникам, приведены в табл. Х.1. § 2. СКЕЛЕТНЫЕ СХЕМЫ РАДИОПРИЕМНИКОВ Радиоприемник прямого усиления. Его скелетная схема показана на рис. Х.2. Входная цепь повышает отношение сигнал/помеха, вследствие чего уменьшаются искажения при усилении. Кроме того, входная цепь увеличивает общее .усиление приемника и его чувствительность. Усилитель высокой частоты (УВЧ) усиливает сигналы до величины, при которой возможно детектирование без искажений, и повышает избирательность приемника.
ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО РАДИОПРИЕМНИКА 465 Детектор преобразует модулированные колебания в колебания звуковой частоты. Усиление после детектора связано с необходимостью подводить к громкоговорителю или к другому оконечному прибору сравнительно большие мощности. Недостатками приемника прямого усиления являются: 1) низкая избирательность; 2) плохая форма резонансной характеристики; 3) низкая чувствительность и др. Входная цепь I—I УВЧ [^Ш1»*Н. Рис. Х.2. Скелетная схема радиоприемника прямого усиления. Радиоприемники супергётеродинного типа, или супергетеродины, характеризуются высокими качественными показателями. Недостаток супергетеродина — дополнительный (мешающий) зеркальный канал приема, отстоящий от основного на удвоенную промежуточную частоту. Скелетная схема супергетеродинного радиоприемника приведена на рис. Х.З. ъ Входная цепь п т Н г I частоты j II Смеситель Гетеродин М УПЧ \*кетектор\ I 1 ни [\Оконечныц\ ГП I ^1 нч Рис. Х.З. Скелетная схема супергетеродинного радиоприемника. Входная цепь и усилитель высокой частоты (УВЧ) ослабляют сигналы мешающих станций. Это уменьшает искажения при преобразовании частоты. УВЧ может отсутствовать. Преобразователь превращает модулированные колебания частоты сигнала в модулированные колебания промежуточной частоты без изменения формы огибающей модулированного колебания. Основная избирательность и усиление производятся в УПЧ на постоянной для данного приемника частоте. Общее усиление до детектора должно быть таким, чтобы напряжение промежуточной частоты, подведенное к детектору, было не менее 1—2 в. При большем усилении улучшается также работа системы автоматической регулировки усиления (см. § 14 этой главы). § 3. ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО РАДИОПРИЕМНИКА Выбор промежуточной частоты. При выборе промежуточной частоты нужно руководствоваться следующим. Промежуточная частота не должна находиться в диапазоне принимаемых частот. Если промежуточная частота слишком высокая, то избира-
466 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА тельность УПЧ (при заданных полосе и числе контуров) будет мала, а максимальное устойчивое усиление каждого каскада УПЧ будет низким. Если же промежуточная частота низка, то будет малым ослабление приема по зеркальному каналу. Для вещательных приемников всех классов установлена промежуточная частота 465 ± 2 кгц. Промежуточную частоту 110—115 кгц Целесообразно применять в радиоприемниках длинных и средних волн. Для всеволновых радиоприемников следует выбирать промежуточную частоту 465 кгц, для радиоприемников частотно-модулированных сигналов на УКВ и для ЧМ канала комбинированных АМ/ЧМ радиоприемников выбираются более высокие частоты (см. табл. Х.1). Выбор числа контуров в высокочастотной части. Так как контуры высокочастотной части перестраиваются, то увеличение их числа сильно усложняет радиоприемник (увеличивается число секций блока перемени ных конденсаторов). Обычно применяется не более двух контуров.. Число контуров рассчитывается в следующем порядке. Принимают число контуров равным единице и по обобщенной резонансной кривой находят необходимую добротность контура Q9 для наименьшей частоты каждого поддиапазона (см. § 18 гл. I) из условия, чтобы ослабление сигнала в пределах расстроек, равных половине полосы пропускания, было на ДВ не более 2, а на СВ — не более 1,4. Для поддиапазонов KB можно принять Q9 = 100. Подсчитывается величина ослабления приема по зеркальному каналу на максимальной частоте /макс каждого диапазона: . / 'макс "т" ^1пр 'макс Аерк = 1 * : :"* Zojf \ 'макс 'макс » *ч где 1пр — промежуточная частота. Если полученное значение ослабления меньше заданного, то следует увеличить число контуров до двух. При этом в поддиапазонах KB целесообразно применять резонансный УВЧ, а в поддиапазонах ДВ и СВ — полосовой фильтр во входном устройстве и апериодический УВЧ. Выбор числа контуров промежуточной частоты. В каскадах промежуточной частоты в большинстве случаев применяются двухконтурные полосовые фильтры. Расчет фильтров приведен в § 10 этой главы. Если применяются одиночные контуры, то расчет выполняется аналогичным путём. Величина хх находится по графику на рис. I. 25, а величина dm$ — по графику на рис. X. 33 (пунктирная кривая). Выбор ламп. Выбор серии ламп определяется в основном источниками питания и желательными габаритами приемника. Для приемников с батарейным питанием следует выбирать лампы прямого накала. В малогабаритных конструкциях следует применять миниатюрные (пальчиковые) и сверхминиатюрные лампы. Расчет усиления. Предварительно выбирают тип детектора (см. § И этой главы). Для нормальной работы диодного детектора требуется напряжение не менее 1—2 в> для сеточного детектора — приблизительно 0,2—0,5 в. При более высоких напряжениях на входе диодного детектора лучше работает система АРУ и уменьшаются искажения при детектировании сигналов с глубокой модуляцией. \Яш>
ВХОДНЫЕ ЦЕПИ 467 Общее усиление до детектора вх. дет Ко6Щ = ^7^-И>'. ' чувств где £/вх#дет — необходимое напряжение на входе детектора, в; £/чувств — напряжение чувствительности приемника,, мкв. Число каскадов УПЧ на единицу меньше числа полосовых фильтров или одиночных контуров, настроенных на промежуточную частоту, так как один фильтр или контур включен в анодную цепь смесителя. Максимальное устойчивое усиление каскада УПЧ с полосовым фильтром можно определить по формуле ^упч: а каскада УПЧ с одиночным контуром — по формуле *упч = 2001/—£—. V 'пр°а. с где S — крутизна лампы, ма/в; fnp— промежуточная частота, кгц; Сас — емкость анод — управляющая сетка, пф; г\ — степень связи между контурами фильтра (см. § 10 этой главы). Коэффициент усиления преобразователя ^пр = ^УПЧ ~5~ • где 5пр — крутизна преобразования выбранной смесительной лампы. Коэффициент усиления высокочастотной части приемника (входной цепи и УВЧ) АувЧ = ——н=г* ЛщЛупч где п —■ число фильтров или контуров промежуточной частоты. Тип выходной лампы и ее режим выбирается в зависимости от заданной выходной мощности (табл. IX. 1 и IX. 2). В таблицах указана необходимая амплитуда напряжения на управляющей сетке Umc. Общее усиление от входа звукоснимателя до сетки выходной лампы "тс где UaB — чувствительность с гнезд звукоснимателя (табл. Х.1). Далее расчет усилителя низкой частоты выполняется в соответствии с гл. IX. § 4. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ Входная цепь приемника связывает приемную антенну с входом первого каскада. Она должна обеспечивать достаточную избирательность по зеркальному каналу и максимальный коэффициент передачи напряжения при допустимой неравномерности в пределах рабочего диапазона частот.
468 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА При этом частотная характеристика входной цепи должна быть такой, при которой удается сочетать небольшие искажения принимаемого сигнала с достаточной избирательностью. В УКВ диапазоне входная цепь должна обеспечивать согласование фидерной линии со входом первого усилительного элемента с целью повышения отношения сигнал/шум. кпербой ~лампе к_ первой ~~ламле Кпербой лампе С T^J АРУ Рис. Х.4. Схемы одноконтурных входных цепей при растроенной антенне. Схемы входных цепей. Выбор схемы и параметров входной цепи в значительнойстепени зависит от типа и параметров применяемой антенны. Если приемник предназначен для работы с различными ненастроенными антеннами, то для уменьшения влияния антенны на настройку входного контура следует применять слабую связь антенны с контуром. Происходящее при этом снижение коэффициента -К сетке передачи входной цепи в болыпин- ЛОМПй/ стве случаев не имеет существенного значения, так как ненастроенные антенны применяются главным образом в диапазонах ДВ и СВ, где чувствительность приемника ограничивается не внутренними шумами приемника, а внешними помехами. Слабую связь с антенной можно получить, включая в цепь антенны малую емкость (рис. Х.4,а). Такая входная цепь проще других, но отличается большой неравномерностью коэффициента передачи по диапазону. Применяется на растянутых поддиапазонах. Входная цепь с индуктивной связью (рис. Х.4,б) при правильном выборе индуктивности 1св обеспечивает почти постоянную передачу напряжения в диапазоне частот и находит самое широкое применение. При комбинированной индуктивно-емкостной связи (рис. Х.4,в) можно добиться еще большего постоянства передачи напряжения. Входная цепь с полосовым фильтром отличается гораздо лучшей формой частотной характеристики по сравнению с одноконтурными входными цепями и применяется в высококачественных приемниках. Первый контур может быть связан с антенной одним из указанных способов (см. рис. Х.4). Связь между контурами фильтра может быть различной (см. § 19 гл. I). Хорошие результаты дает полосовой фильтр с внешней и внутренней емкостной связью (рис. Х.5). Входная цепь с таким фильтром Рис. Х.5. Схема входной цепи с полосовым фильтром.
ВХОДНЫЕ ЦЕПИ 469 отличается почти, постоянной полосой пропускания во всем диапазоне частот и обеспечивает высокую избирательность. Если в приемнике имеется ферритовая антенна, то ее катушки в большинстве случаев используются в качестве элемента входного контура К катушке СВ 5 PL \\- ## О ® ~ Рис. Х.6. Схемы входных цепей с ферритовой антенной: а — в ламповом приемнике (с общей катушкой для ДВ и СВ); б— в транзистор- — ном приемнике (отдельные катушки для ДВ и СВ). (рис. Х.6). При этом удается повысить чувствительность приемника и эффективность действия антенны. Поскольку полоса пропускания входной цепи с ферритовой антенной получается узкой, то при пользовании внешней антенной вместо контура с ферритовой антенной в высококачественных приемниках включают обычный колебательный контур с достаточно широкой полосой пропускания. При настроенных антеннах, которые применяются в KB приемниках для любительской радиосвязи и в УКВ диапазоне, сигнал поступает на вход приемника по двухпроводной соединительной линии. Для устранения паразитного антенного эффекта линии передачи, искажающего диаграмму направленности, следует обеспечить симметрию проводов линии относительно земли. Для этого необходимо устранить паразитную емкость между катушкой связи и катушкой контура входной цепи с помощью помещенного между ними заземленного электростатического экрана (на рис. Х.7,а показан пунктиром). Экран должен быть выполнен в соответствии с рекомендациями, приведенными на стр. 36 гл. I. Если линия передачи выполнена из коаксиального кабеля, то применяется схема входной цепи, приведенная на рис. Х.7,б. При настроенной антенне связь входного контура выбирается • несколько больше оптимальной (соответствующей максимальной передаче энергии), если необходимо получить наибольшее отношение сигнал/шум, Рис. X. 7. Схемы входных цепей при настроенной антенне.
470 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА и меньше оптимальной, если необходимо получить лучшую избирательность. Расчет входных цепей. Контур. 1. Коэффициент перекрытия диапазона fu * 'макс 'мин гДе /'макс и /мин — максимальная и минимальная частоты диапазона, Мгц. 2. Индуктивность контура 2,53.104(^ — 1) L = • - мкгн, ^макс ^мин* 'макс где Смакс и Смин — максимальная и минимальная емкости конденсатора настройки, пф. 3. Дополнительная емкость в контуре с ъ^с ^ °макс *д°мин "ДОП * 4. Емкость схемы н\-\ Ссх ~ CL + См + Свх* где CL — собственная емкость катушки; См — емкость монтажа (5—20 пф); Свх — входная емкость лампы. 5. Емкость подстроечного конденсатора Стр = Сдоп ~~ Ссх- Если величина С^ получается отрицательной или меньше 5 пф, то следует выбрать конденсатор настройки с большей емкостью либо уменьшить величину /гд. Расчет контуров для растянутых диапазонов приведен в § 5 гл. X. 6. Необходимая добротность контуров на коротких волнах q 'макс^зерк 'пр где Л^акс— максимальная частота диапазона; fnp— промежуточная частота; <*3ерк "" заданное ослабление приема по зеркальному каналу. Величины d должны быть переведены из децибел в отношения. Если найденное значение Q9 превышает величину 100, то следует применить резонансный УВЧ. На длинных и средних волнах добротность контура определяется заданной полосой пропускания AF <?э = / V <р —1 /мину "пол где fum — минимальная частота диапазона; dnon — ослабление сигнала на краях полосы пропускания (на средних волнах ^пол< 1,15-г 1,2, на длинных — 1,5-7-1,7).
ВХОДНЫЕ ЦЕПИ 471 7. Ослабление приема по зеркальному каналу проверяется по формуле . _ / /макс "т"2/пр /макс \ у» азерк — I ? 7 -4-9/ I V** у 'макс 'макс ~ Л'пр у Если полученное значение ослабления меньше заданного, то следует применять полосовой фильтр. Полосовой фильтр. 1. Для fum выбирается фактор связи между контурами фильтра т)я (порядка 1,1-7-1,5) и по известному ослаблению сигнала на краях полосы пропускания (обычно ^пол= 1.2) из графика рис. Х.32 находится коэффициент XjH. 2. Добротность контуров Q9 = "Ih'mhh А/7 ' где AF — полоса пропускания фильтра. 3. Значение коэффициента х1в для fMaKC 'макс По графикам (рис. Х.32) находим т)в для fmKC при прежнем значе- 4. Находим значение *а по формуле макс "Г* ^/пр 'макс \ л нии <*пол. .-(£ 'макс 'макс * h пр/ и по обобщенным кривым для полосового фильтра (рис. Х.ЗЗ) определяем ослабление приема по зеркальному каналу. 5. Емкости связи находятся по формулам: п Сыш + ^доп^ д. CCBl = Q %ВЬ п мин "Г ^доп п п . с<"—%—*•*• Значения Смини Сдоп берутся из расчета контуров, коэффициенты Вк и В2 находятся по графикам рис. £.8, где £д — коэффициент перекрытия диапазона. Величина Ссв очень критична и требует экспериментальной подгонки. Индуктивная связь с антенной. 1. На длинных и средних волнах индуктивность катушки связи 350 'мин
472 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА на коротких волнах ^св = 16—100 ~Г • 'МИМ 2. Коэффициент связи на длинных и средних волнах должен быть не больше значений, полученных из выражений: b'cs-^Vh k'<*=V Q(2^-l)' где кд — коэффициент перекрытия диапазона; Q — добротность контура. " в7 0,3 № <& Qg 07 т &Чн W 5»- 43 0,4 № Q6 Q7 W 99% Рис. Х.8. Графики для расчета диапазонного полосового фильтра. На коротких волнах *«< 0,3 3, Взаимоиндуктивность между катушками связи и контура V V 4. Коэффициент передачи напряжения входной цепи на частоте /0 на длинных и средних волнах 1_о.з (-^р-) у "св на коротких волнах /C0 = (l4-3)v10-2Q/MHHAf, где М — взаимоиндуктивность между катушками, мкгн.
РАСТЯНУТЫЕ ПОДДИАПАЗОНЫ 473 Для входной цепи с полосовым фильтром коэффициент передачи на концах диапазона ^"л-МК As'i + ifi' 5. РАСТЯНУТЫЕ ПОДДИАПАЗОНЫ Преимущества растянутой настройки: 1) плавность настройки на принимаемый сигнал; 2) облегчение сопряжения настройки гетеродина и контуров высокой частоты; 3) отсутствие зеркальной настройки (зеркаль- о б б Рис. Х.9. Схемы контуров для растянутых диапазонов. ная помеха не устраняется); 4) конденсаторы настройки могут быть и не- прямочастотными. Недостатки растянутой настройки: 1) усложнение схемы контуров гетеродина и контуров высокой частоты; 2) необходимость повышения стабильности частоты гетеродина; 3) трудность градуировки с достаточной точностью шкал диапазонов в частотах. Схема с общей катушкой (рис. Х.9,а) пригодна при небольшом числе растянутых диапазонов (не более двух-трех). Емкости С2 и С3 состоят из параллельно включенных постоянных и подстроечных конденсаторов. Такая схема растяжки усложняет коммутацию, так как требуется два переключателя, а во всеволновом приемнике еще и переключатель катушек длинных, средних и коротких волн. В любительских условиях такая схема упрощает начальную наладку приемника. Схема с отдельными катушками для каждого поддиапазона (рис. Х.9,6" и в) является более совершенной, чем схема на рис. Х.9,а. Применяя её, можно упростить коммутацию и получить лучшие результаты по чувствительности. Недостаток этой схемы — необходимость плавного изменения индуктивности каждой катушки при наладке. Схема, приведенная на рис. Х.9, *, отличается от схемы на рис. Х.9 б наличием у каждой катушки подстроечных конденсаторов, что дает возможность точной растяжки каждого диапазона на всю шкалу, чего не обеспечивает схема на рис. Х.9,б. Недостатком схемы, приведенной нарис.Х. 9,в, является большее число деталей. Расчет схемы (рис. Х.9,в). 1. Принимают величину минимальной емкости контура Смин= 40 -г 50 пф.
474 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА 2. Определяют индуктивность для наивысшей частоты fwaKC наиболее высокочастотного поддиапазона 25 330 1=— мкгн, 'макс^мин гДе /макс - МгЧ> Смин ~ "Ф- 3. Находят максимальную емкость для низшей частоты fMHH того же поддиапазона 25 330 , Смаке = -7ГТЛ*' /минь где /^ — Мгц, L — мкгн. 4. Разность емкостей ДС=Смакс—Сшя сохраняют постоянной для всех поддиапазонов; переключают только катушки и их подстроенные конденсаторы, определяющие минимальную емкость контура. 5. Индуктивности катушек последующих поддиапазонов находят по формуле \ 'мин /макс' г 25330 , , . . 1==-дС~1— -—^ МКгн' гДе ^мин и /макс"" крайние частоты соответствующего поддиапазона; Мгц; АС — пф. 6. Определяют емкость конденсатора с _ АС (С + 2С0) + У [АС (С + 2С0)Р + 4 (С - АС) (С +. Со) С0АС. °8~~ 2(С —АС) где Со — минимальная емкость переменного конденсатора; С — разность между максимальной и минимальной емкостями переменного конденсатора. 7. Определяют максимальную емкость подстроечных конденсаторов г —г С°Сз Ct-C—-сь + сГ Пример. Поддиапазоны: 1) 11,5— 12 Мгц; 2) 15,0-J- 15,4 Мгц; 3) 17,6 -г 18,0 Мгц; Ci = 11 -^ 490 л#. Принимаем Сыт = 50 пф и находим индуктивность контура для третьего поддиапазона: 25330 . м „ 25 330 ^з = -~ -^ = 1,56 мкгн; Смакс = ————- = 52,5 пф; 18а • 50 макс 1,76** 1,56 ^ АС = 52,5 — 50 = 2,5 пф. Индуктивности контуров для второго и первого поддиапазонов: 25330 /1 1 \ ftft _ 25330 /1 1 \ сл
РАСТЯНУТЫЕ ПОДДИАПАЗОНЫ 475 г ±2,5 (479+2 .И)+Т/"[2,5(479+2.11))а+4(479-2,5) (479+11) ■ 11 «2,5 Сз~ 2(479 — 2,5) .... , ^ в 5,3 пф; Ca=50-^+%ie46-4rt*- Выбираем конденсаторы КПК-2 емкостью 6 — 60 пф. Расчет схемы (рис. X. 9,6) 1. Задаются минимальной емкостью контура Смин= 40 -т- 50 пф. 2. Определяют индуктивность для самого низкочастотного диапазона 25 330 1 = "р2 MK8H* 'макс^мин ♦ 3. Находят необходимое для перекрытия данного диапазона изменение емкости 330 /_1 1_\ Li 1/2 /2 ) \ 'мин 'макс/ где 1х — */ег«; /мин и §шкс — Мгц. 4. Определяют индуктивность для следующего диапазона . 25 330 Ьг = — мкгн, i макс^мин где /макс— Мгц; Сит — лф; и проверяют нижнюю границу диапазона 159 и Если полученная частота f:uim окажется выше заданной для данного диапазона, то величину АС придется несколько увеличить. Аналогичным образом определяются индуктивности последующих диапазонов. 5. Параллельный подстроечный конденсатор можно подключать либо параллельно катушкам (Сг), либо параллельно переменному конденсатору (С*). В первом случае емкости конденсаторов Са и Сз определяются так же, как для схемы на рис. Х.9, в. Во втором случае сначала определяется величина где fa= Смакс— С2; h = Смин— С2\ C^ = Смин + АС. Обозначение других величин приведено в расчете схемы (рис. X.9te). Величиной С* задаются в пределах 15 ~ 20 пф. Величина конденсатора С3 находится по формуле с k2(CA + C0) 3 (С, + с0) - ъ •
476 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Последний способ подключения, подстроенного конденсатора наиболее распространен, так как позволяет упростить коммутацию. Приведенный выше метод расчета применим для расчета элементов контуров гетеродина и высокочастотных контуров. §6. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ (УВЧ) Апериодический УВЧ не повышает избирательности приемника, но позволяет повысить отношение сигнал/шум и чувствительность прием- ^ ника. Часто применяется в том случае, если |—^-|: входная цепь выполнена по схеме с полосо- 270 ^rg> вым фильтром (в высококачественных прием- ^5 никах — в диапазонах длинных и средних §§> волн). 5 < Схема апериодического УВЧ, рассчитан- ^ ног.о на диапазон длинных и средних волн, приведена на рис. Х.10. Такой усилитель на лампе 6КЗ дает усиление около 4, на лампе 6К4П — около 10. Апериодический УВЧ может быть собран по схеме широкополосного усилителя с коррекцией (см. § 5 гл. XI), который обеспечит большее усиление. Резонансный УВЧ обеспечивает усиление сигнала и избирательность. В супергетеродинном приемнике наиболее существенной является избирательность по зеркальному каналу. В диапазонах ДВ, СВ, KB резонансные УВЧ выполняются на пентодах по схеме с трансформаторным (рис. Х.11,а) и автотрансформаторным (рис. Х.11,6") включением резонансного контура в анодную цепь лампы. Рис. Х.10. Схема аперио дического УВЧ. Рис. Х.11. Схемы резонансных УВЧ: а —с трансформаторной связью; б —с автотрансформаторной связью. Для резонансных УВЧ выбирают пентоды с максимальным отношением крутизны к емкости анод—управляющая сетка (6КЗ, 6К4, 6К4П и др.), которые обеспечивают большее усиление. Расчет резонансного УВЧ на пентоде выполняется в следующем порядке: 1. Рассчитывают колебательный контур (см. § 4 и § 5 этой главы).
КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ (УВЧ) 4?7 2. Резонансное сопротивление контура на концах диапазона определяется по формулам: ^в = 6,3/макс^.10-злол<, W /мин и /макс— Ш^ L — мкгн- 3. Коэффициент включения контура из условия устойчивости V' , й 1 Р = А. с5 макета, с' ™e Кев— ком> /макс— МгЧ\ Са.с— Л0; S — жа/б. Если р < 1, то можно применить полное включение контура . в анодную цепь лампы, либо принять р = 0,7 -т- 0,8. 4. Взаимоиндукция между катушками для схемы с трансформаторным включением M=pL. Для схемы с автотрансформаторным включением контура число витков между отводом и нижним (по схеме) концом катушки равно pw9 где w — полное число витков катушки. 5. Сопротивления в цепи катода RK и в цепи экранной сетки /?9 определяется по формулам: #э = j ком, где Uc0 — напряжение смещения на управляющей сетке, в; £а — напряжение источника анодного питания, в; Us — напряжение на экранной сетке, в; /а — анодный ток, ма\ /э — ток экранной сетки, ма. Величины Uc0,1)ъ, /а и /9 можно определить по табл. VII 1.4. 6. Емкости конденсаторов в цепях катода Ск и экранной сетки Сэ определяются по формулам: 2>10з тЛт Ск = 7—еГ "& /мнн^к .а. с где fum — Мгц\. RK — ком; Са с— пф; Сак — емкость анод—катод, пф; Сск — емкость катод—управляющая сетка, пф. Величины Са с, Са к и Сс приведены в табл. VIII.4. В диапазоне УКВ резонансные УВЧ выполняются на триодах, так как триоды меньше шумят. Наибольшее распространение получили схемы усилителей высокой частоты с общим катодом, с общей сеткой и с общей промежуточной точкой. УВЧ с общим катодом (рис. Х.12) отличается наибольшим входным сопротивлением, благодаря чему коэффициент передачи
478 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА входной цепи получается ббльшим, чем при других схемах УВЧ. Однако вследствие относительно большой емкости анод—сетка триода усилитель работает неустойчиво. Для устранения этого недостатка при одновременном сохранении преимуществ данной схемы в высококачественных приемниках применяют так называемые каскодные усилители, в которых первый каскад собран по схеме с общим катодом, а второй — по схеме с общей сеткой (см. § 8 гл. XIII). ~ ■ ■— — шшш | щ ,ч УВЧ по схеме с общей сеткой отли- С I \^5г -L Lo< чается большой устойчивостью и малым Г =л ^-| ZZ Co J входным сопротивлением. Если такой уси- г Т * Т л литель является первым каскадом прием- ^ * * * ' ника, то коэффициент передачи входной цепи получается очень малым. Схема с общей промежуточной точкой является компромиссным решением между схемами с общим катодом и общей сеткой. Такая схема широко используется в УКВ блоках недорогих приемников (рис. Х.20). Резонансные УВЧ на транзисторах собираются по схеме с общим эмиттером (рис. Х.13) или по схеме с общей базой. Вторая схема применяется редко, так как обеспечивает меньшее усиление. Смещение на базу транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, при общем источнике питания подается от делителя напряжения /?t/?2 при определенной величине сопротивления Яь (рис. Х.13). В этом случае удовлетворительно осу- i Рис. X. 12. Упрощенная схема резонансного УВЧ с общим катодом. Выход |Л JLr ществляется температурная ста билизация режима (см. § 17 гл. IX). Величина смещения подбирается так, чтобы ток коллектора был около 1 ма. Для компенсации влияния обратной проводимости транзистора, которая может привести к самовозбуждению каскада УВЧ, следует применять нейтрализацию с помощью конденсатора Сн (рис. Х.13). Необходимая емкость этого конденсатора зависит от выходной емкости транзистора и коэффициента трансформации ВЧ трансформаторов (LiL2 и ЦЦ). Обычно величина Сн составляет от 10 до 350 пф и уточняется при налаживании усилителя. Необходимая фаза нейтрализующего напряжения устанавливается переключением концов катушек £з или L4. Для повышения устойчивости УВЧ следует экранировать контуры и включать развязывающие фильтры (R&b на рис. Х.13). В резонансных усилителях на транзисторах широко используются каскодные схемы. Такие схемы работают устойчиво без применения нейтрализации и поэтому их проще наладить. ад см Т о о—| Рис. Х.13. Схема резонансного с общим эмиттером. УВЧ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 479 На рис. Х.14 приведена принципиальная схема каскодного включения транзисторов. Первый каскад выполнен по схеме с общим эмиттером. Его нагрузкой является входное сопротивление второго каскада, который включен по схеме с общей базой. На рис. Х.15 приведены аналогичные практические схемы. В схеме на рис. Х.Г5,а транзисторы включены последовательно по питанию, в схеме на рис. XJ5,6—параллельно. Усилитель, собранный по схеме на рис. Х.15,а, потребляет меньший ток от источника питания при более высоком напряжении. Усилитель, собранный по схеме на рис. Х.15,б может работать при низком напряжении пи- Рис. Х.14. Упрощенная схема каскодного усилителя на транзисторах. О б Рис. Х.15. Схемы каскодного включения транзисторов УВЧ. тания, однако потребляет больший ток. Такой усилитель обеспечивает более глубокую АРУ. § 7. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Смеситель и гетеродин могут быть собраны на одной лампе или транзисторе, а также на отдельных лампах или транзисторах. Двухсеточные смесители. В двухсеточном смесителе напряжения сигнала и гетеродина подаются на две отдельные управляющие сетки (рис. Х.16). Такие смесители могут быть собраны на многосеточных лампах или пентодах, у которых третья сетка не соединена с катодом. При использовании многосеточных и комбинированных ламп можно обойтись без отдельной лампы для гетеродина при почти полной экранировке цепей гетеродина от приходящего сигнала, а также получить сравнительно большое усиление. Схемы таких преобразователей представлены на рис. Х.17. Они широко применяются в диапазонах ДВ, СВ и КВ. Односеточные смесители. В односеточном смесителе напряжения сигнала и гетеродина подаются на одну управляющую сетку. Односеточные
480 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА смесители характеризуются более высокой крутизной преобразования и, следовательно, дают большее усиление сигнала, чем двухсеточные. Уровень собственных шумов у односе- 642/7 | | точных смесителей, особенно у (6А7) ^Хщ^ I |д ia трйодных значительно ниже, чем ЩЮС)[Jl\ X-. i\ У*УЛ? У двухсеточных. Поэтому одно- ОтУВи,bj»"| «7*°' | }(^ | сеточные смесители применяются •*• в высокочувствительных приемниках УКВ диапазона. Они могут с успехом применяться и в диапазонах ДВ, СВ и КВ. Искажения при односеточном преобразовании больше, чем при двухсеточном. Другим недостатком триодных смесителей является малое внутреннее сопротивление, вследствие чего снижается избирательность контуров, включенных в анодную цепь. Схемы односёточных смесителей приведены на рис. Х.18 и Х.19. На рис. Х.19 приведена схема односеточного смесителя на триоде с отдельным гетеродином, собранным на лампе Л1б. Напряжение гетеро- АРУ Рис. Х.16. Схема двухсеточного смесительного каскада. Напряжение АРУ Шл) цстршст&А Рис. Х.17. Схемы двухсеточных преобразователей частоты: а — на триод-гексоде; б — на гептоде. дина в этой схеме подается в цепь катода смесителя, что значительно уменьшает излучение гетеродина. Катушка связи .в катодной цепи смесителя создает отрицательную обратную связь по току, повышающую внутреннее
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 481 сопротивление триода. Триодные смесители с отдельным гетеродином применяются в высококачественных приемниках УКВ диапазона. В массовых радиовещательных приемниках УКВ диапазона применяют гетеродинные преобразователи частоты, собранные на одном триоде. Особенностью гетеродинных преобразователей частоты является то, что напряжение принимаемого сигнала подается непосредственно на гетеродин приемника, в котором и происходит преобразование частоты. После преобразования напряжение промежуточной частоты снимается с фильтра промежуточной частоты, включаемого н анодную цепь лампы гетеродин- вого преобразователя частоты. Схема гетеродинного преобразователя частоты приведена на рис. Х.20 (второй каскад). Рис. Х.18. Схема односеточ- ного смесительного каскада. Н506 -. Рис. Х.19. Схема триодного смесителя с гетеродином. ПР -—|—, /IW^^ihlU—& «О с*ш Vc Т -1 Т*ш Рис. Х.20. Схема УКВ блока с гетеродинным преобразователем частоты При изготовлении гетеродинного преобразователя на триоде наиболее трудно обеспечить независимость настроек трех контуров (сигнального, гетеродинного и промежуточной частоты) и малое паразитное излучение 16 120
482 радиоприемные устройства гетеродина. Необходимо выбрать такую схему, в которой при перестройке одного из контуров не меняется настройка других. Кроме того, колебания гетеродина не должны проникать в сигнальный контур, несмотря на то, что они вместе с сигналом подаются на одну и ту же сетку. Эта задача решается путем включения сигнального и гетеродинного контуров по схеме сбалансированного высокочастотного моста. На рис. Х.20 приведена схема f^v J~y£*e yV* Рис. Х.21. Мостовые схемы УКВ блока. УКВ блока, в котором сигнальный контур 1зСвС7 и контур гетеродина ЦС9 включены в разные диагонали моста, отдельно показанного на рис. Х.21,б. В этом УКВ блоке УВЧ выполнен по схеме с общей промежуточной точкой. Входной контур настроен на среднюю частоту диапазона принимаемых частот. Конденсатор Съ нейтрализует влияние проходной емкости первого триода (рис. Х.21,а), вследствии чего предотвращается самовозбуждение каскада и прохождение в антенну остаточного напряжения гетеродина, которое имеется на аноде лампы УВЧ. Для устранения отрицательной обратной связи через проходную емкость триода сигнальный контур 1зСвС* заземляют не непосредственно, а через блокировочный конденсатор Ci2 фильтра промежуточной частоты. При этом образуется мостовая схема, показанная на рис. X. 21,в. Если мост сбалансирован, то влияние проходной емкости триода устранено. При этом возрастает внутреннее сопротивление триода и, следовательно, коэффициент усиления преобразователя. Если же выбрать величину емкости конденсатора С12 меньше некоторой критической величины, при которой мост сбалансирован, то в схеме гетеродинного преобразователя будет создана положительная обратная связь (перекомпенсация по промежуточной частоте). При'этом внутреннее сопротивление триода возрастет еще больше. Возрастет также и входное сопротивление преобразователя, что приведет к еще большему повышению усиления. Величина емкости конденсатора С12 весьма критична, особенно при перекомпенсации. Небольшое повышение емкости этого кон- Рис. Х.22. Схема преобразователя частоты с отдельным гетеродином.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 483 денсатора может привести к самовозбуждению каскада на промежуточной частоте. Недостатки гетеродинного преобразователя частоты обнаруживаются при приеме мощных, близко расположенных УКВ радиостанций. Если напряжение сигнала на сетке преобразователя чрезмерно велико, то качество приема ухудшается или прием вовсе прекращается. В последнем случае происходит захватывание (синхронизация) частоты гетеродина частотой принимаемого сигнала, вследствие чего прекращается преобразование частоты. Более устойчивыми против захватывания являются ге- Рис. Х.23. Схемы гетеродинных преобразователей частоты. теродинные преобразователи, в которых контур гетеродина включен в анодную цепь триода (рис. Х.73). При использовании малоэффективных антенн, смонтированных в футляре радиоприемника, явление захватывания обычно не наблюдается. В преобразователях с отдельным гетеродином опасность захватывания значительно меньше, чем в гетеродинных преобразователях. Транзисторные преобразователи частоты могут быть собраны на одном или двух транзисторах. На рис. Х.22 приведена схема преобразователя с отдельным гетеродином. Первый транзистор работает смесителем, второй — гетеродином. Гетеродин собран по схеме с индуктивно-емкостной обратной связью. Подбором величины емкости конденсатора связи Ссз можно несколько расширить частотную границу устойчивой работы гетеродина за счет компенсации фазового сдвига, возникающего на частотах, близких к граничной частоте транзистора. Поэтому в гетеродине можно использовать транзисторы на частотах, близких к граничной. Основной недостаток преобразователей с отдельным гетеродином — сложность коммутации при переходе с диапазона на диапазон. Значительно большее распространение получили преобразователи с совмещенным гетеродином (гетеродинные преобразователи). При правильном налаживании такие преобразователи работают не хуже преобразова- 16*
484 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА телей с отдельным гетеродином. Напряжения сигнала и гетеродина могут подаваться только в цепь базы транзистора (рис. Х.23,а) или в цепи базы и эмиттера (рис. Х.23,б). В обеих схемах преобразователей с совмещенным гетеродином контур промежуточной частоты включен последовательно с катушкой связи гетеродина Ц в цепь коллектора. На работу гетеродина это не оказывает заметного влияния. Однако напряжение гетеродина взаимодействует с гармониками промежуточной частоты, которые присутствуют в коллекторной цепи. В результате этого на выходе приемника прослушивается неприятный свист. Существенным недостатком преобразователей с совмещенным гетеродином является то, что транзисторы не могут работать на частотах, близких к граничной. Используя каскодные схемы преобразователей частоты, можно получить большее усиление, так как эти схемы исключают паразитную обрат- 31 1Г'Г Рис. Х.24. Схемы каскодных преобразователей частоты. ную связь между входным контуром и контуром промежуточной частоты. В реальных схемах усиление по напряжению можно довести до 80—100 по сравнению с* 20—30 в обычных схемах преобразователей с отдельным гетеродином. Кроме того, удается упростить переключения в приемниках с несколькими диапазонами. Схема каскодного преобразователя с отдельным гетеродином приведена на рис. Х.24,а. Недостаток такого преобразователя состоит в том, что граничная частота, при которой обеспечивается нормальная работа гетеродина, на 30—40% ниже, чем для обычного преобразователя с отдельным гетеродином. На рис. Х.24,б изображена схема каскодного преобразователя, в котором оба транзистора работают одновременно в смесителе и в гетеродине. Контур гетеродина образован катушкой индуктивности U и конденсаторами Сх и С* Первый транзистор Т\ предназначен для дополнительного усиления сигнала, поступающего от УВЧ или от входной цепи. Фазирующая цепь RYCz обеспечивает работу гетеродина на частотах, превышающих в 2—3 раза граничную частоту транзистора. Вследствие большого выходного сопротивления транзистора Т2 можно включать контур промежуточной частоты непосредственно в цепь коллектора. Режим смесителя выбирается так, чтобы рабочая точка находилась в области наиболее нелинейного участка входной характеристики. При
ГЕТЕРОДИНЫ 485 этом ток эмиттера обычно составляет доли миллиампера. Амплитуда напряжения гетеродина подбирается экспериментально и составляет обычно 1—2 в. § 8. ГЕТЕРОДИНЫ Гетеродин, применяемый в преобразователе частоты супергетеродинного приемника, должен генерировать в заданном диапазоне частот колебания достаточно стабильной частоты с примерно постоянной амплитудой, +250 б 610 {6КЗМ4. К смесителю 5 Рис. X.25. Схемы гетеродинов: а.—с трансформаторной; б —с автотрансформаторной; в —с емкостной связью. необходимой для работы смесителя. Для заданной частоты сигнала /с, на которую настроены колебательные контуры входной цепи и УВЧ, и промежуточной частоты /пр частота гетеродина определяется выражением /г ^'с^ 'пр* Схемы гетеродинов на лампах. Наиболее широкое распространение получили гетеродины с трансформаторной (рис. Х.25,а), автотрансформаторной (рис. X. 25,6) и емкостной (рис. X. 25,в) обратной связью. Гетеродины собранные по другим схемам, используются сравнительно реже. На рис. Х.26 представлена схема транзитронного гетеродина, который отличается повышенной стабильностью частоты. Недостатком такого гетеродина является тяжелый режим работы лампы, вследствие чего сокращается срок ее службы. Схемы гетеродинов на транзисторах приведены на рис.X.27. Гетеродин приемника на транзисторах должен обеспечивать необходимую для работы смесителя мощность, так как входное сопротивление смесителя сравнительно мало. Повышение стабильности частоты гетеродина. На частоту колебаний гетеродина влияют температура, влажность окружающей среды, величина питающих напряжений и механические воздействия. Для уменьшения влияния изменений температуры гетеродин должен быть расположен возможно дальше от деталей, сильно нагревающихся в про- Рис. Х.26. Схема транзитронного гетеродина.
486 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА цессе работы (силовой трансформатор, выпрямительные и выходные лам* пы и'т. п.). Температурный коэффициент диэлектриков всех деталей гетеродина должен быть малым. Следует широко использовать керамику и избегать применения при монтаже различных изоляционных прокладок стоек, изоляции на проводах и т. д. Монтаж следует выполнять короткими проводниками без изоляции. Влияние температуры на частоту гетеродина можно уменьшить, подключив параллельно конденсатору настройки компенсирующий конденсатор с отрицательным ТКЕ (см. § 1 гл. III). Для уменьшения влияния влажности на частоту гетеродина следует применять влагостойкие материалы (керамика, полистирол) и детали. Рис. Х.27. Схемы гетеродинов на транзисторах: а — с трансформаторной; б — с автотрасформаторной; в — с емкостной связью. Для уменьшения влияния питающих напряжений на частоту гетеродина следует повышать добротность контура гетеродина и соответствующим образом подбирать коэффициент обратной связи. Степень влияния питающих напряжений зависит также от схемы гетеродина, от выбора параметров сеточной цепи и от степени связи контура с лампой или транзистором. Сравнительно малая зависимость частоты гетеродина от питающих напряжений получается при использовании схемы с автотрансформаторной связью (рис. Х.25,б и Х.27,6"). Для повышения стабильности частоты гетеродина иногда применяют стабилизацию питающих напряжений. § 9. СОПРЯЖЕНИЕ НАСТРОЕК КОНТУРОВ В СУПЕРГЕТЕРОДИНЕ Контуры высокой частоты и контур гетеродина в супергетеродинном приемнике настраиваются одной ручкой. При любом положении конденсатора настройки частота гетеродина должна отличаться от частоты настройки контуров входной цепи и УВЧ на величину, равную промежуточной частоте приемника. Для этого контур гетеродина собирается по сложной схеме (рис. Х.28). При такой схеме конденсаторы переменной емкости в контурах вы Рис. X. 28. Схема контура сокой частоты и гетеродина должны быть гетеродина. однотипными.
СОПРЯЖЕНИЕ НАСТРОЕК КОНТУРОВ В СУПЕРГЕТЕРОДИНЕ 487 10000 & еоооШ БППП Ъь, 1 ЧППП1— йППП1— 3000 Ь- 1 ?ппп\ сиии г— 1 1ЧПП1 //7/7/71— 1 о"** Г" /Г/7/7 С 1 <!/?/? L- 1 Эии г- 1 9/7/7L 1 ?*п\ 1 9ПП\— 1 /5/71- 1 IjU г* ■да? 1 //7/7 г—1 I WU ^ 1 ^ t 1 t»n С 1 5/) 1— 1 Эиг~ 1 4/71— 1 *HJ t— ?/7L 1 2CI— 1 СЭ Г" 1 ?/?L- 1 CV Г^ я? L 1 г 1 g 1 о г- 1 ^ L_ 1 л L 1 *? |_ 1 ** 1 ¥t «г 1 0,02 Рис. : р W0j№№ ~й •С .29 Ж 04 «0$ Гра<| II 1 Г ~ТП *" 2 | Ькнж^ООгц Скмакс~500пФ щ=350пф& *„~- ^300nL *\ 'Кмакс *wilH— 0,Г Ц150,2 а • 1 СкмаиГБООпф, Скмакс"500^ r]fiJTs 0,1 0t )ИКИ Д. 150,2 6 а я р 0,3 Ц4С ЯчЛ \КЬ Гч> \5Qfib [СкмакгЯОпф {СкмакгЫОпф 0f30 асчет 46 *а ,5 OP кон; COI > I I j I чЧ\Л то us z^ У<ктжтп 1 1 I 1.0 1, ^енсак тряже 5\ оров ния. d &
488 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Сопряжение контуров рассчитывается следующим образом: 1) емкость схемы Ссх принимается такой же, как для контуров высокой частоты (см. § 4 этой главы); IP 1 1 I \ 1 ll*"**"^4-^J II I - \ \ \ 1II 1 111 I I 1 1 1 *i—111 I ■ I I I I I—I I { рС —I—■—I I ■] 0,3 <Р\ Ц15\ V орв орб ^ орзср4 орб opeqi qis cp 0,3 o/^qscp qp i ip 2 з tcp Рис, X.30. График для расчета индуктивности контура гетеродина. 2) определяются вспомогательные величины: /макс "Г /м 'ер," Л 'ср имакс + ^сх гАе ^макс и ^мин— максимальная и минимальная частоты диапазона; fnp— промежуточная частота приемника; Ск макс— максимальная емкость контура; Смакс — максимальная емкость переменного конденсатора; 3) по графикам на рис. Х.29 определяются емкости Спосл и € ; 4) по графику на рис. Х.ЗО определяют величину коэффициента а, с помощью которого находят величину индуктивности контура гетеродина LT = aL, где L — индуктивность контуров высокой частоты. Расчет сопряжения контуров для растянутых диапазонов описан в § 5 этой главы. § 10. УСИЛИТЕЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ В качестве усилителей промежуточной частоты (УПЧ) обычно применяются полосовые усилители, нагрузкой которых служат полосовые фильтры. Эти усилители характеризуются лучшей, чем резонансные, формой резонансной кривой и обеспечивают высокую избирательность при
УСИЛИТЕЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ 489 малых частотных искажениях. Кроме того, в полосовых усилителях можно иногда при заданной полосе пропускания получить большее усиление на каскад, чем в резонансных (например, в широкополосных УПЧ телевизионных и других приемников). Каноди смесителя '+2505 Рис. X. 31. Схема усилителя промежуточной частоты. Связь между контурами полосового фильтра может быть различной (см. § 19 гл. I). Степень связи между контурами полосового фильтра определяет форму его резонансной характеристики. Если связь больше критической, то резонансная характеристика фильтра становится двугорбой. Избирательность фильтра возрастает при увеличении связи (для заданной полосы пропускания). Максимальная избирательность получается при так называемой оптимальной резонансной характеристике, для которой провал между максимумами достигает уровня отсчета полосы пропускания (часто 0,7 от максимума). Однако при связи больше критической усложняется настройка контуров УПЧ. Для увеличения избирательности в некоторых случаях применяют трех- и четырехконтурные полосовые фильтры промежуточной частоты. В простых приемниках ограничиваются одним фильтром.. В этом случае он носит название фильтра сосредоточенной селекции (OGQi Если применяется ФСС, то необходимое усиление в УПЧ обеспечивается путем применения нескольких каскадов усиления тивлениях. Ламповые усилители промежуточной частоты. Схема лампового УПЧ с двух контурными полосовыми фильтрами приведена на рис. Х.31. В УПЧ применяются пентоды с возможно большим отношением крутизны характеристики к емкости анод—управляющая сетка, так как они обеспечивают большее устойчивое усиление. В УПЧ, которые содержат два и более Рис. X. 32. Обобщенные кривые полосового фильтра для малых . расстроек. на сопро-
490 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА каскадов, для повышения устойчивости следует применять развязывающие фильтры в анодных цепях и в цепях подачи напряжения АРУ (рис.Х.31). Расчет лампового УПЧ следует начинать с расчета полосовых фильтров. Если не используется ФСС, то фильтры всех каскадов обычно выполняются одинаковыми. В приемниках 2-го и 3-го классов— два двух контурных фильтра (один каскад УПЧ), в приемниках высших классов — три (два каскада УПЧ). Неравномерность усиления в полосе пропускания можно принять равной Ъдб (1,41 раза). При этом неравномерность в полосе пропускания каждого фильтра где л<— число фильтров, включая фильтр преобразователя частоты. Степень связи между контурами фильтра tj выбирается в пределах 0,5-7-1,5 (чаще всего tj = 1). По графику на рис. Х.32 определяется величина хх и подсчитывается необходимая добротность контуров 4i<r 70№ чооп 1ППП Ж woo 700 ЬОО 300 ?ПП CW 100 70 50 30 20 Ю 7 5 3 2 1 f * \ 2 J. 1 1 з « 6 в* 0 //у у/У ' А /1 1/1 * П\1Л /Va\ УМ 20 3040 ЁЁР?з ттттшУ ш]//} 1 шШ \л\ * ~ чгШ* ¥\Аш7п Шт3'0 Wffli4*5 Willi ill 1IIIIL 60 60 tOO Q = xt 'np AF Рис. X. 33. Обобщенные кривые полосового фильтра. Пунктиром показана обобщенная резонансная кривая одиночного контура. где /*пр-— промежуточная частота; AF — полоса пропускания усилителя. Для проверки избирательности усилителя подсчитывается величина 'пр где A/j — разность частот принимаемой и соседней станций (для вещательных приемников А/; = 10 кгц, для приемников УКВ диапазона А/ = 250 кгц). По величине *2 из графиков на рис. Х.ЗЗ определяется величина ослабления соседней станции da36 для одного фильтра. Для всего усилителя ^2изб = ^изб» где п — число фильтров (включая фильтр преобразователя).
УСИЛИТЕЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ 491 Если величина ослабления получается недостаточной, то следует выбрать большее значение т) или увеличить число фильтров. Допустимая из условия устойчивости величина резонансного сопротивления контура Roe < 175 I/ 'прСа. ( где Сас — емкость анод—управляющая сетка лампы, пф; S • характеристики лампы, ма/в\ /пр—- кгц. Емкости контуров фильтров ■ крутизна С = 1,5- 105. где /по- кгц; R0 I пр " ое Пф, • КОМ. Индуктивность контуров L=l,5« гДе **"* ком> fnp — кгц. 108 /пр<2 мкгн, Взаимоиндуктивность между катушками Коэффициент усиления каскада на средней частоте полосы пропускания Высокая избирательность в УПЧ может быть обеспечена путем использования балансных фильтров сосредоточенной селекции. От обычных ФСС они отличаются видом свя- . эй между контурами. Принципиально балансные ФСС могут состоять из различного числа контуров. В УПЧ радиовещательных приемников используются четырех контурные фильтры (рис. X. 34). Все контуры такого фильтра настраиваются на одну частоту. Связь первого контура со вторым и третьего с четвертым — индуктивная, а второго контура с третьим — емкостная. Дополнительная связь первого и второго контуров с четвертым подбирается так, чтобы на двух симметричных отно L>> \38жн\ Jt)f JL I J, I fn У Рис. X. 34. Схема балансного фильтра сосредоточенной селекции. сительно середины полосы пропускания частотах осуществить полную компенсацию активной и реактивной составляющих напряжения на управляющей сетке последующей лампы, нагружающей выход фильтра. па этих частотах теоретически получается бесконечно большое зату-
492 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА хание. Крутизна скатов резонансной кривой резко возрастает по сравнению с резонансной кривой обычного полосового фильтра. В области полосы пропускания форма кривой почти не изменяется. Частоты' «бесконечного» затухания целесообразно выбирать равными несущим частотам соседних каналов (455 -и 475 кгц при промежуточной частоте 465 кгц). Балансный ФСС обычно включается в анодную цепь преобразовательной лампы. В каскадах УПЧ в этом случае применяются двухконтур- ные полосовые фильтры. Избирательность приемника с балансным ФСС достигает 80—90 дб f „t в точках «бесконечного» зату- I хания. - Высокую избирательность в 18Q УПЧ можно получить при ис- ^ пользовании электромеханичес- *""*■• ких фильтров (см. § 5 гл. VI). Транзисторные усилители промежуточной частоты. В УПЧ транзисторы включаются обычно по схеме с общим эмиттером. В качестве нагрузки транзисто- Рис. X. 35. Схема каскада УПЧ. ров могут быть использованы одиночные резонансные контуры или полосовые фильтры (в том числе и ФСС). Чтобы уменьшить шунтирование контуров входным сопротивлением транзистора, применяют трансформаторную или автотрансформаторную связь с последующим каскадом. Для уменьшения шунтирующего действия выходного сопротивления транзистора применяют неполное включение контура в цепь коллектора. Если в качестве нагрузки транзисторов используются одиночные контуры, то, как правило, не требуется нейтрализация и температурная компенсация каскадов. В этом случае в каскадах УПЧ можно использовать транзисторы с граничной частотой не менее 2 Мгц (при промежуточной частоте 46о кгц). Если же в УПЧ используются полосовые фильтры, то требуется подбор нейтрализации и оптимального согласования между каскадами, что усложняет налаживание. Кроме этого, необходима стабилизация режима, иначе при изменении тока через транзисторы изменяются входные и выходные проводимости, что приведет к изменению коэффициента усиления и резонансной кривой всего усилителя. Все это усложняет конструирование и особенно налаживание УПЧ. Поэтому в некоторых случаях увеличивают число каскадов, снижая усиление в каждом из них. При этом весь усилитель работает более устойчиво. Целесообразно применять транзисторы с возможно более высокой граничной частотой, которые отличаются более высокими усилительными свойствами. На рис. Х.35 изображена схема каскада УПЧ с полосовым фильтром, включенным автотрансформаторно в цепь коллектора. Цепь ЯиСа, элементы которой подбираются опытным путем, предназначена для нейтрализации каскада. Для температурной стабилизации режима транзистора устанавливается фиксированное напряжение смещения (см. § 17 гл. 1л). Коэффициент усиления такого каскада зависит от типа использованного транзистора и достигает 30 дб. . В УПЧ транзисторных приемников целесообразно использовать кас- кодное включение транзисторов. Схемы каскодных УПЧ подобны схемам
УСИЛИТЕЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ 493 каскодных УВЧ (см. § 6 этой главы). На рис. X.36 приведена схема, в которой использовано каскодное включение смесителя и УПЧ. Контур промежуточной частоты 1гС2 может быть использован в качестве первого контура ФСС. На рис. Х.37 приведена схема УПЧ на транзисторах, в которой используется ФСС, включенный в цепь коллектора смесителя. Если ФСС обеспечивает необходимую избирательность приемника, то последующие каскады УПЧ могут быть апериодическими и выпол- *AOj няются на сопротивлениях. В апериодических каскадах не требуется нейтрализация, поэтому наладка усилителя упрощается. Вследствие использования ФСС уменьшается влияние транзисторов на избирательные свойства усилителя. Отпадает необходимость в жесткой стабилизации режима транзисторов, так как при изменении тока транзистора все его ^проводимости изменяются приблизительно одинаково, и поэтому коэффициент усиления можно считать постоянным. В УПЧ, схема которого представлена на рис. Х.37, первый каскад апериодический. Для стабилизации режима этого каскада применена отрицательная обратная связь по постоянному току (см. § 17 гл. IX). Вто- Рис. X. 36. Каскодная схема смесителя и УПЧ. —43-8в Рис. X. 37. Схема УПЧ с ФСС. рой каскад резонансный с нейтрализацией и фиксированным напряжением смещения. Полоса пропускания этого каскада равна 50 кгц. Для автоматической регулировки усиления используется постоянная составляющая тока детектора, с помощью которой регулируется ток базы второго тран-
494 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА зистора. Полоса пропускания ФСС составляет 8 кгц, ослабление соседнего канала равно 25 об. Катушки индуктивности усилителя могут быть выполнены на броневых сердечниках из феррита Ф-600. Индуктивности катушек L^ L% иу L4 должны составлять 240 мкгн и добротность 130. Катушки содержат по 33 X 3 витка провода ЛЭ 6 X 0,05. В катушке Ц сделан отвод от 10-го витка. Катушка Li содержит 20 витков провода ПЭЛ 0,08 и наматывается на одном сердечнике с катушкой L2. Катушка L5 содержит 50+ ПО витков провода ПЭЛ 0,08; ее индуктивность составляет 690 мкгн, добротность Рис. X. 38. Схема каскодного УПЧ с дополнительным резонансным контуром. равна 80. Катушка 1в наматывается на одном сердечнике с катушкой L* и содержит ПО витков провода ПЭЛ 0,08; ее индуктивность 400 мкгн. На рис. Х.38 приведена схема УПЧ на транзисторах, в котором используется каскодное включение, причем между транзисторами.включен последовательный контур ЫСК. Для транзистора Т\ этот контур включен параллельно по переменной составляющей. Поэтому ток в контуре превышает переменную составляющую тока транзистора 7\ в число раз, равное добротности контура. За счет этого получается дополнительное усиление. Для уменьшения шунтирующего действия транзистора 7\ на контур ЦСК коллектор подключается к части витков катушки Ьз. Включение дополнительного последовательного контура увеличивает усиление каскодного УПЧ в 2,5—3 раза, а избирательность — на 20—25%. Катушки усилителя намотаны внавал и помещены в карбонильные сердечники типа СБ-1а. Катушка Lx содержит 77 витков провода ПЭВ 0,2, а катушка L2 — 70+90 витков такого же провода. Катушка 13 содержит 100+ 55 витков (считая от точки а) провода ПЭШО 0,1, катушка L4 — 155 витков такого же провода, а катушка L6 — 50 витков провода ПЭЛ 0,1. Регулировка полосы пропускания широко применяется в современных радиоприемниках. Она осуществляется скачками или плавно и позволяет повышать избирательность и чувствительность^ приемника за счет
ДЕТЕКТИРОВАНИЕ 495 Схемы регулировки полосы пропускания: а — подключением дополнительных витков; в — с помощью экранной обмотки; у — узкая полоса; ш — широкая. сужения полосы пропускания при приеме сигналов с более узким частотным спектром. Сужение полосы пропускания даже при высоком уровне помех может позволить продолжать прием, хотя искажение сигнала несколько увеличится. Чаще всего полоса пропускания регулируется изменением связи между колебательными контурами в двух контурных или многоконтурных полосовых фильтрах промежуточной частоты. Практически наиболее просто связь между контурами можно изменять следующими способами: 1) изменением расстояния между катушками; 2) изменением угла между осями катушек (поворотом одной из катушек); 3) подключением к одной из катушек нескольких дополнительных витков, сильно связанных с другой катушкой (рис. Х.39,а); при этом вносится некоторая расстройка; 4) применением дополнительной экранирующей _катушки (рис. Х.39,б). § 11. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ К детекторному каскаду предъявляются следующие основные требования: 1) максимальная передача напряжения, 2) минимальные частотные и нелинейные искажения, 3) максимальное входное сопротивление и 4) минимальное напряжение высокой частоты на выходе. Диодное детектирование наиболее распространено. Основным его преимуществом является очень малая степень вносимых нелинейных иска- жений. Диодный детектор не боится перегрузок. ~1 Схемы диодного детектирования лучше сочетаются /«С\ со схемами АРУ. Недостатки диодного детектора — относительно низкое входное сопротивление, которое нагружает последний фильтр УПЧ и снижает его избирательность, а также малый коэффициент передачи (меньше единицы). Схема диодного детектора, применяемого в вещательных приемниках, приведена на рис. Х.40. Элементы диодного детектора выбираются на основании следующих соображений. При недостаточной величине емкости Ci уменьшается коэффициент передачи напряжения, при слишком большой емкости С\ возникают нелинейные и частотные искажения/Обычно выбирают d = 50 — 150 пф. Сопротивление нагрузки Rx+ /?2 выбирается порядка 200—500 ком. Рис. X. 40. Схема диодного детектора. Входное сопротивление детектора можно определить по формуле #BX = 0,5(tfi + tf2). При малых величинах нагрузки уменьшаются передача напряжения и входное сопротивление детектора, увеличиваются нелинейные искаже-
496 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ния. При большой величине нагрузки также увеличиваются нелинейные искажения. Сопротивление, Rt составляет обычно (0,2 -f- 0,5) (Rx + #a). ■ Емкость С2 выбирается равной Канаду лампы УПЧ 50 -г 150 пф. Сопротивление R3 должно быть не менее чем в 4—5 раз больше сопротивления /?2. При меньших величинах возрастают нелинейные искажения. Сопро- Я2В Рис. X. 41. Схема диодного детекто- Рис. X. 42. Схема детектора с использованием двойного диод- ра на полупроводниковом триода. диоде. тивление конденсатора Съ для самой низкой звуковой частоты должно быть мало по сравнению с сопротивлением Rs. На рис. Х.41 приведена схема диодного детектора с использованием двойного диод-триода (6Г7 или 6Г2). Здесь одна лампа выполняет функции детектора, отдельного детектора АРУ и предварительного каскада УНЧ. В транзисторных приемниках используется схема диодного детектора, приведенная на рис. Х.42. Поскольку входное сопротивление УНЧ Рис. X. 43. Схема сеточного Рис. X. 44. Схема анодного детектора. детектора. сравнительно мало, то и сопротивление нагрузки детектрра выбирается малым (не более 10 коле). В противном случае возникают нелинейные искажения. Так как при малом сопротивлении нагрузки детектора его входное сопротивление также мало, то детектор подключается к контуру промежуточной или высокой частоты через.катушку связи, Сеточное детектирование применяется в приемниках прямою усиления. Сеточный детектор характеризуется высокой чувствительностью! но
РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПРИЕМНИК 497 27К боится перегрузки. При очень малых напряжениях на входе, сеточный детектор вносит нелинейные искажения. Схема сеточного детектора показана на рис. Х.43; Детектирование (диодное) происходит в цепи сетка- катод; в анодной цепи усиливаются колебания низкой частоты. При выборе лампы для сеточного детектора следует иметь в виду, что лампа с малым, fi. и малой S способна работать при более сильных сигналах, но дает меньшее усиление. Величины Ri и Сх выбираются также, как и при диодном детектировании. Конденсатор С2 должен иметь малое сопротивление для высокой частоты и большое — для низкой (обычно С2 = ( = 1000—2000 пф). Анодное детектирование применяется в телевизионных приемниках и измерительной аппаратуре. Анодный детектор имеет большое входное сопротивление, однако вносит большие искажения, чем диодный, и боится перегрузок. Схема анодного детектора приведена на рис. Х.44. Рабочая точка выбирается на нижнем загибе характеристики. Рис. X. 45. Схема катодного детектора. автоматическое смещение. Конденсатор Ск Рекомендуется применять должен пропускать как высокие, так и низкие частоты. Для этого параллельно с электролитическим конденсатором желательно включать слюдяной. Катодное детектирование применяется в тех случаях, когда необходимо иметь большое входное сопротивление детектора. Катодный детектор вносит малые искажения. Его недостатком является невозможность получения напряжения АРУ. Схема катодного детектора приведена на рис. Х.45. § 12. РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПРИЕМНИК В приемниках прямого усиления для. повышения чувствительности и избирательности применяют положительную обратную связь в сеточном ±200\ н Нк кяня Рис. X. 46. Схема регенеративного детектора с регулировкой обратной связи конденсатором. Рис. X. 47. Схема регенеративного детектора с регулировкой обратной связи изменением напряжения на экранной сетке.
498 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА детекторе. Приемники, в которых применяется такая схема, называются регенеративными. Величина обратной связи устанавливается близкой к критической. Критическая связь — это связь, при которой схема начинает генерировать. Недостатком регенеративных схем является их неустойчивость. На рис. Х.46 представлена схема регенеративного каскада с регулировкой обратной связи конденсатором переменной емкости. Недостатком этой схемы является расстройка входного контура при регулировке обратной связи. Обратную связь можно также регулировать изменением крутизны характеристики лампы. Схема такого регенеративного каскада приведена на рис. Х.47. § 13. СВЕРХРЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПРИЕМНИК Сверхрегенеративный каскад отличается от регенеративного тем, что обратная связь выбирается больше критической. Колебания, возникающие в схеме, периодически прерываются вспомогательным генератором * Рис. X. 48. Схема сверхрегенеративных каскадов: а — первый вариант; б — второй вариант; в — третий вариант. (схема с посторонним гашением) или вследствие выбора больших величин гридлика R и С (схема с самогашением). Усиление сверхрегенеративного каскада может быть очень большим, особенно при слабых сигналах (до 1 млн). Приемник со сверхрегенеративным каскадом менее подвержен действию помех, чем приемники других типов. Амплитудная характеристика большинства типов сверхрегенеративных приемников нелинейна, поэтому нет необходимости применять систему АРУ. При точной настройке на станцию сверхрегенератор может принимать амплитудно-мрдулированные сигналы, при небольшой расстройке — частотно-модулированные. Недостатками сверхрегенератора являются низкая избирательность и наличие излучения, создающего помехи другим приемникам. Качество работы сверхрегенератора сильно зависит от частоты гашения, которая должна, с одной стороны, не менее чем в 5—10 раз превышать наивысшую частоту модуляции, а с другой — быть минимум в 20— 50 раз меньше несущей частоты сигнала. Поэтому сверхрегенератор наиболее удобно применять на УКВ и отчасти на КВ.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ 499 В любительской практике чаще всего применяются схемы сверхрегенераторов с самогашением. Такие схемы просты» но работают недостаточно надежно. Лучшие результаты эти схемы дают при присоединении управляющей сетки лампы через большое сопротивление (5—12 Мом) к положительному полюсу источника анодного питания (рис. Х.48). Для ослабления излучения сверхрегенератора, а также для ослабления влияния антенны на настройку, между антенной и сверхрегенеративным каскадом необходимо включить один или несколько каскадов усиления. Схема такого УКВ приемника представлена на рис. Х.49. Первый каскад (УВЧ) выполнен по схеме с заземленным анодом. Контур ЬзСъ включен в цепь катода. Второй каскад собран по схеме с заземленной сеткой. Его нагрузка — контур сверхрегенератора. Сочетание каскадов с заземленным анодом и заземленной сеткой позволяет получить низкий уровень шумов. Контуры L&\ и LjZ* настраиваются на среднюю частоту диапазона. Приемник настраивается конденсатором Сз. В катушке Ц 3 4 отводы делаются примерно от -— и -— полного числа витков, считая от 4 5 анодного конца. Катушки контуров следует наматывать с принудительным шагом неизолированным медным (лучше посеребренным) проводом. Рис. X. 49. Схема УКВ приемника со сверхрегенеративным детектором. § 14. АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УСИЛЕНИЯ Автоматическая регулировка усиления (АРУ) должна обеспечиват относительное постоянство напряжения на входе детектора и, следовательно, на выходе приемника при изменении напряжения сигнала на входе приемника. Постоянство напряжения может быть достигнуто, если увеличение интенсивности сигнала будет сопровождаться уменьшением коэффициента усиления предшествующего детектору усилителя. В ламповых приемниках коэффициент усиления предшествующих детектору каскадов можно изменять, меняя крутизну характеристики ламп. В приемниках с АРУ применяются лампы, у которых характеристика анодного тока криволинейна с сильно вытянутым нижним участком. Такая форма характеристики получается при неравномерном шаге намотки управляющей сетки лампы. В транзисторных приемниках усиление регулируется изменением смещения на эмиттере относительно базы. В этом случае требуется меньшая мощность источника управляющего напряжения.
500 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА А'сеткамрегулируемых ламп Управляющее напряжение АРУ снимается с сопротивления нагрузки детектора. Это напряжение пропорционально амплитуде несущей частоты сигнала, поэтому при возрастании уровня сигнала на входе приемника управляющее напряжение также возрастет. Это приводит к увеличению напряжения смещения на управляющих сетках ламп или на эмиттерах транзисторов, вследствие чего усиление управляемых каскадов уменьшается, а уровень сигнала на выходе приемника возрастает незначительно. Простая система АРУ. В простой системе АРУ (без задержки) на сетки регулируемых ламп УВЧ и УПЧ подается постоянная составляющая напряжения с нагрузки детектора. Рис. X. 50. Схема АРУ с задержкой. Для выделения постоянной составляющей применяется RC- фильтр (на рис. Х.50 обведен пунктиром) с постоянной времени (произведение #С), равной 0,1—0,2 сек. Например, 1 Моя X 0,1 мкф = 0,1 сек. Недостатком простой системы АРУ является то, что она уменьшает усиление приемника даже при слабых сигналах. Система АРУлс задержкой срабатывает при определенном уровне сигнала, поэтому усиление приемника при слабых сигналах не уменьшается. Наиболее распространенная схема АРУ с задержкой представлена на рис. Х.50. Для АРУ здесь применен отдельный диод. Отрицательный потенциал, создающий задержку, подается на анод диода. Для увеличения напряжения АРУ напряжение ПЧ подается на выпрямитель АРУ с первого контура фильтра ПЧ. Емкость конденсатора С4 выбирается 30—100 пф, сопротивление Rz— порядка 1—1,5 Мом. Бесшумная АРУ. На рис. Х.51 приведена схема АРУ с задержкой. Здесь левый диод используется как детектор и как выпрямитель АнУ, а правый — для создания задержки. Левый диод заперт для сигналов с напряжением до 0,3-^0,5 в. При этом не прослушиваются сигналы и шумы, если они создают на входе детектора напряжение менее 0,3 — 0,5 'в. В такой схеме АРУ с задержкой фильтр ПЧ нагружается только одним детектором. В приведенной схеме необходимо применять двойнби Диод с раздельными катодами. Усиленная АРУ. Для повышения эффективности работы АРУ можно применить следующие способы: ч. 1. Добавление в УПЧ одного каскада с фиксированным смещением, работающего на отдельный, выпрямитель АРУ* 2. Усиление напряжения АРУ с помощью усилителя постоянного тока. К сеткам Рис. X, 51. Схема бесшумной АРУ с задержкой.
ИНДИКАТОР НАСТРОЙКИ 501 3. Добавление в УПЧ одного каскада с большим начальным смещением, работающего на 2 выпрямителя. Один из них создает отрицательное напряжение, которое подается на управляющие сетки ламп УВЧ и УПЧ, ДРУ Последний каскад УПЧ Выпрямитель] (детектор) Детектор нуни Дополнительный УПЧ Ж Выпрямителе (детектор) Рис. X. 52. Скелетная схема усиленной АРУ. другой — положительное напряжение, которое подается на управляющую сетку этого же дополнительного каскада УПЧ. Наиболее эффективным является третий способ. Скелетная схема такой системы приведена на рис. Х.52. Схема усиленной АРУ с усилителем постоянного тока приведена, на рис. X. 53. Режим должен быть подобран так, чтобы напряжение на /?! было больше напряжения на Rt на величину 6Г7 напряжения задержки. 0,05 6/7 А Применение АРУ. При |-||< отсутствии в приемнике —~ каскада УВЧ следует применять АРУ в преобразовательном каскаде. В приемнике с каскадом УВЧ, преобразователем и одним каскадом УПЧ АРУ обычно осуществляется во всех трех каскадах. В приемнике с двумя каскадами УПЧ желательно, чтобы второй каскад работал при фиксированном смещении. Во избежание перегрузки последующих каскадов более целесообразно подавать напряжение АРУ на управляющие сетки ламп первых каскадов. Для обеспечения эффективной работы АРУ экранирующие сетки регулируемых ламп следует питать от делителя напряжения или от стабилизированного источника. КУШ Рис. X. 53. Схема усиленной АРУ. § 15. ИНДИКАТОР НАСТРОЙКИ Точно настроить приемник на слух трудно, а при неточной настройке приемник вносит искажения. Для облегчения настройки приемника применяется оптический индикатор» например, лампа типа 6Е5С. Схема
502 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА включения индикатора настройки приведена на рис. Х.54. Такая схема дает хорошие результаты только при приеме сильных сигналов в приемниках, где система АРУ работает недостаточно эффективно. Более чувствительная схема включения индикатора настройки приведена на рис. Х.55. Недостатком схемы является некоторое снижение яркости экрана 6Е5С. В приемниках, имеющих достаточное усиление до детектора, лампу 6Е5С можно использо- Рис. X. 54. Схема включения оптического индикатора настройки. Рис. X. 55. Схема включения индика- Рис. X. 56. Схема исполь- тора настройки 6Е5С для повышения зования лампы 6Е5С в дй- его чувствительности. одном детекторе. вать одновременно в качестве диодного детектора и индикатора настройки (рис. X. 56). § 16. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ Система автоматической подстройки частоты (АПЧ) позволяет устранять расстройку приемника, вызванную нестабильностью гетеродина и другими причинами. Эта система действует следующим образом. Если разность частот гетеродина и сигнала не равна промежуточной частоте, то АПЧ меняет частоту гетеродина так, чтобы эта разность приблизилась к промежуточной частоте. Скелетная схема АПЧ дана на рис. Х.57. Система АПЧ состоит из двух основных частей: дискриминатора и управителя. Дискриминатор вырабатывает постоянное напряжение, величина которого пропорциональна расстройке, а знак соответствует направлению ухода частоты гетеродина. Это напряжение подается на управитель, воздействующий нужным образом на частоту гетеродина. Применение системы АПЧ в диапазонах длинных и средних волн целесообразно только в телеграфных приемниках, характеризующихся узкой полосой пропускания, а также в приемниках с фиксированными
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ 503 настройками. В коротковолновых диапазонах при сильных замираниях система АПЧ может автоматически перестроить приемник на другую станцию. Наиболее часто АПЧ используется в УКВ приемниках телевидения и частотной модуляции, в которых требуется только добавление управителя. Управляющее напряжение вырабатывает частотный детектор. Смеситель i 1 УПЧ Управитель Детектор 1 Дискриминатор Рис. X. 57. Скелетная схема системы АПЧ. В настоящее время в диапазоне УКВ применяется диодная АПЧ. В качестве управителя используется полупроводниковый диод в режиме обратной проводимости. В этом режиме собственная емкость диода возрастает при увеличении запирающего напряжения. На рис. Х.58 представлена схема диодной АПЧ в УКВ диапазоне. В качестве управителя используется кремниевый контуру гете* | I родина i. i 'j i — плоскостной диод. Обратное сопротивление диода велико и поэтому он практически не вносит затухания в контур гетеродина. Напряжение смещения на диод выбирается таким, чтобы диод работал в режиме запирания .. . , . . ^. при любой расстройке ^[Ис^т^И Ф приемника. Емкость конденсатора связи Ссв выбирается так, чтобы внести в контур гетеродина минимальную начальную емкость и в то же время обеспечить достаточно большую крутизну зависимости суммарной емкости контура от управляющего напряжения. При наладке систем АПЧ необходимо обращать внимание на правильность полярности постоянной составляющей выходного напряжения частотного дискриминатора. В фазовом дискриминаторе (рис. Х.65) полярность выходного напряжения можно изменить, если переключить концы первичной обмотки трансформатора ПЧ или изменить полярность включения диодов. Рис. X. 58. Схема диодной АПЧ в УКВ диапазоне: 1 — управитель; 2 — дискриминатор.
504 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА § 17. ПРИЕМ ТЕЛЕГРАФНЫХ СИГНАЛОВ И ОДНОПОЛОСНОЙ ТЕЛЕФОНИИ Для приема на слух немодулированных телеграфных сигналов в приемнике должно быть устройство, с помощью которого на выходе приемника получаются сигналы звуковой частоты. Основным способом получения таких сигналов является использование биений. промежуточной частоты и частоты специального гетеродина, колебания которого подводятся ко входу детектора или последнего каскада УПЧ. При детектировании биений создаются колебания разностной частоты (обычно около 1 кгц), которые подаются на вход УНЧ. Изменяя частоту гетеродина, можно изменять тон слышимых биений. На рис. Х.59 приведена схема, в которой первый контур последнего фильтра ПЧ использован одновременно как контур гетеродина. Степень обратной связи в гетеродине можно регулировать, изменяя напряжение на экранирующей сет- Рис. X. 59. Схема для слухового приема телеграфных сигналов. ке лампы. При этом изменяется полоса пропускания каскада. Для приема телеграфных сигналов каскад переводится в режим генерации. Напряжете задержки Рис. X. 60. Схема переключения лампы 6Е5С для использования в схеме телеграфного гетеродина. На рис. Х.60 представлена схема, в которой лампа 6Е5С может использоваться в схеме гетеродина для приема телеграфных сигналов. В положении / переключателя Пг выключается система АРУ и включается гетеродин.
ПРИЕМ ТЕЛЕГРАФНЫХ СИГНАЛОВ И ОДНОПОЛОСНОЙ ТЕЛЕФОНИИ 505 Полоса пропускания приемника при приеме телеграфных сигналов может быть очень узкой (до 200 гц), поэтому можно повысить помехоустойчивость приема. Такую полосу пропускания можно обеспечить, применяя кварцевые фильтры (см. гл. VI). При передаче сигналов на одной боковой полосе частот антенна передатчика излучает только одну боковую (нижнюю или верхнюю) полосу частот вместо несущей частоты и двух боковых полос, излучаемых при передаче обычных амплитудно-модулированных сигналов. Однополосная телефония широко используется на магистральных радиотелефонных линиях связи, а также радиолюбителями (SSB). Преимущества однополосной радиотелефонии: 1. Возможность использования большего числа станций в заданных участках диапазона вследствие уменьшения полосы частот, излучаемых антенной передатчика. 2. Экономия мощности передатчика. Если несущая частота модулируется одним тоном, .то при однополосной передаче максимальная мощность будет равна мощности передатчика в телеграфной точке, т. е. возрастет в 4 раза по сравнению с мощностью одной боковой полосы при обычной амплитудной модуляции. 3." Повышение отношения сигнал /помеха на выходе приемника в 2 раза вследствие сужения полосы пропускания в столько же раз. Следовательно, общий выигрыш эквивалентен возрастанию мощности передатчика при обычной амплитудной модуляции в 8 раз. 4. Значительное уменьшение искажений, вызываемых явлением избирательного замирания в диапазоне коротких волн. При обычной двухполосной связи в моменты избирательного замирания несущей частоты сигнала искажения этого вида очень велики. 5. Повышение избирательности приемника вследствие уменьшения полосы пропускания вдвое, а также вследствие лучшего использования избирательных свойств детектора. Недостаток однополосной радиотелефонии — значительное усложнение приемника, если необходимо получить высококачественный прием. При приеме однополосной телефонии несущая частота сигнала, необходимая для процесса детектирования, восстанавливается в приемнике. Для правильного воспроизведения передаваемого сообщения искусственная несущая частота не должна отклоняться от номинального значения более чем на 1—2 гц при радиовещании и более чем на 10—15 гц при телефонной связи. Поэтому трудно обеспечить достаточную стабильность частоты передатчика и гетеродина приемника, особенно в диапазоне коротких волн. При профессиональной однополосной радиотелефонии передатчик наряду с одной из боковых полос излучает специальный опорный сигнал малой мощности, представляющий собой либо остаток подавленной несущей частоты, либо так называемый пилот-сигнал, расстройка которого по отношению к несущей частоте является строго постоянной. В приемнике выделенный узкополосным фильтром опорный сигнал поступает после усиления в систему автоматической подстройки приемника, а также в систему АРУ. Однополосную передачу можно принять на обычный приемник, в котором имеется гетеродин для приема телеграфных сигналов. В этом случае колебания гетеродина выполняют роль восстановленной несущей частоты. Признаком правильной настройки приемника является хорошее качество приема (естественный тембр и малые нелинейные искажения). "
606 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Более качественно однополосную передачу можно принять приемником, скелетная схема которого приведена на рис. Х.61,а. Дополнительными элементами по сравнению с обычным приемником в этой схеме являются вспомогательный гетеродин, стабилизированный кварцем, смеситель, фильтр с полосой пропускания 2,5 кгц (от 37,5 до 40 кгц) и гетеродин с частотой 40 кгц. При приеме передач на верхней боковой полосе вклю- УПЧ ЬбОкгц Ш Сиеситещ Фильтр 420кгц/ а500кгц Гетеродин детектор УИЧ {Гетеродин 40 кгц упя ^60кгц Смеситель Гетеродин Фильтр Детектор Фильтр 40 кгц Гетеродин 40кец Усилитель |*Н Смеситель Н Упт \Л Индикатор Рис. X. 61. Скелетные схемы выходной части обычных приемников, используемых для однополосного сигнала: а —без индикатора точности настройки; б— с индикатором. чается кварц на частоту 420 кгц, на нижней — 500 кгц, если частота первого гетеродина приемника выше частоты принимаемого сигнала (при однократном преобразовании частоты). Если же частота первого гетеродина ниже частоты принимаемого сигнала, то порядок включения кварцев должен быть обратным. В специальном однополосном приемнике следует обеспечить достаточную точность настройки гетеродина плавной настройки, так как от этого зависит точность восстановления несущей частоты. Поэтому в любительских приемниках применяют индикаторы точности восстановления несущей. На рис. Х.61,б приведена скелетная схема приставки для приема однополосной передачи, в которой имеется тракт индикатора точности настройки, состоящий из узкополосного фильтра (на частоту 40 кгц с по-
ПРИЕМ ТЕЛЕГРАФНЫХ СИГНАЛОВ И ОДНОПОЛОСНОЙ ТЕЛЕФОНИИ 507 лосой пропускания 500 гц) для. выделения остатка подавленной несущей, усилителя несущей, дополнительного смесителя и усилителя постоянного тока и индикатора. К дополнительному смесителю подводятся колебания восстановленной несущей с частотой 40 кгц и колебания, выделенные узкополосным фильтром. На выходе смесителя образуются колебания с частотой биений, которые усиливаются и подводятся, к индикатору (например, лампе 6Е5С). Основной тракт приставки не отличается от тракта приемника, скелетная схема которого приведена на рис. Х.61,а. Приемник с приставкой предварительно грубо настраивается так, чтобы остаток несущей попал в полосу пропускания узкополосного филь- Рис. X. 62. Схемы детекторов смесительного типа: а — на триод-гексоде; б — на двойном триоде. Катушки Lt и L, намотаны в карбонильных сердечниках типа СБ-1а проводом ПЭЛ 0,1 внавал до заполнения. тра. Это определяется, например, по сужению сектора на экране лампы 6Е5С. Затем приемник настраивается точно так, чтобы свечение экрана лампы было стабильным или изменялось с возможно меньшей частотой. Если для приема однополосного сигнала используется обычный приемник, то в нем желательно иметь дополнительный детектор, который может быть использован также для приема телеграфных сигналов. Имеющийся в приемнике детектор используется только при приеме обычных амплитудно-модулированных передач. Дополнительный детектор должен быть смесительного типа. В этом случае напряжение от вспомогательного гетеродина может быть достаточно большим, что позволит значительно уменьшить искажения. На рис. X. 62 приведены схемы детекторов смесительного типа. Частота гетеродина дополнительного детектора устанавливается равной частоте подавленной несущей однополосного сигнала. Если полоса пропускания УПЧ приемника регулируется, то для приема однополосного сигнала ее можно значительно сузить (до 2,5 кгц). При этом повышается качество приема и чувствительность приемника. Однако частота дополнительного гетеродина должна быть установлена на одном из скатов резонансной характеристики УПЧ (в зависимости от того/ какая полоса частот принимается, верхняя или нижняя). Поэтому частоту дополнительного гетеродина нужно стабилизировать кварцем или, в крайнем случае, должна быть возможность подстройки гетеродина при уходе его частоты.
508 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА § 18. ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМНИКОВ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Приемники частотно-модулированных сигналов (ЧМ приемники) обычно применяются на УК& и характеризуются некоторыми особенностями, отличающими их от приемников амплитудно-модулированных сигналов (AM приемников). Вместо амплитудного детектора применяется частотный детектор. Иногда перед детектором в УПЧ используется каскад ограничителя амплитуды напряжения. Как видно из скелетной схемы (рис. Х.63), ко входу ограничителя подводится усиленное напряжение от УПЧ иобычного супергетеродина. ь \8ходная цепь ш* Лвч Смеси тель Т Гетеродин * УПЧ £ || частот %^\ныйде- & Щтектор УНЧ ни Гр Рис. X. 63. Скелетная схема приемника ЧМ сигналов. Назначение ограничителя — устранять паразитную амплитудную модуляцию, т. е. преобразовывать напряжение, модулированное по амплитуде и частоте, в напряжение, модулированное только по частоте и имеющее, следовательно, постоянную амплитуду. Назначение частотного детектора преобразовывать напряжение, модулированное по частоте, в напряжение, величина которого изменяется во времени по закону изменения частоты входного напряжения. С выхода частотного детектора снимается напряжение низкой частоты, которое подводится к УНЧ. Переменное напряжение на входе ограничителя, необходимое для нормальной его работы, обычно в несколько раз больше напряжения, которое нужно подавать на вход детектора в AM приемниках. Поэтому в ЧМ приемниках УПЧ должен давать большее усиление, чем в AM приемниках. -^ Промежуточная частота ЧМ приемников выбирается не ниже 4 Мец. При /пр< 4 Мец трудно обеспечить избирательность по зеркальному каналу. Полоса пропускания ЧМ приемника для приема звукового сопровождения телевизионных передач должна быть равна 180—200 кгц, для приема радиовещания — от 120 до 180 кгц. Гетеродины ЧМ приемников должны не только обладать высокой стабильностью частоты, но и не иметь паразитной частотной модуляции. Для этого необходима надежная защита гетеродина от механических сотрясений, акустических колебаний, пульсаций питающих напряжений и других факторов, могущих вызвать паразитную частотную модуляцию. АРУ в ЧМ приемниках применяется, но ее роль менее важна, чем в AM приемниках, если существует ограничение. Обычно напряжение АРУ снимается с сопротивления в сеточной цепи ограничителя, или с электролитического конденсатора дробного детектора (см. рис. Х.68). Усилитель низкой частоты ЧМ приемника для приема высококачественного вещания на УКВ должен усиливать частоты до 10—15 кгц.
АМПЛИТУДНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ И ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ 509 § 19. АМПЛИТУДНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ И ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ Ограничитель представляет собой каскад УПЧ, лампа которого работает в режиме, обеспечивающем ограничение. Качество работы ограничителя можно характеризовать отношением коэффициента амплитудной 0- ~^К I I \56К г^ТКУНЧ Рис. X. 64. Схема ограничителя и фазового дискриминатора. модуляции на входе ограничителя к коэффициенту модуляции на его выходе. Это отношение должно быть не менее 30—40 об. На практике наиболее часто применяются ограничители, в которых используется ограничение за счет сеточных токов и за счет отсечки анодного тока. Схема такого ограничителя изображена на рис. X. 64. Напряжение начала ограничения приблизительно равно 1—2 в; нормальное входное напряжение — 2—4 в. Такой ограничитель подавляет амплитудную модуляцию приблизительно в 10 раз. Режим лампы ограничителя выбирают так, чтобы получить лучшее ограничение и достаточное выходное напряжение. Для лучшего ограничения напряжения на аноде и экранной сетке должны быть возможно меньшими. Предел понижения этих напряжений определяется допустимым падением выходного напряжения. Постоянная времени сеточной цепи должна быть приблизительно равна 10"4 сек. На рис. Х.65 приведена схема ограничителя на двойном триоде типа 6Н1П. Этот ограничитель работает без сеточных токов и понижает коэффициент амплитудной модуляции в 50—100 раз. .Фазовый дискриминатор менее критичен в настройке, чем другие частотные детекторы, но требует предварительного ограничения сигнала. К ограничителю нужно подводить сравнительно сильные сигналы (более 2 в). Чтобы выполнить это требование, необходимо повышать усиление до ограничителя. Рис. X. 65. Схема ограничителя, работающего без сеточных токов.
610 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Схема фазового дискриминатора приведена на рис. Х.64. Величины сопротивлений и конденсаторов рассчитаны для частоты 6,5 Мгц. Катушка L% выполняется симметричной (см. § 5 гл. IV) относительно среднего вывода. Цепи диодов также должны быть симметричными. Конструкция фазо сдв и г ающ ег о трансформатора на частоту 6,5 Мгц схематически показана на рис. Х.66. Катушка Ьг состоит из 54 витков провода ПЭЛ 0,2, намотанных виток к витку. Катушка L^ состоит из двух половин, намотанных бифилярно (см. §5 гл. IV) виток к витку проводом ПЭЛ 0,2. Каждая половина обмотки Ьг содержит 27 витков. В катушке Lx помещен карбонильный сердечник типа СЦР-1. Для облегчения налаживания эту катушку целесообразно наматывать на подвижную гильзу. Настройка фазового дискриминатора заключается в настройке контуров его трансформатора на заданную промежуточную частоту. Выход сигнал-генератора присоединяется к сетке огра- Рис. X. 66. Кон- ничительной лампы, частота генератора устанавлива- струкция фазо- ется равной промежуточной частоте. Ламповый вольт- сдвигающего транс-метр постоянного тока подключается параллельно со- форматора на ча- противлению /?а. Контур LxCi настраивается по мак- стоту 6,5 Мгц. симуму показаний вольтметра. Для настройки контура £2Сг вольтметр подключается между точкой А и корпусом. Настройка производится по нулевому (не по минимуму!) показания вольтметра. Характеристика дискриминатора (рис. X. 67) должна быть симметричной. В противном случае контур LxCi нужно перестроить. Дробный детектор (детектор отношений). Преимущества дробного детектора перед частотными детекторами других типов — удовлетворительная работа при слабых входных сигналах и подавление амплитудной модуляции при более низких уровнях сигнала. Одним из главных недостатков дробного детектора надо считать критичность настройки. Схема дробного детектора приведена на рис. Х.68. Указанные на схеме величины конденсаторов и сопротивлений подобраны для частоты 6,5 Мгц. Добротность вторичного контура для частот около 4 Мгц должна быть от 50 до 70, а для частот порядка 10 Мгц — от 75 до 120. Чтобы чувствительность детектора была высокой, отношение L/C контуров должно быть достаточно большим. Емкости контуров обычно выбирают равными 20— 50 пф. Практически достаточно хорошее ограничение получается при напря- +ивых -ивых Рис. Х.67. Характеристика частотного детектора.
АМПЛИТУДНЫЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ И ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ 511 жении сигнала на управляющей сетке ведущей лампы больше 20—50 мв. Наилучшее подавление амплитудной модуляции получается при связи между контурами фазосдвигающего трансформатора, равной половине критической (г) = 0,5), и при отношении напряжений -J-fi = 0,6 + 0,7. ТлДРЦ +120в Рис. X. 68. Схема дробного детектора. Симметрирующие сопротивления R$ и /?4 подбираются так, чтобы амплитудная модуляция подавлялась на средней частоте. При этом сумма сопротивлений /?з и /?4 должна оставаться постоянной. Конструкция фазосдвигающего трансформатора для частоты 6,5 Мгц. Расположение катушек трансформатора на каркасе и схема их соединения показаны на рис. Х.69. Рее катушки наматываются проводом ПЭЛШО или ПЭЛШКО. Катушка Li содержит 50 витков и намотана на подвижной гильзе в один слой, виток к витку. Катушка 1з содержит 10,5 витков и намотана в один слой поверх катушки Z* на том ее конце, к которому подводится напряжение анодного питания. Между обмотками Lx и 1з имеется прокладка из бумаги толщиной не более 0,03—0,04 мм. Катушка Ьг содержит 19+19 витков и выполнена симметричной. Конструкция трансформатора для частоты 16 Мгц имеет такой же вид, как и для частоты 6,5 Мгц (рис. Х.69). Расстояние между катушками — 14 мм, диаметр каркаса — 11 мм. Катушка h* выполнена симметричной проводом марки ПЭЛ 0,3 и состоит из 10 витков. Катушка Lj содержит 14 витков провода марки ПЭЛ 0,17, катушка /,3 — 3 витка провода марки ПЭЛ 0,17. Между обмотками Lx и 1з проложен слой папиросной бумаги. Рис. X. 69. Конструкция сдвигающего трансформатора к дробному детектору.
612 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Рис. X. 70. Схема фазового детектора Налаживание дробного детектора выполняется в следующем порядке: 1. На вход детектора от генератора подается напряжение промежуточной частоты, равное 0,1 в. Между точками А и Б подключается вольтметр постоянного тока с входным сопротивлением не менее 100 ком. Вторичный контур расстраивается. Для этого параллельно ему подключается конденсатор емкостью порядка 100—150 пф. Первичный контур настраивается по максимальному показанию вольтметра. 2. Вольтметр постоянного тока подключается между точками В и Г. Точка Г создается искусственно путем подключения между точками А и Б двух сопротивлений -+f608 - 1 ' -КЧНЧ равной величины (на время налаживания). Величины этих сопротивлений не должны отличаться более чем на 1—2%. Вторичный контур настраивается по нулевому показанию вольтметра (не по минимальному). 3. Подбирается степень связи между контурами. Параллельно первичному контуру подключается через емкость 1—2 пф высокочастотный ламповый вольтметр. Отношение напряжений на первичном контуре при настроенном и расстроенном вторичном контуре должно быть равно 0,7—0,8 (устанавливается подбором связи между контурами). 4. Выбирается число витков катушки £з. Вольтметр постоянного тока подключается между точками А и Б, изменяется напряжение при настроенном и.расстроенном вторичном контуре. При обоих измерениях напряжение на входе детектора устанавливается так, чтобы напряжение на первичном контуре оставалось неизменным. Измеренные напряжения между точками Л и Б должны отличаться в 1,15—1,25 раза. В противном случае нужно изменить число витков катушки La. 5. Снимается статическая характеристика детектора, т. е. зависимость постоянного напряжения между точками В и Г от: частоты сигнала на входе детектора. Она должна быть симметрична относительно'промежуточной частоты и линейна в пределах расстроек ±100 -=- 150 кгц (для радиовещательных приемников). Несимметричность и нелинейность характеристики устраняется подбором величин емкостей Сх и Са, сопротивлений /?8 « #4 и связи между контурами, а также путем уточнения настройки контуров. Если в дробном детекторе используется типовый трансформатор, то детектор налаживается в соответствии с пунктами 1,2 и 5. Фазовый детектор. Схема фазового детектора, пригодного для детектирования ЧМ сигналов, приведена на рис. X. 70. Достоинством этой схемы является простота в изготовлении и настройке. Контуры LiCi и ЩСг .настраиваются на несущую частоту сигнала. Полоса пропускания контура £2Сг Должна быть около 300 кгц. Иногда для получения необходимой полосы пропускания приходится шунтировать контур ЬгСг сопротивлением 20—50 ком. Допустимая добротность контура
КОМБИНИРОВАННЫЕ АМ/ЧМ ПРИЕМНИКИ 513 - может быть определена по формуле ^ 0,3 ' где fo — частота настройки контура, Мгц. Для улучшения работы схемы емкость С2 должна быть минимальной, но не меньше паразитных емкостей схемы. Величина напряжения звуковой частоты на нагрузке детектора зависит от режима лампы (в основном от напряжения на экранной сетке), которое, в свою очередь, следует выбирать в зависимости от напряжения на входном ^контуре. Чем больше это напряжение, тем при большем напряжении на экранной сетке получается ограничение. Налаживание фазового детектора по приборам. Первый способ. Сигнал от высокочастотного генератора напряжением 2—3 в подается на третью сетку лампы. В анодную цепь детектора включается миллиамперметр. Измеряется анодный ток при различных настройках контура L2C2 (частота генератора остается неизменной) и строится характеристика, показанная на рис. X. 71. Устанавливается настройка, соот- "ис* *• '*• ^ависи- ветствующая среднему значению тока. мость анодного тока Второй способ. На вход детектора, подается от частоты в фазо- сигнал, модулированный по амплитуде. На выходе вом Детекторе, включается высокоомный вольтметр переменного тока. Контур L2C2 настраивается по минимальному показанию вольтметра. В процессе настройки при подходе к резонансу выходное напряжение сначала будет расти, затем начнет уменьшаться, достигнет минимума и опять будет возрастать. Правильная настройка соответствует среднему минимуму. Налаживание фазового детектора без приборов производится во время приема передачи. Входной контур настраивается по максимуму громкости. Контур 12Сг лучше всего настраивать во время пауз в передаче, когда передатчик не модулируется. При настройке этого контура в резонанс фон передатчика будет слышен наиболее слабо. § 20. КОМБИНИРОВАННЫЕ АМ/ЧМ ПРИЕМНИКИ Комбинированные АМ/ЧМ приемники предназначаются для приема радиовещательных программ с амплитудной модуляцией (AM) в диапазонах ДВ, СВ и KB и радиовещательных программ с частотной модуляцией (ЧМ) в диапазоне УКВ (65,8 — 73 Мгц). Требования, предъявляемые к комбинированным приемникам, приведены в табл. Х.1. Скелетные схемы комбинированных приемников. Несколько вариантов скелетных схем комбинированных приемников приведено на рис. Х.72. В схеме (рис. Х.72,а) на УКВ диапазоне применяется отдельный преобразователь частоты. При приеме на УКВ AM детектор заменяется ЧМ детектором. В схеме (рис. Х.72,6") нет отдельного высокочастотного канала на УКВ диапазоне. Это является недостатком схемы, так как требуется коммутация УКВ контуров. В этой схеме ведущая лампа дробного детектора используется в рефлексной схеме как предварительный УНЧ. 17 120
514 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА В схеме (рис. Х.72,в) для уменьшения излучения гетеродина применен каскад УВЧ. Лампа УВЧ используется одновременно как предварительный каскад УНЧ. При замене лампы 6Ж4 лампой 6К4 чувствительность приемника снижается вдвое. В схеме (рис. Х.72,г) используются две лампы 6И1П. При приеме ЧМ сигналов триодная часть первой лампы используется в схеме преобразователя, а гептодная часть обеих ламп — в каскадах УПЧ. При приеме ID шеоора- шатель\ Щ(6Щ [устрой-1 апооЩ Щёодра- i30dame/ri \йНиУПЧ МиУПЧ\ М(Ш\ ЧМ\ ЧМ \ймдетек{ ториУНЧ\ УНЧ (6/76С) N II Входное ш- ство . .Прео5ра\ . иАзобатещ^Х УПЧ (6КЧ) ЧМ/йМ М(6П6С) w ID \ycmpou- \стдоУКВ 1\УВЧиУНЧ\~\ м (6Жч) Гу \ШшоЩ . ^тр УКВиШ Ьобатель (6Й7) w (бкч) \ЯМдетек- \ЙМ\ торжчи \mop(6Kv* шщ хшодное \\\\Входное Чустрой-11-4устрой-1 (Н упч чм L Входное \ \\\укв5ло> устроиМЦЩ^ ство ЛИ п шеобращ . ЩтельЯМЛА , УПЧ \упччм г\\шп) (6И1П) ' ' ЧМ/йМ . . детектщ*\ Ч6Х2П) , УНЧ щриод\ *бгтп) W # Рис. X. 72. Скелетные схемы комбинированных АМ/ЧМ приемников. AM сигналов триодная часть второй лампы 6И1П используется в схеме гетеродина, а гептодная часть второй лампы — в схеме УПЧ. Скелетная схема АМ/ЧМ приемника с отдельным УКВ блоком показана на рис. Х.72Д В этой схеме гептодная часть лампы 6И1П (преобразователя AM канала) используется при приеме ЧМ сигналов в схеме УПЧ. Входная цепь и УВЧ. Входные цепи на УКВ диапазоне иногда строятся так, чтобы к ним можно было подключить как обычную несимметричную антенну, так и антенну с двухпроводным фидером, причем предусматривается возможность подключения кабелей с волновым сопротивлением 75 и 300 ом. Для этого катушка связи с антенной должна быть симметричной, со средним отводом. Часто входной контур настраивается на среднюю частоту диапазона и при настройке на станцию не перестраивается. В этом случае полоса пропускания входной цепи должна быть равной ширине диапазона принимаемых приемником частот. Для лучшего подавле- ления зеркальных станций можно применять во входной цепи полосовые фильтры с полосой пропускания 10—11 Мгц. Входная цепь, УВЧ и преобразователь частоты УКВ диапазона обычно выполняются в виде отдельного блока, который не используется при работе в других диапазонах. Это позволяет избежать коммутации в цепях
КОМБИНИРОВАННЫЕ АМ/ЧМ ПРИЕМНИКИ 515 УКВ тракта. Практические схемы УКВ блоков, применяемых в массовых приемниках, представлены на рис. Х.20 и Х.73. В этих блоках УВЧ выполнен по схеме с общей промежуточной точкой (см. § 6 этой главы) на триоде, а смеситель и гетеродин — на одном триоде по схеме гетеродин- +125В +125В Рис. X. 73. Схема УКВ блока с емкостной настройкой. ного преобразователя (см. § 7 этой главы). Схема УКВ блока, приведенная на рис. X. 20, используется в радиоле «Латвия». Схема УКВ блока на рис. X. 73 отличается тем, что контур гетеродина включен не в цепь сетки, а в цепь анода. В связи с этим изменена мостовая схема развязки .сигнального контура от напряжения гетеродина (рис. Х.74). На рис. Х.75 приведена схема УКВ блока, который может быть использован в высококачественном приемнике. В этом блоке УВЧ выполнен по каскодной схеме (см. § 8 гл. XIII) на двойном триоде, а преобразователь на триод-пентоде. Пентодная часть лампы 6Ф1П используется в схеме односеточного смесителя, а триодная — в схеме гетеродина. Вследствие использования пентода в качестве смесительной лампы повышается избирательность по соседнему каналу и коэффициент усиления (за счет малого шунтирования контура промежуточной частоты). Усилители промежуточной частоты. Вследствие большой разности между промежуточными частотами AM и ЧМ трактов, контуры фильтров промежуточной частоты этих трактов могут быть включены последовательно (рис. X. 76). При таком включении контуров можно использовать одни и .те же лампы в УПЧ обоих трактов без дополнительной коммутации. Кроме того, упрощается конструкция и монтаж приемника. Порядок включения контуров промежуточной частоты AM и ЧМ трактов не имеет принципиального значения. Однако рекомендуется непосредственно к электродам ламп подключать контуры ЧМ тракта, так как в этом случае меньше проявляется влияние паразитной емкости между ка- 17* Рис. X. 74. Мостовая схема к УКВ блоку.
516 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА тушками полосового фильтра. Если в AM тракте применяется регулирование полосы пропускания, то порядок. включения контуров изменяют. 6800 45O60^"-L Рис. X. 75. Схема УКВ блока с каскодным УВЧ. При работе на диапазонах с AM необходимо замыкать накоротко контур полосового фильтра ЧМ тракта в анодной цепи смесительной лампы. В противном случае в тракт промежуточной частоты может проникать Г* Каноду /(управляющей сетке -L Фипьтр -■- ям -L Фильтр -*- ЧМ Рис. X. 76. Схема включения фильтра ПЧ в комбинированном приемнике. нтн /7/ Рис. X. 77. Схема комбинированного АМ/ЧМ детектора. напряжение гетеродина (в диапазоне KB) или-его гармоник (в диапазонах ДВ и СВ). Если в АМ/ЧМ приемнике используются типовые фильтры ПЧ на частоту 465 кгц, то фильтры ПЧ для ЧМ тракта следует помещать в экраны
ОСОБЕННОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ 517 и включать по схеме, приведенной на рис. Х.76. При таком включении не требуется изменять связь между контурами полосового фильтра для сохранения его полосы пропускания. Детекторы. В комбинированных АМ/ЧМ приемниках могут применяться отдельные детекторы для AM и ЧМ трактов, либо комбинированные АМ/ЧМ детекторы. Схема комбинированного детектора приведена на рис. Х.77. § 21. ОСОБЕННОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ Требования, предъявляемые к автомобильным приемникам: 1) минимальные размеры и удобство размещения в автомобиле, 2) максимальная экономичность, 3) высокая механическая прочность и надежность в работе, 4) высокая стабильность настройки, 5) хорошая экранировка и 6) простота управления. Радиоприем на автомобиле ведется на невысокую и малоэффективную антенну, поэтому желательно, чтобы чувствительность автомобильных приемников была достаточно высокой. Однако при повышении чувствительности приемник становится менее помехоустойчивым. Так как во время движения автомобиля напряженность поля принимаемых сигналов может изменяться в широких пределах, система АРУ всех автомобильных приемников должна хорошо работать. Выходная мощность должна составлять 2—3 вт. В автомобильных приемниках применяются лампы с косвенным накалом или транзисторы. Настраивают приемники в большинстве случаев ферровариометром, что обеспечивает постоянство настройки при вибрациях. - Питаются автомобильные приемники, как правило, от стартерных автомобильных аккумуляторов. Цепи накала ламп питаются непосредственно от аккумулятора, а анодные цепи — от преобразователей постоянного напряжения (см. § 8 гл. XV). Методы подавления помех радиоприему: 1) ослабление паразитных колебаний в цепях высокого напряжения системы зажигания включением подавительных (демпфирующих) сопротивлений; 2) рациональный монтаж цепей зажигания; 3) тщательная «металлизация» автомобиля; соединение отдельных узлов медными перемычками; 4) включение фильтров в цепи источников помех; 5) экранировка источников помех; 6) удаление приемника от двигателя; 7) выбор для установки антенны места с минимальным уровнем помех: 8) включение в цепи питания приемника (от бортсети) высокоэффективных фильтров; 9) тщательная экранировка всего приемника и антенного фидера (ввода); 10) ограничение чувствительности приемника и сужение полосы пропускания. KB конвертор для автомобильного приема. Выпускаемые промышленностью автомобильные приемники не рассчитаны на прием передач в диапазоне коротких волн. Для приема в этом диапазоне можно использовать конверторы. Схема одного из них приведена на рис. Х.78. Конвер-
518 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Рис. X. 78. Схема KB конвертора. тор состоит из входной цепи, смесителя на лампе 6Ж2Б и гетеродина. Гетеродин собран по схеме с трансформаторной обратной связью. Контуры входной цепи в пределах —i 1—0+2206 каждого KB диапазона не т Ч1н перестраиваются, так как вещательные KB диапазоны занимают относительно узкую полосу частот (около 0,5 Мгц). При настройке приемника на станцию перестраивается основной гетеродин, поэтому контуры гетеродина конвертора в пределах диапазона не перестраиваются. Первая промежуточная частота приемника с конвертором переменная и соответствует диапазону средних волн приемника. Входная цепь приемника является нагрузкой смесителя конвертора. Нити накала ламп включаются последовательно. Катушки индуктивности юшв^ертора наматываются на керамических или полистироловых каркасах диаметром 12 мм. Катушка Li состоит из 7 витков провода ПЭЛ 0,15, а катушки 1* и Lz — из 8 витков посеребренного провода диаметром 0,55 мм. Расстояние между катушками Ьь и 1з равно 4 мм. § 22. ПРИЕМ СТЕРЕОФОНИЧЕСКИХ РАДИОПЕРЕДАЧ При стереофоническом радиовещании звук передается 'по двум независимым каналам (А и Б). При этом один из каналов передает звук в основном от левого микрофона, а другой — от правого. Стереофонические передачи ведутся в УКВ диапазоне, что обеспечивает малый уровень помех и возможность передачи широкой полосы звуковых частот. 8 СССР для стереофонического радиовещания принята система с полярной модуляцией [3]. Принцип полярной модуляции заключается в том, что положительные полупериоды поднесущей частоты (31,25 кгц) модулируются сигналом канала Л, а отрицательные — сигналом канала Б (рис. X. 79). После этого полярно-моду- лированная поднесущая модулирует по частоте несущую частоту передатчика приемника образуются Рис. X. 79. Полярно-модулирован- ное колебание. В частотном детекторе полярно-модулированные колебания. Для разделения каналов "достаточно в принципе включить два диода так, как показано на рис. Х.80. —л ,- Стереофонические передачи по системе полярной модуляции можно
ПРИЕМ СТЕРЕОФОНИЧЕСКИХ РАДИОПЕРЕДАЧ 519 принимать: 1) на стереофонический приемник (рис. Х.81), отличающийся от монофонического тем, что в нем имеется полярный детектор и два отдельных УНЧ для каналов А и Б с соответствующими акустическими системами; 2) на обычный приемник (или телевизор) с УКВ диапазоном, к которому подключен полярный детектор и дополнительный УНЧ для канала Б с акустической системой. В качестве Л УНЧ для канала Б можно использовать усилитель проигрывателя или магнитофона. Требования к стереофоническим приемникам. При стереофонической радиопередаче с использованием поднесущей частоты отношение сигнал/шум на выходе стереоприемника оказывается меньше, чем при приеме обычной передачи в тех же условиях. Поэтому необходимо повышать отношение сигнал/шум на входе стереоприемника (на 7—10 до") по сравнению с обычным приемником. Отношение сигнал/шум можно повысить, используя малошу- мящие схемы входных цепей и УВЧ (см. § 5 и 6 этой главы), а также повышая эффективность антенны. Расширять полосу пропускания ЧМ приемника при приеме стереофонических передач не требуется, несмотря на расширение спектра модулирующих частот при использовании поднесущей частоты. Поэтому для стереоприема можно использовать обычные радиовещательные приемники с приставками. Избирательность стереоприемника должна быть увеличена по сравнению с моноприемником того же класса (для сохранения отношения полезный сигнал /помеха на выходе приемника). W—]-~ л? Рис. X. 80. Принципиальная схема разделения каналов при полярной модуляции (полярный детектор). Полярный детектор канала/} И nj УНЧ канала Б м Рис. X. 81. Скелетная схема стереофонического приемника! / — высокочастотный тракт (УВЧ, преобразователь частоты, УПЧ и частотный детектор). При приеме стереофонического радиовещания особое значение имеет точность настройки приемника на середину прямолинейного участка характеристики частотного детектора. Неточная настройка, а также работа в области дополнительных настроек могут привести к нелинейным искажениям, уменьшению переходного затухания между каналами и даже перемене каналов местами. Однако эти искажения не всегда могут быть замечены неискушенным слушателем. В качестве индикатора точной настройки проще всего использовать микроамперметр постоянного тока на 50—200 мка с нулем в середине шкалы. Микроамперметр включается
520 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА в схему дробного детектора так же, как и вольтметр постоянного тока-при настройке вторичного контура (см. § 19 этой главы). К стабильности настройки стереоприемника также предъявляются повышенные требования. Радикальным средством стабилизации настройки УКВ ЧМ приемника является применение АПЧ (см. § 16 этой главы). Приставки для приема стереофонических передач. Схема приставки к обычному монофоническому приемнику для приема стереофонических радиопередач приведена на рис. X. 82. Дополнительный усилитель на пен- тодной части лампы компенсирует потерю громкости при переходе на прием Юн +2Ш Рис. X. 82. Схема приставки для приема стереофонических передач. КУНЧ1 детектора * стереофонической передачи. На входе приставки включен частотнозави- симый регулируемый делитель напряжения, с помощью которого можно изменять частотную характеристику, добиваясь необходимого соотношения высокочастотной и низкочастотной составляющих спектра полярно-моду- лированного колебания на входе полярного детектора. Это необходимо для устранения прохождения сигналов из одного канала в другой. Полярный детектор собран на полупроводниковых диодах и подключен к выходу катодного повторителя. На выходах детекторов включены /?С-цепочки для компенсации предискажений при передаче. В дальнейшем .предполагается с целью повышения эффективности передающих устройств при стереофонических передачах частично подавлять несущую частоту и соответственно компенсировать такое подавление в радиоприемнике. Для этого необходимо будет включить последовательно с нагрузкой усилительной лампы колебательный контур с добротностью около 100, настроенный на частоту поднесущей (31,25 кгц). Катушка индуктивности контура может быть выполнена на броневом ферритрвом сердечнике типа ОБ-20. Обмотка должна содержать 112 витков провода ПЭВ 0,33. Индуктивность катушки 2,6 мгн, емкость контура 0,01 мкф. Вход приставки для приема стереопередач подключается к выходу дробного детектора до цепочки компенсации предискажений (точка Д на рис. Х.68 и Х.77).
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КАРМАННЫХ РАДИОПРИЕМНИКОВ 521 § 23. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КАРМАННЫХ РАДИОПРИЕМНИКОВ Приемник на трех транзисторах. Схема приемника приведена на рис. Х.83. Транзистор Т2 используется в рефлексной схеме как второй каскад УВЧ и предварительный УНЧ. Диапазон принимаемых частот от 170 до 410 кгц. Катушка Lx (ферритовая антенна) -наматывается на ферритовом стержне диаметром 7 мм длиной 100 мм и состоит из 300 витков провода ПЭШО 0,15, катушка L2 (подвижная) — из 12 витков провода ПЭВ 0,35. Трансфор- msoTf. ^.$6 Рис. X. 83. Схема карманного приемника 2-V-2. матор LsL* и дроссели Дрх и Др2 выполнены на кольцах из феррита Ф-600 с наружным диаметром 10 мм. Обмотка Ls содержит 300 витков провода ПЭВ 0,1, обмотка L4 — 60 витков провода ПЭВ 0,25. Дроссели содержат по 300—500 витков провода ПЭВ 0,1. От величины сопротивления Rs в большой степени зависит громкость и качество приема, поэтому при налаживании приемника это сопротивление удобно заменить переменным сопротивлением 5—10 ком. Приемник прямого усиления на пяти транзисторах. Схема приемника приведена на рис. Х.84. Приемник работает в диапазоне длинных волн. Выходная мощность 70 мет. УВЧ собран на транзисторах Т\ и Г2; транзистор 7г используется, кроме того, для усиления напряжения низкой частоты по рефлексной схеме. Детекторный диод работает с небольшим отпирающим током, величина которого определяется сопротивлением Rv Второй каскад УНЧ собран на транзисторе 7з и охвачен отрицательной обратной связью через конденсатор Сх. Оконечный каскад работает в режиме класса В. Его нагрузкой является громкоговоритель, собранный на базе дифференциального капсюля ДЭМШ-1. В качестве конденсатора переменной емкости можно использовать под- строечный конденсатор типа КПК-2. Катушки магнитной антенны намотаны на стержне из феррита марки Ф-600 длиной 85 мм и диаметром 8 мм. Катушка Lx содержит 200—250 витков провода ПЭШО 0,12, катушка 12 (подвижная) — 5—10 витков провода ПЭШО 0,2—0,3. Высокочастотный трансформатор L3L4 и дроссель Дрх намотаны на кольцах из феррита марки Ф-1000 с внешним диаметром 8 мм. Обмотка Lz состоит из 100 витков провода ПЭВ 0,12, обмотка Ц — из 20 витков провода ПЭШО 0,12 (намотка рядовая, равномерно^аспределенная по кольцу). Обмотка дросселя содержит 200 витков провода ПЭВ 0,12.
522 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Рис. X. 84. Схема карманного приемника на пяти транзисторах. Г//740/ 150 Т2ПШ Т3ПШ 150 Ги /713/7 Т5П13Д I \МЛ 300 к 50 П SHa1 of И* К. ннйв-нН /ОЙ? | £0 13000 56к Лг. У 4^ Рис. X. 85. Схема супер гетеродинного карманного приемника.
ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ 523 Трансформатор Tpt собран на пермаллоевом сердечнике типа ШЗ X 6. Первичная обмотка содержит 1600 витков провода ПЭЛ 0,08, а вторичная — 700 витков такого же провода (с отводом от середины): Более подробные сведения о приемнике приведены в [18]. Простой супергетеродинный приемник. Схема приемника приведена на рис. Х.85. Приемник рассчитан на прием передач в диапазоне средних волн. Чувствительность при работе с ферритовой антенной — 3—3,5 мв/м. Преобразователь приемника собран на.одном транзисторе (гетеродинный преобразователь). УПЧ собран на двух транзисторах. Промежуточная частота ПО кгц. Достаточное ослабление зеркального канала обеспечивается вследствие высокой добротности входного контура. Напряжение АРУ подается в цепи базы транзисторов Тг и Г3. УНЧ собран на двух транзисторах. Оба каскада в отдельности охвачены отрицательной обратной связью (с коллектора на базу). Подбором емкости конденсаторов в цепях обратной связи можно изменять тембр звучания. При очень малой емкости возможно самовозбуждение приемника на промежуточной частоте. Катушки Lx и L2 наматываются на стержне из феррита марки Ф-600 диаметром 8 мм и длиной 75 мм. Катушка Lx содержит 85 витков провода ЛЭШО 7 X 0,07, катушка L2 (подвижная) — 3 витка провода ПЭЛШО 0,31. Катушки L3 и L4 намотаны на унифицированном четырехсекционном каркасе из полистирола, внутрь которого вставлен сердечник из феррита Ф-600 диаметром 3,5 и длиной 10 мм. В трех секциях расположена катушка 1з, содержащая 140 витков провода ПЭЛШО 0,15 с отводом от третьего витка, а в четвертой — катушка L4, содержащая 20 витков провода ПЭЛШО 0,15. Индуктивность катушки Ьз составляет 250 мкгн. Катушки L5, Le> Ц и L8 размещены в броневых сердечниках диаметром 12лш из феррита марки Ф-600. Катушка L6 содержит 50 витков, а катушка Le — 210 витков провода ПЭЛ 0,13. Катушка L7 содержит 85 + 125 витков, а катушка L8 — 40 витков такого же провода. Методика настройки приемника описана в [16]. § 24. ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ 1. Номинальную выходную мощность Р определяют по формуле где U — напряжение на звуковой катушке громкоговорителя, соответствующее номинальной выходной мощности, в; Z— полное сопротивление звуковой катушки громкоговорителя на частоте 400 гц, ом. Чтобы определить номинальную мощность, на гнезда звукоснимателя подают напряжение частотой 400 гц от генератора звуковой частоты (звукового генератора). Величина подаваемого напряжения должна соответствовать чувствительности с гнезд звукоснимателя. При помощи регулятора громкости устанавливают напряжение на звуковой катушке, соответствующее номинальной мощности* Величина коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения, измеренная измерителем нелинейных искажений любой системы, не должна превышать нормы (табл. Х.1). 2. Уровень фона приемника проверяют измерением напряжения фона на звуковой катушке громкоговорителя.
524 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА При измерениях уровня фона гнезда звукоснимателя приемника должны быть замкнуты накоротко, а регулятор громкости должен находиться в положении максимального усиления. Отношение замеренного напряжения фона к напряжению, соответствующему номинальной мощности, выраженное в децибелах, является показателем уровня фона приемника. 3. Чувствительность приемника с гнезд звукоснимателя проверяют измерением напряжения частотой 400 гц от генератора звуковой частоты, которое подается на гнезда звукоснимателя и при котором на звуковой катушке громкоговорителя развивается напряжение, соответствующее номинальной мощности. Регулятор громкости при этом должен находиться в 125 60 2QMKZH 1 положении максимального усиления. 4. Реальную чувствительность приемника определяют следующим об- *ъ ~32(Г ШШШ ■& разом. § | В диапазонах ДВ, СВ и KB на ^ «§ гнезда «антенна — земля» приемника 0 0 через эквивалент антенны (рис. Х.86) подают от генератора стандартных Рис. X. 86. Схема эквивалента сигналов (ГСС) напряжение, модули- антенны, рованное по амплитуде напряжением частотой 400 или 1000 гц с глубиной модуляции 30%, при котором на выходе (на вторичной обмотке выходного трансформатора) развивается напряжение, соответствующее мощности 50 мет. Приемник должен быть настроен по максимальному напряжению на выходе или по индикатору настройки. Регулятор громкости должен находиться в таком положении, при котором напряжение шумов на выходе (при выключенной модуляции) соответствует мощности 0,5 мет. Если в приемнике имеется двух- или многоканальный усилитель низкой частоты, то для определения положения регулятора громкости к аноду первой лампы УНЧ подключается ламповый вольтметр, которым измеряют напряжение, соответствующее выходной мощности 50 мет. Регулятор громкости должен находиться в таком положении, при котором напряжение на аноде лампы (при выключенной модуляции ГСС) будет в 10 раз меньше напряжения, соответствующего выходной мощности 50 мет. Выходная мощность измеряется в том канале, который пропускает частоту модуляции. Регуляторы тембра и полосы пропускания должны находиться в положениях, соответствующих максимальному усилению. Напряжение ГСС, выраженное в микровольтах, является показателем чувствительности приемника. В УКВ диапазоне на гнезда антенны приемника через согласующее звено (рис. Х.87), если приемник имеет 300-омный вход, или непосредственно (при 75-омном входе) подают напряжение от ГСС с частотной модуляцией, модулированное напряжением частотой 1000 гц с девиацией частоты ±15 кгц, при котором на выходе приемника развивается напряжение, соответствующее мощности 50 мет. В дальнейшем измерение проводят так же, как и в диапазонах ДВ, СВ и КВ. Если приемник имеет симметричный 300-омный вход, а выходное сопротивление ГСС равно 75 - ом при несимметричном выходе, то для согласования нужно использовать согласующее звено (рис. Х.87). Показателем чувствительности в этом случае является величина выходного напряжения ГСС, деленная на 2, если ГСС отградуирован по напряжению на согласованной нагрузке, или величина выход* л.
ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ 525 Схема согласующего устройства. ного напряжения ГСС, деленная на 4, если ГСС отградуирован по напряжению без нагрузки. 5. Избирательность (ослабление соседнего канала) проверяют следующим образом. В диапазонах ДВ, СВ и KB в начале измеряют чувствительность приемника (см. п. 4), а затем, не изменяя настройки приемника, расстраивают ГСС на 10 кгц в обе стороны от точной настройки и аттенюатором ГСС устанавливают на входе приемника такое напряжение, при котором на его выходе опять получается напряжение, соответствующее мощности 50 мет. Отношение напряжения ГСС при расстройке частоты на +10 и —10 кгц к напряжению при точной настройке, выраженное в децибелах, является показателем избирательности. В диапазоне УКВ после измерения чувствительности (см. п. 4) модуляция выключается. Ламповый вольтметр постоянного тока подключают к электролитическому конденсатору* дробного детектора, причем корпусный зажим вольтметра должен быть присоединен к выводу конденсатора, потенциал которого относительно корпуса меньше. Приемник дополнительно настраивают по максимальному напряжению на конденсаторе. Отмечают показание вольтметра. Затем, не изменяя настройки приемника, расстраивают ГСС в-обе стороны от частоты точной настройки на +250 и —250 кгц и аттенюатором ГСС устанавливают такое напряжение на входе приемника, при котором показание вольтметра будет таким же, как и при точной настройке. Отношение напряжения ГСС при расстройке к напряжению при точной настройке, выраженное я децибелах, является показателем избирательности. Если в приемнике применяется фазовый дискриминатор с ограничителем, то вольтметр постоянного тока подключают к гридлику в цепи сетки ограничителя. 6. Ширину полосы пропускания всего тракта усиления измеряют в соответствии с п. 5, но ГСС расстраивают в обе стороны от частоты точной настройки настолько, чтобы напряжение от него, необходимое для получения на выходе мощности 50 мет (в диапазонах ДВ, СВ и KB) или соответствующего напряжения на электролитическом конденсаторе дробного детектора (в диапазоне УКВ) при расстройке, было в два раза больше напряжения при точной настройке. Разность частот ГСС при увеличении и уменьшении частоты, выраженная в килогерцах, является показателем ширины полосы пропускания. 7. Ослабление сигнала зеркального канала проверяют в соответствии с п. 5, но ГСС расстраивают на величину двойного значения промежуточной частоты в сторону больших частот (при частоте гетеродина, большей принимаемой) и в сторону меньших частот (при частоте гетеродина, меньшей принимаемой). Измерения необходимо проводить на самой высокой частоте каждого диапазона. Частоту ГСС при расстройке уточняют по максимальному напряжению на выходе приемника. 8. Ослабление сигнала промежуточной частоты проверяют при подаче на вход приемника напряжения от ГСС в соответствии с п. 5. Затем подают от ГСС промежуточную частоту и, изменяя ее в небольших пределах (на
526 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ±10 кгц), определяют такое ее значение, при котором необходим о подавать наименьшее напряжение на вход для получения на выходе мощности 50 мет. Отношение напряжения сигнала промежуточной частоты (или близкой к ней) к напряжению принимаемой частоты, выраженное в децибелах, является показателем ослабления сигнала промежуточной частоты. Измерения должны производиться на частотах настройки приемника, наиболее близких к промежуточной частоте: при промежуточной частоте 465 кгц — на частотах 408 и 525 кгц и при промежуточной частоте 8,4 Мгц — на частоте 65,8 Мгц. 9. Частотная характеристика всего тракта приемника (кривая верности) по напряжению определяется при подаче на его вход в соответствии с п. 4 напряжения 1000 мкв от ГСС, модулированного внешним генератором звуковой частоты. Приемник настраивают на частоту ГСС по максимальному напряжению на выходе тракта AM и по наименьшим искажениям на выходе тракта ЧМ. Глубину модуляции поддерживают постоянной, равной 30% при любой частоте модулирующего напряжения (в диапазонах ДВ, СВ и KB). В диапазоне УКВ (ЧМ) поддерживают постоянной девиацию частоты ±15 кгц. Регулятор громкости приемника устанавливают в такое положение, при котором на выходе приемника получается напряжение, соответствующее 0,25 номинальной мощности или мощности 50 мет, если величина 0,25 номинальной мощности меньше 50 мет. Если на некоторых частотах модулирующего напряжения электрическая или акустическая части приемника перегружаются, то необходимо установить меньшее значение уровня выходной мощности. Изменяя частоту модуляции в заданных пределах, измеряют напряжение на выходе приемника. Кривая зависимости выходного напряжения от частоты модуляции является частотной характеристикой всего тракта приемника. Если в приемнике имеется многоканальный УНЧ, то частотные характеристики снимаются для каждого канала при одном и том же положении регулятора громкости. 10. Действие АРУ проверяют подачей на вход приемника через эквивалент антенны от ГСС напряжения 0,01—0,05 в, модулированного по амплитуде с глубиной модуляции 30% (для тракта AM) и с девиацией частоты ±15 кгц (для тракта ЧМ). Регулятор громкости устанавливают в такое положение, при котором на выходе приемника получается напряжение, соответствующее 0,25 номинальной мощности. Затем напряжение ГСС уменьшают в заданное число раз. Отношение напряжений на выходе приемника при максимальном и минимальном напряжении на входе, выраженное в децибелах, характеризует работу АРУ. Измерения следует проводить на частотах 1 и 70 Мгц, Если в приемнике имеется многоканальный УНЧ, то действие АРУ проверяют в канале низких звуковых частот. И. Подавление сопутствующей (паразитной) амплитудной модуляции при ЧМ проверяют подачей на вход приемника от ГСС напряжения частотой 70 Мгц так же, как и при измерении чувствительности в диапазоне УКВ. Подаваемое напряжение, равное по величине чувствительности приемника, модулируют напряжением частотой 1000 гц с девиацией ±15 кгц. Регулятором громкости устанавливают напряжение на выходе приемника, соответствующее 50 мет. Затем, не изменяя уровня сигнала, переключают ГСС с частотной модуляции на амплитудную с глубиной 30%. Отношение напряжений на выходе приемника при частотной и амплитудной модуляции, выраженное в децибелах, является показателем подавления сопутствующей AM при точной настройке.
ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРИЕМНИКОВ 527 Это измерение повторяют при расстройке ГСС (при AM сигнале) относительно частоты 70 Мгц в пределах ±50 кгц. Измерения повторяют при различных напряжениях на входе приемника. 12. Ослабление дополнительных настроек на УКВ диапазоне определяют путем подачи на вход приемника сигнала заданной величины так же, как и при измерении чувствительности в диапазоне УКВ. Приемник настраивают так, чтобы на выходе было максимальное напряжение (основная настройка) при минимуме заметных на слух искажений. Затем ручкой настройки приемник перестраивают с основной на дополнительные настройки. Отношение напряжения на выходе приемника при его настройке в дополнительных точках к напряжению, соответствующему выходной мощности 50 мет, выраженное в децибелах, является показателем ослабления дополнительных настроек в УКВ диапазоне.
ГЛАВА ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИО- \[ I ПЕРЕДАТЧИКИ AI § 1. ДИАПАЗОНЫ ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЬСКИХ РАДИОСВЯЗЕЙ Диапазоны, отведенные для любительских радиосвязей приведены в табл. XI.1. Таблица XI. 1 Диапазоны для любительских радиосвязей Частота /, кгц 1 715-1 800* 3 500—3 600 3600—3 650 7 000—7 050 7 050-7 100 14 000—14 110 14 110—14 140 14140—14 260 14 260—14 350 21 000—21 150 21 150—21 350 21350—21450 28 000—28 200 28 200—28 400 28 400—28 700 28 700—29 700 38 000—40 000 144 000—146000 420 000—435000 }. i \ ) ) J V J Длина волны Я, м 175-166,5 85,8-82,3 42,9-42,3 21,4—20,9 14,3-14,0 10,7—10,1 7,9—7,5 0,208—0,205 0,0071^-0,0069 Род работы Телеграф, телефон AM » телефон AM » телефон AM » Телефон с одной боковой полосой » AM » с одной боковой полосой Телеграф Телефон AM » с одной боковой полосой Телеграф Телефон » с одной боковой полосой » » телеграф » » » » Для успешного ведения радиосвязей радиолюбитель должен иметь передатчик, работающий bv нескольких диапазонах. Желательно при этом иметь плавную настройку в пределах каждого диапазона. Радиостанции любителей-коротковолновиков разделяются на три категории. Для радиостанций различных категорий установлены наибольшая допустимая мощность передатчика и род работы в различных диапазонах. Мощностью любительского передатчика считают мощность в контуре оконечной ступени, равную произведению эффективных значений первой гармоники анодного тока и высокочастотного напряжения на аноде выходной лампы.
БЛОК-СХЕМА ПЕРЕДАТЧИКА 529 Станции третьей категории могут иметь мощность до 10 вт. Им разрешается работать только телеграфом в диапазонах 1,715—1,8 и 3,5— 3,6 Мгц, а телеграфом и телефоном в диапазонах 38—40, 144—146, 420— 425, 1470-1520 и 5650-5850 Мгц. Станции второй категории могут иметь мощность до 40 вт. Им разрешается работать только телеграфом в диапазонах 1,715—1,8; 3,5—3,6; 7,0— 7,1; 14,0—14,4 Мгц, а телеграфом и телефоном в диапазонах 38—40; 144— 146; 420—425; 1470—1520; 5650—5850 Мгц (коллективным станциям второй категории разрешается работать телефоном во всех отведенных им диапазонах). Станции первой категории могут иметь мощность до 200 вт. Им разрешается работать телеграфом и телефоном во всех любительских диапазонах. Третья и вторая категории любительских радиостанций присваиваются краевыми, областными и республиканскими советами ДОСААФ, а первая — ЦК ДОСААФ СССР на основании квалификационных справок местных комитетов. § 2. БЛОК-СХЕМА ПЕРЕДАТЧИКА и. Блок-схема передатчика, работающего в четырех любительских диапазонах, приведена на рис. XI.1. На этой блок-схеме: /каскад ЗГ — задающий генератор, работающий в диапазоне 3,5—3,6 Мгц; II каскад Буф — ш I 1 зг Д5-Д6 | мгц _ If бу'ф 3,5-3,6 мгц ш УсилгУдО. Д5-Д6 10+1.2 . У У00. Щ0-144 мгц F т. | 28.0-2Щ , Мгц 11 i » о Н 0УМ Мод ! ОтУНЧ Рис. XI. 1. Блок-схема передатчика. буферный, работающий усилителем без токов управляющей сетки, предназначен для развязки между задающим генератором и всеми последующими каскадами; /// каскад—усилитель-удвоитель, работает на самом длинноволновом диапазоне 3,5—3,6 Мгц усилителем, а на следующем более коротковолновом диапазоне 7,0—7,2 Мгц удвоителем частоты; IV каскад — удвоитель частоты подключается к схеме только при работе в диапазоне 14,0— 14,4 Мгц\ V каскад — удвоитель частоты — используется только в диапазоне 28,0—28,8 Мгц; VI каскад — оконечный усилитель мощности ОУМ, на его вход подается напряжение возбуждения с выхода соответствующего каскада в зависимости от диапазона; к контуру ОУМ подключен фидер. Для упрощения схемы, улучшения энергетических и качественных показателей, амплитудная модуляция осуществляется в оконечном каскаде передатчика. Успешное ведение радиообмена возможно только при наличии передатчика, отвечающего высоким техническим требованиям. В настоящее время на всех диапазонах работает очень много любительских радиостанций, поэтому для улучшения качества передачи требуется высокая стабильность частоты любительских передатчиков. Для повышения стабильности частоты задающий генератор делают маломощным (мощностью в единицы и доли
БЗО ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ ватта) и используют специальный усилитель мощности, к контуру которого подключают антенну либо фидер. Между маломощным задающим генератором и оконечным усилителем мощности включены промежуточные каскады. Эти каскады должны обеспечить необходимую мощность возбуждения и амплитуду напряжения на сетке лампы оконечной ступени, а также создать развязку между мощным каскадом и задающим генератором с тем, чтобы изменение параметров антенны либо режима мощного каскада при модуляции не влияло на частоту задающего генератора. Промежуточные каскады в некоторых случаях (см. блок-схему) используются в качестве умножителей частоты. Умножение частоты в промежуточных каскадах создает определенные преимущества. Основные из них следующие: 1. Возможность работы выходного каскада в нескольких любительских диапазонах при работе задающего генератора в пределах только одного диапазона (самого длинноволнового). При этом упрощается схема и конструкция передатчика, а также улучшается стабильность его частоты. 2. Повышение устойчивости работы многокаскадного передатчика, так как при работе каскадов на разных частотах резко уменьшается склонность схемы к самовозбуждению. Оконечный усилитель мощности не рекомендуется использовать в режиме умножения частоты, так как умножители имеют плохие энергетические показатели и фильтрацию гармоник. Начинающий коротковолновик может выбрать более простую блок- схему и весь высокочастотный тракт передатчика построить на двух-трех- лампах (задающий генератор по схеме с электронной связью и усилитель мощности). Естественно, что количество перекрываемых диапазонов и качественные показатели такого передатчика будут хуже. На частотах более 100 Мгц простейшие передатчики собирают по одно- каскадной схеме. Передатчик в этом случае представляет собой двухтактный автогенератор, работающий на антенну либо фидер. Расчет блок-схемы. Перед расчетом блок-схемы устанавливают количество умножителей частоты и их предполагаемое место в блок-схеме. Расчет мощности каскадов и выбор ламп выполняют последовательно, начиная от выходной ступени и заканчивая задающим генератором. Мощность в контуре оконечного каскада Рк выбирают в зависимости от категории, к которой отнесена станция. Установочную мощность лампы оконечного каскада Рок, т. е. мощность генераторной лампы, которая должна быть установлена, находят по формуле р __ ?_ ок п '1к. ок где г)к ок— к. п. д. контура оконечного каскада (1к.ок = °.7-*-°.8)- Мощность возбуждения оконечного каскада f г 0К ар где Кр — коэффициент усиления по мощности выбранной лампы (для те. тродов и пентодов /Ср = 80 -f- 100). Коэффициент 1,5 введен для учета потерь в элементах схемы цепи сетки.
СВЕДЕНИЯ О ГЕНЕРАТОРАХ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 531 Мощность в анодной цепи преДоконечного каскада Лф- ™e Лк.пр- к- п. Д. ^к. пр контура предоконечного каскада (i.nP = M~0,5). Если предоконечный каскад работает в режиме усиления, то установочная мощность лампы приблизительно равна Рпр, для режима удвоения 2Рпр, а при утроении частоты ЗРпр. Расчет мощности и выбор лампы третьего от конца каскада и всех последующих выполняется аналогично. Следует только учесть, что чем ближе каскад к задающему генератору, тем меньшее значение к. п. д. контура т)к рекомендуется принимать. Для задающих генераторов к. п. д. контура составляет 0,1—0,3 (меньшее значение т]к соответствует трехточечным схемам, большее — схеме с электронной связью). § 3. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕНЕРАТОРАХ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ Схема генератора с независимым возбуждением приведена на рис. XI.2. На управляющую сетку лампы от предыдущего каскада подается напряжение возбуждения с амплитудой Uc и напряжение смещения Ес, оп- Рис. XI. 2. Схема генератора Рис. XI. 3. Колебания I рода, с независимым возбуждением. ределяющее рабочую точку на характеристике лампы. Напряжение смещения можно подавать от специального источника напряжения либо использовать автоматическое смещение за счет сеточного, анодного или катодного токов. Мгновенное значение напряжения на сетке ес = Ес + Uccos(oL На анод лампы подается постоянное напряжение £а. В цепь анодного тока включен контур, на котором выделяется переменное напряжение с амплитудой UK. Переменное напряжение на аноде лампы Ua по абсолютной величине равно С/к. Мгновенное значение напряжения на аноде еа = £а — [/acoscof.
532 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Виды колебаний в генераторе с независимым возбуждением. Колебания I p о д а (класс А). Генератор работает в пределах линейного участка характеристики (рис. XI.3). Достоинством колебаний I рода является то, что изменения анодного тока в точности повторяют изменения напряжения на управляющей сетке. Кроме того, генератор работает без сеточных токов (либо практически с очень малыми токами сетки). Основными недостатками колебаний I рода являются малый к. п. д. анодной цепи (теоретически максимальное значение к. п. д. т)а = 0,5) и относительно большая мощность рассеивания на аноде. Колебания I рода применяются редко и только в маломощных каскадах (например, в маломощных усилителях одной боковой полосы, буферных каскадах высокостабильных возбудителей и т. п.). Рис. XI.'4. Колебания II рода. Колебания II рода (классы В2 и Сг). Эти колебания являются основным видом работы генераторов. Рабочая точка выбирается 1га нижнем изгибе характеристики. Анодный ток протекает через лампу только в течение части периода переменного напряжения возбуждения (рис. XI. 4). К. п. д. анодной цепи т]а составляет обычно 0,7—0,75. Гармонический состав импульсов анодного тока существенно зависит от угла отсечки 0. Углом отсечки в (рис. XI.4) называют половину той части периода, в течение которой" ток протекает через лампу. Таким образом, длительность импульса анодного тока равна 20. Постоянная составляющая, амплитуды первой, второй, третьей и других высших гармоник анодного тока лампы определяются по следующим формулам: /а0=/атао» 'a^'am0*'» 7at =/amct2 7a/x = 7a тал» ' где /am—наибольшее значение анодного тока в импульсе; ао, аь аг, art— коэффициенты постоянной составляющей первой, второй и n-й гармоник анодного тока, значения которых для различных углов отсечки 0 импульса, имеющего форму отрезка косинусоиды (так называемого косинусоидаль- ного импульса) приведены в табл. XI.2. Значения этих коэффициентов можно определить также по рис. XI.5.
СВЕДЕНИЯ О ГЕНЕРАТОРАХ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 533 Таблица XI. 2 Коэффициенты остроконечного (косинусоидальнего) импульса е° 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 соз 0 1,000 1,000 0,999 0,999 0,998 0,996 0,994 0,992 0,990 0,988 0,985 0,982 0,978 0,974 0,970 0,966 0,961 0,956 0,951 0,945 0,940 0,934 0,927 0,920 0,914 0,906 0,899 0,891 0,883 0,875 0,866 0,857 0,848 0,839 0,829 0,819 0,809 0,799 а0 0,000 0,004 0,007 0,011 0,014 0,018 0,022 0,025 0,029 0,032 0,036 0,040 0,044 0,047 0,051 0,055 0,059 0,063 0,066 0,070 0,074 0,078 0,082 0,085 0,089 0,093 0,097 0,100 0,104 0,107 0,111 0,115 0,118 1 0,122* 0,125 ! 0,129 0,133 I 0,136 <*t 0,000 0,007 0,015 0,022 0,030 0,037 0,044 0,052 0,059 0,066 0,073 0,080 0,088 0,095 0,102 0,110 0,117 0,124 0,131 0,138 0,146 0,153 * 0,160 0,167 0,174 0,181 0,188 0,195. 0,202 | 0,209 j 0,215 0,222 0,229 0,235 0,241 0,248 0,255 |- 0,261 аа 0,000 0,007 0,015 0,022 0,030 0,037 0,044 0,052 0,059 0,066 0,073 0,080 0,087 0,094 0,101 0,108 0,115 0,121 0,128 0,134 0,141 0,147 0,153 „ 0,159 0,165 0,171 0,177 0,182 0,188 0,193 0,198 0,203 0,208 0,213 0,217 0,221 0,226 1 0,230 аз 0,000 0,007 0,015 0,022 0,030 0,037 0,044 0,051 0,058 0,065 0,071 0,078 0,085 0,092 0,098 0,104 0,110 0,116 0,122 0,127 0,132 0,137 0,142 0,147 0,151 0,155 0,159 0,162 0,166 0,169 0,172 0,174 0,176 0,178 0,180 0.181 0,182 I 0,183
534 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Продолжение табл. XI. 2 е° 38 39 | 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 | 50 51 52 53 54 - 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 *8 cos 0 | 0,788 0,777 0,766 0,755 0,743 0,731 0,719 0,707 0,695 0,682 0,669 0,656 0,643 0,629 0,616 0,602 0,588 0,574 0,559 0,545 0,530 0,515 0,500 0,485 0,469 0,454 0,438 0,423 0,407 0,391 1 0,375 0,358 0,342 0,326 0,309 0,292 0,276 - 0,259 0,242 0,225 0,208 ао 0,140 0,143 0,147 0,151 0,154 0,158 0,162 0,165 0,169 0,172 % 0,176 0,179 0,183 0,187 0,190 0,194 0,197 0,201 0,204 0,208 0,211 0,215 0,218 0,222 0,225 0,229 0,232 0,236 0,239 0,243 0,246 0,249 0,253 0,256 0,259 0,263 0,266 0,269 0,273 0,276 0,279 <*i 0,268 0,274 0,280 0,286 0.292 0,298 0,304 0,310 0,316 0,322 0,327 0,333 0,339 0,344 ^0,350 0,355 0,360 0,366 0,371 0,376 0,381 0,386 - 0,391 0,396 0,400 0,405 0,410 0,414 0,419 0,423 0,427 0,432 0,436 0,440 ^ 0,444 0,448 0,452 0,455 1 0,459 0,463 0,466 а2 0,234 0,237 0,241 0,244 0,248 0,251 0,253 . 0,256 0,259 0,261 0,263 0,265 0,267 0,269 0,270 0,271 0,272 ! 0,273 0,274 0,275 0,275 0,275 0,276 0,276 0,275 0,275 0,274 0,274 0,273 0,272 0,270 0,269 0,267 0,266 0,264 0,262 0,260 0,258 0,256 0,253 0,251 а8 0,184 0,185 0,185 0,185 0,184 0,183 0,182 0,181 0,180 0,178 0,176 0,174 0,171 0,169 0,166 0,163 0,160 0,157 0,153 0,150 0,146 '0,142 0,138 0,134 0,129 0,124 0,120 0,116 аш 0,106 0,101 0,096 0,091 0,087 0,082 0,077 ! 0,072 0,067 0,062 0,057 0,052
СВЕДЕНИЯ О ГЕНЕРАТОРАХ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 535 Продолжение табл. XI. 2 е° 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 ПО 111 112 ИЗ 114 115 116 117 cos в 0,191 0,174 0,156 0,139 0,122 0,105 0,087 0,070 0,052 0,035 0,017 0,000 -0,017 —0,035 —0,052 —0,070 —0,087 —0,105 —0,122 -0,139 —0,156 —0,174 —0,191 —0,208 —0,225 —0,242 —0,259 -0,276 —0,292 * —0,309 —0,326 —0,342 —0,358 -0,375 -0,391 —0,407 —0,423 —0,438 —0,454 а0 0,283 0,286 0,289 0,293 0,296 0,299 0,302 0,305 0,308 0,312 0,315 0,318 0,322 0,325 0,328 0,331 0,334 0,337 0,340 - 0,343 0,347 0,350 0,353 0,355 0,358 0,361 0,364 0,367 0,370 0,373 0,376 0,379 0,382 0,384 0,387 0,390 0,392 0,395 0,398 (*i 0,469 0,472 0,475 0,478 0,481 0,484 0,487 0,490 0,493 0,496 0,498 0,500 0,502 0,504 0,506 0,508 0,510 0,512 0,514 0,516 0,518 0,520 0,521 0,522 0,524 0,525 0,526 0,527 0,528 0,529 0,530 0,531 0,532 0,532 0,533 0,534 0,534 0,535 0,535 а* 0,248 0,245 0,242 0,239 0,236 0,233 0,230 0,226 0,223 0,219 0,216 0,212 0,208 0,205 0,201 0,197 0,193 0,189 0,185 0,181 0,177 0,172 0,168 0,164 0,160 0,156 0,152 0,147 0,143 0,139 0,135 0,131 0,127 0,123 0,119 0,115 0,111 0,107 0,103 а3 0,047 0,043 0,038 0,033 0,029 0,024 0,020 0,016 0,012 0,008 0,004 0,000 —0,004 —0,007 —0,010 —0,014 —0,017 —0,020 —0,023 —0,025 —0,028 —0,030 —0,032 —0,034 —0,036 —0,038 -0,039 —0,041 —0,042 —0,043 —0,044 —0,045 —0,045 | —0,046 -0,046 —0,047 —0,047 —0,047 —0,047
536. ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Продолжение табл. XL 2 е° 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 " 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 cos в —0,469 -0,485 —0,500 —0,515 —0,530 —0,545 —0,559 —0,574 —0,588 —0,602 —0,616 —0,629 —0,643 —0,656 —0,669 —0,682 —0,695 —0,707 —0,719 —0,731 —0,743 -0,755 ! —0,766 —0,777 —0,788 —0,799 j —0,809 -0,819 —0,829 —0,839 —0,848 —0,857 —0,866 —0,875 —0,883 —0,891 —0,899 —0,906 а0 0.401 0,404 0,406 0,408 0,411 0,413 0,416 0,419 0,422 0,424 0,426 0,428 0,431 0,433 0,436 0,438 0,440 0,443 0,445 0,447 0,449 0,451 0,453 0,455 0,457 0,459 0,461 0,463 0,465 0,467 0,468 0,470 0,472 0,474 0,475 0,477 0,479 0,480 Oi 0,535 0,536 0,536 0,536 0,536 0,536 0,536 0,536 0,536 0,535 0,535 0,535 0,534 0,534 0,533 0,533 0,532 0,532 0,531 0,530 0,530 0,529 0,528 0,527 0,527 0,526 0,526 0,525 0,524 0,523 - 0,522 0,521 0,520 0,519 0,518 0,517 0,516 0,515 а2 0,099 0,096 0,092 0,088 0,084 0,081 0,078 0,074 0,071 0,068 0,064 0,061 0,058 0,055 0,052 0,049 0,047 0,044 0,041 0,039 0,037 0,03.4 0,032 0,030 0,028 0,026 0,024 0,022 0,020 0,019 0,017 1 0,0L5 0,014 0,013 0,012 0,010 0,009 - 0,008 Оз —0,047 —0,046 —0,046 —0,045 —0,045 —0,044 —0,043 -0,042 —0,042 —0,041 —0,040 —0,038 —0,037 —0,036 .-0,032 —0,032 —0,032 —0,031 —0,030 —0,028 —0,027 —0,026 —0,024 —0,023 —0,022 —0,020 —0,019 —0,018 —0,017 —0,016 —0,014 —0,013 —0,012 -0,011 —0,010 —0,009 —0,008 —0,008
СВЕДЕНИЯ О ГЕНЕРАТОРАХ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 537 Продолжение табл. XL 2 е° 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 cos 0 —0,914 —0,920 —0,927 —0,934 —0,940 —0,946 —0,951 —0,956 —0,961 —0,966 —0,970 —0,974 —0,978 —0,982 —0,985 —0,988 —0,990 —0,993 —0,994 j —0,996 —0,998 —0,999 -0,999 —1,000 —1,000 а0 0,481 0,483 0,485 0,486 0,487 0,488 0,489 0,490 0,491 . 0,492 0,493 0,494 0,495 0,496 0,496 0,497 0,498 0,498 0,499 0,499 0,499 0,500 0,500 0,500 0,500 0.x 0,514 0,513 0,512 0,511 0,510 0,509 0,509 0,508 0,507 0,506 0,506 . 0,505 0,504 0,503 0,502 0,502 0,501 0,501 0,501 0,500 0,500 0,500 0,500 0,500 0,500 а2 0,007 0,007 0,006 0,005 0,004 0,004 0,003 0,003 0,002 0,002 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000^ 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0.9 —0,007 —0,006 —0,005 —0,005 —0,004 —0,004 —0,003 —0,003 —0,002 —0,002 —0,002 -0,001 -0,001 —0,001 —0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Режимы работы генератора с независимым возбуждением. Н е- донапряженный режим — режим работы лампового генератора, при котором сеточные токи либо отсутствуют вовсе, либо настолько малы по сравнению с анодным, что не влияют на форму импульса анодного тока. Этот режим характеризуется низкими энергетическими показателями (малым к. п. д. анодной цепи, относительно большой мощностью рассеивания на аноде), поэтому его применяют только в тех случаях, когда он принципиально необходим, например, в буферных каскадах, усилителях модулированных колебаний и др. Перенапряженный режим лампового генератора. В этом режиме сеточные токи настолько велики, что существенно влияют на форму импульса анодного тока. При перенапряженном режиме в верхней части импульса анодного тока появляется провал (рис. XI.6) за счет существенного возрастания токов сеток (в тетродах и пентодах главным образом за счет роста тока экранной сетки). Недостатками перенапряженного режима являются тяжелый температурный режим сеток, уменьшение мощности в анодной цепи по сравнению
538 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ J—..__.. 1 1 1 1 1 1 1 J М/ / и / 11 1111 к 11 1 1 1 ' 1 \А 1 1 / 1 1 1 11/1 II Л \\\j /Ч v /11 / Iaatya W\ \лх Ifa \y К 1 я 1/1 \пЛ Л/ vi\ /И \ // N /И Ч |ДГ | N Г чиГияч Hill к | i | 1 111 | | \ °* l l l l l l l IV ч ы \ К Мч им м KJ ч 14т1 >11И i п-н Mill Рис. XI. 5. Графики для определения коэффициентов разложения коси- нусоидального импульса. 6° 30 1 > fc*F^ 60 90 f 1 П L * ус "^"^ /20 ^ /'с ее /50 Г80 o>t Рис. XI. 6. Импульсы анодного 2и сеточного токов при перенапряженном режиме лампового генератора.
РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП 539 с оптимальным режимом, рост мощности возбуждения каскада. Существенным достоинством этого режима является то, что при изменении сопротивления нагрузки напряжение на ней изменяется мало. Кроме того, для перенапряженного режима характерна малая мощность рассеивания на аноде. Граничный (критический) режим.. Граничным называют режим, лежащий на границе недонапряженного и перенапряженного режимов. В граничном режиме получаются наилучшие соотношения в схеме генератора, работающего телеграфом. Сеточные токи еш.е не настолько велики по сравнению с анодным, что практически искажением формы импульса анодного тока можно пренебречь и считать-импульс тока косинусо- идальным. Мощность в анодной цепи получается наибольшей при высоком к. п. д., а мощность возбуждения лампы относительно невелика, так как сеточные токи малы. Поэтому граничный режим иногда называют оптимальным. Коэффициент использования анодного напряжения g характеризует степень напряженности режима. Он равен отношению амплитуды переменного напряжения на аноде Ua к напряжению источника анодного питания £ , т. е. Если у генератора, работающего в граничном режиме и имеющего коэффициент использования анодного напряжения |гр, сделать £ >£гр (например, увеличить сопротивление нагрузки, уменьшить напряжение Еа и т. п.), то режим генератора из граничного перейдет в перенапряженный. Если изменением нагрузки генератора либо питающих напряжений сделать g <£гр» режим генератора станет недонапряженным. § 4. РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП Исходные данные при расчете режима лампового генератора могут быть различными. Из расчета блок-схемы известна мощность, которая должна быть получена в анодной цепи генераторной лампы Рг. Иногда любитель располагает определенной лампой и расчет ведет на полное использование номинальной (паспортной) мощности лампы PrN. Наконец, для ламп УКВ диапазона в паспортных данных указывается максимальное (предельное) значение постоянной составляющей тока /0пр. Тогда в основу расчета кладется эта величина. Расчет граничного режима анодной цепи схем с общим катодом по известной мощности Яглибо PvN. Задаются углом отсечки анодного тока 0 = 704-80°. Из таблиц коэффициентов разложения импульса тока находят ао и ах. Граничный коэффициент использования анодного напряжения 2РГ lr»-1 alSrpEl' где Рг — колебательная мощность, которую должна отдать лампа (не обязательно равная номинальной паспортной мощности Рг#); о^— коэффици-
540 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ ент первой гармоники для принятого угла отсечки 0; Еа — анодное напряжение; 5гр— крутизна линии граничного режима (указывается в таблицах параметров генераторных ламп). Если же данные о 5гр отсутствуют, то определить эту величину можно по характеристикам анодного тока. Для этого спрямляют участок круто падающих токов в левой части анодных характеристик /а= ф(еа) и определяют крутизну получившейся линии граничных режимов (рис. XI.7). Если лампа должна отдавать мощность меньше паспортной, т. е. Рг< PrN, то можно понизить анодное напряжение по сравнению с паспортным EaN и принять ЕЯ^Е аАГ rN Рис. XI. 7. Графическое определение линии граничного режима. Величина g^, рассчитанная по приведенной формуле, составляет обычно Х),8—0,9. Амплитуда переменного напряжения на аноде Амплитуда первой гармоники анодного 2РГ тока 'а,- и, Наибольшее значение тока в импульсе 'я т """" <*1 Если в паспортных данных лампы указано наибольшее допустимое (предельное) значение тока катода /к пр, то требуется, чтобы соблюдалось условие /аш< (0,6 4-0,7) /кпр, т. е., чтобы анодный ток не превышал 60~- 70% от /к пр, так как токи сеток могут составлять 30—40% тока эмиссии» а сумма анодного и сеточных токов не должна превышать предельного значения тока катода. Постоянная составляющая анодного тока (ток источника анодного питания) ^ао==^атаО» где ао— коэффициент постоянной составляющей для принятого угла отсечки в (см. табл. XI.2). Мощность, подводимая к анодной цепи (мощность, потребляемая анодной цепью от источника анодного напряжения), р0 : ^ао^а* Мощность, рассеиваемая анодом, равна разности подводимой и колебательной мощностей, т. е. ра=р0-рг.
РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП 541 Полученное значение' Ра должно быть меньше наибольшего (предельного) значения мощности рассеивания на аноде Ра пр, указанного в паспортных данных генераторной лампы. Рекомендуется, чтобы Ра <0,8Ра пр. Это предохраняет лампы от перегрева при возможных небольших расстройках нагрузки, превышениях напряжения и т. п., которые могут встретиться в практике эксплуатации любительской станции. К- п. д. анодной цепи (электронный к. п. д.) определяется как отношение полезной колебательной мощности к подводимой ' У правильно рассчитанных генераторов к. п. д. обычно составляет 0,65-0,75. Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки * -А э "~ / " 'at Пример: Рассчитать граничный режим анодной цепи генератора, работающего в оконечной ступени передатчика первой категории. Мощность Рг = 200 вт. Выбираем лампу типа ГК-71 со следующими паспортными данными: Рг N = 250 вт; EaN = 1500 в; Ес% = 400 в; , ЕСл = 0; ^а. пр = 125 вт'> рсг пр = 5 вт> К = — 90 « 5 = 4»2 ма/в> 5гр = 4 ма/в; D = 0,005; /к пр = 0,9а. Задаемся углом отсечки анодного тока 0 = 80°, по табл. XI.2 находим ао= 0,286; ai= 0,472. Затем определяем: 2 • 200 ? = 1 £-=^ = 0,9; Ua = 0,9 • 1500 = ^ 0,472 . 4 • Ю-3 . 15002 2 . 200 = 1350 в; /ai = ^5Q- = 0,296 а = 296 ма; 0,296 ПА0. Km 0,625 П7 /а-=-М72-=:0>625а; Т~=^9"~ = °'7' 7 'к. пр что удовлетворяет требованиям; . /а 0 = 625 . а,286 = 160 ма; Р0 = 0,16 • 1500 = 268 вт; Ра = 268 — — 200 = 68 вт < />а# пр = 125 вт; ^а=|§§=°>75; *э = да =4550 ом =4'55 ком- Расчет анодной цепи по известному предельному значению постоянной составляющей тока катода /0пр. Учитывая токи сеток, а также необходимость некоторого запаса по току эмиссии, принимают /а(«(0,5 + 0,6)/опр.
542 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Задаются углом отсечки анодного тока 0 = 70-^80° и по таблицам коэффициентов разложения импульса находят коэффициент постоянной составляющей Оо и коэффициент первой гармоники at. Тогда наибольшее значение тока в импульсе I = ° ао Амплитуда тока первой гармоники /a1=/amal- Коэффициент использования анодного напряжения при граничном режиме бП> S Е 0грла Амплитуда переменного напряжения на аноде Колебательная мощность в анодной цепи Pr=0,5t/a/a,- Далее расчет выполняется в том же порядке, как и при заданной мощности Рг. Расчет цепи первой сетки. Расчет цепи первой сетки начинают с определения амплитуды переменного напряжения 0С (амплитуды возбуждения), которая обеспечит расчетное значение анодного тока и* 5(1 — cos в) ^ии» где D — проницаемость; S — крутизна характеристики анодного тока (определяются по таблицам параметров генераторных ламп *). Для тетродов и пентодов проницаемость D относительно мала, поэтому слагаемым DUa в приведенной формуле можно пренебречь. Величина напряжения смещения на первой сетке Ес, при которой обеспечивается принятый угол отсечки 0, JBc = £;~(f/c-D(/a)cos9, где Ес — запирающее напряжение или сдвиг начала характеристики (указывается в таблице параметров генераторных ламп). Если данных Е'с нет, то это напряжение можно найти по характеристикам *а=ср(ес). Для этого характеристику, соответствующую номинальному (паспортному) анодному напряжению, спрямляют и тот отрезок, который отсекает спрямленная характеристика на оси ес будет равен Ес (рис. XI.8). * У ламп, имеющих веерообразные характеристики анодного тока /а = = <р(ес), большая точность расчета получается, если определить крутизну для характеристики, соответствующей минимальному мгновенному напряжению на аноде еа min = Еа — U&.
РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП 543 Токи в цепи первой сетки следует рассчитывать по характеристикам сеточного тока. Для определения наибольшего мгновенного значения^ тока в импульсе находят наибольшее мгновенное напряжение на сетке ес тах= = Ес + Uс и наименьшее мгновенное напряжение на аноде еа min=£a — — Ua и для этих напряжений по характеристикам сеточного тока находят наибольшее мгновенное значение тока первой сетки /Cim (рис. XI.9). Если характеристики сеточного тока отсутствуют, то ориентировочно можно принять: для тетродов и пентодов .'Clm« (0.05 -г 0,08) /аот. для маломощных триодов 'c4m«0U5-rO,2)/am. " Для определения гармонического состава импульсов сеточного тока находят угол отсечки импульсов £оу?аы- s-j 9С = arc cos "J Рис. XI. 8. Графическое определение напряжения Е^ Для угла 0С по табл. XI.2 находят коэффициент постоянной составляющей а^ и коэффициент первой гармоники а1С. Постоянную составляющую и первую гармонику тока первой сетки можно найти по формулам: *осг 'кг s0>65/Clm«0c' kjfn ecmin*£a~Ua a 1 Gcmax* i% We Рис. XI. 9. Графическое определение тока сетки: а — по характеристикам /Cj = <р (еа ); б — по характеристикам /Ci = г|? (eCj). В этих формулах коэффициентом 0,65 учитывается то, что импульсы сеточного тока по форме существенно отличаются от косинусоиды, приближаясь к треугольнику.
Б44 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Мощность возбуждения рв=о,ы1Сис. Если в цепь сеточного тока включено сопротивление автосмещения (рис. XI. 10), то его величина 'OCi Мощность, рассеивающаяся на этом сопротивлении, 6ПЗ ^ = /2осЛ=1/осЛ,1 Мощность рассеивания на сетке Р =Р + 70Ci£Cl < PClnp» Рис. XI. 10. Схема генератора с автосмещением и питанием экранной сетки от анодного источника через гасящее сопротивление. где PClnp""" наибольшее допустимое (предельное) значение мощности рассеивания на сетке (приводится в таблице паспортных параметров генераторных ламп). Пример. Рассчитать цепь первой сетки лампы типа ГК-71, расчет анодной цепи которой приведен на стр. 541 (!ат = = 0, 625 a; S = 4 ма/в; 0 = 80°). Vt 625 = 188 е\ Ес с 4(1 —0,17) — "' ~с* = _90 — 188 • 0,17 = — 122 в; == — 122+ 188 =66 в\ е. a min ' 1500 — 1350 = 150*; по характеристикам сеточного тока находим ICim ж 20 ма; cos9„ ~1Г = Ш = 0'646' ес=49°' аос = 0,183; а1с = 0,339; /1С =0,65 • 20 • 0,339 = 4,5 ма\ *1Ci / = 0,65 • 20 • 0,183 = 2,4 ма\ Рв = 0,5 . 4,5 . 10~3 . 188 = 0,4 вт\ PCi =0,4-2,4. 10 >-3 122: :0,1 вт < ЯС1Пр = 5 вт. Расчет цепи второй сетки. Этот расчет сводится к определению величин элементов схемы (гасящих сопротивлений, блокировочных конденсаторов и т. п.) и мощности, рассеиваемой второй сеткой. Поскольку переменное напряжение высокой частоты на экранной сетке равно нулю, при расчете токов экранной сетки ограничиваются определением только постоянной составляющей /0с2. Максимальное значение тока второй сетки 1СгГП находят по характеристикам тока экранной сетки iCz =<p(eCi; *a) методом, аналогичным методу определения тока /с т. При отсутствии характеристик экранного тока можно принять *с*т : (0,2 4-0,25) /. am*
РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП 545 Постоянная составляющая тока экранной сетки ^~°'7/с,та<ь где коэффициентом 0,7 учитывается то, что форма импульса экранного тока существенно отличается от косинусоидальной и приближается к треугольной, а ао- коэффициент постоянной составляющей для принятого угла отсечки анодного тока в (тот же, что и при расчете анодной цепи). При питании экранной сетки от автономного источника напряжения ЕСг мощность, рассеиваемая сеткой, Р = / F <? Р где ^С4пр— наибольшая допустимая (предельная) мощность рассеивания на второй сетке (указывается в паспортных данных генераторной лампы). Пример. Рассчитать цепь второй сетки лампы ГК-71, расчет анодной цепи которой приведен на стр. 541, а цепи первой сетки на стр. 542. Для напряжений eCtm2Ll==6b в и ег min= 150 в по характеристикам тока второй сетки находим наибольшее значение тока второй сетки ICttn = =1 Юма. Затем определяем /^ = 0,7.110-0,286=22 ма; PCt = 22-io-3x X 400 = 8,8 вт < РСгП? = 25 вт. Если экранная сетка питается от источника анодного напряжения через гасящее сопротивление RC2 (рис. XI. 10), то его величина я„ а с* 'ос, а мощность, рассеиваемая на нем, ^'оС^а-Яс,)- Мощность, потребляемая цепью второй сетки от источника . ' ^Р/г + ^'осА- При этом мощность, рассеиваемая сеткой, Р = / Е < Р с2 *ос2 с2 ^ *с2пр* Если экранная сетка питается от делителя напряжения (рис. XI. 11), включенного в анодную цепь, то при расчете задаются током делителя /д. 7д Для устойчивости режима лампы принимают = п = 2 ~ 3 и находят А) С2 сопротивления делителя: b-hzb... * «*■• 7ос(1+п) «'ос, - Мощности, выделяющиеся на этих сопротивлениях, Мощность, потребляемая цепью второй сетки, Р^Я. + 'Ч + 'осА,- Мощность рассеивания на второй сетке ^с, — Va с2 < ^с,пр* 18 120
546 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Цепь третьей сетки. Ток третьей сетки настолько мал, что совершенно не влияет на энергетические показатели каскада. Поэтому в телеграфных каскадах никаких энергетических расчетов для цепи третьей сетки не выполняют Рис. XI. 11. Схема генератора Рис. XI. 12. Схема генера- с питанием экранной сетки от тора с общей (заземленной) делителя в цепи анодного на- сеткой, пряжения. Типовые эксплуатационные режимы некоторых генераторных ламп приведены в табл. XI.3. Таблица XI. 3 Типовые эксплуатационные режимы телеграфной работы некоторых генераторных ламп Тип лампы 4П1Л ГУ-15 ГУ-50 Г-807 ГУ-13 ГУ-32 4Ж1Л ГК-71 « .* ы 200 150 350 350 1000 800 600 400 600 750 2000 1500 1250 500 750 250 1500 i 1250 чв АА 150 150 200 200 300 250 250 250 250 250 400 300 300 200 200 200 ! 400 | 400 ком 1 _^| _— — — — — — — 20 50 85 36 40 27 21 37 —. — — V i\ 17 17 25 20 80 80 80 75 120 155 1 120 90 75 65 65 10 120 120 ком 4 • шт^ — — — — — — 12,8 12,8 12,8 12 7,5 6 25 23 — —- | — « ^ 1 26 26 50 45 100 ПО ПО 65 65 65 205 175 160 150 150 15 240 240 1 о 1 ^ 1 33 33 57 57 120 130 130 100 100 100 180 180 1 180 72 48 8 260 270 § ** 1 о 1 10 10 17 17 10 10 10 7,5 7 6 45 30 35 14 15 з 40 47 " J 1 1 1 1 1 — — — 3,5 3,5 3,5 10 12 12 2,6 ,2,8 •11 13 1 о, 1 П" ' —" 0,5 3 4 0,2 0,2 0,2 1,9 1,9 1,7 0,18 0,19 ~ 2,5 [з 1 о. 4,6 2,8 13 11 80 65 40 25 40 50 275 210 170 26 26 275 [230 3 «f 3200 1900 3200 5000 3300 — . —, -_ , 2000 3200 2700 Л
РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП 547 Расчет граничного режима для схем с общей (заземленной) сеткой. В схеме с общей сеткой по сравнению со схемой с общим катодом существенно уменьшается паразитная связь через межэлектродные емкости между сеточной и анодной цепями лампы. Поэтому даже на очень высоких частотах можно обойтись без специальных схем нейтрализации вредного влияния проходной емкости лампы, что упрощает схему и конструкцию передатчика, облегчает его наладку, повышает устойчивость работы каскада. Недостатком схемы с общей сеткой является малый коэффициент усиления каскада по мощности (^Ср= 5 -f- 8) вследствие того, что часть мощности возбудителя поступает непосредственно в нагрузочный контур схемы с общей сеткой. Режим схемы с общей сеткой (рис. XI. 12) можно рассчитывать в том же порядке, что и режим схемы с общим катодом. Вначале задаются углом отсечки анодного тока 0 = 70-^-80° и по заданной мощности в анодном контуре Рк находят 2^к Ъ»~1' alSrp£l тогда 2Р U а — ?гр^а» ^»i — 77 Ч-7а, ttl ' u* aiS(l— cosB) ^uu* Напряжение на анодном контуре, который включен между анодом и заземленной сеткой, ик = иа+ис. Мощность в контуре PK=QMua + uc)iai. Эквивалентное сопротивление нагрузки *.-■ 'а. /а, Мощность, отдаваемая лампой, Мощность, подводимая к генератору, Мощность, рассеиваемая анодом Ра. = (Ро ~ ^л) < Ра. пр. К- п. д. анодной цепи Па--р-- 18*
548 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Сеточные цепи рассчитываются так же, как и у генератора с заземленным катодом. Находят максимальное значение тока сетки./Cjm, угол отсечки сеточного тока 0С, постоянную составляющую и амплитуду первой гармоники: /1Ci'« 0,65/Cimalc. Мощность возбуждения каскада PB=0,5(7c(/ai+/1Ci). Коэффициент усиления каскада по мощности В Дальнейший расчет режима ничем не отличается от расчета схем с общим катодом. Пример. Рассчитать граничный режим лампы типа ГУ-50, работающей в промежуточном каскаде передатчика первой категории. Схема с общей (заземленной) сеткой. Мощность в анодной цепи Р^= 40 вт. Параметры лампы типа ГУ-50: PrN = 60 вт; Еа = 1000 в; ECt = 250 в; /к# пр = 0,7 а; ра. пр = 40 вт> Рс1Пр = 1 вт> ^с2пр = 5 вт> К = - 40 в> S = 4 *«/« Srp = 3Male; D = 0,008; /max = \2ЪМгц. Задаемся углом отсечки анодного тока 0= 80°. По табл. XI.2 находим ао = 0,286; ai = 0,472. Так как Яг< PtN% to понижаем анодное на- Рк 40 пряжение до величины £а « £а # -~— = 1000 --^«700 в. Затем продол- PrN ьи 2» 40 0,472 • 3 . 10-з . 7002 жаем расчет $гр « 1 — ТТ^Г~Т~Т7ГГ~377: =°.в^; £/а = 0,89 • 700: " 62° * 7* =-W = 129 т '*' = 129 ' W = ?8 т* U* = 129 = 82 в (величиной DUa пренебрегаем); 0,472.4.(1—0,17) v a Цк = 620 + 82 = 702 в; Рк = 0,5 • 129 • 10~3 . 702 = 45 вт; R9 = -J^- = 5,4 ком; Рл = 0,5 . 0,129 . 620 = 40 вт; Р0 = 0,078. 700 = 55 вт; Ра =55 — 40=15 *т<РафПр = 40 вт; 1ъ Ла=^- = 0»73.
РАСЧЕТ ТЕЛЕГРАФНЫХ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП 549 /а 129 Принимаем в граничном режиме /ст ж 0,1/ = 0,1—-= Q X х0,1=28 ма\ ECi =E'c — Uccose= — 40 — 82:0.17 = — 54 в; созвс= -^-=-gi = 0.66; вс=49»; 0^ = 0,179; а1с = 0,333; С /QCi = 0,65 .28:0,179 = 3,2 ма; /1Cj = 0,65 • 28 • 0,333 = 6 ма; Ра = 0,5- 82- (129 + 6); 10~3 = 5,5 вт; ^ = -^ = 8. Расчет перенапряженного режима лампового генератора. При расчете генераторов, работающих на разных волнах, бывают случаи, когда на одной из волн принят граничный режим, а при перестройке контура на другую волну вследствие изменения волнового сопротивления q или сопротивления, вносимого нагрузкой, эквивалентное сопротивление контура становится большим, чем в граничном режиме, и генератор переходит в перенапряженный режим. Такой режим проще всего рассчитать, исходя из имеющихся уже данных граничного режима, расчет которого выполнен для одной из волн Диапазона. Из расчета граничного режима в одной точке диапазона известны колебательная мощность РГшГр» подводимая мощность Р0 рр, напряжение на аноде Ua гр, эквивалентное сопротивление контура #эгр, напряжение возбуждения Uc гр и напряжение смещения Ес гр. Известна также величина эквивалентного сопротивления контура #э в той точке диапазона, которая подлежит расчету. Воспользовавшись этими данными, находят относительное изменение нагрузки х — р ^э. гр и мощность генератора работающего в перенапряженном режиме, рг=рг.грв, где В — ордината нагрузочной характеристики Рг = ф(Яэ): В = — 1,6*2 + 3,2* — 0,6 при 1 <*< 1,2 и В = 7Л4^5ПРИ1'2<*<2- Напряжение на аноде Коэффициент использования анодного напряжения
.550 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Амплитуда первой гармоники анодного тока Мощность, подводимая к генератору, ^о = ^о гр^» где А — ордината характеристики Р0 = ty{R9): А = —0,32*а + 0,24* + 1,08 при 1 < * < 1,2 и *>54 /л л Пс к. )СТО! п.д. 0,51+* * iyn it* ^ *нная составляющая анодного тока анодной цепи 'ао ча = Рг " Р0 ' Мощность, рассеиваемая анодом, Ра=(Р0-Яг)<Ра<пр. Метод расчета сеточных цепей в перенапряженном режиме не отличается от описанного выше метода расчета сеточных цепей в граничном режиме. Следует только учесть, что напряжение возбуждения и напряжение смещения остаются такими же, как и в граничном режиме, т. е. UC=UC гр и Ес = Ес гр. Наибольшее значение сеточного тока следует определять только по характеристикам тока сетки. Никакими приближенными формулами для токов сетки в перенапряженном режиме пользоваться нельзя. Поскольку в перенапряженном режиме токи сеток относительно велики, расчет мощности, рассеиваемой сетками лампы, должен быть выполнен особенно тщательно. Пример. Рассчитать режим выходного каскада передатчика первой категории на лампе ГК-71 в различных диапазонах. На одном диапазоне режим граничный (#эгр = 4,55 кож), на другом (более коротковолновом) —величина сопротивления контура Яэ== 5,45 ком (определена при расчете). Расчет граничного режима анодной цепи лампы ГК-71 приведен на стр. 541. Результаты расчета: Рг# гр = 200 вт\ 0 = 80°; а0 = 0,286; ах = 0,472; grp = 0,9; UBm гр = 1350 в; /airp = 296 ма; /8оГр = 160 ма; Рогр = 268 вт; #э< гр = 4,55 ком. 5,45 Расчет анодной цепи. * =——- = 1,2; Б = — l,6*2-f- 4,55 4-3,2*-0,6 = — 1,6. 1,2 + 3,2. 1,2 — 0,6 = 0,95; Рг = 200 . 0,95 = 190 вт; Ua = j/2 • 200 . 5450 = 1440 в]
ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ КОРОТКОВОЛНОВЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ 551 1440 2 • 190 * = 1500 = 0'96>?п> = °'9: '%-W- °'264 а; А = — 0,32*2 + 0,24л: + 1,08 = 0,91; Р0 = 268 . 0,91 = 242 вт; 242 190 а0 1500 а 242 а г = 242 — 190 = 52 вт < Ра пр = 125 вт. Расчет сеточных цепей. Расчет граничного режима сеточных цепей приведен на стр. 544. При расчете найдено Uc = £/с#гр=188 в; £с=^с.гр = ~122 в. Тогда ecmax = Ec + Uc =-122+ 188 = 66 в; *а min = *а ~ ^а = 150° ~ 1440 = 60 •• По характеристикам тока первой сетки находим /Ci/71 = 40 ла. Затем £с 122 определяем cos 0С = — — = ygg = 0,646; 0С = 49°; аос = 0,183; а1С = 0,333; /1Cj = 0,65/Cimalc = 0,65 . 40 . 0,333 = = 9 ма; /0Ci = 0,65/CiOTa0C = 0,65 . 40 . 0,183 = 5 ма; Рв = 0,5I1CUC = 0,5 . 9 • Ю-3 • 188 = 0,85 вт; Рс% = Рв + + I^Ec = 0,85 - 5 • Ю-3 • 122 = 0,25 em < PCiTip = 5 вт. По характеристикам тока второй сетки для естах= 66 в и *ат|П=60 в находим 1СгП1 = 160 ма. /0Са = 0,7/С8та0 = 0,7 • 160 • 0,286 = 32 ма; к2 = 'осА, = 32 • 10"3 • 400 = 13 ™ < Лда = 25 вт. § 5. ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ КОРОТКОВОЛНОВЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ Проектированию выходного каскада следует уделить особое внимание так как этот каскад, как самый мощный, определяет энергетические и качественные показатели всего передатчика. Обычно выходной каскад связан с антенной при помощи фидера (работа непосредственно на антенну встречается только в маломощных переносных передатчиках). Для настройки контура в анодной цепи чаще всего применяют конденсатор переменной емкости. Для упрощения схемы, связи с нагрузкой и настройки контуров выходные каскады строятся по однотактной схеме на генераторном пентоде либо лучевом тетроде. Чаще всего выбирают схему с общим катодом, имеющую больший коэффициент усиления, чем схема с общей сеткой. В простейших маломощных передатчиках можно применить схему с автотрансформаторной связью контура с фидером либо с антенной (рис. XI. 13). В последние годы любители широко применяют П-образный контур (рис. XI. 14), имеющий лучшую фильтрацию гармоник. Эту особенность П-образного контура обусловливает емкостная связь анода лампы и фидера с контуром.
552 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ В схеме П-образного контура обычно Сх <£ С2. Поэтому практически конденсатором С\ осуществляют настройку контура на заданную волну, а конденсатором Сг устанавливают связь с антенной либо фидером. При изменении связи настройка контура изменяется мало. Схему питания анодной цепи принимают параллельную. Это обеспечивает следующие преимущества: 1) роторы конденсаторов переменной емкости можно заземлить; 2) на деталях контура отсутствует постоянное напряжение, что обеспечивает безопасность работы оператора при настройке контура; 3) габариты высокочастотной части схемы уменьшаются за счет того, что на ней действует только переменное напряжение. Недостатком Г-607 ГУ-13 i-rorv—J 1. ■Кб Рис. XI. 13. Схема выходного каскада с автотрансформаторной связью с фидером. Рис. XI. каскада туром. '±15-150 '±50-500 14. Схема выходного с П-образным кон- схемы с параллельным питанием является увеличение начальной емкости схемы, обусловленное блокировочным дросселем. Это может несколько ухудшить к. п. д. контура оконечного каскада на коротковолновых диапазонах. Экранную сетку можно питать по-разному в зависимости от соотношений напряжений на аноде £а и экранной, сетке Е^. Если разность напряжений Еа и ECt невелика (например, £а= 300 в, Ес% = 200 в) рационально экранную сетку питать от источника анодного напряжения через гасящее сопротивление RCi (рис. XI. 13), при большой разности напряжений Еа и ЕСг (например, Еа = 1500 в, £<*,= 400 в) экранную сетку питают от отдельного выпрямителя (рис. XI. 14). Для питания экранных сеток мощных ступеней можно также использовать источники анодного напряжения предыдущих, маломощных каскадов. Напряжение смещения на первую сетку подают по-разному в зависимости от рода работы каскада. В телеграфном режиме при модуляции на пентодную сетку и анодно-экранной модуляции автосмещение осуществляют чаще всего за счет постоянной составляющей тока первой сетки (в маломощных каскадах с подогревным катодом автосмещение можно осуществить за счет катодного тока, включив сопротивление в цепь подогревного катода;. Если в каскаде .осуществляется модуляция на управляющую сетку либо схема работает в режиме усиления модулированных колебаний (что бывает, например, при работе на одной боковой полосе) на первую сетку подают напряжение смещения от отдельного выпрямителя.
ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ КОРОТКОВОЛНОВЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ 553 Расчет телеграфного режима оконечной ступени. Для оконечного каскада, работающего телеграфом, выбирается граничный либо слабоперена- пряженный режим, близкий к граничному. Режим генераторной лампы рассчитывается по известной мощности в контуре (см. расчет телеграфных режимов генераторных ламп). При этом расчете определяют все токи и напряжения в анодной и сеточной цепях. Типовые эксплуатационные режимы телеграфной работы некоторых генераторных ламп приведены в табл. XI.3. Затем переходят к расчету элементов контура. Поскольку коэффициент перекрытия Ко = - шах в пределах одного любительского диапазона невелик, расчет можно выполнять только для одной точки каждого диапазона, однако таких расчетов надо сделать столько, сколько диапазонов перекрывает передатчик. Расчет удобно проводить для самой короткой волны данного диапазона Ят1п (в дальнейшем для упрощения записи индекс «min» опускаем). Порядок расчета следующий: Находят емкость контура. Для этого складывают все емкости, образующие колебательную систему, выходную емкость лампы Свых (указана в паспортных данных лампы), емкость монтажа См « 15-г 25 пф, емкость блокировочного анодного дросселя для схемы параллельного питания С = = 10-^15 пф, начальную емкость конденсаторов контура Сс = 8-^15 пф, емкость контурной катушки С^ c=3-f-10 пф, т. е. cK = cBax + cu + c№+cc+cL. Емкость Ск обычно составляем 50—80 пф. Определяют индуктивность катушки контура 0,282Ха LK = —-— мкгн, °к где А, — м, Ск— пф. Задаются добротностью ненагруженного контура Qx#x= 80—150. Чем более добротные детали используются в схеме и чем длиннее волна диапазона, тем добротность контура больше. Сопротивление собственных потерь в контуре 53U °К^Х. X где А, — м; Ск — пф. Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура 531А, "э. х. х "~* г Q Ск ex. Нагрузочный параметр контура а= • #э. гр где #э#гр— эквивалентное сопротивление контура, полученное при расчете граничного режима лампы.
554 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Коэффициент полезного действия контура а—I Пк—5-. Сопротивление связи с нагрузкой где RH— активное сопротивление нагрузки. При работе оконечного каскада непосредственно на антенну сопротивление нагрузки RH равно сопротивлению антенны RA. Если выходной каскад связан с антенной через фидер, то сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению фидера Qф при условии, что фидер согласован с генератором и нагрузкой. Для автотрансформаторной связи Lrn= — 10* мкгн. Для емкостной связи Ссв = пф. СВ «>*св . Эффективное значение тока в контуре 4-j/Mf3*. Пример. Рассчитать контур выходной ступени передатчика первой категории на лампе ГК-71 (Рг = 200 вт.) Каскад имеет П-образный контур (рис. XI. 14). Длина волны Я,= 20 м. Каскад нагружен на фидер q*— = 80 ом. Расчет выполняем по приведенной методике: Ск = Свых + См -f* + Сдо + Сс + С^ = 17 + 15 + 10 + 10 + 5 = 57 л#«60 пф; 0,282 • 202 LK = — = 1,9 мкгн; 531-20 1 с г, 531-20 принимаем <?х< х = 120, тогда гп = ^ ^=1,5 ом; R9, х х = 6Q X R9 х х 21 3 X 120=21,3 ком; а = -77—'•— = тте = 4»®* (пример расчета граничного #э. гР *>ьь 4,68 — 1 режима лампы типа ГК-71 см. на стр. 541); г\к = — = 0,79; 4,оо jccb = ^(4»68--1)1,5.80 = 21 ом; с = 1012 5за_ 531 -20 <в 2я/*св - * ~ 21 /200(1—0,79) «500 пф; ./.-у/ \5 '■ = 3,8а.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КАСКАДЫ 555 § 6. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КАСКАДЫ Промежуточные каскады могут работать в режиме усиления или умножения частоты. Иногда применяют усилители- умножители, т. е. каскады, которые на одних диапазонах работают усилителями, а на других — умножителями частоты. Промежуточные усилители. Усилители, работающие в телеграфном режиме имеют небольшую мощность. Для упрощения схемы и настройки передатчика часто в таких каскадах включают апериодическую нагрузку. Усилители с апериодической нагрузкой работают в классе А либо ABi. Расчет таких усилителей приведен в гл. IX. Резонансные усилители малой мощности работают в классе ABi (угол отсечки анодного тока 0= 120°) либо в классе В (0= 90°). Для лучшего использования левого участка характеристики можно увеличить напряжение на экранной сетке на 15—20%, приняв ЕСг = (1,15 -f- 1,2) ECiN. По характеристикам лампы находят величину анодного тока /am(g =0)| соответствующую напряжению на сетке, равному нулю. Для обеспечения буферного режима (т. е. работы без токов первой сетки) принимают наибольшее значение тока в импульсе ^ат~°'8/ат(гс = 0)' Задаются коэффициентом 'использования анодного напряжения g = = 0,6 -г 0,7. Тогда амплитуда переменного напряжения на аноде Амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая анодного тока 'a^'am0^ 7а0 =/а/п°о. где <xi и а0 — коэффициенты первой гармоники и постоянной составляющей для принятого угла 0 отсечки анодного тока. Мощность в анодной цепи генератора Pt =0,5IaUa. Мощность, подводимая к аноду, ^0 = /аЛ- Мощность рассеивания на аноде Ра=(Ро-Рг)<Ра.пр- Напряжения возбуждения и смещения на первой сетке: "5(1 —cos 0) ' Ec = £;-£/ccos0. Для буферных каскадов необходимым условием является |£с| > Uc т. е. Uc + Ec<0. Затем определяют мощность рассеивания РСг на экранной сетке и сравнивают ее с допустимой РСгПр (необходимо, чтобы РС2 < РСгПр)- Для этого по характеристикам тока второй сетки для напряжения на первой
556 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ сетке eClmax = ^с + ^с и напряжения на аноде ел mln = £а — (/а находят величину тока экранной сетки /^^ Постоянная составляющая экранного тока Ve0'7/<yiA- Мощность рассеивания на второй сетке Р =з У Е < Р Усилители относительно большой мощности работают* в классе С с резонансной нагрузкой. Для них обычно выбирают граничный режим. Расчет такого режима приведен на стр. 539. Умножители частоты. Нагрузка умножителей частоты резонансная, настроенная на вторую (в удвоителях) либо третью (в утроителях) гармонику анодного тока. Умножение частоты в большее число раз в одном каскаде не применяется, так как при этом ухудшаются использование лампы и энергетические показатели каскада, требуются значительные напряжения возбуждения и смещения и др. Расчет умножителей во многом сходен с расчетом усилителей. Угол отсечки анодного тока выбирают для удвоителей 0 = 60—-650 и для утрои- телей 0= 50—55°. В связи с тем что /а < /а , анодная нагрузка умножителя R3 = -y^- получается значительно больше, чем у усилителя. Поэтому могут возникнуть трудности в создании необходимой величины эквивалентного сопротивления контура. Для уменьшения величины сопротивления анодной нагрузки умножителя желательно, если есть запас мощности у лампы, понизить анодное напряжение. Для удвоителей следует выбирать лампу приблизительно вдвое более мощную, а для утроителей — втрое более мощную по сравнению с требуемой мощностью в контуре умножителя частоты. Приведем формулы для расчета граничного режима анодной и сеточных цепей умножителя, собранного на тетроде либо пентоде (в формулах п — номер гармоники; поскольку расчетные формулы для умножителей во многом сходны с формулами для усилителей, пояснения приводятся только для величин, не содержащихся в формулах для расчета усилителей): 2РГ i =i-. ;*_, Где р — мощность в анодной цепи умножителя; ап — коэффициент п-й гармоники (второй либо третьей), его величины приведены в табл. XI.2. гп г an ^а„=5гр£а; 7ая-—: ' am •л /а,=/ат«о; Л>=№ ^=^о-Рг„)</а.пр> ^~ТГ; э"~~/ ; C~~S(1 — cos0)' о ал
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КАСКАДЫ 557 Дальнейший порядок расчета и расчетные формулы для цепей сеток умножителя ничем не отличаются от соответствующих формул для расчета усилителя. Если проектируется буфер-удвоитель, то режим генераторной лампы можно рассчитывать по тем же формулам, что и режим буферного усилителя, только следует принять угол отсечки анодного тока 0 = 60 н- 65°. Расчет контура. Колебательный контур промежуточного каскада обычно перестраивается конденсатором переменной емкости. Если каскад работает в нескольких диапазонах, то переход с одного диапазона на другой осуществляется изменением индуктивности контура. Упрощенный расчет контура может быть выполнен следующим образом. Задаются емкостью контура на самой короткой волне каждого диапазона (емкость выбирают так же, как и в оконечных каскадах). Волновое сопротивление контура 531А, Р= —-ом, Схема промежуточного каскада. где А, — м; С — пф. Эквивалентное сопротивление кон- рис ^j jg тура *9=pQx.xO-4k). где Qx x = 80 ч- 150 — добротность ненагруженного контура; г)к — к.п.д. контура промежуточного каскада (величину г\к принимают при разработке блок-схемы). Коэффициент анодной связи где R9 п —эквивалентное сопротивление нагрузки, найденное при расчете электрического режима лампы. Индуктивность контура t 0,282tf L = —-—. мкгн, С где X — м; С — пф. Индуктивность части (рис. XI.15), катушки, включенной в анодную цепь При автотрансформаторной связи с нагрузкой индуктивность связи А.. = £. Hi и» Пример. Рассчитать удвоитель частоты, мощность в анодной цепи которого Prg = 25 вт, а длина волны .анодной нагрузки 20 м. Мощность лампы должна быть приблизительно в два раза больше, чем мощность второй гармоники в анодной цепи. Поэтому выбираем лампу
558 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ типа ГУ-50. Принимаем угол отсечки анодного тока 0 = 60* (а0 = 0,218, а2 = 0,276). Понижаем напряжение на аноде до 800 е. о , ос 5Г0 = 1-* \ =0,90; Ua =0,90-800 = гр 0,276 . 3 • Ю-3 • 8002 а2 2 • 25 70 -720 в; Iat=s—— = 70 ма; /аm = __ = 253 жа < < 7к. пр в 700 ма* 7а0 = 253 # °>218 = 55 ма> ро = 55 • Ю-3 • 800 = 25 !44: • 44 вт; Ра = 44 — 25 = 19 в/п < Ра пр = 40 вт\ r\a =— = 720 *= 0,57; Д. = —^— = 10,2 кол. * 70 • Ю-3 Расчет сеточных цепей удвоителя ничем не отличается от расчета сеточных цепей усилителя и поэтому не приводится. Рассчитаем контур удвоителя. Принимаем емкость контура 531 • 20 С *& 60 пф, р = ——— = 177<ш. Принимаем Qx x = 150, Г)к = 0,5, тогда #э = 177 • 150 (1 — 0,5) = 13,3 ком; /Ж! nQQ . 0,282-202 f. ■Щ-0*8* L= —60 -** W Ia = 0,88 • 1,9 = 1,67 мкгн. § 7. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ Модуляция — измерение параметров тока или напряжения высокой частоты по закону передаваемого сигнала. При модуляции одним звуковым тоном Q закон изменения тока высокой частоты в антенне /А = /А н (1 + т cos Ш) cos cof, где /А н — амплитуда тока высокой частоты в несущем режиме (без модуляции); т—коэффициент глубины модуляции. В любительских передатчиках применяются три схемы амплитудной модуляции — на_ управляющую сетку изменением смещения, на пентодную сетку и анодно-экранная модуляция (модуляция на экранную сетку не применяется, так как при этом виде модуляции возникают большие искажения и требуется значительно большая мощность модулятора по сравнению с модуляцией на первую и третью сетки). Для схем с амплитудной модуляцией выполняют два расчета: один — для пиковой точки модуляционной характеристики — точки максимальной мощности РГ м и второй — для несущего режима (при отсутствии модулирующего напряжения) для мощности Рг н (в дальнейшем все величины, от-
АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 559 upi ГУ-50 шш ^гъ. 1|- носящиеся к максимальной точке, будут обозначаться индексом «м», а величины, относящиеся к несущему режиму — индексом «н»). Модуляция на управляющую сетку изменением смещения осуществляется по схеме, приведенной на рис. XI. 16. При этом виде модуляции требуется относительно малая амплитуда напряжения звуковой частоты для получения глубокой модуляции по сравнению с другими видами, причем мощность модулятора невелика по сравнению с мощностью генератора. В схеме, приведенной на рис. XI. 16, напряжение смещения на первую сетку подается от постороннего источника. Это смещение определяет положение рабочей точки на модуляционной характеристике. Звуковое (модулирующее) напряжение со вторичной обмоткой модуляционного трансформатора включается последовательно с напряжением смещения. В соответствии с изменением напряжения на сетке будет изменяться первая гармоника анодного тока, а следовательно, и напряжение на контуре в анодной цепи. Недостатком схемы является плохое использование лампы (мощность в несущем режиме равна приблизительно одной четверти телеграфной мощности каскада), малый к. п. д. анодной цепи при небольших глубинах модуляции и в несущем режиме (30—35%), относительно большая мощность рассеивания на аноде. Модуляция на управляющую сетку изменением смещения применяется в простых передатчиках второй и третьей категорий. Пиковый режим. В телеграфно-телефонных передатчиках с модуляцией изменением смещения пиковым режимом является телеграфный. Поэтому расчет граничного режима, выполненный для телеграфии, является одновременно и расчетом пикового режима при модуляции. Несущий режим. Мощность высокочастотных колебаний определяется по формуле р __ 'г. м Рис. XI. 16. Схема модуляции на управляющую сетку изменением смещения. <!+*!)« где т — коэффициент глубины модуляции, максимальное значение которого обычно считают равным единице. Ток первой гармоники и напряжение на контуре / — а*м . а*н~~ 1+т* ия н = ия а- н "" 1 + м ' Постоянная составляющая анодного тока а°н~1 + т#
560 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Мощность, подводимая к генератору, Мощность рассеивания на аноде *а. н = 'мщ "г. н) ^ *а. пр* К* п. д. анодной цепи Напряжение Напряжение 'la. н — возбуждения смещения *с. Амплитуда напряжения i "с.н = 1 + т' -ис»' Ес.м-£/с + £в' н 1 +т звуковой VQ = Ec. частоты F м ^с. н- Ток сетки в несущем режиме /СоН рассчитывается так же, как и в режиме максимальной мощности. Ток звуковой частоты в цепи сетки Мощность, которую должен отдать модулятор, ^мод = ^5/й1/0. Сопротивление, на которое нагружен модулятор, V0 R = - 'q Если мощность Рмод составляет доли милливатта, то модуляцию можно осуществлять непосредственно от микрофона без усилителя низкой частоты. Тогда модуляционным трансформатором в цепи сетки будет являться микрофонный. Если мощность микрофона недостаточна для получения нужной глубины модуляции, ставят модулятор-усилитель низкой частоты. Пример. Рассчитать телефонный режим каскада с модуляцией на управляющую сетку. Максимальный коэффициент глубины модуляции /и= 1. Каскад собран на лампе типа ГК-71. В телеграфном режиме этот каскад имеет мощность 200 вт в анодной цепи. Считаем, что телеграфный режим каскада является режимом максимальной мощности. Расчет телеграфного режима приведен в примере на стр. 541. Результаты расчетов: |гр = 0,9; Ua> м = 1350 в; /aiM =296 ма; /аоМ = 160 ма; Яом = 268 вт; т)а. м = °»7й #э = 4,55 ком; UCt м = = 188 в; Ес§ м = — 122 в; /СоМ=: 2,4 ма.
АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 561 Рассчитываемый несущий режим > - 200 г'н (1 + 1)2 = 50 вт; 296 _ 160 >80 ма; 1350 Ua н = 1 7 = 675 в; а. н 1 + { 268 ЯАИ = j-—• = 134 em; он 0,75 Ра. н = J34 - 50 = 84 вт < />а пр = 125 вт; т]а. н - f+\ = °'38; — 122 — 188 — 90 ^с.н = ^с.м=188в; £сн = _ = -195а; ^ = ^с.м-^с.н = -122+195 = 73 е. Так как Ес н=—195 et a Uc н= 188 в, то ток в цепи первой сетки /CjW =0. В результате определено /Q« /СоМ — /СоН = 2,4 ма и Рмод = 0,5 х Х2,4-10~3-73 = 87 л*вт. Типовые режимы несущей волны при сеточной модуляции изменением смещения для некоторых генераторных ламп приведены в табл. XI.4. Таблица XI. 4 Типовые режимы несущей волны для сеточной модуляции изменением смещения при работе с максимальным коэффициентом модуляции т = \ Тип лампы ГК-71 ГУ-13 ГУ-50 - ГУ-32 ГУ-15 4П1Л « 1500 1500 1000 500 350 150 «а *f. 400 400 300 200 200 150 « f 150 140 1 105 55 j 47 28 * &*" 180 145 100 100 50 22 « cs 100 | 60 25 14 22 12 " со 130 70 60 44 30 13 Я и 12 3 3 3 5 4 § J 2 — — — 0,3 0,1 1 в? 2,5 — 0,5 0,1 — — 1 в и о. 70 40 21 8 3 0,7 ком 2,7 — 4,75 — 4,6 3,0 Модуляция на пентодную сетку осуществляется по схеме, приведенной на рис. XI. 17. При этом виде модуляции требуется относительно малая мощность модулятора, так как модуляционная характеристика находится в области отрицательных напряжений на третьей сетке и ток третьей сетки отсутствует. В связи с малым управляющим действием третьей сетки для получения глубокой модуляции требуется относительно большая амплитуда модулирующего напряжения. Модуляционная характеристика весьма линейна (малые искажения при больших глубинах модуляции). Модуляция на пентодную сетку относится к комбинированным видам модуляции. На пентодную сетку подается модулирующее напряжение с
562 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Др, ГУ-50 амплитудой UQ и отрицательное напряжение £СзН, определяющее положение рабочей точки на модуляционной характеристике. В цепь первой сетки включается сопротивление автосмещения Rc. Напряжение на вторую сетку желательно подавать через гасящее сопротивление i?Cj. На этих сопротивлениях получается дополнительная автоматическая модуляция, улучшающая линейность модуляционной характеристики и уменьшающая потери в цепях сеток. Недостатком схемы, кроме необходимости большой амплитуды звукового напряжения, является низкий к. п. д. анодной цепи в несущем режиме (г)а н = 30 ч- 35%). Пиковый режим. В телеграфно-телефонных передатчиках с пентодной модуляцией пиковым режимом является телеграфный. Поэтому расчет граничного режима, приведенный для телеграфии, является одновременно и расчетом пикового режима при модуляции. Несущий режим. Мощность генератора в несущем режиме ^Г-Н (1+т)2# Ток первой гармоники и напряжение на контуре aiH 1 + m' Рис. XI. 17. Схема пентодную сетку. с3н JL модуляции на ия п = \ + т Постоянная составляющая анодного тока L 4а0м да0н ' Мощность, подводимая к анодной цепи, Р — / Е *0Н *а01г^а" Мощность, "рассеиваемая анодом, "а. н = С^он ""* "г. н' ^ *а. К- п. д. в несущем режиме пр« он К- п. д, .обычно невелик* и1 составляет1 0,3—0,35.
амплитудная модуляция 563 Минимальное напряжение на третьей сетке, при котором лампа будет заперта (начало модуляционной характеристики) р _ Е* Ecs min — *** ^ • Н'а. с3 где fia с$ — коэффициент усиления по третьей сетке. Напряжение на пентодной сетке в несущем режиме £сзм — £с3т1п ^сан -г 1 -j- m "*"" с«min* Амплитуда звукового (модулирующего) напряжения ^caQ ^ ^с3н ~ ^Сз min- Хотя в цепи третьей сетки ток отсутствует и теоретически мощность модулирующего устройства равна нулю, однако напряжение звуковой частоты на пентодной сетке должно быть достаточно велико, поэтому часто при пентодной модуляции требуется применять модулятор-усилитель низкой частоты, поскольку обеспечить нужную глубину модуляции от микрофонного трансформатора не всегда возможно. Типовые режимы несущей волны некоторых ламп для модуляции на пентодную сетку приведены в табл. XI.5. Таблица XL 5 Типовые режимы несущей волны для модуляции на пентодную сетку т=\ Тип лампы 4П1Л ГУ-15 ГУ-50 ГК-71 »* ы 150 200 350 1000 15001 40 J 98 56 165 250 300 * f 20 33 90 160 150 | « f 17 23 30 80 180 « of 20 33 95 160 160| 30 40 50 100 275| 3 ^ 19 20 30 60 130 '* J 14 14 24 20 401 ? J 5 2 1 — IS J 1 i * 0,15 0,08 0,05 0,6 4 1 к и 0,6 1,2 3 21 70 ком J 3,7 6,7 7,7 5 30 ком 0? 1,9 2,7 4,8 4.75 2,7 Анодно-экранная модуляция осуществляется по схемам, приведенным на рис. XI. 18 и XI. 19. Она относится к комбинированным видам модуляции. Модулирующими факторами являются изменение напряжения на аноде и экранирующей сетке, а также на управляющей сетке за счет изменения напряжения автосмещения на сопротивлении Rc . При анодно-экранной модуляции получается высокий к. п. д. анодной цепи генератора, кроме того, в несущем режиме может быть получена мощность, равная почти половине установочной мощности лампы (напомним, что при сеточных модуляциях мощность в несущем режиме составляет около четверти установочной мощности лампы). Однако мощность модулятора (оконечного усилителя низкой частоты) при этом виде модуляции должна быть того же порядка, что и мощность генератора. Поэтому анодно-экранная модуляция применяется в станциях второй и первой категорий.
564 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Простейшая схема модулируемого каскада приведена на рис XI. 18. Модулятор рднотактный, работаете режиме класса А. В анодную цепь модулятора включен дроссель низкой частоты, на котором выделяется звуковое напряжение при модуляции. К- п. д. всего передатчика невелик, так как мал к. п. д. модулятора. .Кроме того, при больших глубинах мо- £ан Jtod^mop Генератор юоо Рис. XI. 18. Схема анодно-экранной модуляции с однотактным модулятором. дуляции в связи с малым остаточным напряжением на аноде модулятора возникают искажения сигнала. Значительно лучшими показателями характеризуется схема, приведенная на рис. XI. 19. К» п. д. всей схемы достаточно высок, так как модулятор собран по двухтактной схеме и работает в классе В. Для моду- Рис. XI. 19. Схема анодно-экранной модуляции с двухтактным модулятором. ляции анодного и экранного напряжений выходной трансформатор имеет две вторичные обмотки, что позволяет получить оптимальный режим модуляции. Генератор можно рассчитывать только в несущем режиме, так как на всем протяжении модуляционной характеристики режим остается близким к граничному.
АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 565 Для маломощных ламп с анодным напряжением до 500—600 в напряжение на аноде в несущем режиме Еан можно принять равным номинальному ЕаЫ. Напряжение на экранной сетке в несущем режиме ЕСгН выбирается в пределах (1 ~ 0,8) E^N (при пониженном напряжении на экранной сетке улучшается линейность модуляционной характеристики). Для ламп с относительно высоким напряжением на аноде (EaN> 600 в) желательно принять Еан = (0,7 ~ 0,8) EaN> чтобы повысить надежность работы лампы при модуляции. Угол отсечки анодного тока в несущем режиме выбирают равным 60— 65° и рассчитывают граничный режим генераторной лампы. Этот расчет и будет расчетом режима несущей волны. Для определения температурного режима анода лампы требуется найти среднюю мощность рессеивания на аноде ^a.cp = ^a.„(l+T-)- Обязательным условием является Р < Р г а. ср ^ л а. пр* Амплитуда модулирующего напряжения на аноде и экранной сетке: ^c2Q=m£c2H- Мощность модулятора PQ = 0,5m* (/>„„ +/><,„), где Pqjj иРсн- мощности, подводимые к анодной цепи и экранной сетке генератора в несущем режиме. Типовые эксплуатационные режимы несущей волны для некоторых ламп приведены в табл. XI.6. Таблица XI. 6 Типовые режимы несущей волны для анодно-экранной модуляции при т = 1 Тип лампы ГУ-50 ГУ-13 Г-807 ГУ-32 40 ее 800 1250 1600 325 400 425 600 40 «. ■У 250 400 400 225 225 200 200 40 г,? 1 130 120 130 75 80 60 65 40 О 160 192 210 90 95 | 140 150 § „ о 120 150 150 80 80 52 36 § ^ J* 15 16 20 5 5,8 16 16 Я £ £ 5 4 6 3 3,5 2,4 2,6 ком . о ос 5 30,0 21,0 25 22,8 25 25 ком J? ОС 5 53 60 20 30 14 25 ком „ О) а? 3,1 — — — — — — 1 , 0Q о, 0,8 0,7 4,2 0,25 0,3 0,15 0,15
566 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ § 8. ЗАДАЮЩИЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ВОЗБУДИТЕЛИ Схема задающего каскада выбирается в зависимости от характера передаваемых сигналов и категорий передатчика. В передатчиках всех категорий широко распространена схема с электронной связью. В передатчиках первой категории часто применяются схемы с кварцевой стабилизацией в диапазоне частот. При стабилизации частоты с помощью пьезокварца используются как осцилляторныё схемы, так и схемы с кварцем в цепи обратной связи. Наконец, при работе на одной боковой полосе применяется специальный возбудитель, в котором при телефонной работе подавляется несущая и одна боковая полоса спектра амплитудно-модулирован- ных колебаний. Схема с электронной связью (рис. XI.20). В схеме имеется два контура. Первый контур, подключенный по трехточечной схеме к экранной сетке, катоду и управляющей сетке, называется внутренним и определяет частоту колебаний. Второй контур, включенный в анодную цепь лампы, называется внешним и является нагрузочным. Между контурами существует электронная связь. Так как влияние |/J> S U II1 / ' 4 ' анодной нагрузки на внутренний Х7г 1 / контур очень мало, то в схеме с эле- /I I г / I ктронной связью можно получить в ' анодной цепи мощность, составляющую 60—80% мощности лампы, без существенного ухудшения стабильности частоты. Особенно высокая стабильность частоты получается при настройке внешнего контура на вторую либо третью гармонику частоты внутреннего контура. По приведенной схеме на одной лампе можно построить передатчик мощностью в доли и единицы ватт с анодно-экранной модуляцией или модуляцией на пентодную сетку. Телеграфная манипуляция осуществляется ключом в цепи анодного питания. При использовании схемы с электронной связью в качестве возбудителя многокаскадного передатчика вместо внешнего контура включают апериодическую нагрузку (дроссель высокой частоты) для упрощения схемы и настройки передатчика. Схема кварцевой стабилизации. Осцилляторныё схемы — схемы, в которых баланс фаз в автогенераторе может быть выполнен только при осцилляциях (колебаниях) кварцевой пластинки. Схемы с кварцем, включенным между сеткой и катодом и между сеткой и анодом, приведены на рис. XI.21. Преимуществом схемы, в которой кварц включен между сеткой и катодом, является то, что кварцевая пластинка включена в участок схемы с относительно малым напряжением. Однако стабильность частоты в этой схеме несколько хуже, чем в схеме с кварцем, включенным между сеткой и анодом. При использовании задающего генератора как с кварцевой стабилизацией частоты, так и без нее применяют схему, в которой кварц может быть включен в цепь обратной связи (рис. XI.22). В этой схеме, используется следующее явление. При последовательном резонансе в схеме с квар- цевым^резонатором сопротивление резонатора переменному току резко умень- Рис. XI. 20. Схема автогенератора с электронной связью.
ЗАДАЮЩИЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ВОЗБУДИТЕЛИ 567 шается, поэтому на сетке лампы удается получить нужную амплитуду напряжения для выполнения условия баланса амплитуд. При работе генератора без кварца в схему может быть включен конденсатор такой емкости, при которой обеспечивается самовозбуждение. Рис. XI. 21. Схемы автогенератора с пьезокварцевой стабилизацией частоты: а — с кварцем, включенным между сеткой и катодом; б — с кварцем, включенным между сеткой и анодом. В генераторах СВЧ с кварцевой стабилизацией частоты используются высшие гармоники колебаний кварцевой пластины. Для компенсации статической емкости кварца в схему включают специальный компенсирующий конденсатор С^(рис. XI.23). Рис. XI. 22. Схема автогенера- Рис. XI. 23. Схема УКВ автоге- тора с кварцем в цепи обрат- нератора с кварцевой стабили- ной связи. зацией и компенсацией статической емкости кварца. Возбудители с кварцевой стабилизацией в диапазоне частот, применяемые в любительских передатчиках, могут быть собраны по блок-схеме, приведенной на рис. XI.24. В этой схеме КГ — генератор, стабилизированный кварцем, имеющий частоту /кв; ЯГ— интерполяционный генератор
568 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ с плавным диапазоном, работающий на частотах /И1 -г /„2; См — смеситель; У — усилитель. На выходе смесителя получаются частоты /кв ± (fHl-r /Иг). При условии /кв > /и стабильность частоты на выходе смесителя близка к стабильности кварцевого генератора. Обычно принимают /кв = (6-~10)/и . В каскаде усиления У. должны быть элементы, фильтрующие нерабочие частоты и выделяющие нужную рабочую частоту. U Ш1А) tgHh +Ги2) 1 кг См V иг h У > Рис. XI. 24. Блок-схема возбудителя с кварцевой стабилизацией в диапазоне частот. | Ъ[\Rt Iщ Рис. XI. 25. Автогенератор по схеме Тесла. Недостатком приведенной схемы является сложность подавления не- • рабочих комбинационных частот. Возбудитель по схеме Тесла (рис. XI.25). При кратковременной работе (длительностью 20—30 мин) этот возбудитель может обеспечить относительную нестабильность частоты 0,001%. Колебательный контур образован конденсаторами Clf C2, С6, Сз, С4 и катушкой индуктивности L\. Конденсатор С5 предназначен для настройки контура, а конденсаторы Съ С2, Сз, С4 — для растяжки диапазонов. Для повышения стабильности частоты контур рекомендуется помещать в экран. Основные параметры рассмотренной схемы для разных любительских диапазонов приведены в табл. XI.7. Таблица XI. 7 Параметры схемы, приведенной на рис. XI. 25 Диапазоны, Мгц 1,8—2 3,5—3,8 6—7,15 14—14,35 21,0—21,45 28—29,7 • 72—73 . | ! Катушка Lx Индуктив. ность, мкгн 25 13 7 3,5 2,5 1,7 0,7 Число витксв 46 33 24 17 14 12 1,7 Диаметр провода, мм 0,25 0,32 0,5 0,65 0,8 1,0 1,60 Емкости с» 565 285 140 68 44 31 8.5 С, 30 20 10 5 3 2 — , конденсаторов, пф С, 4800 2600 1470 700 475 300 130 с4 470 250 130 68 37 20 2-8 С, 250 125 11 11 5,5 11,5 1,5
ЗАДАЮЩИЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ВОЗБУДИТЕЛИ 669 Возбудители для работы на одной боковой полосе частот. В любительских передатчиках применяются как фильтровой, так и фазовый метод получения однополосного сигнала. Блок-схема возбудителя, построенного по фильтровому методу, приведена на рис. XI.26, а полная принципиальная схема — на рис. XI.29. Описание схемы приведено в § 9 этой главы. После усиления низкой частоты в каскадах УНЧ звуковой сигнал поступает на балансный модулятор БМ. На этот же каскад подаются колебания от кварцевого генератора /С/\ с частотой /кв= 500 кщ. В балансном модуляторе подавляется несущая частота и на его выходе получаются только боковые полосы. Фильтром Ф (обычно электромеханическим) НЧ—о сь- УНЧ ВУП . БМ , 1 ф кг, т у, К См, 1 гпд См2 1 кг2 X1 Рис. XI. 26. Блок-схема(S3B возбудителя с фильтровым методом формирования сигнала. подавляется одна из боковых полос, затем после усиления одной боковой полосы в каскаде Ух сигнал поступает для дальнейшего преобразования на смеситель Смх, на который подаются также колебания от генератора плавного диапазона ГПД, перекрывающего диапазон частот 3—3,5 Мгц. В анодной нагрузке смесителя Смх выделяется суммарная частота 3,5— 4 Мгц, соответствующая 80-метровому диапазону. Для получения других любительских диапазонов предназначен второй смеситель См2, на который подаются колебания от смесителя Смх и кварцевого генератора КГ2 с набором разных кварцев. В анодном контуре смесителя См2 в зависимости от частоты генератора /СГ2 получаются различные рабочие диапазоны, являющиеся суммой частот генератора КГ2 и частот на выходе смесителя Смг: Частота генератора КГ2 Рабочий диапазон 3,1 6,6- 7,1 10,5 14,0-14,5 17,5 21,0—21,5 24,5 28,0—28,5 25,0 28,5-29,5 С анодной нагрузки смесителя См2 сигнал поступает на усилитель У2» где усиливается до уровня, необходимого для возбуждения следующей ступени передатчика. При работе в режиме AM и телеграфии для восстановления несущей частоты колебания генератора КГХ подаются на усилитель Ух. Таким образом, на усилитель Смх поступают колебания несущей с одной боковой полосой. Для автоматического управления передатчиком предназначено специальное устройство БУП, реагирующее на голос оператора. Это устройство включает передатчик при наличии сигнала звуковой частоты и выключает его во время пауз.
570 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Блок-схема возбудителя, построенного по фазовому методу, приведена на рис. XI.27, а полная принципиальная схема — на рис. XI.28. В схеме использован двухфазный способ формирования однополосного сигнала. Напряжение высокой частоты поступает с возбудителя через катодный повторитель Л\ на высокочастотный фазовращатель. Необходимость в катодном повторителе обусловлена малым входным сопротивлением фазовращателя. Фазовращатель состоит из сопротивлений R± и R2, конденсаторов С3, С4, С5, Св и индуктивностей Llt L2l L3, L4, образующих схему моста. Поскольку одна половина моста содержит /?С-цепочку, а другая /?£-цепочку, напряжения, снимаемые с диагонали этого моста, будут сдвинуты по отношению к напряжению на другой диагонали на угол ±45°. Я/7 89 ;+45° 6М 1 УНЧ НФ Лл УНЧ Я+45° Til УНЧ 9.-45° УВЧ ш'45° ЬМ2 Рис. XI. 27. Блок-схема SSB возбудителя с фазовым методом формирования сигнала: КП — катодный повторитель; БМ -* балансный модулятор; ВФ — высокочастотный фазовращатель; НФ — низкочастотный фазовращатель. Напряжение низкой частоты подается на вход УНЧ Л3, усиливающего звуковой сигнал в полосе 300—3 000 гц. В анодную цепь УНЧ включен низкочастотный фазовращатель /?зх, #зг» #зз» С^ Сзв» Сз7> Сзв» собранный по мостовой схеме, и дающий в диапазоне частот 300—3 000 гц сдвиг фаз выходных напряжений относительно входного на угол ±45°. После усиления усилителем Ль противофазные напряжения низкой частоты подаются на сетки балансных модуляторов Л2 и Л3. Балансные модуляторы работают на общий контур LbClv Для балансировки модуляторов предназначены сопротивления R* и R8. Напряжение одной боковой полосы с помощью катушки связи 1в подается на управляющую сетку усилителя Л4, работающего в режиме класса А. § 9. ПЕРЕДАТЧИК ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ Передатчик работает на любительских диапазонах 3,5; 7,0; 14; 21; 28 Мгц телеграфом, SSB и амплитудной модуляцией. Возбудитель передатчика построен по блок-схеме, приведенной на рис. XI.26. Его принципиальная схема приведена на рис. XI.29, а схема двух каскадов усиления высокой частоты — на рис. XI.30 [4,5]. Усилитель низкой частоты выполнен на двойном триоде Лг, Правый триод (по схеме) является усилителем сигналов микрофона и нагружен на. трансформатор Трх. Левый (по схеме) триод использован для звукового RC- генератора с частотой 1 000 гц, который предназначен для настрой-
Я/--П" ймЩ} Л56Н2П SSB СзоПО JT7|; *ЗШ -Г- [Д i Л5203/< Сз«607 ЛлЮ0к\ C3Q1215 is Ч=^|№ Ж n|/ '?I^STV Л66И2П -2506 —0 0 Рис. XL 28. Схема SSB возбудителя. 'I s S S IB 1 SJ
fbtOOH Л№П J- * ^ t /?2ioo« TTT woo к § i-ф я;бГ| гТП fell +шНр,1 \~ § ,^Г^Гт» n&'sH чал g мжт ,———tAY- ЛШ/7 4+2606 0 ^6.3 в + 26 6 -Общ. Рис. умгц Щ5МгцЦ5Мгцг45Мгц XI. 29. Схема возбудителя передатчика первой категории.
574 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ ки передатчика. #С-генератор включается двумя реле Рх и Р2 типа РСМ-1, с помощью переключателя Пг. Со вторичной обмотки трансформатора Tpi напряжение подается в противофазе на сетки ламп «/72 и Л$ балансного модулятора. На эти же сетки в фазе через конденсаторы С20, С^ подаются колебания высокой час- I 1^ 5 \АМ 0-43- n6CWSSB 4@f€H л, сн 7 о oftbiM 6J6 —0^1266 26 Ъ 43-606 >0 *4Ь06 [гнЬпОпирКЛКПО & при AM того напряжения Рис. XI. 30. Схема предо конечного и оконечного каскадов передатчика первой категории. тоты от кварцевого генератора, собранного на левой (по схеме) половине лампы Л4. Сопротивления Я2о и Я22, а также полупеременные конденсаторы С20 и С21 предназначены для балансировки (подбора равенства плеч) модулятора. Кварцевый генератор выполнен по осцилляторной схеме с кварцем между сеткой и анодом. Правый триод лампы Л4 является катодным повторителем. С его нагрузки напряжение частотой 500 кгц подается на управляющие сетки балансного модулятора и на пентодную сетку лампы Лб при работе передатчика в телеграфном и телефонном режимах (амплитудная модуляция). Нагрузкой балансного модулятора является электромехани-
ПЕРЕДАТЧИК ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ 575 ческий фильтр ЭМФ, настроенный на частоту 500 кгц и имеющий полосу пропускания около 3 кгц. Кварцы Кв\ и Кв2 предназначены для выделения верхней либо нижней боковых полос. Они включаются при помощи реле Рз типа РСМ-2 переключателем #2. Со второй обмотки электромеханического фильтра напряжение подается на сетку усилителя, собранного на лампе Лъ. Усилитель работает в режиме класса А. - ' . Генератор плавного диапазона выполнен на лампе Л1 по схеме с электронной связью с апериодической нагрузкой в аноде. Конденсатор Сиа предназначен для настройки генератора на нужную частоту в пределах 3—3,5 Мгц. Для перекрытия диапазона 3,5—4 Мгц предназначены конденсаторы С44а, С44б> ^ш- Для стабилизации частоты генератора в контур введен конденсатор С4з с отрицательным температурным коэффициентом. Первый смеситель собран на лампе Л6а. В анодную цепь смесителя включен полосовой фильтр, имеющий сопряженную настройку с генератором плавного диапазона (качество контуров должно быть высоким и подбор сопряжения должен быть проведен весьма тщательно, так как от этого зависит подавление частоты генератора плавного диапазона). Второй смеситель собран на лампе Л9а, на сетки которой подаются напряжения со второго контура полосового фильтра и второго кварцевого генератора, собранного на лампе Лю. На 80-метровом диапазоне кварцевый генератор не работает,;а второй, смеситель работает в режиме усилителя. Анодной нагрузкой второго смесителя являются контуры L5C70, £7С71, £9С72> £пС7з» L13C74C75, настраиваемые на средние волны диапазонов. Коммутация контуров осуществляется переключателями ЩЬ, П4е> П4г на 6 положений. Второй кварцевый генератор собран на лампе 6НЗП (Лю). Используемые кварцы работают как на основной, так и на третьей гармонике. Катушка L4 в анодной цепи генераторной лампы имеет отводы для коммутации в зависимости' от диапазона. Конденсаторы С58 — Св2 обеспечивают фиксированную настройку на нужную частоту и подключаются с помощью переключателя на 6 положений /7^, Я4б, П4в. После второго смесителя стоит усилитель, собранный на лампе Лп и работающий в режиме класса АВХ. Питание анодной цепи параллельное. Контур в анодной цепи настраивается конденсатором С78. Катушка контура L15 имеет отводы для получения нужной индуктивности на разных диапазонах, а также для подбора напряжения возбуждения следующей ступени — прёдоконечного каскада. Блок управления передатчиком предназначен для автоматического управления передатчиком при помощи голоса оператора. Сигнал низкой частоты с микрофонного усилителя поступает на предварительный усилитель, собранный на триодной части лампы Л^ (6И1П). Усиленный сиг- ' нал детектируется диодом Дг и выпрямленное напряжение заряжает конденсатор Св5. Это же напряжение подается на управляющую сетку усилителя постоянного тока, собранного на лампе Лц. В анодную цепь лампы включено реле Ръ телефонного типа. При наличии сигнала низкой частоты реле срабатывает и коммутирует ряд цепей, снимает запирающее отрицательное напряжение с сетки лампы выходной ступени, передатчика,
576 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ запертого на период паузы (это время используется для приема), включает первый кварцевый генератор, отключает антенну от приемника и подключает ее к передатчику, уменьшает усиление приемника. Во время настройки SSB возбудителя на частоту корреспондента включается переключатель #з и реле Р4 включает первый кварцевый генератор. При телеграфии манипуляция осуществляется на катод лампы первого кварцевого генератора. Данные катушек, используемых в схеме на рис. XI.29, приведены в табл. XI.8. Таблица XI. 8 Данные катушек к схеме на рис. XI. 29 Обозначение катушки и Ц и 1з 14(Ю, 14 л) 14 (20 м) Li (40 м) ■и L7 ' Ц Lit Ln и Ц ^10 L12 Z,14 I15(10, 14 м) ^1б(20, 40jw) Ii6(40, 80 м) Число витков 22 39 9 18 31 36 30 16 10 8 10 7 6 5 4 10 18 29 Марка провода лэшо 20x0,05 ЛЭШО 20x0,05 ГОЛ 0,71 ПЭЛ 0,56 ГОЛ 0,31 ПЭЛ 0.31 ПЭЛ 0,56 ПЭЛ 0,71 ПЭЛ 0,71 ПЭЛ 0,71 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛ 0,71 ПЭЛ 0,56 ГОЛ 0,31 Диаметр каркаса, мм 12 12 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 Длина намотки, мм — 15 10 12 13 13 19 15 9 13 10 12 13 Примечание 3 секции по 7 витков, виток к витку •— Секция 10- и 14-метрового диапазона Секция дополняющая Секция дополняющая Катушка 80-метрового диапазона Катушка 40-метрового диапазона Катушка 20-метрового диапазона Катушка 14-метрового диапазона Катушка 10-метрового диапазона Катушка связи с катушкой 15 Катушка связи с катушкой L7 Катушка связи с катушкой Z* Катушка связи с катушкой In Катушка связи с катушкой Li3 Отводы к переключателю Я5а от 50, 47, 42 и 29-го витков и к переключателю #Бб от 52, 49, 45, 33,5 витков, считая от «холодного» конца всей катушки Li5
ПЕРЕДАТЧИК ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ 577 Полная схема предоконечного и оконечного каскадов передатчика приведена на рис. XI.30. Предоконечный каскад собран на лампе JIL и работает в режиме класса АВь так как при однополосной передаче и SSB каскад работает усилителем модулированных колебаний. Оконечный усилитель мощности собран на лампе Л г и работает в режиме класса АВх при усилении однополосного сигнала и SSB и в режиме класса С при телеграфии и амплитудной модуляции. Схема модуляции — анодно-экранная. Предоконечный каскад выполнен по схеме с заземленной сеткой для уменьшения паразитной связи входных и выходных цепей через межэлектродные емкости лампы. Напряжение возбуждения поступает от возбудителя на катод. Для получения линейной модуляционной характеристики усилителя на экранную сетку подается пониженное напряжение 75—80 в (при напряжении на аноде 450 в) с потенциометра R2- Усилитель собран по схеме параллельного питания. Анодный контур состоит из катушек Ьг и L2 и конденсатора пере- " менной емкости Св. Режим работы лампы контролируется по миллиамперметру Их* Оконечный усилитель мощности выполнен по схеме с заземленным катодом и параллельным питанием. Напряжение смещения на управляющую сетку при работе SSB и однополосный AM снимается с делителя, состоящего из сопротивлений R& и /?в. При анод но-экранной модуляции смещение автоматическое (сопротивление R7). Если используется блок управления передатчиком, то цепь смещения манипулируется контактами реле Р(5уп» которые подключают при разговоре и отключают вовремя паузы сопротивление /?8. При включенном сопротивлении на сетку оконечного усилителя мощности подается смещение, обеспечивающее режим класса АВь Во время паузы на сетку усилителя подается большое отрицательное напряжение, запирающее лампу. Это необходимо для того, чтобы лампа не «шумела* в паузе и позволяла вести прием при включенных анодном и экранном напряжениях. Для подавления самовозбуждения в цепь анода и экранной сетки включены антипаразитные сопротивления Ra и R19. В анодную цепь оконечного усилителя мощности включен П-образ- ный контур, обеспечивающий хорошую фильтрацию гармоник и возможность работы на низкоомные и высокоомные нагрузки. Для согласования контура с высокоомной нагрузкой используется конденсатор переменной емкости C2v При работе на низкоомную нагрузку параллельно конденсатору C2i включается конденсатор Сго- Дроссель Rpx способствует разряду конденсатора С17 после выключения высокого напряжения, а также обеспечивает безопасность работы оператора при пробое разделительного конденсатора. Для осуществления анодно-экранной модуляции предназначен модулятор, собранный по двухтактной схеме на двух лампах Ль и Лв. Модуляционный трансформатор в анодной цепи этих ламп имеет две вторичные обмотки: одну — для модуляции в анодной цепи, вторую— для модуляции в цепи экранной сетки. При работе телеграфом, однополосной AM и SSB обмотка / модуляционного трансформатора TpL с помощью реле Р2 закорачивается и одновременно контактами реле Pv P%, ?ь снимается анодное и экранное напряжение с модулятора. 19 120
Б78 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Контактами реле Р4 подключается миллиамперметр Из Для контроля анодного тока усилителя мощности или анодного тока модулятора. Данные катушек, используемых в схеме на рис. XI.30, приведены в табл. XI.9. Таблица XI. 9 Данные катушек к схеме на рис. XI. 30 Обоэначе-1 ние катушки и Число витков 5,5 г 6 13 25 Провод ПЭ 2,0 Голый посеребренный 2,0 ПЭ 0,75 Медная шина 4X1,5 Медная трубка 0 5 ПЭ 2,0 Диаметр каркаса, мм 17 46 46 1 46 ! 40 75 65 Длина намотки. 25 20 50 14 70 123 107 Примечание Отвод от 3-го витка То же Отвод от 11-го витка Отвод от 2,5-го витка Отвод от 9,5-го витка Дроссели Др19 Др2, Дрз» ДРа секционированы и имеют индуктивность по 2 мгм. Передатчик питается от пяти выпрямителей. § 10. ПЕРЕДАТЧИК ВТОРОЙ КАТЕГОРИИ Передатчик предназначен для ведения симплексной телеграфной связи в диапазонах 10, 20, 40 и 80 м и телефонной связи в диапазоне 10 м. Мощность передатчика около 40 вт. Принципиальная схема приведена на рис. XI.31 [6]. Задающий генератор собран на лампе Лг с электронной связью и может работать в плавном диапазоне либо с кварцем в пределах 3,5—3,72 Мгц. Для стабилизации частоты задающего генератора анодное и экранное напряжения стабилизированы (Лп и Л10) и в контур включен конденсатор С9 с отрицательным температурным коэффициентом. Частота задающего генератора несколько изменяется в зависимости от диапазона: в 80-метровом диапазоне она составляет 3,5—3,65 Мгц, в диапазонах 20 и 40 л — 3,48—3,59 Мгц. 10-метровый диапазон разделен на два поддиапазона: в первом частоты остаются теми же, что и на 20-метровом диапазоне, во втором — 3,55-гЗ,72 Мгц. Такое изменение частоты задающего генератора предназначено для некоторой растяжки шкалы настройки. Второй каскад собран на лампе Л2 и работает усилителем-удвоителем. На 80-метровом диапазоне анодной нагрузкой является активное сопротивление #14 и лампа работает буфером. На всех остальных диапазонах лампа Л2 работает удвоителем частоты с контуром I* См, См, Сю» который перестраивается в пределах 7—7,5 Мгц. Третий каскад, собранный на лампе Лз, также является усилителем- умножителем частоты. Контур в анодной цепи образуют конденсаторы
Рис. XI. 31. Схема передатчика второй категории. Ъ}7№
580 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ См, £27 и одна из сменных катушек La— Le. На 80- и 40-метровом диапазонах каскад работает усилителем, на 20-метровом диапазоне — удвоителем. На 10-метровом диапазоне в анодной нагрузке выделяется четвертая гармоника частоты возбуждения. Оконечный усилитель мощности собран на лампе Л4 с П-образным контуром Llf Сзв, Сз7 в анодной цепи. Модуляция осуществляется на пентодную сетку лампы оконечного каскада. В усилителе низкой частоты работают две лампы Ль и Л^ Вторичная обмотка модуляционного трансформатора Tpz при работе телефоном оказывается включенной последовательно в цепь отрицательного напряжения, подаваемого с сопротивления R9 делителя- напряжения. Глубина модуляции регулируется сопро- Таблица XI. 10 тивлением #24- Для перехода с Данные катушек к схеме телефонной работы на телеграф- на рис. XI. 31 НУЮ предназначен переключатель Я4. Телеграфная манипуляция осуществляется по экранной сетке лампы Л± задающего каскада. Если ключ не нажат, то на экранную сетку с сопротивлений /?ё, #7» #8 делителя напряжения через делитель экранной сетки /?5, 7?9 подается отрицательное напряжение (приблизительно —30 в), запирающее лампу Л\. При нажатом ключе со стабилизатора напряжения СГЗС (Лю) на экранную сетку подается положительное напряжение, отпирающее лампу Л\. Выпрямительное устройство передатчика состоит из двух трансформаторов Tpi и Трг трех кенотронов Л7, Л8, Л* С катода кенотрона Л7 через фильтр Дрю, С^, С47 подается положительное напряжение на аноды и экранные сетки ламп Ли Л2, Лз- Кенотрон Лв используется для получения отрицательных напряжений. Выпрямитель на лампе Л9 предназначен для питания анодной и экранной цепей лампы оконечного каскада. Неоновая лампа Ли является индикатором работы передатчика. Все сопротивления, используемые в схеме передатчика, кроме сопротивлений #10, /?ц и Ли» типа ВС Сопротивления #ю и #и— остеклованные, /?24 — переменное с выключателем. Данные катушек приведены в табл. XI. 10. значение дики Обо кат: и 1^ и 14 и Ьъ и L7 a 17 б L7 в Ц г о а 8- Кол ВИТ] 30 16 35 10 3 5,5 11,5 17 22 Провод ПЭЛ 0,69 ПЭЛ 0,69 ПЭ 0,53 ПЭ 1,55 ПЭ 1,55 Медный голый, 2;6 Медный голый 2,6 ПЭ 1,55 ПЭ 1,55 метр кар- , мм \ За 18 26 26 22 22 34 34 45 45 § 11. ПЕРЕДАТЧИК НАЧИНАЮЩЕГО КОРОТКОВОЛНОВИКА Передатчик предназначен для ведения симплексной радиосвязи в диапазонах 40 и 80 м. Мощность передатчика 10 em. Принципиальная схема передатчика приведена на рис. XI.32 [9]. Задающий генератор собран по схеме с электронной связью на лампе Л\ и работает в диапазоне 3,5—3,6 Мгц с кварцевой стабилизацией частоты либо в плавном диапазоне. Род работы устанавливается переключа-
/7; 6Ж4 /7р 6/76С Л3 6ПЗС К25в/ C26Q1 ПрМ /днл. а Сеть Рис. XI. 32. Схема передатчика начинающего коротковолновика.
582 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ телем #i. При работе в плавном диапазоне контур генератора состоит из катушки Lx и конденсаторов Сз, С4, Се, Св, С7, Се- Для. настройки контура предназначен конденсатор Сб; конденсаторы С3» С4, С8 определяют величину обратной связи. Поскольку на катоде лампы имеется высокочастотное напряжение по отношению к земле, в цепь катода включен дроссель Дрг (£др = 250 мкгн). При работе с кварцем дроссель включается в участок сетка — катод лампы. Индуктивность дросселя Дрг выбирается при наладке схемы. В анодную цепь включена апериодическая нагрузка — дроссель Др4. Напряжение высокой частоты с этой нагрузки через конденсатор Си подается на управляющую сетку Таблица XI. 11 Данные катушек к схеме на рис. XI. 32 I Марка провода S Примечание Дрх Др2—ДРь 51 50 400 45 следующего каскада усилителя-- удвоителя. Усилитель-удвоитель собран на лампе Лг- На 80-метровом диапазоне каскад работает усилителем. Анодный контур состоит из конденсаторов Cut С13 и всей катушки L2- Переход на 40-метровый диапазон осуществляется переключением витков. катушки 1г- Контур настраивается на среднюю частоту каждого диапазона (3550 кгц при усилении и 7050 кгц при удвоении частоты). Лампа Лз является усилителем мощности с параллельным питанием анодной цепи. Анодной нагрузкой служит П-об- разный контур, состоящий из катушки Lz и конденсаторов Сю, См. Переход с 80-метрового диапазона на 40-метровый осуществляется переключением витков катушки Lz- Контур настраивается на средние частоты 80- и 40- метрового диапазона. Индикатором работы передатчика является неоновая лампочка Л7, подключенная к выходу передатчика через сопротивление Ящ. Для описываемого передатчика рекомендуется использовать антенну бегущей волны, подвешенную над землей на высоте не менее 10 м. Телеграфная манипуляция осуществляется на экранную сетку лампы Л\ задающего генератора. При нажатом ключе на эту сетку подается положительное напряжение +70 в со стабилитрона Лв, при ненажатом ключе — отрицательное напряжение (приблизительно—30 в) с делителя напряжения Ri — RT Выпрямители передатчика собраны на двух кенотронах Л4 и Л* С катода кенотрона Л4 выпрямленное напряжение поступает в схему для питания анодных и экранных цепей передатчика. Выпрямитель на лампе Ль обеспечивает отрицательное напряжение смещения на сетку лампы оконечного каскада, а также необходимое запирающее напряжение при телеграфной манипуляции. Разделительные и блокировочные конденсаторы должны иметь ра- ПЭ 0,53 ПЭ 0,53 ПЭ 1,45 ПЭ 0,1 ПЭШО 0,14 Отвод от 16-го витка Отвод от 21-го витка 4 секции по 100 витков
ПЕРЕДАТЧИК НА 144 Мгц 583 бочее напряжение не ниже 500 е. Все сопротивления (кроме Ru) типа ВС либо другого, аналогичного, сопротивление Ru— остеклованное. Параметры катушек приведены в табл. XI. П. § 12. ПЕРЕДАТЧИК НА 144 Мгц Передатчик может быть использован для дальних связей, так как в нем приняты меры для получения высокой стабильности частоты. Схема генератора передатчика двухкаскадная (рис. XI.33) [7]. Задающий генератор собран на лампе JIi по схеме с общей сеткой и отрезком длинной ли- УКВблок /1/6НЗП »• Рис. XI. 33. Схема генератора передатчика на 144 Мгц. нии в анодной цепи. Он работает на фиксированной частоте в диапазоне 144—146 Мгц, что существенно упрощает станцию и повышает стабильность частоты задающего генератора, так как дает возможность обойтись без скользящих контактов, ухудшающих добротность колебательной системы автогенератора. Выходной каскад собран на лампе Л2. Связь с контуром задающего генератора индуктивная. Контур в анодной цепи настраивается конденсатором переменной емкости. Связь с антенной индуктивная. Модуляция осуществляется на анод выходной ступени. § 13. РАДИОСТАНЦИЯ НА 420—435 Мгц Радиостанция выполнена по трансиверной схеме (рис. XI.34) [1] и предназначена для ведения связей на относительно небольшом расстоянии, так как стабильность частоты передатчика невелика. Особенностью станции является простота схемы и конструкции. Мощность, подводимая к анодной "цепи генератора, составляет 3—4 em (25 ма при £а= 150 в). Чувствительность приемника не хуже 5—10 мкв. В режиме передачи лампа Л\ работает как двухтактный автогенератор. Обратная связь обеспечивается за счет межэлектродных емкостей и емкости монтажа. Колебательный, контур в анодной цепи образует отре-
584 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ зок двухпроводной линии L2. Контур настраивается перемещением, корот- козамыкающей перемычки. Связь с антенной — индуктивная (петля связи L{). Модуляция осуществляется на анод. Модулятор собран на лампе Лъ с дроссельной нагрузкой Др1. Вход модулятора рассчитан на угольный микрофон. В режиме приема лампа Л\ работает как двухтактный сверх регенератор. Эта же лампа с контуром L4, С4 создает гасящую частоту (465 кгц). Теле- . • фоны непосредственно включе- Yh Li ") Л]6Н15П ны в анодную цепь лампы Ль т II "Ра Сь Режим сверх регенерации уста- J, - | i7 'ft \ ffc\r>r>r^—m навливается потенциометром /?в. Для питания радиостанции требуется постоянное напряжение 150—170 в при токе 30— 40 ма и напряжение накала 6,3 в при токе 0,9 а. Линия L2 выполняется из медных либо латунных посеребренных трубок диаметром 6— 8 мм и длиной 75 мм. При изготовлении линии следует обратить особое внимание на качество контактов в короткозамыкающей перемычке. Петля связи Lt изготовляется из медного посеребренного провода диаметром 2 мм. Микрофонный трансформатор Tpi имеет сердечник с площадью поперечного сечения 1,5-^-2 см2. Первичная обмотка состоит из 400 витков провода ПЭ 0,3, вторичная — из 8000 витков провода ПЭ 0,08. Дроссель Дрх содержит 3000 витков провода ПЭЛ 0,15 Катушка L4 состоит из двух секций по 142 витка провода ЛЭШО 7 X 0,07 на каркасе диаметром 8,6 мм. Катушка L3 содержит 30 витков провода ПЭШО 0,15 и намотана между двумя секциями катушки 14- Дроссели Дрг — ДРь бескаркасные с внутренним диаметром 5 мм, намотаны проводом диаметром 0,8 мм, число витков — 6. Рис. XI. 34. 435 Мгц. Схема станции на 420— § 14. ПЕРЕДАТЧИК НА ТРАНЗИСТОРАХ Схема передатчика приведена на рис. XI. 35. [3]. Его основные технические характеристики: Полезная мощность в антенне . . . 100—150 мет Диапазон рабочих частот 28—29,7 Мгц Модуляция . . . . . . . Частотная, узкополосная Напряжение источника питания . . 12 в Ток, потребляемый от источника питания . . . 80 ма
ПЕРЕДАТЧИК НА ТРАНЗИСТОРАХ 685 Задающий генератор и удвоитель частоты собраны на транзисторе Tv Задающий генератор собран по схеме емкостной трехточки и работает в диапазоне 14—14,85 Мгц с плавной настройкой, осуществляемой конденсатором Сб. Контур L2, CQ в депи коллектора транзистора Т\ настроен на вторую гармонику задающего генератора. Для получения высокой добротности контура и согласования его с транзистором применено неполное включение контура в цепь коллектора. Сопротивления R2 и #4 предназначены для подбора режима и температурной компенсации тока коллектора транзистора Tv Рис. XI. 35. Схема передатчика на транзисторах. Второй каскад собран на транзисторе Г2 по схеме эмиттерного повторителя, что обеспечивает малую входную емкость каскада и хорошее согласование с малым входным сопротивлением оконечной ступени. Выходной (оконечный) каскад собран по двухтактной схеме на транзисторах Г3 и Г4 с углом отсечки тока в «100°. Входной контур С12, С& LA настраивается на рабочую частоту при помощи сердечника из карбонильного железа. Для температурной стабилизации тока коллектора предназначены сопротивления Rm и tfi3. В коллекторную цепь включен контур Ci7, Ci8, L5 с плавной настройкой на рабочую частоту. Связь с антенной ■— индуктивная с помощью катушки Le. Антенна настраивается в резонанс подбором емкости CJ9. Усилитель низкой частоты собран на транзисторах Ть и Г6 и рассчитан на подключение динамического микрофона. С выхода транзистора Гв сигнал подается на частотный модулятор, в качестве которого используется емкость р — я-перехода диода Дх. Наилучшее положение рабочей точки выбирается экспериментально изменением величины сопротивления R^. В схеме используются постоянные сопротивления типа МЛТ-0,5 и переменное сопротивление типа СПО-0,5; конденсаторы в усилителе низкой частоты типа ЭМ, в высокочастотной части — КСО, КДС, КТК, КДК- Данные катушек приведены в табл. XI. 12.
586 ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ Диаметр каркасов катушек Li — L4 9 мм; катушки Lb 30 мм. Катушки Lx и L4 заключены в алюминиевые экраны с отверстием для подстройки, катушки Lb и LB не экранируются. Дроссели Дрх и Др% содержат по 60 витков провода ПЭЛШО 0,12, намотаны внавал на сопротивление типа МЛТ-0,5 (R > 30 ком). Таблица XI. 12 Данные катушек к схеме на рис. XI. 35 Обозначение катушки и и и = и и • Число витков 17 11 7 14 7 4 Марка провода ПЭЛ 0,69 ПЭЛ 0,69 ПЭЛ 0,35 ПЭЛ 0,69 ПЭЛ 1,5 ГОЛ 1,5 Применение Намотка виток к витку Намотка виток к витку, отвод от середины Намотка виток к витку между витками катушки L4 Намотка виток к витку Намотка с шагом 4 мм Намотка между витками катушки Ц симметрично относительно ее середины
ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ ГЛАВА XII § 1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРМЫ ИМПУЛЬСОВ Видеоимпульс представляет собой кратковременное отклонение напряжения или тока от какого-либо постоянного уровня (рис. ХИЛ,а). Радиоимпульсом называется кратковременный пакет высокочастотных колебаний (рис. XII. 1, б). Рис. XII. 1. Последовательности видео- и радиоиМ' пульсов Импульсы могут периодически повторяться, т. е. представлять собой непрерывную последовательность импульсов, разделенных временным интервалом. Форма импульсов может быть самой различной: прямоугольной, трапецевидной, треугольной, колоколообразной и т. д. Наиболее часто встречаются импульсы трапецевидной формы. Форму импульсов характеризуют следующие параметры: А — амплитуда импульса; Л А — снижение вершины импульса, или скалывание импульса; часто более существенной является не абсолютная, а относительная вели- „ , АЛ чина скалывания, определяемая величиной Лд = —у-;
588 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ /ф — длительность фронта, определяющая время нарастания импульса; /с — длительность среза, определяющая время спадания импульса; 'и. а — активная длительность импульса, определяющая промежуток времени между фронтом и срезом, отсчитанный на уровне 0,5 Л; tH — длительность импульса, определяющая промежуток времени между началом появления импульса и его окончанием; Гпов — период повторения импульсов, определяющий интервал времени, отсчитанный от момента появления одного импульса до момента появления последующего; Q — скважность следования импульсов, определяемая отношением Т 1 И Скважность — безразмерная величина, превышающая 1. Обычно Q = Ю-5000. § 2. ПЕРЕДАЧА ИМПУЛЬСОВ ЧЕРЕЗ ЛИНЕЙНУЮ ЦЕПЬ Импульсные сигналы проходят через различные электрические цепи, при этом форма сигнала может измениться. В зависимости от реакции цепей на прохождение сигнала различают линейные частотнозависимые и час- тотнонезависимые цепи, а также нелинейные цепи. Линейными называются цепи, к которым применим принцип супер- позии, т. е. цепи, при расчете которых безразлично, рассматривать, ли действие на цепь одного сложного колебания или каждой из/ составляющих этого колебания отдельно и результаты сложить. Часто желательно сохранить форму импульса неизменной при прохождении его через линейную цепь. Условия неискаженной передачи импульсов через линейную цепь, а также свойства линейной. цепи удобно определять с помощью амплитудно-частотной и фазо-частот ной характеристик системы (см. гл. VI). Для неискаженной передачи сигналов через линейную цепь необходимо, чтобы амплитудно-частотная характеристика цепи была постоянной и независящей от частоты, а фазо-частотная характеристика изменялась пропорционально частоте [7]. Такие условия в реальных системах могут быть выполнены лишь в ограниченной полосе частот. Поэтому считают, что импульс передается практически без искажений, если линейность амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик сохраняется в полосе частот 1 И Наиболее распространенной в импульсной технике является электрическая цепь, состоящая из соединения конденсатора и сопротивления (RC-цепъ) *. Эта цепь не вполне удовлетворяет условиям неискажен- * Цепи, состоящие из соединения индуктивности и сопротивления либо из индуктивности, конденсатора и сопротивления, в импульсной технике применяются гораздо реже и здесь не рассматриваются. Подробное описание таких схем можно найти в литературе, список которой приведен в конце справочника.
ПЕРЕДАЧА ИМПУЛЬСОВ ЧЕРЕЗ ЛИНЕЙНУЮ ЦЕПЬ 589 ной передачи сигнала, поэтому форма импульса на ее выходе может резко отличаться от формы импульса на входе. Действия постоянного напряжения на переходную jRC-цепь. Пусть ко входу переходной /?С-цепи (рис. XII. 2,а) в момент времени /= О приложено постоянное напряжение U0 (рис. XII. 2,6"), под действием которого конденсатор С начинает заряжаться. Ток заряда изменяется по экспоненциальному закону от максимального значения j3UaKC-= — до нуля (рис. XII. 2,в). Напряжение на конденсаторе возрастает по экспоненте *__ «ft C «Й г J) мша ■t^r UtQ-e Рис. XII. 2. Переходная ЯС-цепь и осциллограммы, характеризующие воздействие постоянного напряжения на эту цепь. Величина т = RC называется от нуля до U0 (рис. XII. 2,г). Величина е== 2,71... является основанием натурального логарифма постоянной времени. Выходное напряжение изменяется по тому же закону, что. и ток заряда Таблица XII. I Величины, характеризующие процесс заряда конденсатора в цепи на рис. XII. 2, а t X 2т Зт 4 т бт "С 0,63 U0 0,865 U0 0,950 U0 0,982 U0 0,993 Uq 'a °>37/3.макс °>135/з. макс «*>'.. макс W18/,. макс О'00*/., макс уменьшаясь по экспоненте от U0 до нуля (рис. XII. 2,д). Скорость заряда зависит от величины постоянной времени цепи т. Зависимость тока * заряда конденсатора и напряжение на нем от времени с момента появления напряжения определяются данными, приведенными в табл. XII. 1. Прохождение прямоугольных видеоимпульсов через переходную 2?С-цепь. Пусть ко входу переходной #С-цепи в момент t == 0 приложено напря-
590 элементы и устройства импульсной техники /2 MUH -Uc.muh.it ~" "" Рис. XII. 3. Прямоугольный импульс и осциллограммы, характеризую* щие его воздействие на переходную /?С-цепь. "Л Т- и> /макс] Рис. XII. 4. Осциллограммы, характеризующие воздейстэие последовательности прямоугольных импульсов на переходную /?С-цепь.
ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ 591 жение U\ в виде одиночного положительного импульса (рис. XII. 3,а). Тогда на выходе цепи появляется напряжение, изменяющееся по закону ^^Ut-tic^Ut-Uoll-e т). Выходное напряжение отличается от входного (рис. XII. 3,в) тем меньше, чем сильнее неравенство т > Ти. При условиии т = ЗТИ выходной сигнал практически не искажается [9]. Осциллограммы напряжений на выходе переходной #С-цепи при воздействии на нее последовательностью импульсов (рис. XII. 4, а) приведены на рис. XII. 4,6 при Т > Ти и х >ТИ и на рис. XII. 4,в при Т > Тн и * < Ти. § 3. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ Дифференцирующие и интегрирующие 2?С-цепи. Переходная ЯС-цепь может быть использована в качестве дифференцирующей [7]. Напряжение на выходе емкостной дифференцирующей цепи (рис XII. 5) С +-Г—* Если постоянная времени RC мала, то <*/ U Погрешность дифференцирования обуслов- рис> XII. 5. Дифферен- —4г цирующая #С-цепь. лена составляющей —е *и, она тем меньше, чем меньше произведение RC. Для увеличения точности дифференцирования можно применять решающий усилитель (см. §8 гл. XIX). Если на вход дифференцирующей цепи поступает прямоугольный импульс (рис. XII. 6,а), то на ее выходе появляются два импульса (положительной и отрицательной полярности). Длительность положительного импульса на уровне U0 можно подсчитать по формуле ^1макс т0 = /?С1п-/; 'о Пример. Необходимо сформировать импульс длительностью т0 на уровне £/0= 0,135. Постоянная времени цепи RC = to In UM*™ In Т^Г °'135 Величину конденсатора С необходимо выбрать из условия С > (5 -г- •— Ю)СП, где Сп — паразитная емкость, схема обычно равная 20—50 пф.
592 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Простейшим интегратором может являться конденсатор, если входной величиной считать ток заряда /3» а выходной — напряжение ис на обкладках конденсатора, поскольку ток заряда и напряжение на обкладках конденсатора связаны с зависимостью *--И-! & Для того чтобы в качестве входной величины можно было использовать напряжение, а не ток, в цепь 'заряда конденсатора включают сопротивление, как показано на рис. XII. 7. Если величина сопротивления R достаточно велика, то зарядный ток конденсатора определяется в основном вели- . Ui чиной ^- и напряжение на кон- выражается зависи- денсаторе мостью ^«-jLjuxtf. ,(Ji макс Рис. XII. 6. Осциллограммы, характеризующие воздействие прямоугольного импульса на дифференцирующую #С-цепь. *- *- I «2 Рис. XII. 7. ЯС-цепь. Интегрирующая Для уменьшения погрешности интегрирования необходимо увеличивать постоянную времени RC. Однако при этом уменьшается величина выходного напряжения, так как уменьшается нарастание напряжения на конденсаторе. Ошибка интегрирования может быть определена по формуле Из этой же формулы можно определить допустимое время интегрирования с заданной точностью. Так, если #С= 5 сек и 6% = 1%, то «ж-0'1*-
ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ 593 Для увеличения точности интегрирования может быть также применен решающий усилитель (см. § 8 гл. XIX). 0.5 W Рис. XII. 8. Кривые зависимости ту = /I ogl для прямоугольных импульсов при различных отношениях длительности импульса к постоянной времени. Расчет емкостной интегрирующей цепи заключается в выборе значений R и С по заданной амплитуде, длительности и форме входного U\ и выходного U% импульсов напряжений. Кривые зависимости U для прямоугольных импульсов при различных значениях U 2 макс ведены на рис. XII. 8. Для удобства определения выходного напряжения на рис. XII. 9 дана кривая зависимости относительной амплитуды импульсов 1макс в г- -'(») при* U, 2макс Р = RC ^1макс 'и Приведенные графики справедливы, если сопротивление R значительно превышает внутреннее сопротивление источника входного напряжения. Чтобы не учитывать влияния паразитных емкостей, необходимо U1 макс 08 06 ОА Q2 п 0J5 Ю 1.5 2.0 Z5 3.0 3.5 £ Рис. XII. 9. Кривая зависимости относительной амплитуды импульсов 2 макс 1 макс ОТ р = RC величину емкости С выбирать в несколько раз больше паразитной емкости т. е. С>(5-М0)СП. Искусственные линии. Искусственной линией называется электрическая цепь, составленная из индуктивностей и емкостей, свойства которой близки к свойствам длинной линии. Искусственные линии в импульсной
604 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ технике используются в качестве накопителей энергии электрического или магнитного поля, для формирования мощных кратковременных импульсов прямоугольной формы и для задержки импульсов во времени [И. 15]. Применение искусственной линии для задержки импульсов во времени. Искусственные электромагнитные линии задержки применяются в тех случаях, когда необходимо получить задержки импульсов на время от десятых долей до десятков и даже сотен микросекунд. Эти линии состоят из некоторого числа идентичных Т-образных звеньев фильтра нижних частот типа К или типа т (т > 1). Время задержки импульса искусствен- ^^г W • ' а 1ГМ Lt*M 2mLK=L2 p 1С , „"Ту p 0 6 Рис. XII. 10. Схемы фильтров: a — тип К; б —тип т > 1; в — Г-образное полузвено типа т. ной линией, состоящей из п звеньев типа К (рис. XII. 10,а), определяется по формуле ^зад = п V LkCk- Для улучшения согласования линии с нагрузками в диапазоне частот на концах линии включают согласующие Г-ооразные полузвенья типа т (т'= 0,6), показанные на рис. XII. 10,*. Для расчета линии задержки, составленной из звеньев типа т (рис. •XII. 10,6), должны быть заданы время задержки Т^д» требуемая длительность фронта выходного импульса /ф и сопротивление нагрузки R. Пример. Рассчитать параметры линии задержки, если 7^ =? = 2 мсек, /ф= 0,1 мксек; /? = 150 ом (рис. XII. 10,6). При расчете частоту выражаем в герцах, емкость — в пикофарадах, индуктивность — в микрогенри, время — в секундах, сопротивление — в омах. Определяем число звеньев типа /я= 1,27 при двух оконечных согласующих полузвеньев с т' = 0,6, при этом удовлетворяется условие минимального искажения сигнала в линии *1'1 0,1- 1,27 -Т^16'83' Принимаем я= 17. Находим критическую частоту линии $ 1 / . /х 1,27 - 17 + 0,6 ос 1ЛЙ 'ко = Zt"<m/l + т) =» — А **3»5... 10е ец. Р яГ8ад я-2-10^6
ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ 595 Определяем параметры звена линии 4т я/кр 4 • 1,27 т« —1 /?10б 1,27 — 1 4т я/кр "" 4.1.27- 13,6 = 1,63 лскги; em = i^L = l(27.770 = 980^, ^общ = 2Li + 2М = 14 + 3,26 = 17,26 мкгн. Для согласующих полузвеньев (рис. XII. 10,в) параметры определяются следующим образом: ' m' R10* 0,6 nfi_41 MK,W ьз = -о"#—*— =-^-• lo,b = 4,1 мкгн, г я/кр г Импульсные трансформаторы. Импульсные трансформаторы обычно применяются в следующих случаях: а) для согласования генератора импульсов с нагрузкой; б) для повышения или уменьшения амплитуды импульсов; в) для . изменения полярности импульсов; г) для разделения цепи по постоянному и переменному току; д) для создания сильной положительной обратной связи в блокинг- генераторе [3,7]. Основное требование, предъявляемое к импульсным трансформаторам,— передача импульса с минимальными искажениями. Для улучшения передачи фронта и спада импульса необходимо, чтобы паразитные емкости монтажа и междувитковые емкости обмоток были минимальны. Уменьшение междувитковых емкостей достигается применением сердечников малых размеров и обмоток с небольшим числом витков, однако при этом снижается э. д. с. в обмотках. Чтобы получить достаточно большую э. д. с. на обмотках, следует применять сердечники из специальных сортов стали (кремнистой трансформаторной стали, пермаллоя и др.), имеющих высокую магнитную проницаемость. Для уменьшения потерь, обусловленных вихревыми токами, сердечники трансформаторов следует набирать из очень тонких листов (0,05—0,1 мм). Рекомендуется также применять тороидальные сердечники из ферритов, имеющих высокую магнитную проницаемость и большое удельное сопротивление, снижающее потери на вихревые токи. При питании первичной обмотки трансформатора периодическими униполярными импульсами процесс намагничивания сердечника трансформатора отличается от процесса намагничивания переменным током. Отличие состоит в том, что рабочая точка на кривой намагничивания движется не по обычной петле, а по предельной петле частного цикла (рис. XII. И). Отношение = fiA называют магнитной проницаемостью на част- ном цикле, которая при импульсной работе имеет то же значение, что и
596 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ обычная проницаемость при работе на переменном токе. Так, влчастности, индуктивность обмотки трансформатора с тороидальным сердечником в импульсном режиме 1 ' .ж где Wi — число витков первичной обмотки; 5Ж— сечение железа сердечника; /ж — длина магнитной линии в железе. Магнитная проницаемость рА как правило составляет 0,3—0,6 величины магнитной проницаемости, определяемой по основной кривой намагничивания. Обмотки трансформаторов обычно выполняются однослойными и располагаются рядом для уменьшения емкости между ними. Если одна обмотка наматывается поверх другой, то между ними помещается заземляемый электростатический экран. Первичная обмотка обычно содержит 50—200 витков, .^коэффициент трансформации выбирается равным 0,25—5. Иногда трансформаторы делают с тремя и более обмотками, однако при этом увеличиваются паразит-, ные емкости схемы и ухудшается форма выходных импульсов. В 0 1 ~--Д# — Ав f н Рис. XII. 11. Кривая намагничивания. § 4. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФОРМЫ НАПРЯЖЕНИЯ — ОГРАНИЧИТЕЛИ Амплитудным ограничителем называется схема, напряжение на выходе которой меняется пропорционально входному напряжению до тех пор, пока входное напряжение не превысит порога ограничения [8], [9]. При помощи ограничителей можно отбирать импульсы по полярности и амплитуде и подавлять ложные импульсы помех. Ограничители могут быть использованы для формирования прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения, а также для получения остроконечных импульсов. Применяются ограничители следующих видов: последовательные диодные; параллельные диодные; транзисторные; сеточные; анодные. Последовательные диодные ограничители. В последовательном диодном ограничителе ограничивающий диод включен последовательно с сопротивлением нагрузки (рис. XII. 12). При использовании ламповых диодов сопротивление нагрузки необходимо выбирать из условия * н » Ъ Д. пр' где #/д пр — сопротивление диода в открытом состоянии, равное 0,2—1,0 ком, но не более 0,5—1 Моя. При увеличении сопротивления RH возрастает длительность заряда и разряда паразитных емкостей схемы, что приводит к искажению формы выходного сигнала.
НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ — ОГРАНИЧИТЕЛИ 597 Если используются полупроводниковые диоды, то сопротивление нагрузки выбирается из условия Я/д. обр>#н ^#/д. пр» где #/д обр- сопротивление запертого диода. Прямое и обратное сопротивление диода зависит от его типа и величины приложенного к нему напряжения. Рис. XII. 12. Схемы последовательных диодных ограничителей на нулевом уровне и диаграммы напряжений, иллюстрирующие их работу: а — ограничение снизу; б — ограничение сверху. Для диодов типа Д2А -f- Д2Е обратное сопротивление R{ д ^ = 0,1 —1,0 Мои*, а прямое Rc д пр ж 0,2—3 кол*. Для диодов типа Д101 Ч- ДЮЗ чд. обр* 2,0—10,0 Мом, #,.д пр» 1,0—10 ком. Если требуется ограничение не на нулевом уровне, то в схему необходимо ввести источник напряжения Е (рис. XII. 13), величина и полярность которого определяет уровни ограничения и моменты отпирания и запирания диода. Для ограничения на положительном уровне необходимо изменить полярность включения источника напряжения. Параллельные диодные ограничители. В схеме параллельного диодного ограничителя диод подключается параллельно сопротивлению нагрузки. Последовательно с диодом необходимо включить ограничительное сопротивление ROTV (рис. XII. 14). Для нормальной работы лампового параллельного диодного ограничителя необходимо выбирать элементы схемы в соответствии с неравенством #н > #огр ^ Я/ д. пр-
598 элементы и устройства импульсной техники Обычно выбирают /?огр = 5000—50 000 ом. При использовании полупроводникового диода необходимо еще выполнить дополнительное условие Яд. обр ^ ^огр' Если требуется ограничение на уровне, отличном от нулевого, то последовательно с диодом необходимо ввести источник напряжения. "6х\ КИ </Л IJ "бых ¥- J& Чж —«/ "выл Рис. XII. 13. Схемы последовательных диодных ограничителей на отрицательном уровне и диаграммы напряжений, иллюстрирующие их работу: а — ограничение снизу; б — ограничение сверху. Схемы параллельных ограничителей на отрицательном уровне и диаграммы напряжений, иллюстрирующие их работу, приведены на рис. XII. 15. Ограничители на кремниевых стабилитронах. Высококачественные ограничители можно получить, используя кремниевые стабилитроны [4], [13]. Ограничители на кремниевых стабилитронах могут быть как параллельного, так и последовательного типа с учетом того, что в кремниевом стабилитроне диод и источник смещения представляют собой одну цепь. Схемы элементарных ячеек ограничителей на кремниевых стабилитронах КС приведены на рис. XI 1.1 о, где Е0 и Еп соответственно напряжения ограничения в прямом и обратном направлениях. Высокое качество ограничения достигается за счет большого различия обратного и прямого сопротивления диода (4^ = 10«-г5.10«У \ Яд-пр /
НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ —ОГРАНИЧИТЕЛИ 599 Рис. XII. 14. Схемы параллельных диодных ограничителей на нулевом уровне и диаграммы напряжений, иллюстрирующие их работу: а — ограничение сверху; б — ограничение снизу. б Рис. XII. 15. Схемы параллельных диодных ограничений на отрицательном уровне и диаграммы напряжений, иллюстрирующие их работу: а — ограничение сверху; б — ограничение снизу.
600 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Сопротивление R в схеме ограничителя выбирается равным 75—100 ом. Поэтому источник входного сигнала должен иметь низкоомный выход. К недостаткам ограничителей на кремниевых стабилитронах следует прежде всего отнести невозможность плавной регулировки уровня ограничения. Чтобы регулировать этот уровень, в схему ограничителя необходимо ввести регулируемый источник смещения. R иЗл кс Шыя 1\U4 ,ш, I fjfc ксЛмиг ибыл П^ г щ£?ы'<£ь* КС , rjffir W^'-Uk k. "Si fi- Ub, R A — 0 v- Рис. XII. 16. Схемы элементарных ячеек ограничителей на кремниевых стабилитронах. Некоторые практические схемы сложных ограничителей на стабилитронах приведены на рис. XII. 17 и XII. 18. Схемы на'рис.ХП. 17 представляют собой комбинации из двух элементарных ячеек ограничителей. Они осуществляют ограничение входного однополярного или знакопеременного сигнала по максимуму и минимуму одновременно. Схема на рис.ХН.18 позволяет получить амплитуду ограниченных знакопеременных сигналов до 100 е. Уровень ограничения можно регулиро-
НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ — ОГРАНИЧИТЕЛИ 601 Щых\ a=j /? КС3 КСи Щх I /ГС,* V 1 е.с О I Eorfm i f*' кс* Тле/3 кСвХдвю КСтЖ Д815 кслмв/з "быхк ~ о Г\ ! ^ Рис. XII. 17.. Схемы сложных ограничителей на кремниевых стабилитронах и диаграммы напряжений, иллюстрирующие их работу: а —ограничитель» позволяющий срезать вершину и основание входного сигнала; б — ограничитель, позволяющий выделить среднюю часть знакопеременного входного сигнала. Рис. XII. 18. Схема двухстороннего высоковольтного ограничителя на кремниевых стабилитронах.
602 элементы и устройства импульсной техники вать скачками при помощи переключателей П\ и Пг, а амплитуду выходных импульсов можно плавно менять потенциометром Ri. Ограничители на транзисторах. Схема, приведенная на рис.ХП.19, в зависимости от выбора величины сопротивления R$ и величины входного напряжения может работать в качестве двухстороннего ограничителя или ограничителя сверху и снизу. Для получения двухстороннего симметричного ограничения колебаний необходим начальный ток базы 7^, определяемый величиной сопротивления R& Диод Д предназначен для фиксации положения рабочей точки (предупреждения ее смещения, вызванного зарядом переходной емкости Сб через нелинейное входное сопротивление транзистора). Рассмотрим пример расчета такого ограничителя. Пример. Рассчитать ограничитель, лредназначенный для формиро- n ytt к» г вания прямоугольных импульсов из Рис. XII. 19. Схема ограничи- синусоидального напряжения. Зада- теля на транзисторе. но^ амплитуда выходных импульсов £/т> 5 в; длительность фронта t^== =1 мксек; частота входного напряжения /= 100 кгц; диапазон температур от —50° С до +60° С. При расчете напряжение выражаем в вольтах, ток — в амперах, частоту — в герцах, время — в секундах, сопротивление — в омах, емкость—в фарадах. Выбираем тип транзистора. Вначале находим допустимое коллекторное напряжение * Предельную частоту усиления по току транзистора в схеме с общей базой определяем по заданной длительности фронта по следующей приближенной формуле: /a«15-i—= г = 2,4 • 10в гц. 2я'Ф 6,28. Ю-6 По найденным величинам UK доп и/а выбираем транзистор типа П406. Параметры транзистора П406 приведены в табл.ХШ.32 и XIII.33 Сопротивление RK выбираем по максимально допустимому току коллектора -^ п °№к 0,8 • 6 олп 'к. доп 5*10 где /к доп — максимальный ток коллектора. Определяя амплитуду входного тока и напряжения учтем, что при изменении коллекторного тока от нуля до насыщения входной ток по форме должен быть близок к прямоугольному (рис; X 11.20).
НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ-ОГРАНИЧИТЕЛИ 603 Допустимую длительность фронта /ф вх входного импульса принимаем равной /ф вх = 0,1 /ф = ОД • Ю-6 сек. Амплитуду входного тока вычислим по формуле 5 • 10~3 /вх. макс Ря#ф. вх 20 • Я • 100 • № . 0,1 • 10- . 8 • 10—^а, где Р — коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером при максимальной температуре (см. табл. VI 11.33). Амплитуду входного напряжения найдем по формуле ^вх. макс == *вх. макс"11» где ftu — входное сопротивление транзистора, измеренное при коротком замыкании его выхода и составляющее для триода П406 90 ом. Рассчитаем теперь сопротивление /?б. Для этого найдем ток базы /^ в исходном состоянии, т. е. ток, при котором рабочая точка расположена в центре активного участка нагрузочных характеристик, Л. в _5- IP"3 ***** 20 ~ 2-20 : Тогда . 125 • Ю-6* Я*« и :48- 10» ОМ. 'бо 125 • Ю-6 Величину емкости Сб определим по формуле 20 20 Сб- f = 2,2- 10-V Рис. XII. 20. График изменения входного тока ограничителя. huf ~90 • 100 . 103 Выбираем диод Д. Для этого находим обратное пробивное напряжение ^обр. доп > ивх. макс = °»72 в и сопротивление диода в прямом направлении #пР « Ли = 90 ом. Выбранный диод должен быть высокочастотным. Этим требованиям удовлетворяет диод типа Д2В с параметрами £/обр доп =40 в и #пр « 1-00 ом (см. табл. VIII.18). Сеточные ограничители. Используя сеточные ограничители, можно получить ограничение сверху с последующим усилением. Промежуток сетка—катод (рис. X 11.21) можно рассматривать как диод с сопротивлением "с Лс.к=~ в схеме параллельного диодного ограничения при нагрузке RB = со. Напряжение на сетке ис = ui при т + Е < 0 и ие « «1 - при «1 + Е > 0. Логр
604 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Сопротивление RCK обычно составляет 1—2 ком. Сопротивление /?огр следует выбирать из условий #огр»^iKh.R + Rorp < /?доп, где#доп— максимально допустимое сопротивление утечки лампы. В схеме сеточного ограничителя рекомендуется использовать лампы типов 6Н2П и 6Н1П. Тогда R + #огр<0,5 Мом, Rorp = (20 -т- -т- 300) ком, Ra = (15 -г- 50) ком, Ег = (150 -г- 250) в. При увеличении сопротивления Rorp усиливается влияние входной паразитной емкости, поэтому сеточный ограничитель применяют только на частотах до сотен килогерц. Рис. XII. 21. Анодно-сеточный ограничитель: а — принципиальная схема; б — характеристика лампы. Анодный ограничитель. В анодном ограничителе возможно как ограничение снизу (за счет отсечки анодного тока), так и сверху (за счет перераспределения токов с выходом в область критического режима при использовании пентодов). Ограничение сверху применимо только при малом сопротивлении источника ограничиваемого напряжения и вследствие этого используется редко. Режим ограничителя удобно выбирать по анодным характеристикам лампы. Для четкого ограничения необходимо применять лампы с резкой отсечкой анодного тока. § 5. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА Мультивибраторы. Мультивибратором называется релаксационный генератор, вырабатывающий электрические колебания, форма которых близка к прямоугольной. Он представляет собой двухкаскадный усилитель на сопротивлениях, причем выход каждого из усилителей замкнут на вход другого усилителя (рис. X 11.22). Если произведение коэффициента усиления каскадов /d/C2 > 1, то схема будет генерировать. Мультивибратор может работать в трех различных режимах: автоколебательном, синхронизации и ждущем.
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 605 При работе в режиме синхронизации на мультивибратор извне подают синхронизирующее напряжение, частота которого определяет частоту повторения импульсов, вырабатываемых мультивибратором. В ждущем режиме в мультивибраторе создаются условия сохранения одного устойчивого состояния. Из этого состояния на время одного цикла работы ждущий мультивибратор можно вывести, подав на него специальный пусковой импульс. Мультивибраторы могут генерировать импульсные напряжения с частотой от единиц герц до нескольких сотен килогерц с крутизной фронта, Рис. XII. 22. Схема мультивибратора с нулевыми сетками и диаграммы напряжений, иллюстрирующие ее работу. достигающей 5ф = 500 -г- 1000 в/мксек. При сохранении удовлетворительной формы выходных сигналов скважность о импульсов может достигать 10, а в специальных схемах ее можно повысить до 100. Период повторения импульсов для схемы, представленной на рис. X 11.22, определяется по формуле Т «(1,8— 2,0) (7V+ ТД = (1,8 -г 2,0) (^Сх + /^Q, где 7i и Га — длительность обеих частей периода колебаний. Для уменьшения длительности переднего фронта импульса необходимо уменьшать величины #а и С. Предел уменьшения сопротивления Ra определяется требуемой величиной амплитуды импульсов, уменьшением коэффициента усиления каскада, а также допустимой мощностью рассеивания на аноде лампы. Величину сопротивления Ra обычно выбирают в пределах 1—50 ком. Предел уменьшения емкостей С\ и С2 определяется паразитными емкостями лампы и монтажа, величина которых составляет 20—25 пф. Чтобы избежать влияния схемы ламп на частоту колебания, необходимо выбирать минимальную емкость конденсаторов Сг и С2 в 5—10 раз больше паразитной емкости схемы. Сопротивления Rc выбирают из условия Яс>.(5-М0)Яа. Сопротивления Rc не должны превышать максимально допустимое сопротивление утечки сетки для выбранного типа лампы.
606 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Наиболее подходящими лампами для мультивибраторов являются двойные триоды типов 6Н1П, 6Н2П, 6НЗП, 6Н6П, 6Н15П, 6Н16Б, 6Н17Б-, 6Н8С, 6Н9С. Схема мультивибратора с положительными сетками приведена на рис. X 11.23. В этой схеме обеспечивается повышенная стабильность частоты повторения импульсов (1 — 1,6% при относительном изменении питающего напряжения на 5%) за счет большой скорости изменения напряжения на сетке вблизи уровня порогового напряжения. Поэтому изменения этого уровня, обусловленные колебаниями напряжения питания Рис. XII. 23. Схема мультивибратора с положительными сетками. Рис. XII. 24. Схема мультивибратора, генерирующего прямо большой скважности. генерирующего прямоугольные импульсы эй либо сменой ламп, приводят к меньшему изменению длительности генерируемых импульсов. Период повторения колебаний мультивибратора с положительной сеткой (а также длительности обеих частей периода колебаний) ориентировочно можно определить по формуле - 2 - ^ • Сопротивление Rc выбирается, исходя из величины сеточного тока, при котором мощность рассеивания на сетке не превышает допустимой. Схема на рис. XII.24 может генерировать импульсы большой скважности (о = 100) при сохранении удовлетворительной формы импульсов. Величина /?огр составляет 100—300 ком, ускоряющую емкость С2 выбирают равной 50—150 пф, сопротивление /?к = 10—50 ком, a Ci > С. Период повторения колебаний ориентировочно подсчитывается так же, как и для мультивибратора с нулевыми сетками. Схему целесообразно применять при генерировании импульсов, длительность которых превышает сотни микросекунд. Для повышения стабильности периода повторения сопротивления #Cl и ЯСа следует подключать к источнику питающего напряжения £а. При этом период повторения ориентировочно можно определить так же, как и для схемы с нулевыми сетками. В режиме синхронизации синхронизирующее напряжение исин подается через разделительную емкость ср.
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 607 Синхронизация применяется для получения строго определенной частоты колебаний генератора. Частота колебаний синхронизированного мультивибратора может быть равна частоте синхронизирующего напряжения или быть меньше ее в целое число раз. Стабильность частоты вынужденных колебаний определяется стабильностью частоты синхронизирующего напряжения. Обычно выбирают /син = (°>7 4-0,85)7^. Синхронизацию можно осуществлять импульсами как положительной, так и отрицательной полярности. Амплитуда импульсов отрицатель- 1 П Цсин 01 J 0,5 \ i i J.?0«[boJ JTlH Рис. XII. 25. Схема симметричного мультивибратора с нулевым смещением. При изменении емкости конденсатора С в пределах 100 пф до 0,1 мкф схема генерирует симметричные прямоугольные импульсы с частотой ^повт = 8Q «И» -г Ю- Щ. Рис. XII. 26. Схема симметричного мультивибратора с положительным смещением. Пределы регулировки частоты «Рповт = = 20-^800 гц. ной полярности может быть взята в несколько раз меньше амплитуды импульсов положительной полярности. Возможен также и режим деления частоты. В этом случае частота синхронизирующего напряжения значительно выше частоты собственных колебаний мультивибратора (/^н> /мулы)» а частота вынужденных колеба- ний ^мульт в Целое число раз меньше частоты синхронизирующего напряжения. Коэффициент деления частоты п =• 'СИН зависит не только от вы- мульт бора частот §ат и f^^, но также и от амплитуды синхронизирующего напряжения. При уменьшении амплитуды синхронизирующего напряжения увеличивается коэффициент деления, однако при этом понижается устойчивость синхронизации схемы. Устойчивый режим деления частоты в схемах мультивибраторов получается при коэффициенте деления частоты л <Z 10. Практические схемы делителей частоты приведены на рис.. X 11.25 и рис. АII.26.
608 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Схема мультивибратора на транзисторах показана на рис. XI 1.27 Период повторения генерируемых импульсов Т-Тг + Тг «0,7(RsCb + R6Crf. fr-Ем V> *-t Рис. XII. 27. Схема мультивибратора с коллекторно-базовыми связями и диаграммы напряжений на коллекторе и базе транзистора. максимальная скважность Q«I+0,3p, где р — коэффициент усиления транзистора по току для схемы с общим эмиттером. 0+2506 П50И Т 0.25. f " V +£< YhoH 0.0/Y . . Щ25 Рис. XII. 28. Схема мультивибратора с катодной связью. Рис. XII. 29. Схема мультивибратора с реостатно-емкостной связью. Недостатком рассмотренной схемы является плохая форма отрицательных перепадов импульсов на коллекторах транзисторов. Длительности фронтов отрицательных перепадов: 7ф,«2,ЗЯкСб1. Практическая схема мультивибратора с катодной связью приведена на рис. XII.28. Характеристика схемы: при Сс = 5100 пф Fn0BT = 250гц -^ ~ 1,5 кгц, при Сс = 1000 пфГП0ВТ = 1,5 -г 8 кгц, при Сс = 50 пф Fn0BT = == 25 -г 100 кгц.
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 609 Схема мультивибратора с реостатно-емкостной связью изображена на рис. X 11.29. Схема генерирует несимметричные колебания с частотой Fn0BT = 250 гц и скважностью о = 10. Схема генератора импульсов с малым числом элементов показана на рис. X 11.30. Характеристика схемы: при С = 4000 пф Fn0BT = 3500 гц, при С = 7100 пф Fn0BT = 2000 гц, при С = 11 000 пф Fn0BT = 1300 гц. Частоту повторения импульсов для этой схемы можно определить по формуле -2CiR+Rl)ln[^fw+l]' где R; и [А Q+2506 параметры лампы. J6H1fl -206 ц» г 0" ра' Рис. XII. 30. Схема генератора импульсов с малым числом элементов. Рис. XII. 31. Схема мультивибратора на транзисторах. Схема может генерировать импульсы с частотой повторения до 5 Мгц. Схема мультивибратора на транзисторах приведена на рис. X 11.31. Сопротивление R подбирается при настройке, в режиме синхронизации на базу одного из транзисторов через диод подаются отрицательные импульсы. При С = 1000 пф схема генерирует импульсы с триодом повторения ТП0ВТ = 50 мксек, выходное напряжение ив 14 е. Схемы, выполненные на лампах с холодным катодом (рис. X 11.32), характеризуются большой экономичностью и надежностью. Малая частота повторения импульсов, не превышающая 5 ~ 10 кгц, ограничивает возможности применения этих схем. Ждущий мультивибратор представляет собой генератор прямоугольных импульсов с внешним возбуждением. Ждущие мультивибраторы применяются для формирования широких импульсов из узких запускающих, подаваемых на вход; для задержки импульсов на определенное время и т. п. *•■ Схема ждущего мультивибратора с катодной связью приведена на рис. XII. 33. Величины сопротивления R и емкости С подбирают экспери- 20 120
610 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ ментально. Мультивибратор генерирует импульсы длительностью Ти =■ = 50-7- 200 мксек при ивх > 20 в и ивых = 50 -f- 65 е. Схема ждущего мультивибратора с запускающей лампой показана на рис. X 11.34. Величины сопротивления R и емкости С подбираются при *100+WB МТХ-90 0+100+1608 0,2 о, t—4-ньн I МТХ-90 М7Х-90\ —1Ь >5000 МТХ-90 Рис. XII. 32. Схемы мультивибраторов со связью гасящими конденсаторами. наладке. Длительность генерируемых импульсов Ти = 30 мксек, входное напряжение нвх > 20 в, выходное ивых = 160 -г 200 в. Стабильность длительности: при изменении напряжения накала на ±10% 6ТИ = 0,1 -т- 0,2%, при изменении анодного напряжения на ±10% 6ГИ = 1%, при смене ламп бТи = 1-т-2%. +1506 Рис. XII. 33. Схема ждущего Рис. XII. 34. Схема ждущего мультиви- мультивибратора с катодной братора с запускающей лампой, связью. Схема несимметричного ждущего мультивибратора на транзисторах изображена на рис/ХН.35. Характеристики схемы: нвх > 4 в, Твх = 1 -f- ~ 2 мксек, ивых = "l3 в, Ти = 2 ~ 10 мксек, Fn0BT = 50 -7- 200 кгц. Величина емкости С подбирается при наладке.
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 611 Схема ждущего мультивибратора с непосредственной связью приведена на рис. X 11.36. Характеристики схемы: ивх > 3 в, Твх = 1 -г -~ 1,5 мксек, ивых =10 в, Ти = 2 ~ 5 мксек, FnoBT = 100 ~ 200 кгц. Величины сопротивления R и емкости С подбираются при наладке. Мультивибратор может работать без первого транзистора. На рис. XII. 37 приведена схема ждущего мультивибратора на тиратронах с холодным катодом типа МТХ-90. Длительность импульсов, генерируемых схемой, регулируется изменением величин Rt Си £а. Устройства с линейным разрядом емкости. Тиратронная схема г е н ер а то ра л и <* Рис х„ 35. Схема несимметрич- неино нарастающего жготрт т^лпьтииибпатопа на н-апряжения (рис. XII. 38). ного жДУЩего МуЛЬТИТВ0аНР^^^^^^ Схема отличается большой просто- F F той и надежностью. Линейность RC напряжения определяется величиной -=- и тем выше, чем больше это от- ношение, а отклонение от линейности выражается формулой _£и_ » =1-е RC Еа=Ю0Ч508 где Тн — время заряда конденсатора С через сопротивление R = Ri + Rz- Рис. XII. 36. Схема ждущего мультивибратора с непосредственной связью. Рис. XII. 37. Схема ждущего мультивибратора на тиратронах с холодным катодом. Длительность импульса и скорость его нарастания регулируется изменением величин Rl9 R2t С. Фиксирующая схема на диод 6Х2П предотвращает самопроизвольное зажигание тиратрона в режиме синхронизации. Генератор работает надежно при частоте повторения синхронизирующих импульсов до 30 кгц. Работа на более высоких частотах неустойчива, 20*
612 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ так как необходимо время для деионизации тиратрона между интервалами запуска. Генераторы линейно нарастающего напряжения работают на частотах от единиц герц до сотен килогерц. Нелинейность выходного напряжения достаточно мала (обычно ен <Г5%). Принципиальная схема такого генератора показана на рис. XI 1.39. При указан- о + 4005 6ПП «/ Рис. XII. 38. Схема тиратронного генератора с фиксирующей схемой. ных на рисунке параметрах частоту колебаний можно изменять от 10 гц до 100 кгц. Схема генератора импульсов напряжения пилообразной формы с положительной обратной связью приведена на рис. X 11.40. Эта схема применяется, если требуется получить, линейно нарастающее пилообразное напряжение с малым коэффициентом нелинейности при больших амплитудах выходного напряжения. При указанных на рисунке параметрах амплитуда выходного напряжения нвых = 120 в, длительность импульса Тп = 2 мсё/с, частота следования управляющих импульсов Fynp =250 гцу коэффициент нелинейности ен <:5%. Генератор линейно падающего напряжения (а в т о к о л е б а т ел ьный р е ж и м). Схема такого генератора на пентоде с анодно-сеточной связью представлена на рис. XII.41. При выборе параметров схемы можно руководствоваться следующими соображениями. Тип лампы: 6Ж2П, 6Ж2Б, 6А7, 6А2П. Величина анодной нагрузки Ra == 50 г^- 300 ком. При увеличении /?а улучшается линейность пилообразного напряжения, но увеличивается время восстановления схемы (временной интервал h — /2). Величина хронирующей емкости Ci = 300 — №000 лф. Сопротивление /?Ci не должно превышать допустимого сопротив-
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 613 4+3005 "вых Рис. Xil. 39. Схема генератора линейно нарастающего напряжения. ления смещения для выбранной лампы. Емкость & и сопротивление RCt определяют длительность линейно падающего напряжения. Сопротивление в цепи экранирующей сетки RCt < #a. Время, в течение которого лампа остается запертой по антидинатронной сетке (ин- Ео = +3006 тервал времени h — tz), зависит от постоянной времени CtRCi и величины порогового напряжения по третьей^ сет ке лампы. Обычно > (0,1 -f- 0,2) CxRa В рассматриваемой схеме, собранной на лампе 6Ж4, при Ra = 1 Мом, R^ = =2 Мом, Ci= 2000 пф, Rc = =80 ком, С2= 8200 пф, Rc*a= =2 ком, £а=200 в вырабатывается пилообразное, напряжение с частотой около 2 гц. При использовании лампы 6Ж2П и /?Ci=/?a=3 = 0,51 Mom, Ci=2000 пф, d = 1000 пф, RCa = 2 ком, лообразное напряжение с частотой 3—4 гц tJ~ уСиМ2о?еНАНая схема может работать-в заторможенном режиме Ц>ис.ХИ.42). Амплитуда импульса составляет 25—30 в. Пределы измене- С2Я Са > Рис. XII. 40. Схема генератора линейно нарастающих импульсов с положительной обратной связью по напряжению. R^ = ^ком, £а = 250 в генерируется пи-
614 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ к Рис. XII. 41. Схема гене- иамн ратора линейно падаю- . щего напряжения и диаграммы напряжения, иллюстрирующие ее работу. %♦ -fi с,о "^ у- mj -v •щ ННмГТТЧ 2000 Рис. XII. 42. Схема заторможенного генера- Рис. XII. 43. Схема фанта- тора с линейным разрядом конденсатора, строна с катодной связью.
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 615 -0Ш ния управляющего напряжения 10 -т- Ю0 в. При емкости конденсатора С = 220 пф длительность выходного импульса изменяется от 10 до 220 мксек, а время восстановления лежит в пределах 2 -т- 30 мксек. При увеличении емкости С до 4700 пф длительность выходного им- ""£ X X—I" пульса изменяется от 190 до 5000 мксек, а время восстановления — от 20 до 100 мксек. Ф антастрон представляет собой релаксационный генератор линейно изменяющегося напряжения, вырабатывающий высокостабильные импульсы (относительная временная нестабильность равна 0,1% при изменении накального или анодного напряжения на 10%). Отклонение от линейности между величиной управляющего напряжения и длительностью импульса может быть уменьшено до 0,1%. Для получения высокой линейности сопротивление анодной нагрузки выбирают равным 0,5—1,5 Мом. В схемах фантастронов наиболее часто используются лампы типов 6Ж2П, 6Ж2Б, 6А2П, 6А7, 6Ж8, 6А10С и др. Рис. XII. 44. Схема фантастрона с регулируемой длительностью импульса. Й ^Ml IF Рис. XII. 45. Схема фантастрона с малым временем восстановления. Для запуска фантастрона требуются импульсы с амплитудой, превышающей 30 в, и длительностью не меньше 1—2 мксек. Фантастрон, в котором не используется катодный повторитель для уменьшения времени восстановления напряжения на конденсаторе С, следует запускать спустя время, составляющее приблизительно 50% от длительности выходного импульса. В противном случае фантастрон либо не запустится, либо длительность выходного импульса будет значительно отличаться от ожидаемой.
616 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Схема фантастрона с катодной связью, выполненного на лампе 6А2П, приведена на рис. XI 1.43. Длительность импульсов, вырабатываемых схемой, Тя = 2500 мксек, время восстановления Тв= 1500 мксек. Схема фантастрона с регулируемой длительностью импульса, изображена на рис. X 11.44. Характеристики схемы: иупр — 30 ~ 150 в, Ти = =5 4- 180 мксек, «ВЫХ|= 80 + 20 е, ивых,=20 е, нВЫХз =20 в, изап = 40 е. Рис. XII. 46. Схема фантастрона с малым временем восстановления и плавной, регулировкой длительности выходного импульса. Схема фантастрона с малым временем восстановления показана на рис: XII.45. При иуПр= 30 —140 в и С — 50 пф Ти мин = 5 мксек, при С = = 30 000 пф Тп мин == 22 мсек. Схема фантастрона с малым временем восстановления й плавной регулировкой длительности выходного импульса приведена на рис. X 11.46. Рекомендуемые значения параметров элементов схемы указаны в табл. X II.2. Таблица XII. 2 Рекомендуемые значения параметров элементов схемы, приведенной на рис. XII. 46 «г Обозначени элемента о мы Ri R* R» R* Максимальное время задержки 500 мксек 68 ком, 2 em 5,6 ком, 1 em 20 ком, 10 em 8,2 ком, 1 em 1 Mom, l em 90 пф 2,5 мсек 68 ком, 2 em 6,2 ком, 1 em 20 ком, 10 em 6,2 ком, 1 em 2 Mom, l em j 475 пф 10 jmwc 50 /ош, 2 em 5 /со*, 1 em 15 лсши, 10 em 5,6 ком, 1 em 5 Mom, 1 em 2000 лф. 50 мсек 50 /еол«, 2 em 5 /ссш, 1 em 15 ком, 10 em 5,6 ком, 1 em 5 Af <ш, 1 em 5000 яф . I Допуск, % 5 5 5 5 20 10
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 617 Все схемы генераторов пилообразного напряжения можно составить на транзисторах (рис. X 11.47 и X 11.48) по аналогии со схемами на электронных лампах. Характеристики приведенных схем: Граб =250 мксек, Т^р — = 100 мксек, коэффициент нелинейности ен < 3%, *°шкс= 60° С Ef'2» Рис. XII. 47. Схема и диаграммы напряжений генератора линейно нарастающего. напряжения на транзисторах. ft-J» ад- Рис. XII. 48. Схема генератора фантастронного типа на транзисторах типа П13А (Р > 30) и диаграммы напряжений, иллюстрирующие ее работу. Блокинг-генераторы. Блоки нг-генератор представляет собой релаксационный генератор импульсов, выполненный в виде усилителя с сильной трансформаторной положительной обратной связью [1|, [12], 'Щ. Генерируемые им импульсы имеют форму, близкую к прямоугольной, скважность импульсов — от нескольких единиц до десятков тысяч, а дли-
618 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ тельность — от долей микросекунды до сотен микросекунд. Частота повторения импульсов может составлять от нескольких герц до нескольких сотен килогерц. Стабильность частоты блокинг-генератора ниже, чем мультивибратора и составляет 5—10%. Для повышения стабильности колебаний блокинг-генератора применяют схемы с положительной сеткой либо с резонансным контуром, настроенным на частоту повторения импульсов, и фиксирующим диодом. В таких схемах нестабильность частоты не превышает 1%. Рис. XII. 49. Схема блокинг-генератора и диаграммы напряжений, иллюстрирующие ее работу. ~Ъ^± сс /±\ ( 0*Е, пШ Длительность фронтов импульсов мало зависит от длительности импульсов и может составлять сотые доли микросекунды. Схема блокинг-генератора представлена на рис. XI 1.49. Минимальная длительность импульса, вырабатываемого схемой, определяется индуктивностью рассеяния Ls и паразитной емкостью Сп трансформатора, приведенными к первичной обмотке, Гни «Я/Ж В обычной схеме блокинг-генератора с существующими импульсными трансформаторами (см. табл. ХИ.З) можно получить импульсы ^минимальной длительностью 0,2—0,3 мксек. Длительность импульсов регулируется изменением емкости конденсатора Сс, а частота повторения — изменением сопротивления Rc. Частоту повторения импульсов неудобно регулировать изменением емкости Сс# так как это приводит одновременно и к изменению длительности импульсов. Условие самовозбуждения блокинг-генератора выполняется при nSrc > 1,
. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 619 где п = коэффициент трансформации; 5 — крутизна характеристики лампы; гс — сопротивление участка сетка— катод лампы при наличии сеточного тока. Для схем блокинг-генераторов желательно выбирать лампы с большой крутизной. Это лампы типа 6Н1П, 6Н2П 6НЗП, 6Н5П, 6Н6П, 6Н15П, 6Ж1П, 6ПЗС, ГУ-29, 6П9 и т. д. Мощные пентоды и тетроды в триодном режиме следует применять при генерации последовательности импульсов с малой скважностью, когда приходится считаться с допустимой мощностью рассеивания на электродах лампы. Рассмотрим приближенный способ расчета блокинг-генератора на следующем примере. Пример. Рассчитать блокинг-генератор по таким данным: длительность импульсов Ти= 1 мксек, частота повторения Fn0BT = 1000 гц, амплитуда выходных импульсов £/вых = 200 в. Блокинг-генератор собран на лампе 6Н1П. Параметры лампы: коэффициент усиления |Л = 35, крутизна характеристики 5 =? 4,5 ма/в, сопротивление участка сетка — катод гс = 1000 ом, Свх = 5 пф. 1. Напряжение источника питания £» ~ 0,8-=-0,9 0^~250 "• 2. Принимаем коэффициент трансформации л = 1 и проверяем условие самовозбуждения nSrc = 1 • 4,5 • ИГ3 . 1000 = 4,5 > 1. 3. Величина емкости в цепи сетки т« ю-6 С' =гс1п0,6ц = Ю00 In (0,6 -35)* 33° "*' При этом условие Сс > Свх выполняется. 4. Сопротивление утечки сетки rt с 1000 Rc= * в. _ =1,0 Мам. ^повт^и 1000 • Ю-6 5. Величину емкости Сф выбираем в пределах от десятых до сотых долей микрофарады. Принимаем Сф = 0,01 мкф. 6. Сопротивление в анодной цепи Ти 5 • Ю-6 #ф = 5. -JL = -=.500 ом. Ф Сф о,01 • Ю-6 Схема блокинг-генератора на транзисторе приведена на рис. X 11.50. При использовании диффузионных транзисторов П401,П402, П403 и др. минимальная длительность импульсов может составить 1 мксек. Времен-
620 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ : ный интервал между импульсами зависит от сопротивления R6. Длительность импульса регулируется изменением емкости Сб. В блокинг-генераторах на транзисторах используются типовые импульсные трансформаторы. Блокинг-генераторы могут работать в заторможенном режиме и легко синхронизируются внешними сигналами. Практическая схема блокинг-генератора, генерирующего импульсы длительностью 1 мксек с частотой повторения 400—800 гц, приведена на рис. X 11.51. Амплитуда выходных импульсов 50—100 в. V 0 •**. 1 г • -ь- нпкс ! 1/ . t Рис. XII. 50. Схема блокинг-генератора на транзисторе и диаграммы напряжений, иллюстрирующие ее работу. Схема'блокинг-генератора с положительной сеткой изображена на рис. XII. 52. Схема генерирует импульсы4длительностью 1 мксек с частотой повторения F повт = 2500 гц. Схема блокинг-генератора на транзисторе с источником базового смещения показана на рис. X 11.53. Характеристики схемы: ^повт = 2000 гц, Тп = 9 мксек при С == 0,01 мкф и Ти = 5 мксек при С = 0,001 мкф. Схема блокинг-генератора на транзисторе с эмиттер ной связью приведена на рис. XII. 54. Параметры схемы: С = 0,005 мкф, R = 50 ком, Тя = 8 мксек. Схема генерирует отрицательные импульсы с плоской, вер- "шиной. г -. Импульсный трансформатор, применяемый в схемах на рис. X 11.51 — XII. 54, выполнен на тороидальном сердечнике. Материал сердечника — лента гиперсил толщиной 0,08, число витков ленты 30; внутренний диаметр тороида 15 мм, число витков первичной и вторичной обмоток 85, провод ПЭШО 0,15. Схема блокинг-генераторов Типов БГ-6 -г БГ-9сусилителем мощности приведена на рис. XII. 55. Параметры блокинг-генераторов и импульсных трансформаторов приведены в табл. XII. 3 и XII.4. Разная длительность импульсов пол у .чается за счет применения, различных импульсных транс-' форматоров.
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 621 СП (и л 0.0022\Г% Рис. XII. 51 .^Практическая схема блокинг-генератора. Рис. XII. 52. Схема блокинг-гене- ратора с положительной сеткой. П401 Рис. XII. 53. Схема блокинг-генератора на транзисторе с источником ба» зового смещения. П11,П14, H40W403 Рис. XII. 54. Схема блокинг- генератора на транзисторе с эмиттерной связью. •0-80 V !зап ±200 quxn щ \П403 i 9 | 0-00 шоу 1,56 Рис. XII. 55. Схема блокинг-генератора с усилительным каскадом.
622 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Параметры элементов схем блокинг-генераторов Таблица XI 1.3 Тип блокинг-гене- ратора БГ-6 БГ-7 БГ-8 БГ-9 'i 0,3 0,7 2,0 4,0 Число витков обмоток wx 15 20 30 60 wt 10 10 30 60 w3 30 30 60 60 WA 50 30 60 60 5 о? 0 100 100 100 3 2 2 2 1 я? 510 510 510 Наличие диода Д + + + •8- О 150 100 100 100 Тип сердечника трансформатора ОК 400 (7X4X2)2 ОК 1000(7x4x2)2 ОК 1000 (7x4x2)2 ОК 1000 (7X4X2)2 Параметры блокинг-генераторов типов БГ-6 ~ БГ-9 Параметр Таблица XII. 4 Допустимая омическая нагрузка, ом ... . Допустимая емкостная нагрузка, пф . . . . Допустимая индуктивная нагрузка, мкгн . . Амплитуда выходного сигнала, в ..... Максимальная рабочая частота, Мгц .... Разрешающее время, мксек ........ Входное сопротивление, ом Длительность переднего фронта импульса, мксек Запаздывание импульса, мксек Длительность выходного импульса, мксек Порог срабатывания, в 350 400 20 9 1 0,6 1500 0,17 0,1 0,3 2 500 750 40 8 0,75 1,2 1000 0,15 0,15 0,7 2 500 750 8 0,2 4 1000 0,15 0,15 2 2 500 750 8 0,1 8 1000 0,15 0,15 4 2 Схема блокинг-генератора с импульсным трансформатором типа МИТ-4, работающего в ждущем режиме, изображена на рис. X 11.56. Характеристики схемы: «Зап ^ 20 в, Тзап ^0,1 мксек, "вых = ИН- -7-100 в, ТИ = 1 -г 4 мксек, /ф= 0,05 ~ 0,15 мксек. Емкость конденсатора С выбирается в пределах 300—20 000 пф. Схема блокинг-генератора с импульсным трансформатором типа МИТ-2, работающего в автоколебательном режиме, показана на рис. XII. 57. Характеристики схемы: ^повт= 200 4- 20 000 гц, ывых= 100 в, Тн = 0,1 -т-0,5 мксек, *ф =0,05 -f- 0,15 мксек. Период повторения импульсов, вырабатываемых схемой, можно определить по формуле р « !_ повт 3№ + й)С'
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ РЕЛАКСАЦИОННОГО ТИПА 623 На рис. XII. 58 приведена схема блокинг-генератора, работающего в ждущем режиме с запускающей лампой. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы длительностью Ти = 0,1 мксек с частотой повторения Рис. XII. 56. Схема блокинг-генера- Рис. XII. 57. Схема блокинг- тора с импульсным трансформатором генератора с импульсным транстипа МИТ-4, работающего в ждущем форматором типа МИТ-2, рабо- Рис. XII. 58. Схема блокинг-генера- Рис. XII. 59. Схема блокинг- тора (ждущий режим) с запускающей генератора, работающего в ре- лампоп. жиме деления частоты (1:2; ^повт = ЮОяад ПРИ ивх = *4 в и мвых = **6 л В схеме могут быть использованы импульсные трансформаторы типа МИТ-1 или МИТ-10. Схема блокинг-генератора, работающего в режиме деления частоты (1 : 2; 1 • 3; 1 : 4; 1 : 5), приведена на рис. XII.59. Характеристики схемы: ывх — 30 в ± 10%, Твх = 0,1 мксек, Fn0BT# вх = 400-ЫО 000 гц, ивых = = 70 в, Тп = 0,5 мксек, /ф = 0,5 мксек, ^повт. вых = 20 -г- 2000 гц. Пере-
624 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ менное сопротивление Ri определяется по формуле °1 == °макс ^мин» где *^мякг — 1 макс 0 jCF ^мии — ПОВТ. ВХ 1 2,2CFn Рис. блокинг-генератора с импульсным трансформатором типа МИТ-9, работающего в режиме деления частоты (1:2; 1 : 3; 1 : 4; 1 : 5). Добавочное сопротивление #2 = #макс—(*l+18 К0М^ В схеме используется импульсный трансформатор типа МИТ-2. Схема блокинг-генератора с импульсным трансформатором типа МИТ-9, работающего в режиме деления частоты (1:2; 1:3; 1:4; 1:5), показана на XII. 60. Характеристики схемы: нвх=30в — 10%, Гвх = 0,5 мксек, = 6500-^65 000 гц, ивых = 70в,Ти = 0,5-^ 1,5 мксек, *ф = рис. F 1 пов = 0,05 -г 0,25 мксек, F ПОВТ. ВЫХ = 1300 — 13 000 гц. Переменное сопротивление R выбирается в пределах 0,25 — 2,5 Мом. § 6. ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ Генератор импульсов прямоугольной формы со скважностью Q =2. Такой генератор используется для налаживания импульсных усилителей, при исследовании прохожде- - " . 5 yfd0r250§ ния импульсных сигналов через различные цепи и т. д. К генераторам предъявляются жесткие требования в отношении крутизны фронтов импульсов, постоянства амплитуды, правильности формы. Принципиальная схема генератора импульсов прямоугольной формы представлена на рис. XII.61. Частота повторения импульсов, генерируемых этой схемой, может достигать 100 кгц. Для улучшения формы импульсов используется ограничение снизу и сверху, выполненное с помощью диодного ограничителя, на лампе Ла, и ограничение за счет сеточных токов в катодном повторителе на лампе Л*. Конденсатор С можно выбирать в пределах 100 лф — 0,2.мкф. При этом с помощью сдвоенного потенциометра, в сеточной цепи мультивибратора частоту повторения импульсов можно изменять от нескольких герц до сотни килогерц. Амплитуда выходного импульса плавно регулируется потенциометром R—5 ком. ■.■■■■>■- - •••••• N Рис. XII. 61. Схема генератора сов прямоугольной формы. импуль-
ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ 625 При частоте повторения импульсов, превышающей десятки килогерц, их формируют из гармонического напряжения. Пример схемы генератора такого типа приведен на рис. XII. 62. Схема собрана на четырех лампах: t}A*t} «(ни «й* 2505 1 1 е § § ^ р о: Leu $ч ^* Г 8* •JJ Рис. XII. 62. Схема генератора прямоугольных импульсов, формируемых из гармонического напряжения. JIi — типа 6Ж4, Л2, Л$, Л4 — типа 6П9. Описываемый генератор желательно питать стабилизированным напряжением. Генератор серий незатухающих колебаний. При построении схемы такого генератора часто используют генератор с контуром ударного возбуждения. Колебания возникают в момент подачи внешнего напряжения и продолжаются в течение действия этого напряжения. Начальная фаза выходного "сигнала всегда постоянна. Используя схему, приведенную на рис. :Х 11.63, можно получить незатухающие колебания вследствие применения положительной обратной связи. Степень обратной связи регулируется сопротивлением R. Период колебаний выходного напряжения можно регулировать, изменяя параметры контуров L и С. Отвод на катушке индуктивности берется от части витков, составляющих 0,05—0,3 числа всех витков катушки! Выходное напряжение генератора ивых = 50 в, период колебаний выходного напряжения Гк в» 70 мкеек* входное напряжение квх><20 &. Длительность серии колебаний определяется длительностью входных импульсов. Рис. XII. 63. Схема генератора с кон- . туром ударного возбуждения.
626 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Генератор калибрационных импульсов. Калибрационные импульсы представляют собой периодически повторяющиеся кратковременные импульсы напряжения остроконечной формы, служащие для создания меток электрического масштаба времени на экране осциллографа.' Частота повторения импульсов должна быть стабильной. Калибрационные импульсы должны повторяться в виде отдельных серий, причем начало каждой серии должно совпадать с моментом появления развертывающего напряжения. Типовая схема генератора калибрационных импульсов представлена на рис. XП.бЧ^а, а эпюры напряжения в различных точках схемы — на ~t ,1 i i l I I I . М М Н ! W ~t ш^. ■i—t LliL I 7-1 i ' ОП — t Рис. XII. 64. Схема генератора калибрационных импульсов. рис. XI 1.64,6. На лампе Л1а собран генератор с контуром ударного возбуждения. Синусоидальное напряжение с индуктивности L поступает на усилитель-ограничитель, выполненный на лампах Л1б, Л^ Прямоугольные колебаниях анода лампы Л^ дифференцируются с помощью цепи CR и затем усиливаются лампой Л^. Диод типа Д2Е предназначен для ограничения импульсов отрицательной полярности на выходе дифференцирующей цепи. Временный интервал между калибрационными метками равен периоду собственных колебаний контура тг=2яУТС. Так, например, для контура с индуктивностью L = 113 мгн и емкостью С = 1000 пф х = 2яУ\\Ъ • 10~3 • 10"9 »67 . Ю-7 сек. Для повышения стабильности периода повторения импульсов в контуре применяют высококачественные детали, вводят температурную ком-
ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ 627 Л ■h-h. щ т—■ i п п h Н И Н h й h И ТТ! ! f -t -/. Рис. XII. 65. Блок-схема генератора задержанных импульсов. пенсацию, для чего в некоторых случаях параллельно основному конденсатору контура подключают тикондовый конденсатор небольшой емкости, помещают детали контура в термостат и т. д. Генераторы задержанных импульсов представляют собой устройства, вырабатывающие последовательность импульсов, запаздывающих относительно входных импульсов на некоторый интервал времени. Блок-схема генератора задержанных импульсов приведена на рис. X 11.65. Входные импульсы А запускают ждущий мультивибратор или фантастрон 1, длительность импульсов Б которого можно регулировать. После дифференцирования в блоке 2 и формирования (ограничения сверху) в блоке 3 получается последовательность импульсов Г, задержанных относительно входных на определенное время, которое можно регулировать. Блок 4 является усилителем задержанных импульсов. Принципиальная схема генератора задержанных импульсов изображена на рис. X 11.66. Для задержки импульсов используется ждущий мультивибратор на лампе Л\. Величина задержки плавно регулируется потенциометром R. Выходные импульсы имеют положительную пЬлярность. Если требуется получить W (2) (з) м .20ов выходные импульсы отри- ■ ■ —" цательной полярности, то схему можно дополнить инвертирующим каскадом, либо использовать лампу Л^ в качестве катодного повторителя. Недостатком описанного генератора является отсутствие строгой линейной зависимости времени задержки от угла поворота оси потенциометра R и некоторая нестабильность задержки импульсов во времени. Более совершенной является схема с использованием фантастронного генератора в ждущем режиме для получения переменной и стабильной во времени задержки (рис. X 11.67). Входной импульс запускает фантастрон- ный генератор. Длительность выходного импульса фантастрона меняется с помощью управляющего напряжения/ подаваемого на анод лампы Л\ через правую половину лампы Л2> работающую в режиме диода. Импульс с катода фантастрона поступает на лампу Л3> в анодную цепь которой включен импульсный трансформатор, выполняющий роль дифференцирующей цепи. На выходе импульсного трансформатора в момент окончания Рис. XII. 66. Схема генератора задержанных импульсов.
628 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ импульса фантастрона возникает положительный пик напряжения, которым запускается ждущий мультивибратор, собранный на лампе Л4. Линейность зависимости задержки от управляющего сигнала может быть выдержана с точностью до —0,1%. Нестабильность задержки ВЫХОДИЛ •0 Упробпоюшее напряжение 50+2256 Рис. XII. 67. Фантастронный генератор задержанных импульсов (время задержки от 60 до 3000 мкеек). ного импульса при изменении питающего напряжения на ±10% составляет около 0,1%. Поскольку изменения анодного напряжения и напряжения накала оказывают на задержку противоположные влияния, схему нужно питать от нестабилизированного источника. При необходимости получить задержку на большое время следует либо увеличить емкость конденсатора С, либо применить каскадное включение фантастронов, при ^ котором каждый последующий фан- ""!~~1 тастррн запускается продифференцированным импульсом ' предыдущего. Генераторы импульсов произвольной формы. Существует большое количество способов получения видеоимпульсов, огибающая которых изменяется по сложному закону. Один из таких способов, предложенный Н. Ф. Воллернером, воспользовавшись блок-схемой, приведенной на \'\'\ ! 1'1 Сумматор Рис. XII. 68. Блок-схема генератора импульсов произвольной формы. можно объяснить, рис. XII. 68. На кольцевую пересчетную-схему поступают запускающие импульсы с генератора тактовых импульсов. Связь последней я-й ячейки схемы с 1-й разорвана, поэтому после поступления на схему определенного числа тактовых импульсов в возбужденном состоянии остается л-я ячейка. С приходом синхронизирующего импульса на 1-ю ячейку рабочий цикл схемы продолжается до момента возбуждения я-й ячейки. Импулвсы с выходов каждой ячейки через потенциометрические делители напряжения
- ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ 629 Ru #2 ,..., Rn подаются на суммирующее устройство, а затем на сглаживающую #С-цепь, на выходе которой выделяется генерируемый сигнал. Делители напряжения R\ — Rn подбираются так, чтобы получить закон огибающей выходного сигнала. Точность воспроизведения огибающей растет с увеличением числа ячеек п. Сглаживающая цепь предназначена для устранения «зубцов» сигнала на выходе суммирующего устройства. ' Рис. XII. 69. Схема генератора импульсов произвольной, формы. Длительность выходного сигнала зависит от частоты повторения тактовых импульсов и числа ячеек гр И * вых "Б ' • повт . . Принципиальная схема такого устройства, выполненного, на тиратронах с холодным катодом типа МТХ-90, показана на рис. XI 1.69. Схема отличается простотой, надежностью и экономичностью* Недостатком ее является сравнительно малая частота срабатывания кольцевой схемы (в лучшем случае не выше нескольких килогерц). Повысить частоту срабатывания устройства можно, применив электронную кольцевую схему (см. §8 гл. XII). На лампах Л\ и Лг выполнены генератор- тактовых импульсов и. формирующее устройство с" катодным повторителем. Кольцевая пересчетная схема собрана на тиратронах с холодным катодом типа МТХ-90, Суммирующее устройство потенциометрического типа. Сглаживающая емкость С подбирается при настройке. На выходе схемы получается видеоимпульс положительной полярности, форма огибающей которого зависит от. величины .напряжений, снимаемых с катодных сопротивлений кольцевой схемы. . ..•:•; v
630 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Импульсные генераторы с применением формирующих линий. Исполь- вуя линии задержки в импульсных генераторах, можно получить прямоугольные импульсы хорошей формы и большой мощности. Основными недостатками генераторов с линиями задержки являются сложность плавной регулировки длительности импульсов и большие габариты при значительных отношениях длительности импульса к длительности фронтов. Рассмотрим способы применения линий задержки для формирования прямоугольных импульсов. Рис. XII. 70. Импульсный генератор с применением искусственной линии: а — схема; б — эпюры напряжения и тока для разомкнутой на конце линии; в— эпюры напряжения и тока для замкнутой линии. о [о ~C-Czf Заряд искусственной линии. Схема импульсного генератора с применением искусственной линии и эпюры напряжений и токов в различных ее точках приведены на рис. XII.70. Вначале ключи /Ci и /Сг разомкнуты и линия разряжена. В момент замыкания ключа /fi линия начинает заряжаться. Если нагрузочное сопротивление RH равно волновому сопротивлению линии Ro, то зарядный Е ток «зар^5 ТТБ"" и на нагРУзке выделяется импульс, амплитуда которого рав- 2°н - на 0,5 Е. В линии распространяется падающая волна напряжения с амплитудой, равной 0,5 Е. При достижении волной разомкнутого конца линии /0 (рис. X 11.70,6) волна отражается с сохранением полярности и заряжает элементы линии до удвоенной амплитуды падающей волны. При достижении отраженной волной входных клемм линия оказывается заряженной до напряжения источника Е, ток заряда прекращается и импульс на нагрузке исчезает. Длительность импульса, выделенного на нагрузочном сопротивлении, равна удвоенному времени пробега волны от начала линии до ее конца. Эпюры напряжения и тока для короткозамкнутой на конце линии приведены на рис. ХП.70,в. Ключ /С2 замкнут. Процесс распространения фронта падающей волны напряжения после замыкания ключа Кг аналогичен рассмотренному выше. Но когда падающая волна напряжения достигает замкнутых клемм линии задержки, появляется отраженная волна противоположной полярности, разряжающая элементы линии по пути движения к ее началу. На нагрузочном сопротивлении RH = Ro возникает
ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ 631 импульс напряжения с амплитудой 0,5 Е и длительностью, равной удвоенному времени пробега волны от начала линии до конца. На рис. X 11.71 дана схема генератора с использованием короткозамк- нутой линии, являющаяся модификацией схемы на рис. XI 1.70 для случая, когда ключ Къ замкнут. На сетку лампы подается прямо- j - угольный импульс напряже- бШ7г ния, запирающий ее. Каж- ож*/г дый раз при запирании или отпирании лампы линия замыкает накоротко нагрузку RH = R0 ив анодной цепи формируется импульс, длительность которого Тп = =27зад. Диод в цепи управляющей сетки пентода предназначен для фиксации сеточного напряжения на нулевом уровне. ■•«■•• Разряд разомкнутой линии. Этот способ использования линии задержки для формирования импульсов иллюстрируется схемой и эпюрами напряжения и тока, приведенными на рис. X 11.72. В начальном состоянии ключ К разомкнут и линия заряжена до напряжения источника Е. При Рис. XII. 71. Схема генератора прямоугольных импульсов с использованием короткозамкнутой линии задержки. и ♦ Рис. XII. 72. Схема и эпюры напряжения и тока, иллюстрирующие разряд искусственной линии. #♦ U f 0 lll'lli „IIIMIN i I |.||||||(— 1 Ml- ! t t I замыкании ключа линия начинает разряжаться на нагрузку Rn = /?0, что можно рассматривать как распространение отрицательного перепада напряжения по направлению к выходу линии. Волна, отраженная от разомкнутого конца линии, тоже имеет амплитуду 0,5 £, поэтому, когда она достигает начала линии, процесс разряда прекращается. За счет тока разряда линии в нагрузке выделяется импульс, амплитуда которого состав-
632 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ ляет 0,5 £, а длительность равна удвоенному времени пробега волны от начала линии до ее конца. На рис. XII. 73 приведена принципиальная схема генератора прямоугольного импульса с использованием разряжающейся через тиратрон искусственной линии. В ждущем режиме при установке переключателя /Ci в положение 2 отрицательное напряжение на сетке тиратрона возрастает настолько, что тиратрон не может зажечься от положительного напряжения на аноде + 150 в, которое фиксируется с помощью диода 6Х2П. Для срабатывания схемы на сетку тиратрона нужно подать спуско- "л». 1Г Рис. XII. 73. Принципиальная схема генератора прямоугольных импульсов, в которой используется разряд разомкнутой линии. вой импульс положительной полярности. Переключатель Кг должен быть в положении 3 для того, чтобы через лампу не проходил ток разряда 'конденсатора С, который при работе в этом режиме не участвует. , Для стабилизации напряжения на аноде и ускорения времени заряда конденсатора С и линии задержки в схеме применен диод, катод которого присоединен к источнику стабилизированного напряжения 150 в. До тех пор, пока напряжение на аноде не достигнет 150 в, заряд происходит от источника 300 в. Как только напряжение на аноде достигнет 150 в, диод начинает проводить ток и тем самым автоматически прекращается заряд конденсатора С или линии задержки. В режиме самовозбуждения ключ Кг находится в положении 7, а Кг — в положении.^ либо 2. В этом случае схема может работать с максимальной частотой повторения выходных, импульсов, доходящей до 10 кгц. Сопротивление R должно быть равно волновому сопротивлению линии задержки. Схемы формирующих линий, основные расчетные соотношения к ним и формы сформированных импульсов при различном количестве звеньев линии приведены в табл. XII. 5, XII. 6. • При увеличении количества ячеек искусственной линии.возрастает крутизна фронта и спада сформированного"импульса, но амплитуда на-
ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ 633 Таблица XII. 5 Формирующие линии лестничного типа Форма импульса Формирующая схема и расчетные формулы * А \f\ у\\ \ \А \ \\\ JJ/ ч /1 N / 1 1/1 II 1 I I V \ 11 ММ О Of 04 0.6 08 0.9 (О J 1-36 t ьзв «л. ~ 2 ' 2R„ Oil , \о\ o.s\ 0.6 02\ .0 J / / f a 7 Of 1 0. 6 0 8 U \ ^ i и \ \ 4 1 i„- ^н*и 4 'и 3B~ 4RU .Ijk. Q8\ Q6 •v \ \ f 0. ~N . 2 0. ^ . 4^ * 0 f-> 6 0 \ St \ \ 0 1 L \ N 2 L 0—^^Yv'^^t'bv^S Чв— 6 • 'и f» и U3B~ 6/?н ль л 1 до до /)4 v.l\ 0.2\ ( I \ f "X «*"-• V N \ \ - L .' L& lSd LJd l& с -i
Формирующие линии с последовательными и параллельными контурами Таблица XIL 6 Форма импульса Формирующая схема и расчетные формулы 2Uu О 02 0,4 0,6 Of tfi н L\ = L2 = #А Сур 1э1 = 0.125Ян<и; 1Й-0,67А„; Сх = я*Я„ 4L 9я2/?м C9l = 0.45 -£-; 0^ = 0,560, ^91 7^1 <0 л^ч/К 1 1 тМ \ И 1 К О 02 04 06 Q6 (0 £ 'Sfe f<0 0* r\ /• l/ \> "\ 4 0 02 04 0.6 0.8 W { 0- Ш» *№- Ci = Z«i = L2 == .£3 = C2 = #н'и Я2«н* 9*аЯн C8 = 4Л. 25я2Я„ £i = Li = Ls = £4 = #А 4 ' 4'и 4'и с,= 4*„ 25я*/?в ■; с4 = 4<„ 49я»Я„ i9l ^ о.о8зян<и; хэ2 = 1,091э1; L93 = 0,22i9l; C„- 0.465-jl; Cs2 = 0,523C9l; Сэ3 = 0,634Сэ1 *—5—S—5—Ь -.*«'** L# 19,=0,063ЛЛ; 192=1.471э1; £,3 = 0.321,,; L94 = 0.117£9l; C9l = 0.475^-; C92 = 0,52C9l; СлГ0,Жл\ Сэ4 = 0,7С81
Продолжение табл. XII. 6 Форма импульса Формирующая схема и расчетные формулы (И оЛ f\ <v гч ^Т \\ и О 02 04 06 в« 10 {я }li )h \h \L< & Li = L% = La = L4 s=s L5 : #н*и C,= 4<„ 25я»/?в ; C4 «„ «„ 49я8#„ ' 81ns/?„ л £» ^3 i» *35 наддав си С3з См Ся La, = 0.05i?H<„; i9,= 1.92Lsl; ^sl „, ^э2— »»»'"'el» 1,3 = 0,443£9l; L* = 0,187L8,; 'и 1^ = 0,085^,; Cs,=0.48_; C92 = 0,51C9l; ^=0.540,,; 034 = 0,57^,; C85 = 0,7C8l
ТРИГГЕРЫ 637 ложенных на вершине импульса колебаний практически не уменьшается. Поэтому целесообразно ограничиваться небольшим числом контуров (не более 3—5). При выборе вида формирующей линии следует отдавать предпочтение схеме, состоящей из последовательно соединенных параллельных контуров. Эта схема имеет следующие преимущества: во-первых, допускается применение низковольтных конденсаторов (за исключением конденсатора Сэ1), во-вторых, облегчается учет паразитной емкости катушки соответствующим изменением емкости конденсаторов. Учет паразитной емкости катушки в схеме с параллельным соединением конденсаторов при большом количестве ячеек часто становится невозможным, так как емкость Ck с ростом номера k становится соизмеримой с паразитной емкостью. § 7. ТРИГГЕРЫ Триггером называется спусковое устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия [2], [5J, [7]. По существу триггер представляет собой симметричный двухкаскадный усилитель, выходное напряжение которого подается в сеточную цепь первого каскада. Для перевода триггера из одного устойчивого состояния равновесия в другое на него необходимо воздействовать внешним управляющим напряжением. Одной из важнейших характеристик триггеров является их быстродействие В ламповых схемах частота перебрасывания (перехода из одного состояния равновесия в другое) может достигать нескольких мегагерц и ограничивается временем восстановления схемы. Триггерные схемы на транзисторах хорошо работают на частотах, достигающих сотен килогерц, их быстродействие ограничивается инерционными свойствами транзисторов, которые можно определить граничной частотой эффективного усиления. В схемах триггеров на тиратронах частота перебрасывания достигает нескольких килогерц и ограничена временем деионизации тиратронов. В вычислительной технике широко применяются динамические триггеры, представляющие собой электронные или электромагнитные устройства с двумя состояниями устойчивого равновесия. Одно из них характеризуется наличием генерации импульсов определенной формы и длительности, а другое — отсутствием генерации. Динамический триггер представляет собой комбинированную логическую схему дискретного 3005 -04506 Рис. XII. 74. Схема триггера, чувствительного к запускающим импульсам положительной и отрицательной полярности: 5 мксек; «зап=60* :Гзап = 1 /?повт=100 ***'• "вы 150 в.
638 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ действия, имеющую три входа и один выход. В зависимости от комбинации входных сигналов и предшествующего состояния схемы на выходе динамического триггера отсутствует или генерируется непрерывная последовательность импульсов, определяемая частотой следования синхронизирующих импульсов, которые подаются на один из его выходов. Для перевода динамического триггера в различные состояния на один из его входов надо подать разрешающий или запрещающий импульсы. Триггер широко применяется в качестве запоминающего элемента, делителя частоты, двойного "переключателя, счетного элемента и т. д. Различные варианты триггерных схем и способы их запуска показаны на рис. XII. 74 — XII. 79. 2506 Рис. XII. 75. Схема триггера с автоматическим смещением, запускаемого импульсами отрицательной и положительной полярности: О MKCBKj изап=50в»7,зап=1 Рис. XII. 76. Схема триггера, запускам мого через разделительные диоды: "аап = 50 в; Тзап = 1-10 мксек; ^повт= 10° *W "вых = 75 «' frtOBT= ЮО кгц; ивых= 130 в. Широкое распространение в схемах амплитудных дискриминаторов и формирователей прямоугольных импульсов из входного напряжения произвольной формы находят триггеры с катодной связью (так называемые триггеры Шмитта). Схемы таких триггеров приведены на рис. XII. 80 и XII. 81. Динамический триггер (рис. XII. 82) в отличие от статических триггеров, при запоминании кода «1» дает на выходе непрерывную последовательность импульсов, При коде «0» импульсы на выходе триггера отсутствуют. В исходном состоянии, соответствующем коду «0», катод лампы находится под нулевым потенциалом, так как он соединен через вторичную обмотку трансформатора Тр4 с землей. Сетка лампы находится под потенциалом —30 в, поэтому лампа закрыта и потенциал на ее аноде равен +150 е. От генератора импульсов ГИ на первичную обмотку трансформатора Tpt непрерывно поступают импульсы, поэтому на катод лампы через ог-
ТРИГГЕРЫ 639 раничивающую цепочку /?4, Да также непрерывно поступают отрицательные импульсы с амплитудой 18 в. Эти импульсы не могут открыть лампу, так как напряжение между сеткой и катодом превышает потенциал запирания лампы. Рис. XII. 77. Схема быстродействующего триггера с ограничительными диодами: все диоды типа Д2Ж; ^Повт = & Мгц, Рис. XII. 78. Схема быстродействующего триггера с катодными повторителями: все диоды типа Д2Б; ^повт = 5 Мгц. Чтобы перевести триггер в состояние кода «1», необходимо на вход трансформатора Трг подать импульс установки единицы и «Ь. Этот импульс зарядит емкость до фиксирующего потенциала £фИКС около 10 в, вследствие чего импульсы, поступающие от генератора импульсов ГИ% будут открывать лампу и в обмотках трансформатора Tpi будут возникать импульсы. Конденсатор С будет подзаряжаться через цепочку ЯгДь
640 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Рис. XII. 79. Схема триггера со «s связью по экранирующим сеткам: ПД! "зап > 8 * тып = 1—3 мксек* F3an = 200 кгц. -86 £ 6tU3Qn А Рис. XII. 80. Схема триггера с катодной связью и эпюры напряжений, иллюстрирующие ее работу. • Рис. XII. 81. Простая схема триггера с катодной связью.
ТРИГГЕРЫ 641 й, R, 1Д2 зов Трг и.г\\ гяг .- J6HiP Юн п «*}i 406 'Г86 R<. >р+ \i -ГИ ■Гв, ~30б -50& Рис. XII. 82. Схема динамического триггера на триоде. 3 'i 0Ч5ОВ •406 ГДз """ -X = Jl_J 0+вОб ТРг\ * тРз\ 0 ГИ \Юн i-506 Рис. XII. 83. Схема динамического триггера на пентоде: Fm-= 1,2 -г 1,5 Мгц. 21 120
642 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ поэтому потенциал на сетке лампы остается практически неизменными равным приблизительно 10 в. «D \П9Д^Х. . JJfif ш , ,тб8 у] У* г-0 д \ *р Рис. XII. 84. Схема триггера на транзисторах с п — р — n-проводимостью: ывх=5-т-6в; F3an=2Q0 кгц; wBUX=10e. Для перевода триггера в состояние кода «0» необходимо на вход трансформатора Трз подать импульс установки нуля и «0». Этот импульс поступит на сетку лампы в отрицательной полярности (20—30 в) через диод Дв, быстро разрядит ~& емкость С до потенциала 30 в и возвратит схему в исходное состояние. Цепочка Дх/?1 предназначена для гашения «всп л ее-, ков» напряжения после закрытия лампы. Параметры рассматриваемой схемы: сопротивления Я = 30 -т-50 ом; С = 4000 -г -7-5000 пф; Fra=300 кгц — 1 Мгц; Ги# вых = 0,3 -f. -г- 0,5 мкеек; Три Тр2, Тр3, Трл — импульсные трансформаторы типа МИТ-2, МИТ-3, МИТ-10; . Д— диоды типа Д2В. На рис. XII. 83 приведена схема динамического триггера на пентоде. Принцип действия этого триггера аналогичен принципу действия триггера на триоде. Параметры схемы такие же, как и схемы на рис. XII. 82. Отличие состоит в том, что синхронизирующие импульсы поступают не на катод, а на управляющую сетку лампы, а положительная обратная связь осуществляется через антиди- натронную сетку. Рис. XII. 85. Схема триггера с коллек- торно-базовыми связями и автоматическим смещением: изап= 3 -f- 4 в; Тзап = = 5 мкеек; Faan < 200 кгц; ивьк = 9 в.
ПЕРЕСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА 643 Схемы триггеров на транзисторах приведены на рис. XII. 84 и XII. 85, а на рис. XII. 86 показаны схемы триггеров на тиратронах с холодным 30*150$ Рис. XII. 86. Схемы триггеров на тиратронах с холодным катодом. катодом типа МТХ-90. Выбрав тиратроны с.малым временем деиониза- ции, можно довести частоту срабатывания триггера до 10 кгц. § 8. ПЕРЕСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА Бинарные пересчетные устройства. Пересчетнре устройство представляет собой релаксационную схему, имеющую определенное число стабильных состояний, равное коэффициенту пересчета. МН-5 Рис. XII. 87. Схема бинарного пересчетного устройства. Для построения пересчетных схем широко используются триггеры. Включив несколько триггеров последовательно, можно получить пересчетную схему с коэффициентом пересчета р = 2^, где N — число ячеек в схеме. 21*
644 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Схема двух ячеек бинарного пересчетного устройства приведена на рис. XII. 87. " . Каждая ячейка чувствительна к импульсам только положительной полярности. В исходном состоянии левые триоды всех ячеек (число ячеек АГ может быть увеличено) заперты. При действии положительного импульса на входе первая ячейка переходит во второе устойчивое состояние, левый триод открывается, напряжение на его аноде падает и загорается неоновая лампочка. Новое состояние устойчиво и изменяется только при действии следующего положительного импульса. При этом первая ячей- Рис. XII. 88. Схема запуска двоичной пересчетной схемы с использованием триггера Шмитта. ка возвращается в исходное состояние, напряжение на аноде левого триода первой лампы возрастает, и импульс положительной полярности поступает во вторую ячейку. Это вызовет переход второй ячейки во второе крайнее состояние. Действие третьего импульса вызывает переход во второе состояние только первой ячейки. Четвертый импульс возвращает в исходное состояние первую и вторую ячейки, причем с выхода последней подается импульс положительной полярности на третью ячейку и т. д. После прохождения 2N импульсов все ячейки возвращаются в исходное состояние, а на выходе пересчетного устройства появляется сигнал положительной полярности, который может быть использован для управления механическим регистратором, указывающим о поступлении на пересчетное устройство 2^ импульсов. Неоновые лампочки, подключенные к левым анодам ламп ячеек, позволяют визуально определить число импульсов, поступивших на устройство. Варианты схем бинарных пересчетных устройств на транзисторах и тиратронах с холодным катодом и схемы их запуска приведены на рис. XII. 88 — XII. 91. Используя обычные двоичные ячейки, дополненные цепями обратной связи или соединенные специальным образом в последовательную цепь, можно получить практически любой коэффициент пересчета. Для этого необходимо охватить обратной связью определенное число каскадов так,
ПЕРЕСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА 645 чтобы после прохождения п импульсов схема приходила в исходное состояние. Пример подобной схемы показан на рис. XII.92. Обычная схема деления на 16 дополняется диодом Л14, осуществляющим обратную связь четвертой ячейки со второй, и диодом Ли, й 40 HI- но Рис. pax: XII. 89. Схема двоичной пересчетной схемы на транзисто- максимальная скорость счета FC4= 200 кгц\ данные элементов схемы.для всех ячеек одинаковы. Й i^iP5 -зов эмс \R-2hom . Рис. XII. 90. Схема запуска электромеханического счетчика на транзисторах. связывающим последнюю ячейку с первой. После сброса показаний (ключ Кл замыкают, а затем размыкают) все правые триоды отдельных ячеек окажутся открытыми. Диоды Л13 и Л14 будут заперты и на работу устройства не будут влиять до тех пор, пока отперта лампа Л8. При поступлении на вход первых семи отрицательных импульсов запуска
646 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ поочереднбй переброс ячеек схемы осуществляется обычным образом. Дополнительные диоды на процесс пересчета не влияют и он протекает как в обычном счетчике. После прохождения седьмого импульса левые триоды трех первых ячеек будут отперты. С приходом восьмого импульса эти ячейки запираются и оказываются в первоначальном состоянии. Однако одновременно перебрасывается четвертая ячейка. Ее левый триод отпирается, а правый запирается. Вследствие уменьшения напряжения на аноде лампы л7 диод Лц отпирается и передает отрицательный скачок на сетку лампы Л4. Поэтому в момент прихода восьмого импульса одновременно с перебросом четвертой ячейки вторая ' ячейка приходит в такое состояние, при котором лампа Л4 заперта, а Л3 отперта. Вторая Рис. XII. 91. Схема двоичного пересчетного устройства и запуска электромеханического счетчика (данные элементов схемы для всех ячеек одинаковы). ячейка теперь не сможет изменить своего положения до тех пор, пока лампа Л7 снова не запрется. Девятый импульс отпирает левый триод первой ячейки, а десятый его вновь запирает. Появляющийся при этом отрицательный скачок на аноде лампы Л2 через диод Л1з поступит на последнюю ячейку и вызовет ее переброс: лампа Л8 откроется, лампа Л7 запрется. Поэтому после десятого импульса схема приходит в первоначальное состояние и вновь готова к действию. Заданный коэффициент деления п можно получить также с помощью последовательной цепочки триггеров с обратной связью, поданной с выхода последнего каскада на все предыдущие. Для этого необходимо в определенном порядке соединить триоды каждой триггерной ячейки с триодами последующей ячейки. Этот способ построения схем деления подробно описан в [7]. Кольцевые пересчетные устройства. Наряду с бинарными пересчетными схемами часто применяют кольцевые схемы, коэффициент пересчета которых может быть, вообще говоря, любым. Кольцевые устройства работают на принципе реостатных спусковых схем и отличаются от них тем, что имеют больше двух состояний устойчивого равновесия. Пересчетная кольцевая схема, построенная из бинарных ячеек, изображена на рис. XII. 93. Рассмотрим ее работу. Предположим, что в исходном состоянии правые триоды всех ламп, за исключением первой, открыты, а левые — заперты. Запускающий импульс переводит первую ячейку во второе крайнее состояние. Импульс положительной полярности, возникающий на левом
V на ч т ч m ? £Ш Рис. XII. 92. Схема декадного счетчика (данные элементов схемы для всех ячеек одинаковы).
648 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ аноде лампы первой ячейки, подается на сетку запертой лампы следующей ячейки. Если его амплитуда и длительность достаточно велики, то несмотря на действие на катоде правого триода лампы этой ячейки запускающего импульса, схема переходит во второе устойчивое состояние и т. д. После воздействия N импульсов, где N — число ячеек, схема возвращается в исходное состояние. Количество импульсов, поступивших на вход схемы, определяется по номеру светящейся неоновой лампочки МН-5. Амплитуда и длительность запускающих импульсов при настройке подбираются. Частота запускающих импульсов может достигать F^^ 100—150 кгц. Кольцевые пересчетные схемы на транзисторах можно также построить по вышеупомянутому принципу. Кольцевые пересчетные схемы, отличающиеся простотой, надежностью и экономичностью, можно выполнить на тиратронах с холодным катодом. Основным недостатком этих схем является низкая скорость счета (10 кгц для ламп типа ТХ-ЗБ и ТХ-4Б и 1—2/егцдляламп типа МТХ-90). Пересчетные схемы на тиратронах с холодным катодом приведены на рис. XII. 94 и XII. 95. Принцип работы таких схем можно объяснить следующим образом. Пусть до начала счета горит первый тиратрон. На катодном сопротивлении выделяется напряжение, которое подготавливает следующий тиратрон к запуску путем увеличения напряжения на второй сетке тиратрона Л2 (рис. XII. 94) либо за счет запирания диода Цх (рис. XII. 95). Поэтому только в цепи поджигающего электрода лампы Л2 запускающий импульс не закорачивается на землю через катодную емкость предыдущего тиратрона. С приходом запускающего импульса загорается тира- <=з-Ч 5 S X а к X Я К CU се К ё « cd ж к Q) О е* а о с т. к 8 BS 35 g§ 8 8' 05 « 3 X 83 X а U « s о
ПЕРЕСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА 649 трон Л2 и гаснет Ль вследствие обратной связи, создаваемой сопротивлением /?а. Пересчетныё устройства на декатронах. Преимуществами счетных устройств на декатронах являются малое число элементов в схеме, большая экономичность, высокая надежность работы, простота индикации [Ю], [14]. В счетных декатронах результаты считываются визуально по свечению газа вокруг электрода, а в коммутаторных — по номеру возбужденной ячейки. Рис. XII. 94. Схема кольцевого пересчетного устройства (данные элементов схемы для всех ячеек одинаковы): Да == 0,1; RCi = 2Л Мом; R^ = 1,2 Мол; R = 0,22 Мом; #к= 0,22 Мом; С к = 220 пф; Сс=27 пф; /^п = 15 -f- 20 кгц; ызап = : =50 в; T3an=z 5 Ч- Ю мксек. В настоящее время выпускаются счетные декатроны типа ОГ-1, ОГ-2, ОГ-3, ОГ-5 и коммутаторные типа А-101. Они используются в делителях частоты (в 10 раз) при счете числа импульсов. Различные счетные схемы с использованием декатронов, приведены на рис. XII. 96 — XII. 98. Наибольшее распространение получили двухимпульсные декатроны, так как они более надежны и обеспечивают возможность реверсивного счета. Декатрон управляется двумя смещенными во времени импульсами отрицательной полярности, подаваемыми на кольца подка- тодов. Формирование импульсов и их временной сдвиг производятся управляющей схемой после подачи на ее вход внешнего импульса. В идеальном случае сформированные импульсы прямоугольны и второй импульс начинается сразу прсле окончания первого, при этом зазор между верхушками импульсов не превышает 1—2 мксек. Длительность импульсов составляет 30—60 мксек, амплитуда равна 100—200 в. Первый по времени импульс подается на кольцо первых подкатодов 1ПК, второй — на кольцо вторых подкатодов 2ПК- Последовательность импульсов, подводимых ко входу управляющей схемы, обусловливает движение разряда вдоль кольца катодов, причем
25/хП^ПП 1ООЧ505 ЦШ\\22к\ II \Юк 100 ньн SP" Рис. XII. 95. Схема кольцевого пересчетного устройства и формирователя запускающих импульсов (данные элементов схемы для всех ячеек одинаковы).
ПЕРЕСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА 651 40±т eh- W^jy Рис. XII. 96. Электрическая схема Рис. XII. 97. Электрическая включения одноимпульсного декатро- схема включения декатрона. на: t/BX = ЮО Ч-120 в; 7V=l,8-f. 2 мксек; F3an = 20 000 гц. Рис. XII. 98. Схемы управления двухимпульсными де- катронами: на лампе 6Н9С; б — на лампе 6ЖЗП; в — на лампе 6НЗП с импульсным трансформатором.
652 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ после каждых десяти входных импульсов на сопротивление в цепи нулевого катода возникают выходные импульсы, частота повторения которых в десять раз ниже частоты входных импульсов. Меняя временную последовательность управляющих импульсов на кольцах подкатодов, можно изменять направление переноса разряда (реверс счета), поэтому декатрон можно непосредственно использовать для вычитания. В управляющей схеме, приведенной на рис. XII. 98, в, входной импульс для управляющей лампы формируется импульсным трансформа- *(>зооз -ibob -ть. ЩЩЩЩ Рис. XII. 99. Схема запуска коммутаторного декатрона. тором, вторичная обмотка // которого является повышающей. В схеме используется трансформатор с сердечником 31 X 18 X 7 мм из оксифе- ра М-2000. Обмотка / содержит 900 витков, а обмотка // — 1600 витков провода ПЭЛ-0,1. Различные задачи автоматики и телеметрии решаются с помощью коммутаторного декатрона, схема запуска которого приведена на рис. XII. 99. Отличие коммутаторного декатрона от обычного (или счетного) состоит в том, что на его цоколь выводятся не только нулевой катод, а отдельно все штырьки индикаторных катодов. Поэтому при помощи коммутаторного декатрона можно выполнять бесконтактные переключения в многоканальных электрических цепях, а также фиксировать количество входных импульсов не только визуально, но и электрически с помощью нагрузочных сопротивлений, включенных в цепь катодов. Пересчетные схемы с накопителями импульсов. Принцип действия таких схем заключается в следующем. Для увеличения точности работы счетчика входные импульсы нормируют по амплитуде и длительности (с помощью схемы формирователя), подают на накопительный конденсатор и заряжают его* После действия определенного количества импульсов конденсатор заряжается до критического напряжения, после чего
СЕЛЕКТОРЫ ИМПУЛЬСОВ _ ,653 срабатывает электронный' или механический регистратор. Коммутатор необходим для того, чтобы после поступления очередного импульса на накопительную емкость она не разряжал4бь во время паузы между импульсами. Таким устройством может служить электронная лампа, диодная схема, электромеханический коммутатор и т. п. Схема счетчика импульсов, в. котором коммутатором являются диоды Л2 и Лз, приведена на рис. XII. 100. При поступлении импульса положительной полярности на сетку катодного повторителя Лх конденса- 250В Рис. XII. 100. Схема счетчика импульсов с использованием блокинг-генератора. тор С% заряжается через открытый диод Лз. Диод Ла при этом заперт. Во время паузы под действием заряда, накопленного конденсатором С2, диод Лз запирается и разряжается конденсатор Сх через открытый диод Ла. Этот процесс повторяется до тех пор, пока напряжение на сетке лампы Л| не достигнет порога срабатывания олокинг-генератора, после чего разряжается конденсатор С2 и схема снова становится чувствительной к поступающим импульсам. В рассматриваемой схеме коэффициент пересчета может достигать 10, частота входных импульсов — 1000 гц, амплитуда входных импульсов — 100 в, длительность входных импульсов — 100 мксек. При этом напряжение на конденсаторе С2 после 10 импульсов составит около 60 в. § 9. СЕЛЕКТОРЫ ИМПУЛЬСОВ Селекторы импульсов предназначены для выделения из общей последовательности только импульсов с определенными признаками. Такими признаками могут быть амплитуда, длительность, временное положение и т. д. Селекторы импульсов по амплитуде. Амплитудные селекторы предназначены для выделения импульсов, амплитуда которых ниже или выше
654 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ определенного уровня напряжения. В качестве амплитудных селекторов часто применяют схемы ограничителей (см. § 4 гл. All). Комбинируя схемы ограничителей, можно выделять импульсы, амплитуда] которых лежит между двумяjpoe 'Мы* Юграничи- \тель по максим и ми играничитдль\ по минимуму \ U6* Рис. XII. 101. Блок-схема селектора, выделяющего сигналы, амплитуда которых лежит между двумя уровнями. нями ограничения. Блок- схема такого устройств ва приведена на рис/ XII. 101. В качестве высокочувствительных селекторов, выделяющих импульсы с амплитудой, превышающей заданный порог, используются триггеры Шмитга (см. § 7 гл. XII). Селекторы по длительности. Селекторы импульсов по длительности предназначены для выделения импульсов, длительность которых равна, больше или меньше заданной. Селекторы импульсов, длительность которых превышает заданную величину, часто строят с использованием заряда конденсатора и порогового устройства, срабатывающего в момент, когда напряжение на конден- f Л< j6H2n JUL К ii Н-г-н-^гЯчс--, Рис. XII. 102. Схема селектора, выделяющего импульсы, длительность которых превышает определенную величину. саторе достигает пороговой величины. Для более точной селекции применяются схемы с линиями задержки. В схеме на рис. XII. 102 входные импульсы стандартной амплитуды заряжают через сопротивление R конденсатор С. На выходе анодного ограничителя, собранного на лампе Л2, появляется сигнал, если напряжение на конденсаторе, зависящее от длительности входного импульса, будет достаточным для отпирания лампы Л2. Лампа Ли включенная диодом, создает цепь для быстрого разряда конденсатора С через сопротивление 5 ком. Работа схемы, приведенной на рис. XI 1.103, основана на том же принципе. Блокинг-генератор на лампе Л2 срабатывает, когда напряжение на конденсаторе С достигнет порогового значения. Селекторы, выделяющие импульсы определенной длительности или длительности меньше заданной величины. .Схема на рис. XII. 104, являющаяся дальнейшим развитием схемы селектора, изображенной на рис. XII. 103,
СЕЛЕКТОРЫ ИМПУЛЬСОВ 655 может выделять импульсы, длительность которых лежит в пределах 2— 5 мксек. Напряжение с конденсатора Са подается на сетку лампы Лг запертого катодного повторителя. Напряжение £см подобрано так, чтобы лампа Рис. XII.103. Схема селектора, реагирующая на импульсы, длительность которых превышает 2,5 мксек. Рис. XII.104. Схема селектора импульсов, длительность которых лежит в определенном интервале или меньше заданной величины. Л2 отпиралась только в том случае, если длительность входного импульса превысит 1,9 мксек (для данных параметров схемы). Начиная с момента отпирания лампы Лг на сетку лампы Ль запертого усилителя поступает линейно нарастающее напряжение, которое отпирает усилитель через 4,5 мксек.
656 элементы и устройства импульсной техники Если длительность входного импульса лежит в пределах 1,9—4,5 мксек, то в момент окончания его конденсатор Са быстро разрядится через открытую лампу Ль Напряжение на сетке лампы Ла быстро упадет и лампа запрется. Резкое изменение тока через лампу вызывает (вследствие действия индуктивности!) появление на аноде лампы положительного импульса, которым запускается блокинг-генератор, собранный на лампе Л4. Если длительность входного импульса превысит 5 мксек, то в момент окончания входного сигнала положительный импульс на аноде лампы Лг будет срезан действием емкости С, соединенной через малое внутреннее сопротивление 50+500* Щх, Я/ ♦Г 50-3006 & в, 20 г гор к Д ^— * ' h* &l i X 0 0 Чх2 Чц О Рис. XII. 105. Диодные схемы совпадения. отпертой лампы Лз с корпусом. В результате блокинг-генератор не сработает. Изменяя величину напряжений £CMi и Есщ, можно добиться, чтобы схема запускалась импульсами, длительность которых меньше заданной величины. Селекторы импульсов по совпадению (логические схемы «И»). Селектор импульсов по совпадению представляет собой устройство с несколькими входами, на выходе которого появляется сигнал только в том случае, если на все его входы одновременно поступили импульсы достаточной амплитуды. Диодные схемы совпадений приведены на рис. XII. 105. Если на вход схемы совпадения (рис. XII. 105, а) поступает импульс wBXj положительной или отрицательной полярности, а на другие входы импульсы не поступают, то вследствие шунтирующего действия диодов Д\ и Д2 на выходе схемы импульса не будет. Только при одновременном поступлении импульсов «BXi и «BXf или иВХа, запирающих один из диодов Д\ либо Да, на выходе селектора возникает импульс, полярность которого совпадает с полярностью сигнала mBXj. В схеме на рис. XII. 105, б входные сигналы суммируются на сопротивлении R3. Амплитуда сигналов и величина запирающего напряжения Есм подбираются таким образом, чтобы на нагрузке ограничителя /?4 появился импульс только при одновременном приходе входных сигналов. Наиболее часто используется схема совпадения, приведенная на
СЕЛЕКТОРЫ ИМПУЛЬСОВ 657 рис. XII. 105, е. При одновременном действии л импульсов запираются все диоды схемы, кроме одного. Не запертым остается тот диод, на который подан импульс наименьшей амплитуды. На выходе схемы возникает импульс такой же величины, поэтому схема часто называется схемой отбора по минимуму. Схема может работать и при отрицательных входных импульсах. Для этого необходимо изменить полярность подключения диодов и напряжения Е. Рис. XII.106. Схемы двойных и многократных совпадений. Диодные схемы совпадения очень просты и надежны. Их недостатком является необходимость иметь мощные каскады импульсных сигналов, подаваемых на входы схемы. Ламповые и транзисторные селекторы импульсов по совпадению. К достоинствам ламповых и транзисторных селекторов следует отнести хорошую развязку входных и выходных цепей, возможность использования входных сигналов малой амплитуды и мощности, усиление выделенного сигнала. В схеме на рис. XII.106, а лампа заперта по управляющей и пентод- ной сеткам. Только при одновременном поступлении на входы схемы импульсов положительной полярности с амплитудой, достаточной для отпирания лампы, по лампе проходит ток и в цепи анода появляется импульс отрицательной полярности. Схемы на рис. XII.106, б, в, г работают аналогично. При одновременном запирании всех триодов на выходе схемы появляется импульс значительной амплитуды.
658 ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ § 10. СРАВНИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА На выходе сравнительных устройств появляется сигнал в момент совпадения уровня входного сигнала с некоторым опорным напряжением ыл [12], [2]. Сравнивающие устройства широко используются в вычислительной технике для преобразования данных аналоговых устройств в дискретный сигнал; в радиолокационных системах для измерения промежутков вре- зооь J6H2H I Won Рис. XII.107, Схемы сравнивающих устройств: а — с использованием диодного ограничителя и формирователя; б — с использованием триггера Шмитта; в— с использованием блокинг- —-.1-_—_____, генератора. в Ъ+иоп мени, в ядерной физике при построении анализаторов распределения амплитуд и т. п. Основное требование, предъявляемое к устройствам сравнения — точность фиксации момента совпадения входного и опорного напряжений. В простейших схемах сравнения фиксируется момент прохождения сигнала через амплитудный ограничитель. Увеличение точности фиксации момента сравнения достигается с помощью дифференцирующей цепи и усилительного каскада, включенных после ограничителя (рис. XII. 107, а). Более совершенными являются схемы с положительной обратной связью (рис. XII. 107, б и в), построенные таким образом, что при достижении входным напряжением опорного уровня в схеме, как в спусковом устройстве, происходит скачок. В таких устройствах широко используются схемы ждущих мультивибраторов, блокинг-генераторов и триггеров Шмитта. § 11. ЭЛЕКТРОННЫЕ КОММУТАТОРЫ В многоканальных системах при использовании принципа разделения каналов по времени широко используются электронные коммутаторы, при помощи которых можно подключать к последующим устройствам либо отключать один или несколько каналов.
ЭЛЕКТРОННЫЕ КОММУТАТОРЫ 659 М Г И "в*, Увг2 ^ Jcen, J:cen3 I ПП Рис. XI1.108. Блок-схема электронного коммутатора. -Н ^ 1 tfflw, Ww/2- Ww, Рис. XII.109. Схема электронного коммутатора.
660 ЭЛЕМЕНТЫ И'УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ Коммутаторы можно выполнить на электронных лампах, диодах, магнитных элементах, газоразрядных приборах, электромеханических реле и т. п. Общий принцип построения коммутаторов иллюстрируется блок-схемой, приведенной на рис. XII.108. Многофазный генератор импульсов МГИ генерирует селекторные импульсы, смещенные один относительно другого во времени и появляющиеся на различных выходах генератора. Этими импульсами поочередно отпираются схемы совпадений «И», на выходе которых в момент опроса появляется сигнал опрашиваемого канала. Часто выходы всех систем совпадений объединяют с помощью схемы «ИЛИ» (см. тл. XIX). На рис. XII. 109 приведена принципиальная схема электронного коммутатора, обеспечивающего частоту опроса каналов до 0,5-^-1,0 Мгц. На лампах типа 6Ж2П собраны схемы совпадений. Входные сигналы поступают на пентодные сетки ламп, а коммутирующие — на управляющие. Многофазный генератор импульсов составлен из цепочки ждущих мультивибраторов с катодной связью на лампах 6Н1П. Мультивибраторы соединены один с другим через дифференцирующие цепи. Первый мультивибратор запускается коротким положительным импульсом изап, подаваемым от постороннего источника. Спадом импульса ждущего мультивибратора запускается второй мультивибратор и т. д. Из всей группы схем совпадений будет открыта та, на вход которой поступает нулевой потенциал возбужденного мультивибратора. Сигналы опрашиваемых каналов снимают с общего анодного нагрузочного сопротивления.
ТЕЛЕВИДЕНИЕ ГЛАВА_ XIII § 1. ПРИНЦИП ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Телевидением называется способ передачи и приема на расстоянии движущихся изображений с помощью электрических сигналов. Основной принцип телевидения заключается в следующем: подлежащее передаче изображение раскладывается на отдельные элементы, при 167апрокош-\ белого *171трока Рис. XIII.1. Форма телевизионного сигнала после детектора за время передачи одной строки. этом световые сигналы от каждого элемента превращаются в электрические. Эти сигналы после усиления модулируют телевизионный передатчик, который и излучает колебания в эфир. В приемнике сигналы изображения выделяются и воспроизводятся на экране приемной телевизионной трубки. Порядок, в котором будут переданы сигналы от различных элементов изображения, не играет существенной роли. Необходимо только, чтобы порядок воспроизведения элементов изображения в приемнике был такой же, как и порядок их передачи. В настоящее время в телевизионной технике применяется только способ последовательной передачи, в основном, способ строчного разложения
662 ТЕЛЕВИДЕНИЕ (развертки), при котором электронный луч прочерчивает строки, например, слева направо и сверху вниз [1, 20, 29]. Во время этого процесса сигнал изменяется вдоль строки в зависимости от освещенности отдельных частей передаваемого объекта (рис. XIII. 1). Развертка изображения должна производиться настолько быстро, чтобы воспринятое изображение сохранялось глазом до тех пор, пока не будет построчно передан весь кадр. При этом в силу некоторых при- б чин (в частности для устранения влияния фона) необходимо, чтобы частота повторения кадров была кратна частоте переменного тока промышленной сети, питающей передающее и приемное устройства, т. е. 25, 50 гц и т. д. При 25 кадрах в секунду еще заметно мелькание изображения, а при большем числе кадров, например 50, необходимо соответственно увеличить ширину спектра передаваемых частот, что вносит значительные усложнения °в схему. Поэтому в настоящее время главным образом применяется система чересстрочной развертки (рис. XIII.2), при которой сначала передаются, например, все нечетные строки (первый полу кадр), а затем все четные (второй полу кадр). В этом случае частота мельканий увеличивается в два раза по сравнению с обычной (прогрессивной) разверткой, и поэтому для глаза мелькания становятся незаметными. Для строгого согласования процессов в передающем и приемном устройствах в канал телевизионной передачи, кроме сигналов изображения, вводятся дополнительные синхронизирующие сигналы. при черес- 0 Рис. XIII. 2. Ход луча строчной развертке: а — начало нечетного первого полукадра; б — начало четного второго полукадра; в — конец первого полукадра; г — конец второго полукадра; д — обратный ход по горизонтали; е — обратный ход по вертикали после первого полукадра; ж — обратный ход по вертикали после второго полукадра. § 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СТАНДАРТАХ Стандарт СССР. 1. Число строк разложения —- 625. 2. Формат кадра (отношение ширины к высоте) — 4 : 3. 3. Число элементов разложения изображения — около 500 000. 4. Система развертки — чересстрочная, слева направо и сверху вниз. 5. Число полных кадров, передаваемых в одну секунду,— 25 (соответственно число полу кадров —50). 6. Полоса частот, занимаемая телевизионным сигналом, — 6, 25 Мгц. 7. Разность несущих частот передатчика изображения и передатчика звука — 6,5 Мгц. 8. Полная ширина спектра телевизионного сигнала в эфире — 8 Мгц (рис. XIII.3). 9. Число радиоканалов телевещания — 12 (табл. XIII.1).
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СТАНДАРТАХ 663 Характеристики телевизионных каналов Таблица XIII. 1 Канал I II III IV V VI VII ' VIII IX X XI XII Полоса занимаемых частот, Мгц 48,5—56,5 58,0—66,0 76,0—84,0 84,0-92,0 92.0—100 174—182 182—190 190—198 198—206 206—214 214—222 222—230 Несущая частота изображения, Мгц 49,75 59,25 77,25 85,25 93,25 175.25 183,25 191,25 199,25 207,25 215,25 223,25 Несущая частота звука, Мгц 56,25 1 65,75 83,75 91,75 99,7* 181,75 189,75 197,75 205,75 213,75 221,75 229,75 10. Модуляция передатчика изображения (видеопередатчика) — амплитудная с неполным подавлением нижней боковой полосы, способ изменения сигнала изображения в зависимости от изменения яркости — негативный (самому светлому месту изображения — «уровню белого» — соответствует наименьшая величина сигнала). 1Ь Модуляция передатчика звукового сопровождения — частотная, с максимальным отклонением частоты А/зв = 75 кгц. На рис. XIII.4 представлена форма телевизионного сигнала. Все параметры сигнала даны в зависимости от длительности периода строчной развертки Гс и полукадровой Несущая чостот'а \ изображения] IP —*25l -65- -6,25- "80~ 1 Несущая частота здука Рис. XIII развертки Гк. Как видно из рисунка, 75% амплитуды сигнала предназначено для передачи собственно изображения, остальные 25% выше «уровня черного» отводятся для синхронизирующих импульсов. Из всего времени, предназначенного для передачи изображения, 7—8% занимают импульсы, управляющие кадровой разверткой, и примерно 18% — импульсы, управляющие строчной разверткой. Таким образом, около 25% времени передачи сигнала для изображения оказываются «потерянными». В соответствии с этим реальное число элементов разложения изображения не превышает 400 000. Кроме видеосигнала, синхронизирующих кадровых и строчных импульсов, телевизионный сигнал содержит гасящие строчные и кадровые импульсы (бланки), имеющие строго одинаковую величину «уровня черного» и предназначенные для запирания приемной трубки во время обратного хода луча в приемнике, а также для передачи «средней составляющей», т. е. / -0.5 — Частота,Мги 3. Спектр частот, занимаемый телевизионным сигналом.
664 ТЕЛЕВИДЕНИЕ фиксации «уровня черного» с целью правильного воспроизведения средней освещенности изображения (см. стр. 685). Для непрерывной подачи строчных синхронизирующих импульсов в кадровом синхронизирующем импульсе производятся вырезки с таким расчетом, чтобы использовать для синхронизации передний фронт широкого Вертикальный синхронизирующий импульс Максуробень У 05% согнала Г*ЧСГТ-ГП£& Уровень черного—К J Уровень белого Горизонт, синхрониз. импульсы Нуль несущей Изображение Гориэ.бланн Тек*— UfllMMM^^ Верх изображение и и л С С В деталях чертежей О О и и горизонтальный масштаб не сохраняете» Горизонт о синхрониз. ПеТеднЯ импульс г\ быстип^ Заон:снлон \&Q§_ бертин. бланка Е Е 0,18 Тсмакс. ~ Деталь между С-С б черт, б Макс^^ , II Вырадниб. 8 11 импульс fl04l<3L_ "~ П-^-бГ,— МОИХ, 0ХЮ4ТС 9/10 ма ко. синхрониз. импульса Ч/Юмакс ■синхр. [имаильсо . 0*14$Шн L Деталь между Е-Е б черт, о Вертик. синхрониз. jJMny/LbC -ОАЗЪ- Дет ant между D-D б черт.б ~9/Ю макс.синхр. импульс 1/10 макссинхр. » импульса 0,07Т^0,О1.Ъ Рис. XIII. 4. Форма телевизионного сигнала: а —форма сигнала для первого полукадра; б—форма сигнала для второго полукадра; в, г, д, — отдельные детали сигнала. импульса, следующего за вырезкой. Из рис. XIII.4 видно, что полукадровые синхронизирующие импульсы при прорезании получаются неодинаковыми. Между последним строчным синхронизирующим импульсом в нечетном полукадре и началом первого полукадрового импульса интервал времени равен длительности половины одной строки (рис. XIII.4,6), а между последним строчным импульсом в четном полу кадре и началом второго полукадрового импульса этот интервал равен длительности целой строки (рис. XIII.4, а). Такая асимметрия приводит на практике к наруше-
Параметры телевизионных систем Таблица XIII: 2 Государства та ^. Б* ««я SB* eg^ Модуляция изображения звука Полоса частот,, занимаемая телевидением, Мгц СССР, ГДР, Польша, Чехословакия, Болгария, Румыния, Венгрия Швеция, Италия, ФРГ, Дания, Югославия, Голландия, Австрия, Финляндия ......... США Англия Франция 625 625 |525| 405 819 50 8,0 7,0 6,0 5,0 14,0 +6,5 +5,5 +4,5 -3,5 —11,5 15 625 15625 15 750 10 125 20 475 Негативная Позитивная ЧМ, ±А5кгц ЧМ, ±50кгц\ ЧМ, ±25 кгц AM AM 48,5-230 47—223 41,25—207,5 52,40—201,70 Рабочие частоты некоторых зарубежных телевизионных центров Таблица XIII. 3 Местонахождение Несущая частота, Мгц j изображения 175,25 59,25 49,75 49,75 49,75 77,25 48,25 182,25 звука 180,75 66,75 56,25 56.25 56,25 83,75 53,75 187.75 1 Местонахождение Вена ............ Париж Лондон . Осло Стокгольм Копенгаген Рим Несущая частота, Мгц изображения 1 175,25 186,55 45,00 62,25 62,25 62,25 53,75 звука 180,75 175.40 41.50 67.75 67.75 67.75 59,25 Берлин . Варшава . Прага . . Будапешт Бухарест София . . Белград . Хельсинки
666 ТЕЛЕВИДЕНИЕ L нию кадровой синхронизации. Для создания строго одинаковых полу кадровых синхронизирующих импульсов они прорезаются через интервалы, соответствующие длительности половины строки, а перед и после кадрового синхронизирующего импульса на свободной части кадрового блан- кирующего сигнала вводятся дополнительные импульсы. Основные телевизионные стандарты зарубежных стран. В большинстве европейских стран, так же как и в СССР, принят стандарт 625 (625 строк). Применяются два различных варианта этой системы, отличающиеся общей шириной полосы про- /. пускания (табл. XII 1.2) и величи- [/" Щ- нои сме1Дения несущих частот изо-? q^mcu, Л\ бражения и звука (рис. ХШ.5,а,б). Общий диапазон частот, занимаемый всеми телевизионными каналами, составляет от 40 до 600 Мгц. Рабочие частоты некоторых за- fy рубежных телевизионных центров приведены в табл. XIII.3. —mm 1 Г -Ч25Мгц\ -вМги ■ О £. 1 -7Mai Ши,- I U \flU »- бМги, -= -н !* tZR § 3. СКЕЛЕТНАЯ СХЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРЕЕМНИКА Основным элементом телевизионного приемника является электронно-лучевая трубка (кинескоп). Электронный луч перемещается по экрану трубки слева направо и сверху вниз, развертывая изображение. Сигналы изображения подаются на электрод трубки, управляющий интенсивностью электронного луча, и производят яркостную модуляцию. По принципу действия телеви^ зионные приемники, как и радиовещательные приемники (см. гл. XI), делятся на супергетеродинные и прямого усиления. Приемник прямого усиления по конструкции несколько проще супергетеродинного, но характеризуется меньшей чувствительностью и худшей избирательностью. Кроме того, в приемнике прямого усиления конструктивно трудно осуществить переходе одного телевизионного канала на другой, так как при этом необходимо переключать контуры во всех каскадах УВЧ. Поэтому в настоящее время (в связи с введением 12 телевизионных каналов) телевизионные приемники, выполненные по схеме прямого усиления, промышленностью не выпускаются. Однако "в эксплуатации находится много телевизоров типа КВН-49, выполненных по схеме прямого усиления. Телевизионные приемники могут быть построены по двухканальной и одноканальной схемам. В двухканальном приемнике для усиления сигналов изображения и звукового сопровождения используются два раздельных канала. г Рис. XIII. 5. Частотные зарубежных телецентров. спектры
СКЕЛЕТНАЯ СХЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА 667 На рис. XIII.6 представлена блок-схема двухканального супергетеродинного телевизионного приемника и примерная форма сигналов в отдельных звеньях тракта. Каналы звука и изображения разделяются на выходе смесителя. Сигналы звукового сопровождения поступают на усилитель промежуточной частоты обычного приемника для частотно-модулированных сигналов. Сигналы изображения усиливаются в УПЧ своего канала, затем после амплитудного детектирования усиливаются в видеоусилителе и подаются на модулирующий электрод трубки. Полоса пропускания УПЧ изображения должна быть рассчитана так, чтобы пропустить все частоты видеосигнала и не пропустить на трубку сигналы звукового сопровождения. Для развертки электронного луча применяются генераторы горизонтальной (строчной) и вертикальной (кадровой) разверток. Импульсы для синхронизации генераторов выделяются из общего телевизионного сигнала посредством амплитудной селекции. Для выделения синхронизирующих импульсов сигнал можно снимать либо с выхода детектора, либо с выхода видеоусилителя. В двухканальном приемнике легко достигается необходимое подавление сигналов звукового сопровождения в видеоканале, что является достоинством этой схемы. Недостатком двухканального приемника является возможная нестабильность приема сигналов звукового сопровождения вследствие ухода частоты генератора либо изменения относительной расстройки контуров УПЧ изображения и УПЧ звука, что особенно сказывается при работе на высокочастотных телевизионных каналах. На рис. XIII.7 и XIII.8 приведены блок-схемы приемников супергетеродинного типа и прямого усиления, построенных по одноканальной схеме. Полный телевизионный сигнал, состоящий из амплитудно-модулированного (AM) сигнала изображения и частотно-модулированного (ЧМ) сигнала звукового сопровождения, усиливается ступенями УВЧ (и УПЧ в супергетеродинном приемнике), затем детектируется. При этом на нагрузке детектора, кроме огибающей сигналов изображения, выделяется разностная частота между несущими частотами изображения и звука, равная 6,5* Мгц. Эта частота, представляющая промежуточную частоту приемника звукового сопровождения, выделяется на выходе видеоусилителя с помощью резонансной системы (фильтра), настроенной на частоту 6,5 Мгц, а затем усиливается и преобразовывается, как в обычном ЧМ приемнике. Таким образом, сигналы звукового сопровождения усиливаются в приемнике, построенном по супергетеродинной схеме, в котором роль гетеродина выполняет несущая частота изображения. Чтобы в видеоканал не попадали сигналы звукового сопровождения, их амплитуда на выходе видеодетектора должна быть в 10—12 раз меньше, чем амплитуда сигнала изображения. Такое соотношение амплитуд достигается в приемнике прямого усиления выбором специальной формы частотной характеристики УВЧ (рис. XIII.9), а в супергетеродинном приемнике — характеристики УПЧ. Участок частотнойгхарактеристики УВЧ (УПЧ) в том месте, где расположена несущая звука, должен быть по возможности пологим в пределах нескольких сотен килогерц (пунктирная кривая на рис.XIII.9) с тем, чтобы избежать возникновения вредной амплитудной модуляции в звуковом канале. Для детектирования в одноканальном приемнике может быть использован только линейный детектор. При использовании детекторов других типов, например," квадратичного, звуковой сигнал окажется промоделированным по амплитуде сигналом изображения.
Канал ТвукаШЩ \Щ 3 бука ш <Ы I ^ 1 I у* 1 I —^ 1 v Ограничитель частотный Усилитель зоут амплитуды детектор бои частоты Громкоговоритель Усилитель к о н а л изобретения видео-частоты кинескоп Гетеродин упч Детею изображения №Gvo/vi Разделитель » синхронизирующих импульсов ,\л Генератор гори- £^ч S ^>Натушна *п»п„ гпи™пттль*Ш2*^;Ш * \^ вертикального развертки г1""1-^ отклонения VU V teaJ атушна горизонтального отнпонения вертикальной азвертки Рис. XIII. 6. Блок-схема двухканального супергетеродинного телевизионного приемника. I is m X я га
Канал збуна 1 ААИ Ограничитель Частотный амплитуды детектор Канал изображения Усилитель звуковой т частоты Фильтр ^л выделения {промежуточной А частоты збуна / Z¥W4 Громкоговоритель Ц УВЧ Смеситель УПЧ гЛЛ1 кЛА| >чЛЛ-с Детектор Разделитель синхронизирующих импульсов ^ Л v Нинескоа \Натушна Вертинапьн отклонения Натушна № горигонтапьн. отклонения Генератор вертикальной (кадровой) развертки Рис. XIII. 7. Блок-схема одноканального су пер гетеродин но го приемника.
К о н о л звука лай Ограничитель Частотный амплитуды детектор Канал изображения Усилитель звуковой частоты ^ Фипьтр выделения промежуточ- | ной частоты звука <w Громкоговоритель И/и кД/Ч KAA-f Кинескоп Детектор Усилитель -частоты Генератор го- Уризонта/гьной Разделитель синхронизи рующих им- • пульсов Рис. XIII. 8. Блок-схема одноканального приемника прямого усиления. Канал синхрониза-i >ции и развертки Катушка Вертикального отклонения Штушна / л горизонтопьного /у ф* отклонения Генератор, бвр- тикально6(кад- ровой) развертки
СКЕЛЕТНАЯ СХЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА 671 Существенное значение при одноканальном приеме имеет глубина модуляции телевизионного передатчика, которая не должна превышать 80-— 85%, иначе сигналы из канала изображения будут попадать в звуковой канал. В первую очередь это относится к частоте кадровой развертки, которая при недостаточно хоро- . шей настройке приемника про- If слушивается через громкоговоритель. Осуществить хорошее подавление сигналов звукового сопровождения на выходе видеоусилителя трудно. Это является недостатком одноканаль- ной схемы. Однако приемник, выполненный по одноканальной схеме, обеспечивает значительно большую стабильность приема сигналов звукового сопровождения (особенно в высокочастотных телевизионных каналах), чем двухка- нальный и содержит меньшее число ламп. В настоящее время телевизионные приемники, как правило, строятся по одноканальной супергетеродинной схеме. Однако уже наблюдается тенденция перехода вновь к двухка- нальному приему в связи с появлением более стабильных элементов схем и возможностью применения схем автоматической подстройки частоты [19]. Основные параметры телевизионных приемников чёрно-белого изображения приведены в табл. XIII.4. __ Таблица XIII. 4 Основные параметры телевизионных приемников (ориентировочные) Прабипыа Рис. XIII. 9. Форма частотной характеристики УВЧ в одноканальном приемнике. Наименование параметров Номинальный размер изображения по Чувствительность по каналу изображения, ограниченная усилением, мкв, не менее Чувствительность по каналу изображения, ограниченная шумами, мкв, не Чувствительность по каналу звука, Промежуточная частота сигналов изо- Промежуточная частота сигналов звукового сопровождения, Мгц .... Первая промежуточная частота при приеме радиовещательных станций с частотной модуляцией, Мгц3) . . . Классы телевизионных приемников I 530 50 100 50 38» 31,52> 6,5 п ' 430 100 100 100 38" 3.1,5» 6,5 ш 350 275 275 381> 31,5» 6,5
672 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Наименование параметров Избирательность, дб, на частотах, отличающихся от несущей частоты изображения *): а) на —-(1,5-гЗ) Мгц и ниже, не менее . б) на +8 Мгц и выше, не менее . . Избирательность, дб, на промежуточной частоте 33 Мгц, не менее 6) . . . Ослабление на частоте, отличающейся от несущей частоты изображения на +6,5 Мгц Угол отклонения электронного луча для кинескопов прямого наблюдения, град, не менее Тип входа Номинальное входное сопротивление, ом Коэффициент бегущей волны, не менее ....." Автоматическая регулировка усиления (АРУ) при выходном напряжении в —пределах ± 3 дб 6) Автоматическая регулировка яркости при изменении контрастности .... Максимальная яркость, нт, не менее . Уровень помех, мкв/м, создаваемых гетеродином телевизионных приемников в телевизионном диапазоне на расстоянии 30 м, не более 7). . . . Уровень помех, создаваемых телевизионным приемником в радиовещатель- Лродолжение табл. XII/. 4 Классы телевизионных приемников I 40 40 40 " II 30 30 40 III 20 20 40 На изображении не должно быть помех от звука ПО Ког 75 0,2 52 Обязательна 40 15 ч Должен соо Министерс ПО 70 жсиальнын 75 0,2 46 75 0.2 20 Необязательна 40 15 | 40 15 тветствовать нормам ггва связр [ СССР !) До 1964 г.— 34,25 Мгц. 2) До 1964 г.—27,75 Мгц. 8) До 1962 г. допускалась частота 8,4 Мгц. 4) До введения норм на фазовые искажения тракта допускается избирательность по пункту а) для телевизионных приемников I класса 30 дб и II класса 25 дб. На частотах между точками —1,5 и —3 Мгц допускается уменьшение избирательности не более чем на 6 дб. 5) Временно до 1961 г. допускалось уменьшение избирательности на I канале до 32 дб. 6) Для телевизионных приемников I и II классов обязательна ключевая АРУ или равноценная ей. 7) Измеряется при утверждении образцов к производству.
СКЕЛЕТНАЯ СХЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА 673 Продолжение табл. XIII. 4 Разрешающая способность по всему полю изображения, не менее8): по горизонтали по вертикали Нелинейные искажения растра, %, не более: по горизонтали . , по вертикали . ........ Контрастность в крупных деталях . . Геометрические искажения растра, %, не более: а) типа «бочка» . б) типа «подушка» в) типа «трапеция» г) типа «параллелограмм» . . . Изменение напряжения сети питания, при котором сохраняется устойчивость синхронизации, % . . . . Инерционная синхронизация строчной развертки Изменение величины видеосигнала, при котором сохраняется устойчивость синхронизации, % Уход нулевой точки характеристики частотного детектора при прогреве, кгц, не более Дистанционное управление громкостью и яркостью . Стабилизация размеров изображения 9) Частотная характеристика канала звука (кривая верности), щ, по звуковому давлению при неравномерности 14 дб: для настольных приемников (вдоль оси кинескопа) для напольных приемников (вдоль рабочей оси громкоговорителя или группы громкоговорителей, со стороны экрана кинескопа). . . 500 550 10 8 40: 1 6 6 1,5 3 450 500 12 9 30: 1 6 6 1,5 3 ±10 I ±10 Обязательна ±70 ±70 15 Обязательно Обязательна 20 80—10 000 100—7000 60—12 000 180—100001 — 350 450 15 12 30:1 6 б 1,5 3 ±10 Необязательна ±50 25 Необязательно Необязательна 150—5000 22 120 *) Определяется по испытательной таблице 0249. 9) Параметры стабилизации оговариваются в технических условиях.
674 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Продолжение табл. XIII. 4 Наименование параметров Среднее (номинальное) звуковое давление канала звука, бар, на расстоянии 1 м, не менее: для настольных приемников (вдоль оси кинескопа) для напольных приемников (вдоль рабочей оси одного или группы громкоговорителей со стороны экрана кинескопа) .... Коэффициент нелинейных искажений %, в звуковом канале по звуковому давлению при- выходной мощности, соответствующей номинальному звуковому давлению вдоль оси кинескопа для настольных приемников и вдоль рабочей оси одного или группы громкоговорителей со стороны экрана кинескопа для напольных приемников на частотах: свыше 200 гц, не более . . свыше 400 г*{, не более .... Регулировка тембра, дб, не менее10): а) на верхних и нижних часто- б) на верхних частотах .... Уровень помех в канале звука от сигналов изображения, цепей разверток и источников питания, дб . . . Возможность приема радиовещательных станций с частотной модуля- Наличие входа звукоснимателя .... Чувствительность на входе звукосни- Чувствительность при приеме радиовещательных станций с частотной Возможность приема на головные те- Потребляемая мощность, em, не бо- Классы телевизионных приемников I 6 10 7 5 10 —40 Определяет ными Обязан 0,25 50 ос Не ограничена | Тран п 4 8 7 7 - 6 —40 ся част- ТУ гльно 0,25- 50 •язательна 200 сформатор! ш 2 —■ 12 10 Необязательна —30 Необяза- 1 тельна Необязательно -—.. 150 юя 10) Допускается применение совместного и раздельного регулирования и клавишного переключения.
ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА 675 § 4. ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА Эскизный расчет телевизионного приемника следует начинать с выбора электронно-лучевой трубки, В телевизионных приемниках могут быть использованы электроннолучевые трубки как с электростатическим, так и с электромагнитным отклонением (гл. VIII). Для управления лучом в трубке с электростатическим отклонением требуются высокие отклоняющие напряжения, достигающие нескольких киловольт, поэтому в приемниках, выпускаемых промышленностью, применяются трубки с электромагнитным отклонением луча. Для нормальной работы трубки в телевизионном приемнике необходимо подать постоянные потенциалы на все электроды трубки в соответствии с ее паспортными данными. Яркостная модуляция осуществляется подачей телевизионного сигнала между катодом и управляющим электродом трубки. Для обычных телевизионных трубок необходима величина модулирующего напряжения около 20—30 в, а для проекционных трубок амплитуда модулирующего напряжения должна быть 30—40 в. В зависимости от необходимой величины модулирующего напряжения выбираются различные схемы выходных усилителей телевизионного сигнала. Напряжение 20—30 в сравнительно легко обеспечивается однотактным усилителем, например, на лампе типа 6П9. Чтобы получить большие напряжения, желательно использовать двухтактные схемы. Чувствительность телевизионного приемника определяется величиной электродвижущей силы (э. д. с.) в антенне ЕА в микровольтах, которая необходима для получения на выходе видеоусилителя нормального модулирующего напряжения. Для приемников, работающих вблизи телевизионных центров, достаточно иметь чувствительность 1000 мкв. Приемники, рассчитанные для дальнего приема, должны иметь чувствительность 50— 100 мкв и выше. Зная амплитуду выходного напряжения £/вых и чувствительность, определяют общий коэффициент усиления приемника по формуле *общ- Еа • Здесь ko6ul = £вх£увч*УПЧ*деАшд» где kBX — коэффициент передачи входной цепи; &увч — коэффициент усиления УВЧ; /гпр— коэффициент усиления преобразователя; kym— коэффициент усиления УПЧ; £дет — коэффициент передачи видеодетектора; 6ВЦД— коэффициент усиления видеоусилителя. Коэффициент усиления в видеоусилителе на один каскад равен 8—16 в зависимости от типа ламп и способа коррекции, такого же порядка и коэффициент усиления на каскад УПЧ. Усиление каскада УВЧ несколько меньше (5—10), а коэффициент усиления преобразователя составляет 3—5. Коэффициент передачи входной цепи равен 0,5—2 в зависимости от схемы входного устройства. Коэффициент передачи детектора порядка 0,3—0,5. В видеоусилителе обычно используются 1—2 каскада. Если применен однокаскадный видеоусилитель, то он может быть выполнен по схеме уси- 22*
/ €76 ТЕЛЕВИДЕНИЕ лителя постоянного тока. В многокаскадных усилителях из-за наличия разделительных емкостей необходимо применять дополнительно цепи восстановления постоянной составляющей. Схемы синхронизации и развертки телевизионных приемников содержат от 5 до 10 ламп в зависимости от требований, предъявляемых к качеству развертки и синхронизации. В приемниках, рассчитанных для приема вблизи телецентра, если есть общая питающая электросеть, применяются простейшие схемы, в которых для синхронизации генераторов развертки непосредственно используются строчные и кадровые синхронизирующие импульсы (§ 12, гл. XIII), выделенные из видеосигнала с помощью амплитудной селекции. В приемниках ! высокого класса, а также рассчитанных для дальнего приема, применяются более сложные схемы автоматической подстройки частоты и фазы генераторов развертки (§ 12, гл. XIII). Пример. Выполнить эскизный расчет и выбрать блок-схему телевизионного приемника с экраном средних размеров, рассчитанного на прием передач телецентра в черте города. 1. По табл. XIII. 42 выбираем трубку 35ЛК2Б, для модуляции которой необходимо приблизительно 25 е. 2. Определяем общий коэффициент усиления, полагая, что для работы в пределах черты города достаточно иметь чувствительность приемника 500 мкв, *общ = =—g = Б - 10*. щ 500 • Ю-6 3. Приемник целесообразно выполнить по супергетеродинной схеме, чтобы обеспечить хорошую избирательность. 4. Чтобы обеспечить лучшую избирательность и уменьшить соотношение помеха /сигнал на входе приемника, выбираем схему с настроенным входом, обеспечивающим &вх « 1 и одним каскадом УВЧ, обеспечивающим ^увч в б* 5. Принимая /гпр = 4 и £дет = 0,3, определим необходимый коэффициент усиления УПЧ и видеоусилителя *УПЧ*вид = -r~k k k = i .64-03 = 6950' *0бЩ 50 • 103 *вх*УВЧ*пр*дет 6. Задаваясь одинаковыми усилениями видеоусилителя и УПЧ, определяем *УПЧ = *ввд = /ё950^83. Коэффициент усиления 83 может быть обеспечен двумя каскадами как в УПЧ, так и в видеоусилителе. Если в видеоусилителе желательно иметь один каскад, то &вид « 12, 6950 тогда £уПч = -=— = 580. Такое усиление может быть получено в трехкас- кадном УПЧ. Таким образом, блок-схема канала усилителя изображения телевизионного приемника состоит из следующих узлов: входного устройства с трансформаторным или автотрансформаторным входом, одного каскада
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 677 УВЧ, смесителя, двух (или трех) каскадов УПЧ, детектора, двухкаскад- ного (или однокаскадного) видеоусилителя. 7. Для генераторов развертки выбираем типовые схемы с непосредственной синхронизацией импульсами, выделяемыми из телевизионного сигнала. § 5. ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ Для усиления телевизионных .сигналов применяются специальные видеоусилители, к которым, в отличие от усилителей звука, предъявляется требование воспроизводить форму кривой усиливаемого сигнала с заданной степенью точности [15, 18]. Рис. XIII. 10. Схемы простой коррекции видеоусилителей в области высоких частот. Цифры указывают относительные сопротивления элементов схемы на частоте F* Фазовые искажения вызывают изменение формы выходного напряжения даже в том случае, если входное и выходное напряжения содержат одинаковые частотные составляющие. Разность фаз между входными и выходными напряжениями для каждой составляющей усиленной частоты может быть выражена в зависимости от времени прохождения сигнала через усилитель соотношением где ф — сдвиг фаз в радианах; со — угловая частота; п — целое число; % -— величина, имеющая размерность времени и называемая временем запаздывания. Чтобы избежать искажений телевизионного сигнала, частотная характеристика видеоусилителя должна быть равномерной в весьма широкой полосе пропускания от нуля до нескольких мегагерц и время запаздывания
678. ТЕЛЕВИДЕНИЕ для всех частот должно быть одинаковым, т. е. фазовая характеристика должна быть линейной и проходить при нулевой частоте через ля. Поскольку трудно сконструировать многокаскадный усилитель с такой полосой пропускания, применяют усилители с полосой от нескольких десятков герц и выше. Постоянная составляющая сигнала восстанавливается в выходном каскаде усилителя. Для получения равномерного усиления в столь широкой полосе частот применяются усилители на сопротивлениях * с коррекцией частотных характеристик в области высоких и низ- | ких частот. В широкополосных усили- телях обычно используются тетроды или пентоды с большой крутизной характеристики, имеющие малые проходные емкости. Коррекция частотных характеристик в области высоких частот. В области высоких частот применяются простые схемы коррекции с двухполюсниками и сложные схемы коррекции с четырехполюсниками. На рис. XIIJ.10 приведено несколько вариантов схем простой коррекции. Цифры на схеме указывают относительные значения сопротивлений отдельных элементов на наивысшей усиливаемой частоте F2, при которых характеристики оптимальны в области высоких частот (за единицу принято сопротивление Zc емкости С на частоте F2, см. пример расчета). На рис. XIII. 11 приведены частотные и фазовые характеристики указанных схем, из которых видно, что с помощью схем коррекций (рис. XIIL 10, в, г) можно получить большее усиление на каскад при данной неравномерности частотной характеристики, однако при этом получаются большие фазовые искажения. Применяя для межкаскадной, связи четырехполюсники, в которых паразитные емкости анодной и сеточной цепей разделены, можно получить в 1,5—3 раза большее усиление на каскад, чем в схемах связи с двухполюсниками. На рис. XIII. 12 приведены четырехполюсные схемы связи и рекомендуемые относительные величины элементов связи, дающие оптимальные характеристики (за единицу принято сопротивление емкости С на частоте F^). На рис. XIII. 13 приведены соответственно частотные и фазовые характеристики этих схем. Из рассмотрения схем на рис. XIII.12 видно, что необходимо иметь определенные соотношения между емкостями С и С\ что на практике не | USh-H-—14.1 1 1 1 1 Ml 1 1 1 I ? rlI 111 1 И 1 1 ITfcrLI 11 1Р4Н-Ж2Ж1 lTTT1t=ffrj § 1 ■ 1 ■ М Мм о и'*\ II II II II М II М М 1 ^ р| • 1 | II 1 1 1 М 1 1 II II о 0 0,2 0,4 0,6 0,8 7.0 1,2 14 1,6 Г_ Усиливаемая частота F « ^Частота, при которой 1faF9csRa * 01б\ 1 1 1 1 II 1 1 [ 1 1 l-c^rl^L s Щ01 1 III 11 I 1 1 1 1 Un \ ч^1 *£ оы\ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \Jf\ II 1 1 5<*м| МИИШ^п ■Г п f°hl.. ММ М-М"*] 1 1 1 II 1 •"» П1т I I I I II \РгТ м \Л\\\ ■ II- ^ пляК-Н-'ГТ II 1 М 1 1 II 1 1 1 ъ.ищ М II 1 II II II 1 1 II 1 0 0,2 0,4 № _ , ,6 0,8 W \,2 \ F _ Усиливаемая частота F2 Частота, при которой forr^^a Рис. XIII. 11. Частотные и фазовые характеристики усилителей с простой коррекцией: / — для схемы на рис. XIII. 10,а; 2 — для схемы на рнс. XIII. 10,6; 3— для схемы на рис. XIII. 10,в; 4 —для схемы на рис. XIII. 10,е. * Анализ усилительного каскада с реостатно-емкостной нагрузкой приведен в гл. IX.
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 679 всегда обеспечивается, поэтому полностью использовать преимущества схем сложной коррекции не всегда возможно. Схемы, приведенные на рис. XIII.10 и ХНГ.12, представляют собой частные случаи общих схем фильтров низких частот и могут быть рассчитаны по формулам, приведенным в гл. VI. Это легко уяснить, если перечертить их аналогично тому, как это сделано на рис. XIII.14. Так, например, схемы простой коррекции, приведенные на рис. XII 1.10, а, б, могут быть представлены в виде Г-образного полузвена фильтра низких частот (рис. XIII. 14, а), в котором Сп представляет собой шунтирующую емкость полу звена, а Ст является дополнительной емкостью, включение которой необходимо для выравнивания входного сопротивления фильтра в полосе пропускания вследствие того, что фильтр нагружен на характеристическое сопротивление (в данном случае Ra) только с одной стороны. Оптимальная частотная характеристика получается ПРИ Ст « Сп- Аналогично, на рис. XIII. 14, б, в представлены в виде схем фильтров низких частот схемы простой коррекции, приведенные на рис. XIII. 10, *, г, а на рис. XIII. 14, г, д, е — схемы сложной коррекции, данные на рис. XIII. 12, а, б, в. На рис. XIII. 15 приведена еще одна схема широкополосного усилителя с магнитной связью между катушками звеньев фильтра [11]. Фильтр включает полузвено / для связи с усилительной лампой, полузвено // для связи с последующей лампой и полузвено /// с т = 0,6 для связи с нагрузкой R. Сравнивая звено // с Т-образным звеном типа т (рис. XIII.16), замечаем, что оно эквивалентно звену типа т с отрицательной индуктивностью (—М) в параллельной ветви, поэтому в этой схеме т всегда больше 1, в то время как для обычных звеньев т < 1. Применение магнитной связи позволяет согласовать схему при различных соотношениях емкостей С и С, выбрать корректирующие элёмен- Рис. XIII. 12. Схемы сложной 'коррекции видеоусилителей в области высоких частот.
680 ТЕЛЕВИДЕНИЕ l2\ о.в\ OS o\ 1—1—M/*HN 1 1 1 1 1 111 I 0.1 0,2 0,5 1,0 2. 3,0 £ Усиливаемая частото • ** 5 со 0,24, ; 0,22\ ■ а 0,20\ s а/5! 0J6 />" Частота, при которой Ji-^^R 2п£ря °iJ2\ \ощ ОС * о £Ъ^ 3 ' 1 nt Рис. XIII. 13. Частотные и фазовые характеристики схем со сложной коррекцией: У — для схемы на рис. XIII. 12,а; 2 —для схемы на рис. XIII. 12,6; 3 — для схемы на рис. XIII. 10,а. 0,1 0,2 ,5 1t0 2,0 3,0 г . Усиливаемая частота ^ F* Частото, при «отрооЛ&г* R0 С^Ст+Сп с'--сп+ст Рис. XIII. 14. Схемы коррекции видеоусилителей, представленные в виде схем фильтров нижних частот.
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 681 ты по величине минимальной емкости (а не максимальной, как в других схемах) и за счет этого увеличить коэффициент усиления при данной ширине полосы. Включение промежуточных звеньев фильтра в схемах кор- Рис. XIII. 15. Схема усилителя с магнитной связью между катушками звеньев фильтра. С Обозначения, содержащие т = т-р > 1, указывают относительные сопротивления элементов схемы на частоте F2. За единицу принято полное сопротивление емкости С рекции, например аналогично тому, как показано на рис. XIII. 17, позволяет осуществить произвольное число высокочастотных выходов практически без уменьшения усиления. Схемы межкаскадной связи с четырехполюсниками вследствие сложности настройки применяются обычно в усилителях с малым числом каскадов. Схемы простой коррек- (Х51ц 1*м l*m q,3lh ции (рис. XIII.10, а, б) ши- а роко применяются в многокаскадных усилителях, так как дают меньшие фазовые искажения и отличаются лучшими переходными характеристиками от более сложных схем. Пример. Рассчитать предварительный каскад видеоусилителя с простой коррекцией (рис. XIII. 10, а) на лампе 6Ж5П. Каскад предназначен для раскачки выходной ступени на лампе 6П15П. Высшая частота полосы пропускания Fa = 5 Мгц. 1. Определяем суммарную емкость, нагружающую усилитель, Рис. XIII. 16. Схема усилителя (рис. XIII. 15), представленная в виде эквивалентной схемы фильтра. С = С 'вых (6Ж5П) + свх (6П15П) +-См = 2,5 + 13,5 + 10 = 25 пф, где См — емкость монтажа.
682 ТЕЛЕВИДЕНИЕ 2. Сопротивление емкости С на частоте F* 1 1 Zc - 2jiF2C 6,28 • 5 • 10* • 25 . 10' r-12 == 1270 ом. 3. Из рис. XIII. 10, а находим сопротивление анодной нагрузки /?а = Zc = 1270 ом (принимаем 1,3 ком) и сопротивление корректирующей индуктивности на частоте Fa ZLt = 2jiF2£i = 0,5ZC = 635 ом, отсюда индуктивность корректирующего дросселя ZLt 635 Рис. XIII. 17. Схема включения промежуточных звеньев фильтра, используя которую можно получить произвольное число выходов. "х 2rtF2 6,28 • 5 • 10* = 20-10 гн = 20 мкгн. 4. Вычисляем коэффициент усиления каскада, предварительно определив из табл, XIII.4 для лампы 6Ж5П 5 = 9 ма/в, K0 = SRa =9. 1,3 = 11,7. 5. Определим резонансную частоту f% контура, образованного из индуктивности Ъ\ и емкости С (эта величина понадобится при наладке усилителя), /д_ \_ - * 2л \ UC • б,28|/"20 • Ю-6 • 25 • 10~12 = 7,14- 10е гц = 7,14 Мгц. Конструктивное выполнение корректирующих индуктивностей. В схемах высокочастотной коррекции катушки индуктивности можно наматывать на каркасах диаметром 5—15 мм. Тип намотки (однослойная, вна- вал, «Универсаль», сотовая и т. д.) особого значения не имеет. В сложных фильтрах можно все корректирующие индуктивности наматывать на один общий каркас. При этом надо стараться располагать обмотки не очень близко с тем, чтобы взаимоиндукция между катушками была мала. На рис. XIII.18 показана конструкция катушек сложного фильтра с магнитной связью. Катушка L" может перемещаться относительно катушки Z/, этим регулируется связь между катушками. Конструктивный расчет катушек приведен в гл. IV. Настройка усилителей с коррекцией. Чтобы получить необходимое усиление на высоких частотах, нужна определенная система настройки **МИ6Ц" »ШШ,1> Рис. XIII. 18. Конструкция катушек сложного фильтра с магнитной связью.
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 683 I £• Лд Рис. ров XIII. 19. Схема включения прибо- для настройки усилителя с простой коррекцией. усилителей с коррекцией. Метод проб не может дать удовлетворительных результатов вследствие большого числа переменных. Настройка любой схемы коррекции в конечном итоге сводится к компенсации неизвестных паразитных емкостей в схеме. Поэтому основной задачей является определение величин емкостей С и С". Для настройки широкополосного усилителя необходимы минимум два прибора: генератор стандартных сигналов, например ГСС-6, и ламповый вольтметр JIB, например типа ВКС-7Б. Однако работа по настройке видеоусилителя может быть значительно облегчена, если использовать специальные приборы: измерители частотных характеристик, например, ИЧл-1, и др. (см. гл. XVII), используя которые можно наблюдать форму частотной характеристики усилителя непосредственно на экране электронно-лучевой трубки. Методика настройки схем с простой и сложной коррекцией несколько различна. Налаживание усилителя с простой коррекцией. Усилитель налаживают с помощью генератора стандартных сигналов и лампового вольтметра, включенных по схеме на рис. XII 1.19. Вначале закорачивается анодная нагрузка /?а, а вместо индуктивности Li включается в схему известная индуктивность LOT и находится резонансная частота контура /^ образованного из L9T и С= G'+C (L9T и L\ должны быть одного порядка). По известным Ьэт и /^ определяется С = . Зная величину С, можно опреде- ^ (2*)2&Ат лить остальные элементы схемы так же, как и в примере на стр.681. После этого в схему на рис. XIII.19 включается индуктивность Li, величина которой несколько больше расчетной, и определяется при закороченном сопротивлении Ra частота резонанса. Затем индуктивность L\ постепенно уменьшается (например, отматыванием витков катушки) до тех пор, пока резонансная частота не станет равной /2 (см. пример на стр. 681). После этого в схему включается сопротивление £а и снимается частотная характеристика. Если при этом на высшей частоте наблюдается подъем частотной характеристики, сопротивление Ra следует увеличить, если завал — уменьшить. Налаживание усилителя со сложной коррекцией. Необходимо наладить усилитель, схема которого представлена на рис. XIII.20. Задавшись величиной емкостей С и С", определяют приблизительно индуктивности L\ и L2. Наматываются катушки, индуктивности которых по величине раза в полтора больше расчетных с тем, чтобы при подгонке индуктивностей отматывать витки, а не доматывать. Величину индуктивности L2 следует более точно замерить одним из способов, указанных в гл. XVII.
684 ТЕЛЕВИДЕНИЕ На вход усилителя подается сигнал от ГСС. Ламповый вольтметр подключается к точке Б через маленькую емкость Ср (2—3 пф). Катушка L\ и анодная нагрузка #а закорачиваются. Изменяя частоту ГСС, по максимуму показаний лампового вольтметра определяют резонансную частоту /i; затем отключается правая половина схемы в точке А и вновь определяется резонансная частота /г. По результатам измерений определяют ' С+С: 1 [тсс /±\ м -JVbf •*• t д, у 1 о ! LP! L i т i т С' = 1 (2я)1Д1* Рис. XIII. 20. Схема включения приборов для настройки усилителя со сложной коррекцией. По известным С и С рассчитывают точные значения корректирующих индуктивностей, изготовляют катушки и ставят в схему. Затем снимают частотную характеристику и при необходимости дополнительно корректируют. Если окажется, что результирующая характеристика имеет завал на частотах 0,5— 0,7 F2, то следует уменьшить индуктивность катушки 12 и, если это не поможет, уменьшить величину сопротивления /?а. При подъеме характеристики в области высоких частот необходимо зашунтировать катушку L% сопротивлением 10—20 ком (точная величина подбирается). Коррекция видеоусилителей в области низких частот. Искажения в области низких частот возникают главным образом в цепи /?ССС, представляющей собой частотно-зависимый делитель напряжения. Наиболее существенное влияние на форму сигнала в области низких частот оказывают Рис. XIII. 21. Схема усилителя фазовые искажения, поэтому в первую с коррекцией частотных и фазо- очередь следует добиться хорошей вых характеристик в области фазовой характеристики усилителя. низких частот. Частотные и фазовые искажения обычно компенсируются включением корректирующей цепи ЯфС^ последовательно с анодной нагрузкой (рис. XIII.21). Условия идеальной компенсации Величина сопротивления /?ф ограничивается допустимым падением напряжения. Практически обеспечивается вполне удовлетворительная
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 685 компенсация, если За расчетную величину FH в телевизионных усилителях следует принимать частоту повторения кадров (при прогрессивной развертке) или полей (при чересстрочной развертке). Экспериментальная проверка низкочастотной коррекции. Проверку коррекции видеоусилителя в области низких частот целесообразно производить с помощью генератора прямоугольных импульсов (см. гл. XVII) и осциллографа, из которых первый подключается ко входу видеоусилителя, а вто- -Rir 4г 4т 4х. ft- а б б i д -Яз- 4т ГЬ- -Ъ- .*ъ- * ж * . и ^ к Рис. XIII. 22. Изменения формы прямоугольного импульса, обусловленные частотными и фазовыми^ искажениями в усилителе: а -«-идеальный сигнал (частотных и фазовых искажений нет); б —сдвиг фаз в сторону опережения; в— сдвиг фаз в сторону отставания; г — малая постоянная времени элементов связи; д — подъем характеристики на частотах выше частоты повторения импульсов; е — подъем характеристики на низких частотах; ж — завал характеристики на частотах, равных приблизительно десятикратной частоте повторения импульсов; в—завал характеристики на одной частоте или узком диапазоне частот; и —в усилителе имеются резонирующие цепи; к — подъем характеристики на низких частотах и резкий спад в узком спектре. рой — к выходу. Для этих целей может быть также использован специальный измеритель переходных характеристик, например, ИПХ-1, объединяющий оба упомянутых выше прибора. По отклонению формы импульсов, наблюдаемых на экране осциллографа, от прямоугольной можно судить о характере искажений в тракте видеоусилителя. При настройке, изменяя величину элементов схемы Сф, /?ф, Сс и /?с, добиваются, чтобы изображение на экране осциллографа по возможности больше приближалось к идеальной форме прямоугольного импульса. Подавая на вход видеоусилителя прямоугольные импульсы й наблюдая отклонение формы выходных импульсов от прямоугольной, можно оценить искажения в тракте видеоусилителя не только в области низких, но и в области высоких частот. На рис. XIII.22 показаны изменения формы прямоугольного импульса, вызванные фазовыми и частотными искажениями. Ошибки во времени запаздывания, соответствующие долям градуса, обнаруживаются в очень заметном наклоне вершины импульса. Фиксация уровня черного. Формы телевизионных сигналов при передаче изображений (рис. XIII.23, а) представлены на рис. XIII.23, б. Если такие сигналы пропустить через усилитель с емкостной межкаскадной
686 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ы 0 Й-1 связью, то вследствие потери средней составляющей их форма изменится (рис. XIII.23, в). Для правильной передачи средней освещенности (фона) изображения необходимо в приемнике восстановить утерянную среднюю составляющую [9, 13, 15, 20, 29]. В телевизионном сигнале имеется серия бланкирующих импульсов, вершины которых должны всегда находиться на одном уровне, соответствующем приблизительно уровню черного. Процесс привязки сигнала изображения к уровню . «черного» принято называть восстановлением постоянной составляющей сигнала, хотя это название и не точное, так как восстановление постоянной составляющей вовсе не означает, что сигнал привязан к уровню «черного». Сигнал после видеодетектора имеет постоянную составляющую, но, как показано на рис. XIII. 24, а, при увеличении амплитуды сигнала изменяется потенциал уровня «черного». Тот же сигнал, но привязанный к уровню «черного», показан на рис. XIII.24, б. На рис. XIII.25 приведены простейшие фиксирующие схемы для восстановления средней составляющей при сигналах положительной и отрицательной полярности. б «fo |Л^-, of] j] 1 11 1 1 11 Рис. XIII. 23. Изменение формы телевизионного сигнала при потере средней составляющей: а — передаваемое изображение; б — форма телевизионного сигнала; в —форма телевизионного сигнала при потере средней составляющей. t Or Щ::щ:: ■U идя Уровень „черного" б Рис. XIII. 24. Форма сигнала на выходе видеодетектора: а —до привязки уровня «черного»; б —после привязки уровня «черного». Если на вход схемы, показанной на рис. XII 1.25, а, подать напряжение прямоугольной формы с периодом Тс = (тс + 7^) и длительностью положительных импульсов тс, то в момент прохождения положительных импульсов диод Д отопрется и конденсатор Сс быстро зарядится (внутрен-
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 687 нее сопротивление диода R„ мало) со знаками, обозначенными на рис. XIII.26, а. Постоянная времени зарядат3 « #ДСС выбирается равной (ОЛ-т-0,2) тс, чтобы за время длительности импульса тс конденсатор Сс успел зарядиться практически до амплитудного значения напряжения импульсов. Рис. XIII. 25. Простейшие схемы восстановления средней составляющей: а —для сигналов положительной полярности; б —для сигналов отрицательной полярности. После прекращения положительного импульса диод Д запирается и, в соответствии с эквивалентной схемой (рис. XIII.26, б), начинается разряд конденсатора через сопротивление утечки сетки Rc, благодаря, которому на Rc создается падение напряжения со знаком минус на сетке усилительной лампы. Форма напряжения на сетке усилительной лампы представлена на рис. XIII.27 (пунктиром показан сигнал изображения) 4EJEJ чм) иг 1 р ^ Т" Af 1 ■• V«-c '" де№ 7* ■- 'г Ч |ч_ Л » Рис. XIII. 26. Схема, поясняющая работу диодного восстановителя средней составляющей: а — период заряда (прохождение положительных импульсов); б — период разряда. Рис. XIII. 27. Форма напря? жения на сетке усилительной лампы (рис. XIII. 25). Величина перекоса А пропорциональна отношению -% таким образом, тр чем больше постоянная времени разряда тр = CcRCi тем меньше перекос и, следовательно, тем меньше изменение яркости вдоль строк. Однако при очень большой постоянной времени CCRC в условиях, когда в телевизионном сигнале скачкообразно изменяется средняя составляющая, емкость Сс не будет успевать перезаряжаться и передаваемое изображение будет сильно искажено. Поэтому при расчете схемы приходится несколько умень-
688 ТЕЛЕВИДЕНИЕ шать постоянную времени CCRC и мириться с большей неравномерностью яркости по строкам. При малых значениях Д(Д < 0,05 -г- 0,07) для расчета схемы можно воспользоваться следующими соотношениями: (0,1-т-0,2)тс *„ = С А* Перекос горизонтальной части импульса в интервале Ть%у приводящий к неравномерности яркости изображения вдоль строк, является основным Видеосигнал, (негатив Рис. XIII. 28. Управляемые фиксирующие схемы. недостатком простейших (неуправляемых) фиксирующих схем. Кроме того, фиксирующая схема, представляющая собой по существу пиковый детектор, очень чувствительна к импульсным помехам. Управляемые фиксирующие схемы, не имеющие этого недостатка, показаны на рис. XIII.28. Особенность схемы заключается в том, что фиксирующий диод отпирается не импульсами, содержащимися в самом сигнале, а особыми импульсами, подводимыми к диоду синхронно с импульсами сигнала. При использовании посторонних импульсов для отпирания диода можно выбрать значительно большую постоянную времени Сс/?с, чем в неуправляемой схеме. Поэтому сопротивление /?с в схему часто не включается. Управляемые схемы, как более сложные, применяются главным образом в передающих устройствах [5]. В качестве примера усилителя с фиксирующей схемой на рис. XIII.29 дана схема видеоусилителя приемника «Авангард». Для восстановления средней составляющей применена неуправляемая фиксирующая схема на диоде Д2. В первом каскаде применена простая схема коррекции, во втором — сложная. В телевизионных приемниках в последнее время получили распространение схемы видеоусилителей постоянного тока (рис. XIII.30, XIII.31),
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 689 Рис. XIII. 29. Схема видеоусилителя телевизионного приемника «Авангард». К УПЧ здукового канала W30S 0.05 Яркость 0,22 и- — — I Рис. XIII. 30. Схема видеоусилителя телевизионного приемника «Рубин-А».
690 ТЕЛЕВИДЕНИЕ В этих схемах нет переходных емкостей, поэтому средняя составляющая не теряется в процессе передачи сигнала от видеодетектора до кинескопа. Однако и в усилителях постоянного тока при изменении уровня сигнала уровень «черного» все же оказывается не привязанным (см. рис. XIII.24, а). Поэтому в некоторых конструкциях телевизионных приемников, например «Старт-2», «Рекорд-Б», «Заря», «Енисей-2» и др., вообще отказались как от усилителей постоянного тока, так и от схем восстановления средней составляющей сигнала, основываясь на том, что неправильная передача освещенности фона изображения, как правило, не заметна для зрителя. В ка- \к амплитудному ' селектору Рис. XIII. 31. Схема видеоусилителя телевизионного приемника «Темп»: ДР\ — Дрь — корректирующие индуктивности, наматываются проводом ПЭЛШО 0,12 на сопротивлениях ВС-0,25 0,1 Мом; намотка «Универсаль» шириной 3,5 мм; числа витков: Дри Дрг, ДРа по 180, Дра — 140, Др6 — 115. честве примера усилителя такого типа на рис. XIII.32 приведена схема видеоусилителя телевизора «Енисей-2». В приемниках высокого класса все же используются видеоусилители постоянного тока, а для сохранения постоянным значения уровня «черного», применяются специальные схемы автоматической регулировки яркости (АРЯ) и контрастности (АРК), описанные в § 11. Если для работы кинескопа требуется большая амплитуда модулирующего напряжения, можно применять парафазную схему видеоусилителя на триодах (рис. XII 1.33) или пентодах. На рис. XIII.34 приведена схема широкополосного усилителя с отрицательной обратной связью, создаваемой сопротивлением /?4. Этот усилитель обеспечивает несколько меньшее усиление, чем обычный скорректированный, однако более устойчив, менее критичен к смене ламп и стабильности источников питания, а также не требует наладки при тщательном выполнении монтажа. При конструировании усилителя с обратной связью следует стремиться к тому, чтобы емкости анодных цепей обеих ламп и сеточной цепи лампы Л2. по отношению к шасси были по возможности меньше. Монтаж следует выполнять жестким проводом, детали располагать на расстоянии 20—30 ям от шасси. Видеоусилители на транзисторах [3, 21]. Все каскады видеоусилителя, кроме оконечного, являются усилителями мощности, а оконечный каскад
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 691 At Д2ВЪ6жЖ*2С1бтл36П15Пх V, -СЮ*2!"1 ВггЬк Рз9 •0,05 Рис. XIII. 32. Схема видеоусилителя телевизионного приемника «Ehi +2500 К первому каска-\ Н ду усилителя Ы{0| сигналовизобра^ ' жения ЮОк 150к +2506 Регулировка яркости Рис. XIII. 33. Усилитель изображения с двухтактным выходом.
692 ТЕЛЕВИДЕНИЕ при работе на управляющий электрод кинескопа — усилителем напряжения. Наибольшее усиление по мощности имеет каскад, собранный по схеме с общим эмиттером. От такого каскада видеоусилителя можно получить Щ25 ((детектору Рис. XIII. 34. Широкополосный усилитель с отрицательной обратной связью. выходное напряжение 15—18 в для транзисторов типа П401—П403 и 10— 15 в для транзисторов П410—П411. При дальнейшем увеличении выходного напряжения его амплитуда начинает превышать величину пробивного напряжения для данного типа транзистора, однако транзистор не выходит ^ **?? _:*(М0*ЮВ Т9 *g№ ■ *• Л402 $Ф*Ю6 ВВВГ £L256 "4-i-w ДРз 70мкгн Рис. XIII. 35. Схема видеоусилителя на транзисторах типа П402. из строя, так как сопротивление нагрузки ограничивает ток коллектора, но на амплитудной характеристике появляется нелинейный участок. Применяя каскад, собранный по схеме с общей базой, можно получить большее выходное напряжение. Если сопротивление нагрузки равно входному сопротивлению каскада, то усиление каскада по напряжению равно единице, при этом полоса пропускания близка к граничной (по коэффициенту а) частоте транзистора. С увеличением сопротивления нагрузки усиление
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 693 каскада по. напряжению растет, а его полоса пропускания уменьшается. При. равных полосах пропускания каскад с общей базой дает большее усиление по напряжению, чем каскад с общим эмиттером. Так, усиление каскада с общим эмиттером на транзисторе типа П403 при полосе пропускания 6 Мгц равняется 50. Используя же схему с общей базой, можно повысить усиление до 200 при той же гтхЯ — 4&J|-b- 3"0 Рис. XIII. 36. Схема видеоусилителя на транзисторах типа П403. полосе. Максимальное выходное напряжение в схеме с общей базой больше, чем в схеме с общим эмиттером, в 1,5—2 раза. Усилитель, собранный по# схеме . с общей базой, имеет низкое входное сопротивление и его трудно согласовать с предоконечным каскадом, поэтому в качестве предоконечного каскада целесообразно использовать эмиттерный повторитель. Усиление такого каскада по напряжению несколько меньше единицы, однако входное сопротивление достаточно велико (несколько килоом), а выходное — мало. В эмиттерном повторителе следует использовать транзистор с высокой граничной частотой (граничная частота в схеме с общим эмиттером), так как на частотах выше граничной входное сопротивление каскада быстро уменьшается до значений, близких к величине" нагрузочного сопротивления. Схема видеоусилителя на транзисторах типа П402 приведена на рис. XII 1.35. Выходной каскад усилителя выполнен по двухтактной схеме и обеспечивает модуляцию луча кинескопа одновременно по каскаду и управляющей сетке при полном размахе модулирующего напряжения 30—35 в. Частотная характеристика усилителя практически линейна до частоты 4,2 Мгц, а на частоте 4,5 Мгц имеет двухкратный подъем. Для коррекции частотной характеристики используется комплексная обратная связь по току. Для этого в цепи эмиттеров введены #С-цепоч- ки, уменьшающие отрицательную обратную связь на высоких частотах. На рис. XIII.36 приведена схема видеоусилителя на двух транзисторах типа П403, первый из которых включен по схеме эмиттерного повторителя. Характеристики усилителя: полоса пропускания 6 Мгц, выходное напряжение 20 в, коэффициент усиления 150, входное сопротивление 1,5 лож. Хорошие результаты получаются при использовании в оконечном каскаде транзисторов с высоким пробивным напряжением, например, кремниевых высокочастотных. Диффузные кремниевые транзисторы типов П501— П503 имеют пробивное напряжение 70—80 в (при. включении по схеме с общей базой) и граничную частоту 10—60 Мгц. Рис. XIII. 37. Схема видеоусилите ля с оконечным каскадом на тран зисторе типа П502
694 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Схема видеоусилителя с оконечным каскадом на транзисторе типа ' П502 приведена на рис. XI 11.37. Используя транзистор с проводимостью типа п—р—п, удалось осуществить связь между каскадами по постоянному току, при этом улучшилась частотная характеристика усилителя в области самых низких частот. Коллекторный ток оконечного каскада складывается из коллекторного тока транзистора 7\ и тока, определяемого сопротивлением Яз. Входное сопротивление транзистора Т2 (около 30 ом) является нагрузкой эмиттерного повторителя на транзисторе 7\. При полосе 6 Мгц усилитель обеспечивает выходное напряжение 50 в (двойное амплитудное значение), усиление по напряжению не менее 120 и входное сопротивление около 2 ком. Частотная характеристика оконечного каскада, собранного по схеме с общей базой, практически не изменяется при замене транзисторов, в то время как каскад с общим эмиттером в этом случае требуется перестраивать. При расчете корректирующего фильтра следует учитывать выходную емкость транзистора (для приведенных схем 5 пф у транзистора П403 и 8 пф у транзистора П502) и емкость управляющий электрод — катод, измеренную при включенном кинескопе. При заданной полосе пропускания F усилителя сопротивление нагрузки определяется по формуле где Свых— выходная емкость транзистора в рабочем состоянии. Индуктивность дросселя Др1 Li = 2#*СВЫХ, а дросселя Дрг 1,2 = 0,3/,!. Емкость, шунтирующая этот дроссель, равна 1,06 Свых, а емкость нагрузки должна быть равной 1,6 Свых. Если это условие не выполняется и емкость нагрузки больше 1,6 Свых> то к коллектору транзистора следует подключить добавочную емкость, чтобы Сн= 1,6 Свых и выполнить расчет заново. При этом уменьшится величина #н, а значит и усиление каскада. Коррекция четкости телевизионного изображения в видеоусилителях. Иногда телевизионное изображение воспринимается зрителем как недостаточно четкое. При этом зритель не столько замечает отсутствие мелких деталей, сколько размытость границ перехода от детали одной яркости к другой. Размытость границ переходов наблюдается при апертурных искажениях* и недостаточной ширине полосы пропускания телевизионного канала. В некоторых случаях можно добиться субъективного эффекта повышения четкости телевизионного изображения искусственными способами, не прибегая к расширению полосы пропускания телевизионного канала. Один из способов искусственного повышения четкости изображения заключается в следующем. Допустим, что через систему с ограниченной полосой пропускания передается ступенчатый импульс (рис. лII 1.38, а). * Апертурные искажения возникают вследствие конечной толщины электронного пучка в телевизионных трубках.
ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ 695 0.5 В этом случае форма импульса на и выходе приобретает вид кривой (рис. - /о XII 1.38, б). Если из этого импульса г теперь сформировать один из трех корректирующих импульсов, показанных на рис. XIII. 38, в, а затем сложить с корректируемым (рис. XIII. 38, б), то результирующий импульс будет иметь вид одной из кривых (рис. XIII.38, г), у которых крутизна нарастания фронта больше, чем у исходного корректируемого импульса. Простейший корректирующий импульс может быть получен из исходного дифференцированием. Применяя более сложные схемы формирования, можно получить большую крутизну фронта. Блок-схема устройства для корректирования резкости границ деталей телевизионного ~ изображения в приемнике приведена на рис. XIII.39. Цепь задержки в этой схеме служит для того, чтобы уравнять время прохождения до смесителя сигналов изображения и корректирующего. Сложение сигналов может быть выполнено как в специальном смесителе, так и непосредственно на кинескопе. На рис. XIII.40 приведена практическая схема корректора четкости, примененная в телевизоре «Weltspie- gel-743». Видеосигнал, снимаемый с катодной нагрузки триодной части лампы Ли через частотно-независимую цепь задержки подается на сетку выходной лампы видеоусилителя Л%. Одновременно высокочастотные составляющие видеосигнала поступают на сетку пентодной части лампы Л\. Усиленные и продифференцированные в анодной цепи лампы Л\ высокочастотные составляющие образуют корректирующий сигнал, который смешивается с видеосигналом на сетке лампы Лг после цепи задержки. Степень усиления дифференцирующего каскада регулируется потенциометром /?8. Контур Lfit представляет фильтр для промежуточной частоты звукового сопровождения в одноканалыюм приемнике (лампы Л\ и Л% могут быть заменены^ подходящими отечественными, например, 6Ф1П Рис. XIII. 38. Иллюстрация методов обострения фронтов видеоимпульсов: а — передаваемый импульс; б —корректируемый импульс; в — возможные формы корректирующих импульсов; г — видеоимпульс после коррекции. Выход Рис. XIII. 39. Блок-схема устройства для корректирования резкости границ деталей изображения в телевизионном приемнике.
696 ТЕЛЕВИДЕНИЕ woe /!2-PL83 Рис. XIII. 40. Схема корректора четкости, применяемая в телевизоре «Weltspiegel-743» /1,6Н15П МС>5\ Регулятор контрастности :г-0,015 К амплитудному селектору Рис. XIII. 41. Схема видеоусилителя с коррекцией четкости. Корректирующие индуктивности Др\ — 65 витков ПЭЛШО 0,13, намотка «Универсаль» шириной 3 мм на сопротивлении ВС—-0,25 10 ком; Дрг — 90 витков ПЭЛШО 0,15, намотка «Универсаль» шириной 3 мм на сопротивлении ВС—0,25 15 ком; Дрз — 65 витков, наметка в ряд длиной 30 мм на каркасе диаметром 6 мм\ Др* — 140 витков ПЭЛШО 0,12, намотка «Универсаль» шириной 4 мм на сопротивлении ВС — 0,25 18 ком.
ДЕТЕКТОРЫ 697 и 6П15П). На рис. XIII.41 приведена по существу аналогичная рассматриваемой схема видеоусилителя с «корректором четкости». Здесь коррекция осуществляется за счет подъема частотных характеристик усилителя в области высоких частот. Частотные характеристики схемы при трех различных положениях потенциометра R4 приведены на рис. XIII.42. Схема однокаскадного корректора четкости, выполненного на лампе 6ЖЗП в виде приставки к телевизионному приемнику, приведена на рис. XIII.43. Лыж, О бжзп\ Q4Q6Q8Wt5Z0/. Рис. XIII. 42. Частотные характеристики усилителя, схема которого приведена на рис. XIII. 41, при различных положениях потенциометра /?4. юосГ*- J- Рис. XIII. 43. Схема корректора четкости, выполненного в виде приставки к телевизионному приемнику. В этой схеме сигналы смешиваются непосредственно на кинескопе. Видеосигнал подается на катод трубки, а продифференцированный корректирующий сигнал поступает на модулирующий электрод. Отсутствие цепи задержки в канале видеосигнала может привести к большей «пластике» (образованию черных полос на границе перехода от светлого к темному и белых—на границе перехода от темного к светлому) на изображении, чем в схеме на рис. XIII.40. § 6. ДЕТЕКТОРЫ Для телевизионных сигналов могут быть использованы все способы детектирования, применяемые на частотах радиовещательного диапазона. Детектирование телевизионных сигналов характеризуется той особенностью, что отношение п наивысшей модулирующей частоты F к несущей или промежуточной частоте /„р составляет всего 0,1—0,3. Поэтому разделение видеосигнала от несущей затрудняется. В простейшем диодном детекторе с #С-фильтром для подавления несущей желательно выбрать емкость С, шунтирующую сопротивление нагрузки достаточно большой, однако при очень большом значении емкости Сбудут «заваливаться» высокие частоты видеосигнала. Схема с /?С-фильтром обеспечивает удовлетворительное разделение частот при малых значениях п.
698 ТЕЛЕВИДЕНИЕ При п > 0,1 схема работает неудовлетворительно. Одним из способов улучшения разделения частот является применение схемы двухполупе- риодного детектирования, при котором отделяемое напряжение имеет вдвое большую частоту, чем fcp. Другой способ заключается в том, что вместо /?С-фильтра в детекторе применяется фильтр нижних частот (см. гл. VI), характеризующийся более крутым, чем /?С-фильтр, спадом характеристики за пределами полосы пропускания. Это позволяет даже при небольшом отношении л получить хорошее разделение частот. Схема детектора с корректирующим фильтром» представлена на рис. XI 11.44. Комбинированная схема двухтактного детектора с корректирующим фильтром приведена на рис. XIII.45. Схема анодного детектора, примененная в телевизионном приемнике «Север», показана на рис. XIII. 46. Схема катодного детектора приведена на рис. Х.45. Значительное распространение получили детекторы на полупроводниковых диодах. Малое входное сопротивление детектора не является су- Рис. XIII. 44. Схема диодного детектора с корректирующим фильтром. Рис. XIII. 45. Схема двухтактного детектора с корректирующим фильтром. Рис. XIII. 46. Схема анодного детектора, примененного в приемнике «Север». щественным недостатком при детектировании телевизионных сигналов, поскольку так или иначе в целях увеличения полосы пропускания контуры усилителя промежуточной (или высокой) частоты необходимо шунтировать. § 7. ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ В УВЧ и УПЧ телевизионных приемников применяются полосовые усилители, отличительной особенностью которых является большая величина отношения ширины полосы пропускания AF к средней частоте £<>
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 699 "(5 /7> щ В связи с этим в телевизионных устройствах применяются в основном полосовые усилит тели с одноконтурными взаим- норасстроенными каскадами, с двухконтурными фильтрами, с Т-образными фильтрами [18]. Принципиальная схема одноконтурного усилительного каскада приведена на рис. XIII. 47. Полосовые усилители строятся путем комбинации одной или нескольких групп из п подобных взаимно расстроенных каскадов. Необходимые данные для расчета и построения усилителя с заданной полосой пропускания при отношении Рис. XIII. 47. Принципиальная схема одноконтурного резонансного усилителя. AF приводятся в табл. XIII.5. Данные для расчета усилителя = б < 0,3 — 0,4 Таблица XIII. 5 Число каскадов в группе Составляющие одноконтурные каскады Пара взаимно расстроенных каскадов Тройка взаимно расстроенных каскадов Четверка взаимно расстроенных каскадов Пятерка взаимно расстроенных каскадов Два каскада, настроенные на частоты /о + 0,35AF и /о — 0,35AF, с коэффициентом затухания 0,716. Два каскада, настроенные на частоты /о ± 0,43AF, с коэффициентом затухания 0,56. Один каскад, настроенный на среднюю частоту /о, с коэффициентом затухания 6. Два каскада, настроенные на частоты /о ± 0.46AF, с коэффициентом затухания 0,386 Два каскада, настроенные на частоты /о ± 0,19а/7, с коэффициентом затухания 0,926. Два каскада, /о ± 0,48AF, с настроенные на частоты коэффициентом затухания 0,316. Два каскада, настроенные на частоты /о ± 0,29AF, с коэффициентом затухания 0,816. Один каскад, настроенный на среднюю частоту /о, с коэффициентом затухания 6. Произведение коэффициента усиления К на полосу пропускания AF для группы п взаимно расстроенных каскадов с результирующей плоской характеристикой при использовании одинаковых ламп. во всех кас-
700 ТЕЛЕВИДЕНИЕ кадах *. где S — крутизна характеристики лампы, С -— емкость контура. Пример. Рассчитать усилитель на лампах 6Ж4 с тройкой взаимно расстроенных каскадов, плоской характеристикой, полосой пропускания AF = 5 Мгц и со средней частотой JF0 = 25 Мгц. Определяем По табл. XIII.5 находим частоты настройки и затухание каждого контура: для I и III каскадов h,з = /о ± 0,43AF = (25 ± 2,15) Мгц; h = 27,15 Мгц; /3 = 22,85 Мгц; б,з = 0,55 = 0,1 и AF13 = 0,5AF =2,5 Мгц; для II каскада fe = Iо = 25 Мгц, 6а = 6 = 0,2 и AF2 = AF = 5 Ate*. Принимая для лампы 6Ж4 S = 9 лю/e и С = Свх + Свьк= 25 яф, получим 5 9 • 10~"3 -о^г = тг = 57,3 • 10в гц = 57,3 ДЬц. Отсюда среднее усиление каскада 5 57,3 ^."usSF".nrellA; Общее усиление тройки каскадов /Собщ= 11,5* = 1500. Сопротивления нагрузок определяются из условия, что полоса пропускания каскада AF = 2nCR » ^W3 /?.« = 1 = ■— —- = 2500 ом; ,'8 2nCAFlf3 6,28 . 25 . 10"12 . 2,5 . 1СГ6 /?2 = л „Агч = 1250 <ш. 2rtCAF2 *Это выражение аналогично выражению для одноконтурного каскада /CAF = 5/2яС. Для сравнения между собой различных схем удобно ввести нормирование величины K&F в единицах S/2nC, тогда в рассматриваемом случае /CAF = 1.
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 701 ....... &F2 | \[д Г™ , 1,5ё L ¥%;'25\ •Л.а?4\1\1 \\ \ 187\ \ N , 0.7\ 0,6\ 0.5 / 2 1 uL Рис. XIII. 48. Частотные характеристики тройки взаимно расстроенных каскадов с избыточной расстройкой. При последовательном соединении m групп из п каскадов с взаимно расстроенными контурами с плоской характеристикой общая полоса пропускания сужается по сравнению с полосой пропускания одной группы: Число последовательно включенных троек m . . 1 2 3 4 Относительная полоса пропускания усилителя . 1 0,86 0,8 0,76 Тройка каскадов с избыточной расстройкой. На рис. XII 1.48 приведены . частотные характеристики тройки взаимно расстроенных каскадов с избыточной расстройкой (дается только правая половина кривой). По оси ординат отложено относительное изменение амплиту- И U <4, ды напряжения -гг (где£/0— 0.9\ напряжение на частоте /о;» а 0,8\ по оси абсцисс отклонение от резонансной частоты rs— в агпл ' долях ширины пропускания тройки каскадов с плоской характеристикой, измеренной на уровне 0,7AFnjl. Кривые построены для разных значений параметра а = flj3 — /о» характеризующего степень расстройки. Для усилителя с плоской характеристикой a=0,43AF2. При a > 0,43 AF в кривой появляются провалы, величина которых тем больше, чем больше расстройка контуров. Из приведенных кривых видно, что при незначительном провале в середине частотной характеристики можно получить большое расширение общей полосы пропускания. Ниже приведена зависимость произведения K&F от степени расстройки о (за единицу принято произведение /(AF, соответствующее системе с плоской характеристикой, см. сноску на стр. 700): a/AFa 0,43 0,62 0,78 0,93 1,25 1,56 1,87 /CAF 1 1,06 1,15 1,25 1,41 1,51 1,58 Эта зависимость показывает, что при общей неравномерности частотной характеристики в 3 дб и избыточной расстройке, соответствующей 1,87AF2t коэффициент усиления на каскад в 1,58 раза больше, чем в случае плоской характеристики. Двухконтурные цепи. На рис. XIII.49 приведена принципиальная схема двухконтурного полосового усилителя с индуктивной связью между контурами. Используя двухконтурную систему межкаскадной связи можно при данной полосе пропускания получить большее усиление на каскад, чем в системе одноконтурных цепей. Полоса пропускания двухконтурной системы зависит как от параметров (добротности Q) отдельных контуров, так и от величины коэффициента связи k между контурами. То значение k% при котором для данного значения Q усиление будет максимальным, называется критическим коэффициентом связи. Переходным значением коэффициента связи называется такое значение, при котором
702 ТЕЛЕВИДЕНИЕ кривая избирательности является наиболее плоской. Для случая равных Q величины критической и переходной связи совпадают. На рис. XIII.50 приведена зависимость произведения коэффициента усиление — полоса пропускания (/CAF) для двухконтурной цепи с переход- Qi ной связью как функция q = —. Из этой кривой видно, что при равных Q(Q1= Qz = Q) величина /CAF = |/*2~и стремится к 2 при Qb стремящемся К ОО*. Графики для расчета двухконтурной цепи с переходной связью при равных Q приведены на рис. XII 1.51. Пример. Рассчитать усилитель по данным примера на стр. 700 для двухконтурной цепи с равными Q, принимая d = 12,5 пф и С2 = 12,5 пф. /db\[ \]с, Ucz±i J и. U, 1.8 1:7 1 в 1.5 1А Рис. XIII. 49. Принципиальная схема двухконтурного полосового усилителя с индуктивной связью. вЮ 20 40 80100 9-Ю, "О? Рис. XIII. 50. Коэффициент усиление — полоса пропускания для двухконтурной цепи с переходной связью. AF 1. По кривой а на рис. XIII.51 для т- = 0,2 находим коэффициент связи k = 0,14. 2. По кривой б для k = 0,14 определяем частоту настройки первичного h h л и вторичного контуров — = — « 1. /о /о Таким образом, оба контура настраиваются на среднюю частоту полосы пропускания jF0. Q 3. По кривой в находим величину — = 1,05, отсюда Q=l,05 • 2л= 2я = 6,6. 4. Вычисляем величину шунтирующих сопротивлений по формуле ■г— — /о Я А. = fo&Cz- * Практически, когда Qi > Q2. Контуры Qi и Qa равноправны, поэтова му при Q2 > Qi будет тот же результат, если принять q = — . Qi
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 703 Так как С\ = С2 = С, то Q ^1,2 : 6,6 2я/0С 6,28 • 25 • 106 • 12,5 . 10~ 12 = 3300 ом. 5. Коэффициент усиления в середине полосы пропускания для двух- контурной цепи с равными Q и переходной связью /С = /2 2-9. Ю-3 2я2 VCXC^F 6|28. 2l/"l2,5 . 10~12 . 12,5 . Ю-12.5- 10* = 16,2. 0,1 02 0.3 0,4 0,5 0,6 0.7 0.8 0J9 *0 Коэффициент связи к Рис. XIII. 51. Расчетные графики для двухконтурной цепи с низким Q (Q < 20) и переходной связью при Qx = Оъ = = Q; Q/2n; = /о Ci/?i = f0C2R2. 20 16 0.2 0 \ *£ 0 2п У> ^ о /,-i AF to о ' Ч* «!J 0.1 0.2 013 0.4 0,5 0.6 0.7 0,8 0t9 Tfl Коэффициент сбязи к Рис. XIII. 52. Расчетные графики для двухконтурной цепи с низким Q (Q < 20) и переходной связью при Qi = oo, Q2 = Q; Q/2rt = h ^2%. На рис. ХШ.52 приведены кривые для расчета двухконтурной цепи, нагруженной только с одной стороны, когда Qi или Q2 стремятся к оо *. Для рассматриваемого случая (с учетом графика на рис. XIII.50) W = 2 т=в ?==-• 2я2/С!С2 2nVCxC2 При расчете усилителя, состоящего из п одинаковых двухконтурных каскадов с переходной связью, следует учесть, что общая полоса пропускания, измеренная на уровне 0,7 U0, уменьшается по сравнению с полосой пропускания одного каскада пропорционально коэффициенту (2'"—»1)'4J Число двухконтурных каскадов п ..12 3 4 Относительная полоса пропускания ...... 1 0,8 0,71 0,66 * Практически, когда Qx > Q2 или Qx < Q2.
704 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Комбинируя п двухконтурных цепей с различной связью, можно устранить сужение общей полосы пропускания, которое происходит при последовательном соединении одинаковых цепей. На рис. XIII.53 приведена форма резонансных кривых для пары каскадов, а на рис. XIII.54 — для тройки каскадов с различным затуханием. По оси ординат отложено относительное изменение напряжения jrt a по оси абсцисс — относительная расстройка д^результ» где Д^результ "" ширина результирующей частотной характеристики усилителя, измеренная 1 1 1 1 1 1 \и Ш\^ MV6 \1\\ • / >-2 \\\\\ ь ЧгР> ' Мал ' \Шал \\J?v\ ^Т\А\Л •3 -2 -I С 2U II щ(\ 1 1 1 1 ч ft II 1.4/ 1 /1111 1 Л \L_lo \^_\—Ы flffMdrre ММг aHWJ 1 1 VTI 1 1 ) 1 2 й[ аГее Рис. XIII. 53. Резонансные кри- Рис. XIII. 54. Резонансные кривые пары каскадов с различным вые тройки каскадов с различным затуханием: затуханием: а б в — частотные характеристики отдель- а, б — частотные характеристики отдельных каскадов; г — результирующая кри- ных- каскадов; в — результирующая кри- пяа. ВЗЯ. на уровне 0,7£/0 . Если применить в каждом каскаде двухконтурную цепь, нагруженную только с одной стороны (Qi или Q2 = <*>), то контуры рассчитываются следующим образом: 1. Выбираем'коэффициент связи k = 6 = —одинаковым для полосовых фильтров во всех каскадах. 2. Качество нагруженного контура в v-ступени п-каскадного усилителя Qv = 1 26 Sin : Я 4/i В соответствии с этим для пары двухконтурных каскадов (п = 2) качество нагруженного контура в первом каскаде (v = 1). Qi = 26 sin I _л_ ""0,7666 8
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 705 Качество контура во втором каскаде (vs=2) о __L_ L.. 411 ~ . Зя - 1,856' 26 sin -д- Для тройки двухконтурных каскадов (п = 3) О- 1 1 . 41 ох . я ~~ 0,5186 ' 26sinl2- о =_1_ 1_. *" ~ . Зя "" 1,416 ' 26sinl2 ^ш~ . 5я — 1,935 ' 26s,nT2 В рассматриваемом случае усиление на каскад, умноженное на полосу пропускания (между точками 3 дб), /CAF=2 %=г . 2я2 УС&г Ниже приведены данные об уменьшении общей полосы пропускания при последовательном соединении соответственно т пар и п троек каскадов с различным затуханием. Число пар двухконтурных каскадов т 1 2 3 4 5 Относительная полоса пропускания. 1 0,896 0,845 0,812 0,782 Число троек двухконтурных каскадов л 12 3 4 ,5 Относительная полоса пропускания . 1 0,929 0,894 0,871 0,848 Возможна также комбинация двухконтурного каскада с одноконтурным. Тогда для пары каскадов качество одиночного контура должно быть 0,72 6. Однако при этом усиление будет несколько меньше, чем в случае, когда в обоих каскадах применяются двухконтурные цепи. Как известно, подавление нижней боковой полосы частот в телевидении осуществляется неполностью. Колебания частот, находящихся выше несущей более чем на 1,25 Мгц, передаются одной боковой полосой, в то время как колебания частот ниже 1,25 Мгц передаются частично и второй боковой полосой, поэтому они в полном сигнале имеют преобладающее значение, не соответствующее действительному распределению частотных составляющих в, нормальном сигнале изображения. Для компенсации преобладающих в телевизионном сигнале низких частот несущая частота изображения располагается в приемном устройстве на склоне частотной характеристики. Расположение несущей частоты изображения и звука относительно полосы пропускания в приемнике прямого усиления, собранного по двух-" канальной схеме, показано на рис. XIII.55,ач Вблизи расположения несущей частоты звука достигается провал за счет*применения дополнительных 23 120
706 ТЕЛЕВИДЕНИЕ режекторных контуров в одном или нескольких каскадах УВЧ. Режектор- ный контур настраивается на несущую частоту звукового сигнала /зв, создавая при сильной связи с основным контуром провал частотной характеристики на частоте /зв. В одноканальном приемнике при помощи режекторных контуров добиваются только частичного подавления несущей звука (до 0,1 от уровня сигнала изображения, см. § 3), а участок характеристики УВЧ в том месте, где расположена несущая частота звука, стараются сделать по возможности пологим с тем, чтобы избежать возникновения вредной амплитудной модуляции в звуковом канале (рис. XIII.55, б). Перечисленные особенности полностью относятся и к УПЧ супер гетеродинных приемников. Однако следует иметь в виду, что в телевизионных приемниках частота гетеродина /г берется выше частоты сигнала, поэтому промежуточная частота сигнала изображения /пр из = /г — /из будет выше промежуточной частоты сигнала зву- ка Т'пр.эъ == »г *зв* На рис. XIII. 55 в, г приведены формы частотных характеристик и I / \| расположение частот/приз и inp3B для I / >J одноканального и двухканального 1/ у\ приемников соответственно. "^ —' ^ Т-образный полосовой усилитель. Схема полосового усилителя, получившего название Т-каскада, приведена на рис. XIII. 56. Усилитель обеспечивает необходимую избирательность телевизора как на частоте звукового сопровождения, так и на более высоких частотах без применения дополнительных режекторных контуров. Из схемы видно, что индуктивность Li и контур LCR включены в противоположные диагонали моста, два плеча которого образованы емкостями Сз и С4, а два других — парал- поэтому. при балансе моста, когда вы- Рис. XIII. 55. Формы частотных характеристик и расположение несущих частот изображения и звука в телевизионных приемниках: а — в двухканальном приемнике прямого усиления; б — в одноканальном приемнике прямого усиления; в — в двухканальном супергетеродинном приемнике; г — в одноканальном су- пергетеродинном приемнике лельно включенными RiCi и ЯьСь, полняется условие Сз Сг #5 взаимным влиянием контуров LCR и L^CzC^ можно пренебречь и рассматривать работу каждого контура в отдельности. На частоте ниже резонансной расстройка контура индуктивная. Совместно^ емкостью С2 она образует последовательный контур с резонансом
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 707 на частоте ft, при которой усиление каскада минимально (рис. XIИ.57). Параллельно контуру LC через конденсаторы С2, Сз, G4 подключаются емкости & и С5 и возникает сложный контур с параллельным резонансом на частоте fe, при которой усиление каскада достигает максимума. Кроме того, усиление достигает максимума и на частоте h при резонансе цепи Li, Сз, С4, Си С5, а также минимума на частоте /4, определяемой резонан- Li €Z3- Выход -©OfrififD If « /, /. * '♦ Рис. XIII. 56. Схема Т-образного полосового усилителя. Рис. XIII. 57. Частотная характеристика схемы, приведенной на рис. XIII.56. сом контура L1C4C3. Этим обусловливается форма частотной характеристики, представленной на рис. XIII.57. Схема рассчитывается следующим образом: задавшись значениями /i и £2, определяют: С2 = (1+0) 1_/^~2_1) ^ С3 + С4 = СгС5 /2 — /2 Ci + С5 ' U 'з где ^2 /1 Для сохранения независимости регулировки обоих колебательных контуров необходимо выполнить условия С8 Сь /?i С4 С\ Rt При заданных fu fe и Ci емкости С и С2 выбираются произвольно. Поэтому можно экспериментально подобрать такие параметры схемы, при которых затухание контура минимально, а режекция, т. е. отсос энергии на частоте /i и /4, максимальна. Сравнение различных схем усилителей. 1. По коэффициенту усиление — полоса пропускания на каскад наиболее выгодными являются усилители с двухконтурными цепями, нагруженными только с одной стороны, со связью больше и меньше переходной. Затем следуют цепи, в которых применяются комбинации одноконтурного каскада с двухконтур- 23*
708 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ными, нагруженными на одном и на двух концах; наконец, идут системы с расстроенными контурами, у которых произведение W = l-M,55. Т-каскад совместно с одноконтурным усилителем дает примерно такое же усиление, как тройка взаимно расстроенных каскадов с одиночными контурами. 2. По избирательности. На избирательность влияет крутизна склонов частотной характеристики. Поэтому избирательность будет тем лучше, чем больше каскадов настроены на разные частоты. Например, у тройки каскадов с взаимно расстроенными контурами избирательность Рис. XIII. 58. Соединение элементов в схеме полосового усилителя с трансформаторной связью: . . а^ — правильное; б^ — неправильное; i = 1, 2, 3, 4. лучше, чем у пары каскадов, у четверки или пары двухконтурных каскадов с различным затуханием еще лучше и т. д. Таким образом, если необходимо получить лучшую избирательность, то выгоднее, например, в четырехкаскадном усилителе применять четверку взаимно расстроенных каскадов вместо двух пар взаимно расстроенных. 3. Простота. Простейшими, несомненно, являются усилители с резонансными одноконтурными каскадами. Двухконтурные фильтры по конструкции значительно сложнее, так как необходимо обеспечить определенный коэффициент связи между обмотками. 4. Устойчивость настройки тем более, чем проще система связи. Тройки каскадов с взаимно расстроенными контурами менее устойчивы, чем двойки; двухконтурные каскады, с равным Q, менее критичны к настройке, чем двухконтурные каскады, нагруженные только на одном конце; наконец, схемы с различным затуханием, нагруженные на одном конце, в высшей степени критичны к настройке (при незначительной расстройке одного из контуров сильно изменяется форма частотной характеристики). Конструктивное выполнение усилителей высокой частоты. При конструировании усилителей необходимо учесть, что получить коэффициент связи k > 0,3 с помощью трансформатора без сердечника и к > 0,5 с помощью трансформатора с сердечником из порошкового железа трудно, если только обмотки не перекрывают одна другую.
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 709 Часто в высокочастотных усилителях с большим коэффициентом усиления возникает положительная обратная связь, которой может быть охвачен один каскад, группа каскадов или же весь усилитель. Такая связь может привести к самовозбуждению. Сердечник И управляющей сетке К аноду Рис. XIII. 59. Схема усилителя, в котором используется контур с двойной обмоткой. Рис. XIII. 60. Конструкция катушки с двойной обмоткой. Для предупреждения самовозбуждения необходимо принять специальные меры при монтаже усилителя. В частности, каждый каскад необходимо монтировать так, чтобы не было общих цепей, по которым протекали бы токи двух или нескольких ступеней. На рис. XI 11.58 показано правильное и неправильное соединение элементов в схеме полосового усилителя с трансформаторной связью. Каскад необходимо заземлять только в одной точке. В усилителях с одиночными контурами принципиально невозможно полностью разделить цепи каждого каскада по высокой частоте, поэтому усилители с одиночными контурами являются менее устойчивыми. Для устранения этого недостатка в усилителях с взаимно расстроенными контурами применяются высокочастотные трансформаторы с коэффициентом связи, близким к единице, имеющие те же качественные показатели, что и одиночные контуры. На рис. XIII. 59 приведена схема такого каскада, а на рис. XIII.60 — вариант конструкции катушки с двойной обмоткой. Одной из причин самовозбуждения является связь между входными и выходными проводниками вследствие плохого экранирования, в частности, из-за плохого заземления наружного проводника входного коаксиального кабеля. Во избежание неполадок этот проводник (чулок) должен быть закатан назад симметрично в радиальном направлении и припаян к шасси непосредственно в точке входа. Для предотвращения связи по накалу в накальных цепях следует включить развязки, состоящие из индуктивностей 0,3—0,5 мкгн и емкостей 500—2000 пф (рис. XIII.61). Основным элементом развязывающих цепей питания анода, накала, экранных сеток является шунтирующий конденсатор. При низких частотах цепи немало ламп ПП 10000 о.змкгн н Рис. XIII. 61. Схема развязки цепей накала в высокочастотных усилителях.
710 ТЕЛЕВИДЕНИЕ индуктивностью выводов этого конденсатора можно пренебречь, но при - частотах 30—60 Мгц и больше влияние индуктивности весьма существенно (индуктивное сопротивление провода диаметром 0,8 и длиной 25 мм на частоте 30 Мгц равно 4 ом, а на частоте 60 Мгц — 8 ом). . Иногда целесообразно использовать индуктивность L выводов конденсатора, которая вместе с емкостью С образует последовательный колебательный контур. Если подобрать нужную резонансную частоту контура LCt To он будет лучше шунтировать цепь накала, чем один конденсатор. Для шунтирующего конденсатора, например, типа КСО емкостью 2000 пф на частоте 60 Мгц необходим провод длиной около 4 мм. Иногда анодные и накальные цепи питают через медные шины шириной 20—30 мм. Между шиной и шасси прокладывают тонкий (0,1 мм) изоляционный материал; таким образом, медная шина с шасси образуют конденсатор, емкость которого используется для развязки. В усилителях высокой частоты встречается и так называемая волно- водная обратная связь. Этот тип паразитной связи заключается в том,что в полости шасси, как в волноводе, распространяются электромагнитные колебания, возбужденные одной из катушек. Благодаря этому осуществляется связь между разными каскадами. Для предотвращения волновод- ной связи следует изготовить шасси по возможности узким и длинным, а в усилителях с очень большим усилением установить перегородки. Признаки положительной обратной связи. Очень сильная обратная связь вызывает паразитные колебания. Умеренная обратная связь проявляется в изменении выходного напряжения при перемещении заземляющих соединений, при дотрагивании рукой до проводов внешнего источника питания или заземления их через большую емкость. Изменение ширины полосы пропускания усилителя на 10—20%, а также появление добавочных максимумов и минимумов в полосе пропускания при изменении напряжения анодного питания также служат признаком паразитной обратной связи. Обратная связь по накалу обнаруживается при отсоединении накала одной или нескольких ламп и одновременном наблюдении за формой частотной характеристики усилителя. Если самовозбуждение существует, то форма характеристики в момент отсоединения накала изменяется скачком. Изменение частотной характеристики лучше всего наблюдать, пользуясь анализатором спектра, но можно обойтись и генератором стандартных сигналов с вольтметром. Устанавливая частоту колебаний ГСС в нескольких точках полосы пропускания усилителя и производя одни и те же пробы, наблюдают за показаниями вольтметра. Если показания вольтметра изменяются, то это значит, что имеются паразитные связи. Чтобы обнаружить волноводную обратную связь, надо закоротить металлическим стержнем или листом противоположные стенки шасси; при этом наблюдают, не изменяются ли признаки обратной связи. Волноводную обратную связь предотвращают, главным образом, изменяя конструкцию шасси или устанавливая добавочные перегородки. Простейший способ определения паразитных колебаний: в цепь анодного питания включают миллиамперметр и наблюдают за его показаниями при постепенном увеличении анодного напряжения. Если при некотором напряжении анодный ток изменяется скачкообразно, то это свидетельствует о наличии паразитных колебаний. Методика настройки усилителей высокой частоты. Усилители высокой (или промежуточной) частоты можно настроить с помощью генератора
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 711 стандартных сигналов и вольтметра. Однако работу по настройке можно существенно облегчить, используя специальные генераторы качающейся частоты (свипгенераторы), например, типа 102-И, ПНТ и др. (см. гл. XVII). Настройка усилителя с одиночными контурами. При настройке усилителя с одиночными контурами настраивают каждый контур на расчетную частоту и обеспечивают необходимую ширину полосы пропускания контура. На рис. XIII.62 приведена схема трехкаскадного усилителя промежуточной частоты с взаимно расстроенными контурами. В качестве простейшего рассмотрим способ настройки с помощью вольтметра постоянного тока и генератора стандартных сигналов, например ГСС-7 или ГМВ. К нагрузке детектора (Л4) подключается вольтметр по- Рис. XIII. 62. Схема включения приборов для настройки полосового усилителя с одиночными взаимно расстроенными контурами. стоянного тока (входное сопротивление вольтметра должно быть в несколько раз больше сопротивления нагрузки детектора). На вход лампы Л\ через коаксиальный кабель подключается генератор стандартных^ сигналов (см. гл. XVII) с малым выходным сопротивлением (несколько десятков ом). Катушки L2 и Ьг отпаиваются в точках а и б, а сопротивления Я2 и R3 временно шунтируются дополнительными сопротивлениями по несколько сотен ом. На ГСС устанавливается частота fi, на которую должен быть настроен первый контур. Затем катушка L\ настраивается на частоту Д. Замечаются амплитуда входного напряжения UBX и максимальные показания вольтметра VM. После этого определяется ширина резонансной кривой на уровне 0,7. Для этого напряжение на входе лампы Л± поддерживается равным 1,4 UBX. Затем изменяется частота ГСС сначала в одну сторону до тех пор, пока напряжение на вольтметре не станет равным величине VM, затем в другую. Разность частот, при которых показания вольтметра равны Vu, представляет ширину полосы пропускания первого контура. Если полоса окажется шире расчетной, то следует увеличить сопротивление Ri, если уже — уменьшить. На этом настройка первого контура заканчивается. Затем необходимо подпаять конец катушки L2 к точке а, отключить сопротивление, шунтирующее Я2, а ГСС переключить на вход лампы Л2. Благодаря тому что ГСС имеет малое выходное сопротивление, резонансные свойства контура Li не будут проявляться. Для подключения ГСС лучше всего вынуть из панельки лампу Л\ и подключить его выход с помощью переходной колодки к гнезду ножки анода Лг через емкость 500—2000 пф. Наст-
712 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ройка контура 12 на частоту /2 и подгонка ширины полосы пропускания контура производятся так же, как это было сделано для контура Lx. Аналогично настраивается третий контур. После этого ГСС вновь подключается на вход первого каскада, снимается полная частотная характеристика усилителя и при необходимости вводятся коррективы. Настройка двухконтур- ных усилителей. Рассмотрим методику настройки двух- контурного усилителя с помощью ГСС % и лампового вольтметра. ГСС подключается ко входу лампы Л\ (рис. XIII. 63). Анод лампы Лг отключается от схемы и подключается к источнику анодного питания через небольшое (несколько сотен ом) сопротивление #з, на котором ламповым вольтметром измеряется падение напряжения. Сначала сильно шунтируется катушка Lx (сопротивлением в 5—6 раз меньшим, чем Ri) и настраивается катушка L2 на соответствующую частоту, затем восстанавливается прежнее значение Ri и шунтируется вторичная Рис. XIII. 63. Схема включения приборов для настройки полосового усилителя с двух контур ной связью. К сетке Упч -ЧМприемника Сигналом 1 гетеродина ъ\ \ ч Сигнал я ^уч+Ш7Евт /7 &W/. Vv \ . Г'Т' Контрастность Рис. XIII. 64. Схема УПЧ телевизионного приемника «Темп». Катушки Ln — L20 наматываются на каркасах диаметром 9 мм проводом ПЭЛШО 0,31; Lu и Ll4 — рядовая намотка по 12 витков; L17 и L20 — то же, но по 14 витков; Llt> и Lul Lu и L15; L18 и L19 —двойная намотка соответственно по 13,12 и 13 витков. Частоты настройки контуров: Llt» Lis. С„ — 30 Мгц; L16 Lle, C93 — 34 Мгц; Ll8, Lu,. С44 — 32 Мгц; Lu C3e; L„ С41; Lt0 С48 — 27,76 Мгц. цепь, а первичная цепь настраивается на нужную частоту. После восстановления величин шунтирующих сопротивлений Ri и /?2 регулируется связь до получения желаемой формы частотной характеристики. Иногда приходится процесс настройки проводить несколько раз, изменять величины шунтирующих сопротивлений прежде, чем будет получена желаемая полоса пропускания.
ПОЛОСОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 713 После настройки усилителя необходимо вновь проверить, не возникло ли самовозбуждение. 1,6Ж1П Рис. XIII. 65. Схема УПЧ с Т-каскадом. Катушки Z.J— L8 намотаны на каркасах диаметром 9 мм\ Lx и L, содержат соответственно 12 и 10 витков провода ПЭЛШО 0,33: La— 18 витков провода ПЭЛ-1 0,1; L4 и Ц по 24 витка провода ПЭЛШО 0,33. Особенности настройки Т-каска до в. При настройке Т-каскада предварительно настраивается контур L1C3C4 (см. рис. XIII.56) на частоту УПЧ /з (см. рис. XII 1.57). Для принятого в СССР стандарта /8= 33,5 Мгц*. Затем настраивается контур LC (по минимуму) на частоту /i = 27,75 Мгц*, Особое внимание следует обратить на крутизну склона частотной характеристики усилителя, в середине которой расположена несущая частота изображения. Чрезмерная крутизна этого склона вызывает белую окантовку слева от вертикальных черных полос и расплывчатость их справа. Слишком малая крутизна приводит к низкой избирательности. Оптимальной для принятой в СССР ПЧ является такая крутизна характеристики, при которой на частоте 34,25 Мгц усиление уменьшается в два раза. Крутизна склона частотной характеристики зависит от соотношения между индуктивностью L\ и емкостями СзС4 контура, а также от степени его шунтирования. Практические схемы усилителей промежуточной частоты. На рис. XIII.64 приведена схема УПЧ телевизионного приемника «Темп». Контуры LuCse, L17C^t ^гсАз являются режекторными и предназначены для создания большого затухания на несущей частоте звукового сопровождения. На рис. XIII.65 приведена схема УПЧ с Т-каскадом. В этой схеме Т-каскад в сочетании с одноконтурным каскадом обеспечивают равномерную * По проекту нового стандарта fx = 31,5 Мгц, /3 = 37*25 Мгц. дб 30 25 20 15 Ю 5 П V , 1 / / L ( 1 25 27 29 31 33 35 мги Рис. XIII. 66. Частотная характеристика схемы, приведенной на рис. XJII. 65.
714 ТЕЛЕВИДЕНИЕ частотную характеристику в пределах 5 Мгц и достаточно крутую характеристику среза (рис. XIII.66) при общем коэффициенте усиления около 600. Схема УПЧ на транзисторах типа П402 приведена на рис. XIII.67. Полоса усиливаемых частот 27,75—34,25 Мгц. Общее усиление около 600. Коррекция четкости в УПЧ. Для того чтобы высокочастотные и низкочастотные составляющие видеосигнала усиливались в одинаковой степени, Т,Пь02 ТгП<*02 Г3Пи02 л дидеоцсилителю ТЧПЬ02 _ С, бдОО' *преобраз&-\ бетелю ±чо8- Рис. XIII. 67. Схема УПЧ на транзисторах. телевизионный приемник настраивают так, чтобы несущая частота изображения располагалась в середине спада его частотной характеристики. Однако не всегда такая настройка дает наилучшую четкость изображения. Смещение положения несущей изображения в ту или другую сторону от середины спада частотной характеристики приводит к изменению соотношения между высокочастотными и низкочастотными составляющими спектра и тем самым -М*М КУПЧздука видеоусилители Рис. XIII. 68. Схема УПЧ с коррекцией четкости, примененная в телевизионном приемнике «Знамя-58». позволяет осуществить коррекцию четкости. На этом принципе основана коррекция четкости и УПЧ телевизионного приемника «Знамя-58». (рис. ХШ.68). Нагрузкой первого каскада УПЧ является двухконтурный полосовой фильтр (LzC& ЦСе), контуры которого взаимно расстроены. Коррекция четкости осуществляется изменением частоты настройки контура
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 715 Несущая ПЧ LiC9t в котором конденсатор С6 является переменным. На рис. XIII. 69 приведены частотные характеристики УПЧ, соответствующие крайним положениям корректора четкости. * На рис. XIII. 70 приведена еще одна схема УпЧс корректором четкости. Особенностью схемы является то, что перестройка частоты Т-образного фильтра осуществляется изменением смещения, подаваемого через сопротивление R9 на диод Дь Диод вместе с конденсатором С5 включен параллельно катушке контура Т-образного фильтра Ьг, поэтому конденсатор С5 оказывается включенным параллельно контуру только на тот период времени, когда диод открыт. Чем меньше это время, тем меньше эквивалентная емкость, подключаемая параллельно контуру. Рис. XIII. 69. Частотная характеристика УПЧ, схема которого приведена на рис. XIII.68, в крайних положениях корректора четкости. Л36Ф1П Л*6Ф1П ЛзбФШ •- + V* Д. Щ1к СцЗООО р-гг^-Ис Рис. XIII. 70. Схема УЙЧ с коррекцией четкости. Достоинством схемы является то, что регулятор четкости (переменное сопротивление, на схеме не указано) не связан непосредственно с высокочастотными цепями и его можно установить на панели управления. § 8. ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ Блок-схема входного устройства телевизионного приемника представлена на рис. XII 1.71. Блок высокой частоты обеспечивает требуемую полосу пропускания входного сигнала и ослабляет мешающие сигналы на зеркальной и промежуточной частотах. В зависимости от назначения приемника,
716 ТЕЛЕВИДЕНИЕ входной блок может быть выполнен в виде пассивного или активного четырехполюсника. В последнем случае это может быть однокаскадный или многокаскадный усилитель высокой частоты, размещенный полностью на шасси приемника или смонтированный частично непосредственно у антенны. Основное назначение блока высокой частоты — обеспечение необходимого уровня сигнала на входе преобразователя при заданном соотношении сигнал/шум, улучшение избирательности и помехоустойчивости приемника, а также предотвращение паразитного излучения гетеродина в эфир [30].Большинство телевизоров рассчитывается на подключение к антенне при помощи \~блок | ВЧ Смеситель " \ Гетеро- \дин Выход № Рис. XIII. 71. Блок-схема входного устройства телевизионного приемника. Рис. XIII. 72. Схема усилителя типа «заземленный катод — заземленная сетка». коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом. Входные устройства телевизионных приемников могут быть выполнены на пентодах, триодах, полупроводниковых приборах или их комбинациях [81. Многосеточные лампы не применяются вследствие большого уровня шумов. Наиболее дешевыми и простыми как по конструкции, так и по наладке, являются пентодные УВЧ. Благодаря большой крутизне анодно-сеточной характеристики пентодов и малой проходной емкости удается получить значительное усиление на каскад и хорошую развязку анодной и сеточной цепей усилителя. Недостатки пентодных усилителей — большой уровень шумов, поэтому они могут быть использованы только для приема сигналов большого уровня. Триодные усилители имеют значительно меньший уровень шумов, чем усилители на пентодах. Однако вследствие большой емкости сетка — анод триоды могут работать в обычных цепях с заземленным катодом только при нейтрализации этой емкости. Так как нейтрализация устойчива только при малых усилениях первого каскада, то второй каскад усилителя следует выполнить с низким уровнем шумов. Задача получения большого коэффициента усиления во входном каскаде при малом уровне шумов наилучшим образом разрешается при использовании схемы усилителя на двух триодах, получившей название «каскодной» или «заземленный катод — заземленная сетка». В этой схеме (рис. XIII.72) анодной нагрузкой первого триода Za является цепь катод — заземленная управляющая сетка второй лампы, обладающая малым сопротивлением (Zai = Ra = _- как в катодном повторителе). Коэффициент усиления лам- пы JIi мал (около единицы), поэтому легко нейтрализовать емкость сетка— анод или вовсе обойтись без нейтрализации. В то же время выходная проводимость первого каскада имеет величину такого же порядка, что и оптимальная проводимость источника для второго каскада. Поэтому от второго каскада с заземленной сеткой можно получить хорошее усиление. -
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 717 Коэффициент усиления каскодной схемы приближенно может быть определен по формуле где Si — крутизна характеристики первого триода; 2^ — сопротивление нагрузки второго триода. Смесители на триодах характеризуются меньшим уровнем шумов, чем смесители на пентодах, и сравнительно большой крутизной преобразования 5np = (0>2^°.3)So, где^пр — крутизна преобразования; S0 —крутизна лампы при нулевом смещении на сетке. Существенным недостатком триодных смесителей является взаимодействие между напряжением гетеродина и сигнала, поскольку оба эти напряжения действуют на одну и ту же сетку, а также связь"между анодной и сеточной цепями. В результате этого частота гетеродина зависит от настройки цепи сигнала. Поэтому приходится применять специальные меры для ослабления этих связей. Несмотря на то что пентодные преобразователи имеют больший уровень шумов, их все же применяют для ослабления связи между анодной и сеточной цепями. При использовании пентодов в качестве смесителей требуется УВЧ не только с малым уровнем шумов, но и с большим коэффициентом усиления. В портативных экономичных телевизионных приемниках широко применяются транзисторы. Однако схемы на транзисторах характеризуются ббльшим уровнем шумов, чем на вакуумных триодах. Существенно меньшим уровнем шумов обладают так называемые параметрические усилители, в которых усиление происходит вследствие периодического изменения параметров колебательного контура, например, емкости. Сравнительные характеристики различных входных устройств телевизионных приемников приведены в табл. XIII.6. Таблица XIII. 6 Сравнительные характеристики входных устройств телевизионных приемников УВЧ На пентоде Каскодный » Параметрический + каскодный Смеситель На пентоде » триоде » пентоде » триоде Полупроводниковый На триоде Коэффициент шума, дб 6—12 3-6,5 4-7 1-3 Уровень входного сигнала, мк$, на нагрузке рс 75 ом, при котором на выходе -=— = 1 в полосе частот 1 Мгц 1,1-2,2 0,87—1,1 0,88—1,23 0,62-0,8 2 Мгц 1,55-3,1 1,13—1,55 1,24-1,73 0,87-1,13 6 Мгц 1,9—3,8 1,4-1,9 1,52—2,13 1,07—1,4 8 Мгц 3,1-6,2 2,26-3,1 2,48-3,5 1,75—2,26
718 ТЕЛЕВИДЕНИЕ F е hH *-£ ^Рвжекторньт Фильтры для -г ПЧипц ЯМ в Рис. XIII. 73. Схемы входных цепей. Составные элементы входных устройств. Входные цепи, связывающие антенну со входом УВЧ, выполняют следующие важные функции: 1) согласование линии передачи с УВЧ; 2) обеспечение максимального коэффициента передачи; 3) при симметричной линии передачи преобразование симметричной схемы в несимметричную, обеспечение высокой чувствительности для симметричных сигналов и низкой чувствительности для несимметричных; 4) осуществление преселекции за счет настройки на заданный канал и подавление мешающих сигналов. Простейшая входная цепь (рис. XIII.73, а) представляет собой активное сопротивление #н, по величине равное волновому сопротивлению кабеля. Эта цепь пригодна только для "* несимметричной линии связи (коаксиального кабеля) и имеет коэффициент передачи, равный 0,5. Избирательными свойствами она практически не обладает. Входная цепь с трансформаторной связью (рис. XIII. 73, б) легко обеспечивает переход с симметричной схемы на несимметричную. Используя одну половину первичной обмотки, можно подключиться и к несимметричной линии свяэи. Для обеспечения широкополосности коэффициент передачи выбирается равным единице. Между первичной и вторичной обмотками устанавливается электростатический экран для ослабления емкостной связи между обмотками в целях борьбы с мешающими сигналами, которые могут попасть в приемник с несимметричной линии. Автотрансформаторная связь имеет те же свойства, что и трансформаторная, однако пригодна для согласования УВЧ только с несимметричной линией связи. Так как избирательность рассмотренных схем недостаточна, во входные цепи часто включают режекторные контуры для подавления сильных сигналов на промежуточной частоте или в диапазоне, занятом вещательными ЧМ станциями (рис. XIII.73, в). Двухконтурная схема входной цепи (рис. XIII.73, г) при высоком коэффициенте передачи обеспечивает наилучшую избирательность и подавление мешающих сигналов за пределами частотного диапазона данного канала связи. Она может быть использована для согласования как с симметричной, так и с несимметричной линиями связи. Усилители высокой частоты. Схема УВЧ с активным сопротивлением на входе, рассчитанная на подключение несимметричного кабеля, приведена на рис. XI 11.74. Малый коэффициент передачи такой схемы и плохая избирательность не оказывают существенного влияния при приеме близко расположенной местной станции. Лучшей избирательностью характеризуется схема с автотрансформаторной связью (рис. XIII.75). Схема с трансформаторной связью, рассчитанная на подключение как асимметричного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 719 (между клеммами Л и 3), так и симметричного — с волновым сопротивлением 300 ом (между клеммами Л—Л), приведена на рис. XIII.76. Для первого телевизионного канала катушки Ьв и L9 наматываются проводом марки ПЭЛШО 0,31 в один ряд на каркасе диаметром 9 мм по Рис. XIII. 74. Схема УВЧ с активным сопротивлением на выходе. Контрастность Рис. XIII. 75. Схема УВЧ с автотрансформаторной связью на входе. 4 витка, отвод у катушки L8 от 2-го витка. Частота настройки контура 19Сгб -*■ 50,5 Мгц. , Каскодная схема УВЧ показана на рис. XIII.77. Для нейтрализации образованный емкостями С, 'aicy 'CtKt» • 4К*г* емкости C3iCi используется мост, Сз и С4. Связь между первым и вторым каскадами безъемкостная. Наилучшие результаты в каскодных схемах дают триоды с малыми междуэлектродными емкостями и большой крутизной, например, 6Н14П. УВЧ для дальнего приема телевидения. Для дальнего приема телевидения необходимо иметь УВЧ с малым уровнем шумов и большим коэффициентом усиления. Из табл. XII 1.6 видно, что наименьший уровень шумов имеют каскодные и параметрические усилители [2, 7J. Для ослабления взаимных помех различных телецентров при дальнем приеме желательно сократить полосу пропускания УВЧ и приемника в целом до 1,5—3 Мгц. При таком сокращении полосы дополнительно понижается уровень шумов, однако одновременно уменьшается и четкость изображения до 300—400 строк. Кроме того, при суженной полосе УВЧ для приема Рис. XIII, 76. Схема УВЧ с маторной связью трансфор- на входе.
720 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Рис. XIII. 77. Каскодная схема УВЧ. -сетно* \\, катод* I Ц U у и. ъ:7 JTЙЩЩ \4Юв \Л,6НЗП CtJOOO \—%Выход То\6 Фишка 0;7 питания УоУ'усилителя Зкрон шланга питания^^ Рис. XIII. 78. Схема дополнительного УВЧ на базе блока ПТП-1.
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 721 сигналов звукового сопровождения требуется отдельный канал. Для дальнего приема телевидения используют высокорасположенные антенны, связанные с приемником длинным кабелем. Вследствие затухания сигнала в кабеле соотношение сигнал/шум на входе приемника уменьшается. В таких случаях целесообразно часть каскадов УВЧ, оформленных в виде отдельного антенного усилителя, устанавливать непосредственно на стойке антенны. Простейший способ переделки стандартного телевизора для дальнего приема заключается в сужении полосы пропускания УВЧ приблизительно до 2 Мгц за счет увеличения сопротивлений, шунтирующих входные контуры. Схема дополнительного УВЧ, созданного на базе блока ПТП-1, подключаемого ко входу стандартного приемника, приведена на рис. XIII. 78. Гетеродин и смеситель из блока удалены и на их месте смонтированы второй каскад УВЧ на пентоде Лч и катодный повторитель на лампе «Яз. Два варианта схемы параметрического усилителя, выполненного на транзисторе типа П403 и рассчитанного на прием телевизионных сигналов I канала, приведены на рис. XIII.79. Такой усилитель подключается непосредственно на вход блока ПТК или иного входного устройства телевизора, настроенного на -XII канал, и обеспечивает усиление 8—10 дб (6—10 раз по мощности) при полосе усиливаемых частот 1,7—2 Мгц и мощности генератора накачки 0,2—0,3 вт. Параметрический усилитель-преобразователь состоит из собственно усилителя и генератора накачки, в качестве которого может быть использован любой генератор синусоидальных колебаний, работающий в диапазоне 200—250 Мгц и имеющий плавную регулировку выходной мощности от единиц до сотен милливатт. Принимаемый сигнал поступает на входной контур усилителя Lid, усиленное напряжение разностной частоты снимается с части витков катушки контура, образованного катушкой Ц и паразитными емкостями С^. Энергия накачки подается на нелинейную емкость через последовательный фильтр L2C2, настроенный, на частоту накачки .(рис XII1.79, а). В этом Г^1 -0 4.56 0 + Рис. XIII. 79. Схемы параметрических усилителей.
722 ТЕЛЕВИДЕНИЕ случае мощность накачки, необходимая для работы усилителя, составляет 20—30 мет. В другой схеме (рис. XIII.79, б) усиление несколько повышается (в 1,5 раза), но при этом необходимая мощность накачки увеличивается до 200 мет. Индуктивная связь генератора накачки с параметрическим усилителем осуществляется с помощью катушки L2, расположенной на расстоянии 3—4 мм от катушки 1з. В качестве нелинейной емкости используется р—n-переход транзистора П403. Положение рабочей точки транзистора определяется отрицательным напряжением, снимаемым с потенциометра /?2 на коллектор. Практически величина этого напряжения для различных образцов транзисторов типа П403 близка к нулю. Рис. XIII. 80. Схема антенного усилителя на транзисторах. Усилитель можно соединить с блоком ПТК следующим образом: среднюю жилу коаксиального кабеля, выходящего из блока ПТК, припаять к отводу катушки 13 усилителя, а конец экранирующей оплетки кабеля надежно заземлить непосредственно около заземленного конца катушки. Каркасы катушек L\ и L2 полистироловые диаметром 10 мм и длиной 40 мм с внутренней резьбой Мб. Подстраиваются катушки латунными сердечниками длиной 12 мм. Катушка Li состоит из 16 витков голого медного провода диаметром 0,7 лш, отвод от 5-го витка, считая от заземленного конца. Намотка — принудительная с шагом 1,5 мм. Катушка 12 содержит 5 витков голого провода диаметром 1,1 мм, намотка принудительная с шагом 5 мм. Катушка L3 бескаркасная, состоит из 2,5 витков голого медного провода диаметром 1,5 мм, отвод от середины витков катушки. Диаметр намотки 16 мм, длина 25 мм. Катушка Lz подстраивается растяжением или сжатием витков, а также перемещением точки припайки к ней транзистора. Расстояния между осями катушек Ьг и 12 составляет 50 мм, между катушками Ц и £3 — 20 мм. Особое внимание следует обратить на отбор транзисторов П403, у которых параметры р—я-переходов позволяют получить эффект параметрического усиления. Схема антенного усилителя на транзисторах типа П411, рассчитанного на прием телевизионных сигналов по III каналу, приведена на рис. XIII.80. Коэффициент усиления усилителя около 15 (по напряжению) при нагрузке
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 723 От УВЧ КУПЧ 76 ом и полосе пропускания 4,5 Мгц (78—82,5 Мгц). Полосу пропускания можно увеличить в два раза, усилив связь между каскадами. Усилитель имеет малый коэффициент шума и со стандартным приемником обеспечивает чувствительность 15—20 мкв при соотношении си гнал/шум, равном 5. Усилитель питается от отдельного выпрямителя (6,5—7 в). Ток потребления двух каскадов составляет 10 ма. Катушки намотаны на каркасах диаметром 6,5 мм виток к витку проводом марки ПЭЛШО 0,31, подстройка латунными сердечниками. Катушка L\ содержит 10 витков, L2 — 3 витка поверх катушки Llt Lz — 6 витков, Li— 2 витка поверх катушки L3. Преобразователи частоты. Схема преобразователя на двойном триоде типа 6Н1П приведена на рис. XIII. 81. На левом триоде смонтирован гетеродин, на правом — смеситель. Связь между гетеродином и смесителем слабая, так как переходная емкость Сю мала (5 пф). В контуре применены керамические конденсаторы Рис. XIII. 81. Схема преобразователя частоты на двойном триоде. Рис. XIII. 82. Схема однолампового преобразователя частоты на пентоде. группы М, температурный коэффициент которых противоположен по знаку и приблизительно равен абсолютному значению температурного коэффициента катушки контура, собранного по схеме с емкостной обратной связью. Стабильность гетеродина достаточно высока, поэтому при эксплуатации практически не требуется подстройка.
724 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Представляютинтересодносеточныепреобразователи частоты натриодах пентодах, собранные по мостиковым схемам, обеспечивающим хорошую развязку между входным и гетеродинным контурами. Схема приведена саторы Сг, с, a/SS^V кости С, схк Рис. XIII. 83. Мост в схеме на рис. XIII. 82, предназначенный для развязки входного контура гетеродина. однолампового преобразователя на рис. XIII.82. Конден- С3 и междуэлектродные ем- и Сс2с, + сс2к образуют мост (рис. XIII.83). Входной контур L2Ci и контур гетеродина L3C4 оказываются включенными в противоположные диагонали моста, вследствие чего связь между ними существенно ослабляется. Мост балансируется триммером С2. Гетеродинная часть выполнена по схеме емкостной трехточки (анодом гетеродина служит экранная сетка лампы, а емкостной делитель составляют емкости CCjK и Сс Сг). Двухконтурный фильтр L4, C6, L5, C7, настроенный на промежуточную частоту, включен в анодную цепь лампы. На частотах выше 50 Мгц желательно применять триодные преобразователи. В этом два моста: один для развязки гетеродина и случае в схеме должно быть входной цепи, другой для развязки цепей гетеродина и УПЧ г х пЗ$8? Р ю 6+25 20 К ъе *= п. Рис. XIII. 84. Схема УВЧ и преобразователя частоты на двойном триоде. Схема каскада УВЧ и преобразователя, выполненная на лампе 6НЗП, приведена на рис. XIII.84. Гетеродинная часть преобразователя выполнена
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 725 по схеме с трансформаторной обратной связью (контур ЦС* индуктивно связан с катушкой обратной связи L4). Левый триод является усилителем высокой частоты, а конденсатор Са предназначен для нейтрализации (компенсации) емкости Са с. В анодную цепь левого триода включен контур L3C10, на котором выделяется напряжение сигнала. Через конденсатор С3 это напряжение подается на среднюю точку катушки обратной связи L4. В результате биений между частотами сигнала и гетеродина на контуре £в (Св + С7) выделяется сигнал промежуточной частоты (сопротивление конденсаторов С4, Си и гетеродинного контура LbCs для сигналов промежуточной частоты незначительно). Рис. XIII. 85. Эквивалентные схемы мостов для развязки: а — входной и гетеродинной цепей; б — цепи гетеродина и фильтра промежуточной частоты. Связь между анодным контуром УВЧ и гетеродинным контуром устраняется балансировкой моста, схема которого показана отдельно на рис. XIII.85, а (при строгой симметрии половин катушки L4 балансировка достигается при CCiK= C5). Обратная связь по промежуточной частоте компенсируется с помощью моста, представленного на рис. XIII.85, б. Увеличение усиления по промежуточной частоте можно получить при некоторой положительной обратной связи за счет перебалансировки моста. Для этого необходимо немного уменьшить емкость С4. Таким образом можно увеличить усиление по промежуточной частоте в 2—3 раза без опасности самовозбуждения при смене ламп и изменении напряжения источников питания. Следует отметить, что рассмотренные схемы одноламповых преобразователей наладить сложнее, чем схемы, в которых применяются отдельные лампы для гетеродина и смесителя. Унифицированные блоки входных устройств выпускаются для удешевления, а также повышения качества и надежности телевизионной аппаратуры. Первые выпуски унифицированных блоков входных устройств — ПТП были рассчитаны на прием программ пяти телевизионных каналов, а также УКВ станций с частотной модуляцией. Конструктивное выполнение ПТП может представлять интерес для радиолюбителей. На рис. 86 приводится устройство барабанного переключателя, а на рис. 87 — общий вид блока ПТП. . На рис. XIII.88 приведена схема унифицированного двенадцатиканаль- ного переключателя телевизионных каналов — ПТК, в котором входной
726 ТЕЛЕВИДЕНИЕ усилитель по каскодной схеме собран на лампе 6Н14П, а преобразователь (смеситель и гетеродин) на лампе 6Ф1П. Частотная характеристика блока ПТК приведена на рис. XIII.89. Форма характеристики может отклоняться от изображенной на рисунке» однако кривая должна располагаться в заштрихованной части рисунка. Блок ПТК предназначается для телевизоров с промежуточной частотой изображения 34,25 Мгц и звука 27,75 Мгц. Обмоточные данные катушек блока ПТК приведены в табл.XIII. 7. Катушки Lj.j, Lj б0 выполнены на каркасах из бакелизированной бумаги диаметром 5,5 мм и настраиваются латунными сердечниками диаметром 4 мм. Катушки LU6{, LU6Z наматываются на каркасах диаметром 9 мм и настраиваются латунными сердечниками ^аметром 6 мм. Рис. XIII. 86. Барабанный переключатель блока ПТП-1: а — общий вид; / — антенный сектор; 2 — сектор гетеродина; б — катушки одного из каналов антенного сектора переключателя; в — катушки одного из каналов гетеродинного сектора переключателя; г — подстроечный конденсатор. На рис. 90 приведена принципиальная схема блока ПТК-7, предназначенного для унифицированных телевизоров с промежуточной частотой изображения 38,0 Мгц и звукового сопровождения — 31,5 Мгц. Усилитель высокой частоты собран по каскодной схеме. В блоке ПТК-7 широко применен печатный монтаж. Часть индуктивностей также выполнена печатным способом. Для подстройки частоты гетеродина используется полупроводни- Рис. XIII. 87. Общий вид блока ПТП-1. ковый диод типа Д1э подключенный к части контура гетеродина. Поскольку емкость диода зависит от величины постоянного обратного напряжения, приложенного к нему, легко осуществить дистанционную и автоматическую регулировку частоты гетеродина.
!~"М К-4Г / *^ч£^> МГЛЫ*?'3* М- Й^^±Ч- г-4 4 • -#-/7 гетеродина U5t С„70Ш? X Рис. XIII. 88. Принципиальная схема блока ПТК.
728 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Таблица XIII. 7 Данные катушки блока ПТК Обозначение катушки ^1—1» 1—3 ^1—6» 1—7» 1—0 Li—ll, I—is Ll—16, 1—17 bl—10» 1—21 . Ll—23 Ll-2 Ll-4 Li—e Ll-8 Li—io Ll—12 Ll—14 Li—i6 Li—18 Li—20 ^1—22» 1—24 L\—25 Ll—28 ^1—31» 1—34 Ll—37 Li—40 ^1—43, 1—46 Li—40 Ll—52» 1—55 Li—68 Li—20 Li—20 Ll—32. 1—35 Ll—38 Li—41 Ll—44» 1—47 Ll—50 Ll—53, 1—56 Ll—50 Li—27 Li—30 Li—зз Марка и диаметр провода ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,51 j \ \ ПЭВ-1 0,51 ) ПЭВ-1 0,31 ПЭВ-1 0,31 | ПЭВ-1 0,51 1 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,31 ПЭВ-1 0,31 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭЗ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,31 ПЭВ-1 0,31 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ-1 0,51 ПЭВ-1 0,8 ПЭВ 0,31 ГОЛ 0,31 1 ПЭЛ 0,51 Количество витков 3 2 / 1 28 22 18 16 15 5 5 4 4 3 3 19 14 11 9 4 3 3 2 2 j 20 15 ! 11 9 4 3 3 2 2 14 " 1 10 Шаг намотки, мм Вплотную То же — Вплотную * » » * 2 2 2 2 2 1 2 Вплотную » » » 3 3 3 2 3 Вплотную • » » » 3 3' 3 2 3 Вплотную 2» 1 » Сердечник — — — Латунный » » » » » » » » » » —' — — — — — • — — — — — — — . — — — — Латунный » 1 • »' • Примечание Намотка рядовая левая То же » » » » » » » » » » » » » 7> » » » » » » » » » » Намотка рядовая правая То же » » » » » » » » » » » » » » Намотка рядовая левая То же » » » » » » » » » » » » » » » » » » 1 > >
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 729 Обозначение катушки /•1—36i 1—39 Ll—42 Ll—45 Ll—48» 1—51 Ll—64» 1—57 Ll—60 Ll—61 Li—62 Li—63 ДР1-1 Марка и диаметр провода ПЭЛ 0,51 ПЭЛ 1,0 ГОЛ 0,51 ч ПЭЛ 0,51 ПЭЛ 0,8 ПЭЛ 1,0 ПЭЛ 0,31 ПЭЛШО 0,31 ПЭЛ 0,31 ПЭЛ 0,8 Количество витков 9 5 4 3 3 3 23 3 16 6 Продолжение табл. Шаг намотки, Вплотную 2 2 2 2 3 Вплотную » » » Сердечник Латунный » » » » 9 » — Латунный XI 11.7 Примечание Намотка рядовая левая То же » > » » » » » » — — — Каркас диаметром 5 мм Рис. XIII. 89. Частотная характеристика блока ПТК. У//Х/////Л Несущая несушая частота частота изображения звука Намоточные данные катушек и дросселей, выполненных обычным способом, приведены в табл. VIII. 8. Входные устройства на транзисторах. Схема входного устройства (УВЧ и преобразователя) для I канала, примененная в телевизоре «Кристалл», приведена на рис. XIII.91. Рабочий ток эмиттера УВЧ устанавливается равным 3—5 ма. Изменяется положительное смещение на эмиттере транзистора Т\ при помощи сопротивления R&. Усиление каскада около 5. Все катушки намотаны на каркасах диаметром 8 мм высотой 20 мм. Катушка L\ содержит 9 витков провода марки ПЭЛШО 0,2 с отводом от 3-го витка, считая от заземленного конца, катушка L2 — 9 витков провода ПЭЛШО 0,2 с отводом от 3-го витка, катушка L3 — 3 витка провода ПЭЛШО 0,2, наматывается поверх катушки L2, катушка L4 — 5 витков посеребренного провода диаметром 1,2 мм с шагом намотки 1,5 мм и отводом на основание от 1,5 витка, считая от заземленного конца, катушка /5 — 3 витка провода ПЭЛШО 0,12, наматывается между витками катушки L4, катушка Le— 15 витков провода ПЭЛШО 0,12 с отводом от 5-го витка, катушка L7 — 5 витков провода ПЭЛШО 0,12, наматывается поверх катушки Le. Чувствительность телевизора «Кристалл» с описанным УВЧ составляет 300 мкв.
-^Переключатель Liji/ KQHQflOd / (показан в поломе- 'fy^Lj.joHUu 1-й канал телевидения) 29 ^^, Кол одна у^^Вллючения П7П-1 енная ^V'JvO Антенная колодка С376д00 Сбвоо^ ТГ^ СгобвОО'СггббОО Рис. XIII. 90. Принципиальная схема блока ПТК-7.
ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРИЕМНИКОВ 731 Рис. XIII. 91. Схема УВЧ телевизора «Кристалл». Таблица ХШ-8 Данные катушек блока ПТК-7 Обозначение на принципиальной схеме L13 Lu Ln lie Ln Lis L\Q L20 L21 L22 L>2$ Ln L25 L<2& L21 L28 Марка и диаметр провода ГОВТЛ-1 0,51 ПЭВТЛ-1 0,41 ПЭВТЛ-1 0,51 ПЭВТЛ-1 0,51 ПЭВТЛ-1 0,41 ПЭК-0,5 ПЭК-0,5 ПЭВТЛ-1 0,51 ПЭВТЛ-1 0,51 ПЭВТЛ-1 0,51 ПЭВТЛ-1 0,18 ПЭВТЛ-1 0,18 ПЭВТЛ-1 0,41 ПЭВТЛ-1 0,23 ПЭВТЛ-1 0,18 ПЭВТЛ-1 0,31 Диаметр каркаса, мм 2,8 7,0 2,8 2,8 1,9 2,8 3,5 3,0 2,8 2,8 2,8 2,8 1,9 7,0 7,0 9,0 Количество витков 13 12 7 3 18 3 2 21 4 1 40 40 27 30 12 16 Тип сердечника ___ Латунь Л-62 4,5 мм — Ф-600 Ф-600 • — — *— — — ' Ф-600 Ф-600 Ф-600 Латунь Л-62 Латунь Л-62 Сталь А-10
732 ТЕЛЕВИДЕНИЕ § 9. СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ЗВУКА К амплитудному селектору 2200 В приемниках супергетеродинного типа УВЧ и преобразователь в большинстве случаев являются общими для каналов изображения и звука. Каналы разделяются обычно на выходе преобразователя. Одна из распространенных схем разделения каналов изображения и звука была приведена на рис. XIII. 64. Контур ЬиСгь* настроенный на промежуточную частоту звука, индуктивно связан с анодным контуром преобразователя. Колебания из контура L14C2e поступают на вход УПЧ приемника звукового сопровождения. Для лучшего подавления колебаний звуковой частоты в тракте канала изображения в нескольких каскадах усилителя промежуточной частоты ставятся режекторные контуры, настроенные на промежуточную частоту сигнала и создающие на этой частоте, вследствие отсоса энергии, большое затухание. В приемниках, построенных по однока- нальной схеме, сигналы звукового сопровождения отделяются от сигналов изображения в выходной ступени видеоусилителя включением в анодную цепь выходной лампы контура, настроенного на частоту 6,5 Мгц (рис. XIII. 92). Колебания с этого контура подаются на вход обычного ЧМ приемника. К модулятору кинескопа Рис. XIII. 92. Схема разделения сигналов изображения и звука в одно каскадном телевизионном приемнике. § 10. АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ И ЯРКОСТИ Автоматическая регулировка усиления (АРУ) в телевидении применяется для поддержания неизменной контрастности изображения при изменении среднего уровня сигнала на входе телевизора, обусловленном, например, замиранием телевизионных сигналов [19]. Часто также применяется термин: автоматическая регулировка контрастности (АРК). Для автоматической регулировки усиления обычно используется напряжение, полученное от выпрямления импульсов синхронизации. На рис. AllI.93 представлена схема, в которой напряжение с выхода видеодетектора поступает на диод Лх и после выпрямления подается на сетки усилительных ламп, как и в обычном вещательном приемнике. Постоянная времени цепи АРУ Cz(Ri + #2) выбирается порядка длительности 10 строк развертки, т. е. 600—700 мксек. Схема АРУ в некоторых случаях совмещается с цепями отделения синхронизирующих импульсов (рис. XIII.94) или восстановления средней составляющей. Недостатком рассмотренных схем является то, что напряжение АРУ пропорционально средней составляющей видеосигнала, которая зависит не толька от уровня, но и от содержания передаваемого изображения. Этого недостатка не имеет так называемая ключевая схема АРУ. Принцип работы схемы заключается в том, что на управляющую лампу АРУ (рис. XIII.95)
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ И ЯРКОСТИ 733 ,|лигУА..с *. - - ' |Г ЗД£ \К усилителю сан- til 1 «—» 1 J /?ffl Иронизирцоших им-л Z—пульсоб Рис. XIII. 93. Простейшая схема АРУ. Рис. XIII. 94. Схема АРУ и отделителя синхронизирующих импульсов. JUL К строчному трансформатору Рис. XIII. 95. Скелетная схема ключевой АРУ. __ -Видео* Л} /-С\ усипите/ю \50к *~\^»\^ Рис. XIII. 96. Практическая схема ключевой АРУ с задержкой.
734 ТЕЛЕВИДЕНИЕ наряду с видеосигналом поступают импульсы от строчного трансформатора, отпирающие лампу только на время обратного хода строчной развертки, т. е. в момент прохождения синхронизирующих импульсов. Постоянная Рис. XIII. 97. Схема АРЯ телевизионного приемника «Рубин». времени в такой схеме АРУ может быть выбрана достаточно малой без боязни ослабить помехоустойчивость. На рис. XIII.96 приведена практически применяемая схема ключевой АРУ. Схема предусматривает работу от видеосигналов отрицательной полярности. Если синхронизирующие V+2856 Рис. XIII. 98. Схема АРЯ с диодом. сигналы имеют положительную полярность, то их необходимо подать на сетку, а не на катод лампы Л2. Диод JIZ предназначен для создания задержки при слабых сигналах. Автоматическая регулировка яркости (АРЯ), как уже упоминалось в § 8, применяется в телевидении для поддержания неизменным значения
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ И ЯРКОСТИ 735 уровня черного в схемах видеоусилителей постоянного тока при регулировке контрастности. На рис. XIII.97 показана одна из простейших схем АРЯ. В этой схеме потенциометр регулировки яркости подключен к анодной цепи видеоусили- От строчного f-3-0 трансфор- зн мотора 5Ю0А 200* Рис. XIII. 99. Ключевая схема АРЯ. теля, поэтому при изменении уровня сигнала на катоде кинескопа изменяется и напряжение на его управляющем электроде. В этой схеме смещение на управляющем электроде определяется величиной постоянной составляющей видеосигнала, поэтому уровень От строчного черного на кинескопе меняется в зависимости от содержания изображения. Схема АРЯ, в которой для выделения постоянной составляющей видеосигнала используется диод Ди приведена на рис. XIII.98. Эта схема применяется в телевизорах «Темп-6», «Темп-7», «Волна», «Дружба» и др. Более совершенная схема АРЯ показана на рис. XIII.99. В этой схеме смещение на управляющем электроде кинескопа определяется амплитудой синхронизирующих импульсов. Для этого на сетку лампы 6НЗП подаются импульсы от строчного Напряжение ДРУ 620к Г^20к 41 к ({страстность 100. Схема, совмещающая функции АРЯ и АРУ. трансформатора и отпирают ее только на время обратного хода строчной развертки, когда к аноду 6НЗП приложено напряжение синхронизирующих импульсов. На рис. XIII.100 приведена схема, совмещающая функции АРЯ и АРУ.
736 ТЕЛЕВИДЕНИЕ § 11. ВИЗУАЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫ НАСТРОЙКИ ТЕЛЕВИЗИРОВ Оптические индикаторы существенно облегчают точную настройку телевизионного приемника, поэтому они все чаще применяются. Для оптической индикации используется либо кинескоп телевизора, либо обычный визуальный индикатор, например, типа 6Е5С. При использовании кинескопа телевизора в изображение на экране вводится фигура — указатель точной настройки в виде изменяющейся при настройке по ширине светлой (или темной) полоски либо уменьшающегося по3 амплитуде треугольного клина (рис. XIII. 101). Блок-схема узла индикатора настройки приведена на рис. XIII.102. Контур, настроенный на частоту строчной развертки, выделяет первую гармонику этой частоты, из которой после выпрямления и ограничения формируются в точке Д треугольные импульсы длительностью около 4 мксек в основании. G помощью фазосдвигающего устройства этот импульс устанавливается в середине прямого хода строчной развертки. В следующем каскаде из треугольных импульсов формируются прямоугольные. Длительность прямоугольных импульсов определяется величиной управляющего напряжения/подаваемого на усилитель импульсов. Это напряжение выделяется с помощью контура, настроенного на несущую ПЧ изображения или звука, выпрямляется и поступает на усилитель Рис. XIII. 101. Изоора- жение на экране кинескопа при включенном указателе точной настройки. из системы строчной развертки Преобразователь импульсов Фазосдви- Настроенный „ ^ контур I—I гаюииее |—I пёриодный (15625 гц) ' ' '—Лж| '* устройство] Двух полу- ХККГ I V&J I ппп выпрямитель I Г От усилителя ПЧ приемника сигналов изображения Усилитель-] выпрямитель] несущей ПЧ Пилообразное напряжение из системы кадровой Усили- , тель . пимпульсот __ГПТГ ОграничиА £ тель } импульсов] К модулирующему электроду кинескопа Г развертки Рис. XIII. 102. Блок-схема индикатора точной настройки телевизионного приемника. * импульсов в качестве управляющего. При точной настройке на несущую частоту амплитуда управляющего напряжения будет наибольшей, а ширина прямоугольного импульса минимальной (рис. XIII. 101,а). Для получения треугольной фигуры (рис. XIII. 101,6), обеспечивающей более точную настройку, необходимо на усилитель импульсов в точке В подать пилообразное напряжение кадровой развертки. Принципиальная схема индикатора настройки приведена на рис.
ВИЗУАЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫ НАСТРОЙКИ ТЕЛЕВИЗОРОВ 737 XIII. 103. Точки, обозначенные большими буквами на схеме, соответствуют аналогичным точкам на блок-схеме (рис. XIII. 102). На рис. XIII. 104 приведена схема, в которой используется оптический индикатор настройки. Рис.-.XIII. 104, Схема индикатора Рис. XIII. 105. Схема детектора настройки, в которой используется индикатора настройки, оптический индикатор типа 6Е5С. Напряжение, необходимое для управления углом раствора темного сектора на экране индикатора, снимается с контура LxCi детектора индикатора (рис. XIII. 105), слабо связанного с последним каскадом УПЧ и настроенного на несущую частоту изображения. Выпрямленное напряжение 24i20
738 ТЕЛЕВИДЕНИЕ усиливается и поступает на сетку индикатора настройки Л г- В тех случаях, когда контрастность регулируется изменением общего усиления приемника в УПЧ, чувствительность индикатора (по углу раствора) будет зависеть от положения ручки контрастности, это является недостатком схемы. § 12. РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Для отклонения (развертки) луча на экране электронно-лучевой трубки необходимо подавать на отклоняющее устройство пилообразное напряжен ние (для трубок с электростатическим отклонением) или пилообразный ток (для трубок с электромагнитным отклонением). Частота пилообразного напряжения или тока, предназначенного для вертикального отклонения, должна быть равна числу полукадров, передаваемых в одну секунду (50 гц Г 1_ >7 ( =£ а Рис. XIII. 106, Схема полу- чения пилообразного напряжения. Рис XIII. 107. Форма кривой пилообразного напряжения при различных значениях постоянной времени цепи заряда. для стандарта СССР), а частота пилообразного напряжения или тока, предназначенного для горизонтального отклонения,— произведению числа полных кадров, передаваемых в 1 сек, на число строк разложения (для стандарта СССР 25 X 625 = 15 625 гц). Методы получения пилообразного напряжения. Для получения пилообразного напряжения обычно используется заряд и разряд емкости [13, 20, 28]. На рис. XIII. 106 приведена схема получения пилообразного напряжения. При заряде конденсатора от источника с напряжением £а через сопротивление Ri напряжение на конденсаторе (Ус, как известно, возрастает по экспоненциальной кривой. Если в момент /2 (рис. XIII. 107) замкнуть ключом К конденсатор на сопротивление #2 < Ru то конденсатор начнет разряжаться и в момент /3 остаточный заряд £0 станет таким же, как и в момент /ь Повторяя периодически заряд и разряд конденсатора, получают пилообразное напряжение. Скорость нарастания напряжения зависит от постоянной времени заряда #iC. В качестве ключа используется электронная (разрядная) лампа. На рис. XIII. 107 приведены кривые для разных значений произведения RiC. Кривая / соответствует наибольшей постоянной времени RiC. Таким образом, при уменьшении постоянной времени увеличивается скорость заряда конденсатора, и, следовательно, за время Т\ = /2—h конденсатор зарядится до большего напряжения, чем в случае большой постоянной времени заряда. Однако из кривых на рис. XIII. 107 видно, что
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 739 чем меньше постоянная времени, тем больший участок кривой заряда используется и, следовательно, тем больше отличается от линейного закон нарастания напряжения на конденсаторе. Таким образом, чтобы получить больший коэффициент использования напряжения источника питания, желательно постоянную времени RiC уменьшать, а для получения большей линейности — увеличивать. Если заданы коэффициент нелинейных искажений Kf (обычно 0,05 4- 4-0,1) и длительность прямого хода 7V то величину постоянной времени заряда можно определить из условия Размах пилообразного напряжения Т Таким образом, чем меньше Е0> тем больше может быть амплитуда пилообразного напряжения. Однако брать слишком малое Е0 нельзя, так как с уменьшением Е0 для того, чтобы конденсатор успел разрядиться за то же время Т2, необходимо сокращать постоянную времени #2С. Последнее не всегда возможно, так как ключом К является электронная лампа с определенным внутренним сопротивлением. Обычно выбирают _р в (0,8 4- 0,9)-^. = (0,8.+ 0,9) /С;. При заданной длительности обратного хода Г2 постоянная времени разряда выбирается из условия Т !L —18-1-24 П р и м ер. Рассчитать схему формирования пилообразного напряжения для строчной развертки, если задано Ер = 20 в, Kf = 7%. Согласно телевизионному стандарту период строчной развертки 7*е = = 64 мксек, или 64 • Ю""6 сек. Время обратного хода пилы Тъ принимаем равным длительности строчного синхронизирующего импульса Та = = 5,1 мксек, или 5,1 • Ю-"6 сек. Постоянная времени цепи заряда Напряжение источника постоянного тока определяем из условия --£- = 0,85/С/ = 0,85 • 0,07 « 0,06, *а отсюда Е, £ = -iL ^ 330 в. а 0,06 24*
740 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Находим постоянную времени цепи разряда, принимая Т2 CR* = 2, отсюда СЯ2 = -^ = 2,5. 10- сек. Величину /?2 желательно иметь поменьше, поэтому в качестве ключа выбирают лампу с малым R . Из табл. XII 1.3 выбираем лампу 6Н8С с R. = 7,9 ком. Так как R2= Ri = 7,9 ком, определим величину емкости 2,5- Ю-6 2,5 - Ю-6 1П_6 , С = Принимаем С = 320 лф. Определяем 10° о* = 2,7 Моле. ♦3300 Схема разрядной цепочки, рассчитанная в данном примере, приведена на рис. XIII. 108. Способы управления разрядной лампой [12, 20, 27]. Для запуска разрядной цепочки принципиально могут быть непосредственно использованы синхронизирующие импульсы, содержащиеся в телевизионном сигнале; Однако такая схема характеризуется малой помехоустойчивостью, так как может запускаться от любого импульса помехи. Кроме того, в этой схеме при отсутствии телепередачи электронный луч на экране трубки будет неподвижным, что может привести к порче экрана. В связи с этим для управления разрядной лампой используются специальные генераторы импульсов, частота колебаний которых синхронизируется импульсами, содержащимися в телевизионном сигнале. К числу блокинг-генераторы и мультивибраторы Рис. XIII.108. Схема разрядной цепочки по данным примера на стр. 739. таких генераторов относятся (см. гл. XII § 3 и 5). Практическая схема задающего генератора строчного пилообразного напряжения, представляющая собой комбинацию блокинг-генератора (на левом триоде) и разрядной лампы, приведена на рис. XIII. 109. Поскольку анодный ток лампы блокинг-генератора имеет вид кратковременных импульсов, разрядная лампа и лампа блокинг-генератора могут быть совмещены (рис. XIII. 110). Существенным преимуществом блокинг-генератора является простота регулировки периода колебаний и легкость осуществления синхронизации. Основной способ регулировки периода колебаний заключается в изменении величины постоянной времени цепи сетки. Для этого сопротивление
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 741 Ri выполняется переменным. Частоту колебаний можно также изменять подачей дополнительного постоянного смещения на сетку лампы. При увеличении отрицательного смещения на сетке период колебаний блокинг- Xсетке дыходного каскада генератора строк 1000 Cz0.25 зоов ^.. /hbvTr Амплитуда роздертни Сишроиизирущ]^ щие импульсы] Рис. XIII.110. Схема генератора пилообразного напряжения на одной лампе. W Рис. XIII.111. Рис. XIII. 109. Схема формирования пилообразного напряжения строчной развертки. генератора увеличивается. Способ регулировки частоты изменением смещения применяется в схемах автоматической подстройки частоты. Блоки нг-генератор легко синхронизируется импульсами, частота повторения которых выше частоты его собственных колебаний. Синхронизирующие импульсы необходимо подавать либо положительной полярности на сетку, либо отрицательной — на анод генераторной лампы. Схема мультивибратора с катодной связью приведена на рис. XIII.111. В этой схеме обратная связь осуществляется с помощью сопротивления /?3 в катодной цепи, по которому проходит ток обеих ламп. Схема удобна тем, что в ней совмещается генератор импульсов с разрядной цепью, состоящей из элементов Rt, C3 и R9. Лампа Лъ в этой схеме выполняет одновременно роль разрядной лампы. Способы развертки луча в трубках с электростатическим отклонением В трубках с электростатическим отклонением луч по экрану перемещается электрическим полем конденсатора, образованного отклоняющими пластинами. Величина отклонения луча на экране трубки в миллиметрах, Схема мультивибратора с катодной связью/
742 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Г Н\К отклоняющим —-у nfloanjHOJ -«^-t Рис. XIII. 112. Схема, поясняющая принцип получения двухтактного пилообразного напряжения непосредственно с разрядной цепочки. приходящаяся на 1 в напряжения, приложенного к отклоняющим пластинам, называется чувствительностью трубки. Чувствительность обычно приводится в справочных таблицах (гл. VIII). Чувствительность трубки при прочих равных условиях обратно пропорциональна напряжению на втором аноде, поэтому с увеличением напряжения второго анода она уменьшается. Для развертки луча в трубках с электростатическим отклонением необходимо пилообразное напряжение с амплитудой 800—1000 в и больше. Кроме того, для подачи на отклоняющие пластины напряжения симметрично относительно «земли» необходимо применять двухтактные выходные устройства. Простейшим решением этой задачи является: 1) непосредственное получение на конденсаторе разрядной цепочки пилообразного напряжения большой амплитуды; 2) усиление пилообразного напряжения, снимаемого с конденсатора разрядной цепочки, в двухтактном усилителе с активной нагрузкой. В обоих случаях необходим высоковольтный источник постоянного тока. Таким источником может быть выпрямитель для питания анода кинескопа. Из-за того что этот источник тока обычно маломощный, рассмотренные варианты схем могут быть использованы только для кадровой развертки, при которой ток заряда конденсатора в разрядной цепочке может быть малым вследствие большого времени прямого хода развертки. Схема, поясняющая принцип получения двухтактного пилообразного напряжения непосредственно с разрядной цепочки, приведена на рис. XIII. 112. В этой схеме Rt =a R2 и С\ = С2. При включении напряжения £а (при разомкнутом ключе К) конденсатор Сг через сопротивление/?! зарядится до напряжения Uc. На время обратного хода ключ К замыкается, и конденсатор С\ отдает половину своего заряда конденсатору С2; таким образом, оба конденсатора оказываются заряженными до напряжения -^с. После размыкания ключа (прямой ход) конденсатор С1 снова начинает заряжаться от источника питания через сопротивление /?ь а конденсатор С2 разряжаться через сопротивление /?2. Так как постоянные времени RxCi и Я2С2 одинаковы, то к концу прямого хода конденсатор С2 разрядится ровно на столько, на сколько зарядится конденсатор С\. Таким образом, переменные напряжения Ui и U2, снимаемые с конденсатора Ci и С2, представляют собой две противофазные «пилы» с одинаковым размахом. На рис. XIII. 113 приведена практическая схема генератора кадровой развертки для трубки 18ЛО40Б, в которой в качестве ключа использован блокинг-генератор, а зарядная цепь составлена из последовательно включенных емкостей Си, Ci2 (вместо С\ на рис. XIII. 112) и Схз, Сц (вместо С2 на рис. XIII. 112) и сопротивлений R& и #18. Вследствие малой величины переходных емкостей С17 и Ci8 происходит
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 743 дифференцирование и искажается форма пилообразного напряжения. Для компенсации искажений последовательно с конденсаторами С17 и с^ включены интегрирующие цепочки /?14, Ribt С« и #17» #io> w6. ■0 + 0*0 Рис. XIII.113. Схема генератора двухтактного пилообразного напряжения для кадровой развертка. Схема кадровой развертки с двухтактным усилителем пилообразного напряжения на двойном триоде Л% и Лг приведена на рис. XIII. 114. Пилообразное напряжение выделяется на конденсаторе С4, который заряжается через сопротивление /?4, R6, а разряжается через лампу Л%. Триоды Л\ и Л% с9о,оь Рис. XIII.114. Схема генератора пилообразного напряжения с двухтактным усилителем. образуют мультивибратор, в котором обратная связь осуществляется через цель Съ R\, C2. Пилообразное напряжение» снимаемое с анода Л%, предварительно дифференцируется с помощью цепочки С7, /?ц, пропускается через фильтр С8, R\ и подается на сетку Л\ уже в виде остроконечного импульса,
744 ТЕЛЕВИДЕНИЕ обеспечивающего самовозбуждение мультивибратора. Для получения симметричного пилообразного напряжения с анода Л2 на сетку Л$ через делитель подается пилообразное напряжение. Емкость высоковольтных разделительных конденсаторов С9 и Сю желательно выбирать небольшой, однако при этом возникают нелинейные искажения, для компенсации которых вводится цепь обратной связи из сопротивлений R9 и R7 с анодной цепи триода Лг на сетку Лч. От тщательного подбора величин сопротивлений /?в и /?7 в значительной степени зависит линейность развертки. Усилители пилообразного напряжения с трансформаторным и автотрансформаторным выходами. Для получения большой амплитуды пило Рис. XIII.115. Схема усилителя пилообразного напряжения с автотрансформаторным выходом. образного напряжения как в строчных, так и в кадровых генераторах развертки могут быть применены усилители с трансформаторной или автотрансформаторной нагрузками. Схемы с автотрансформаторным (или трансформаторным) выходом преимущественно применяются в генераторах строчной развертки, где благодаря повышенной частоте развертки (15 625 гц) трансформаторы удается изготовить относительно малых габаритов. На рис. XIII. 115 приведен один из практических вариантов схемы выходного усилителя строчной развертки с автотрансформаторным выходом. Для неискаженной передачи пилообразного напряжения трансформатор необходимо рассчитать на полосу пропускания, в 7—10 раз превышающую частоту повторения пилообразного отклоняющего напряжения. На рис. XIII. 116,tf приведена принципиальная схема развертки, в которой для получения большой амплитуды пилообразного напряжения на отклоняющих электродах трубки используется схема заряда конденсатора через индуктивность. При заряде конденсатора через индуктивность ток заряда не прекращается и тогда, когда напряжение на конденсаторе становится равным напряжению источника Е. Благодаря э. д. с, возникающей в индуктивности при уменьшении тока, ток заряда продолжает течь в том же направлении, сообщая емкости С дополнительный заряд, до тех пор пока не замкнется ключ К и не разрядит емкость. Кривая напряжения на конденсаторе (рис. XIII. 116,6) состоит из отрезков синусоиды. Период колебаний контура LC (пунктирная кривая) выбирается в несколько раз (4—6) больше, чем период пилообразного напряжения. Роль ключа в этой схеме может выполнять блокинг-генератор. Принципиально с помощью такой схемы можно получить размах пилообразного напряжения несколько меньше 2£. Включая в схему индуктивность Хг, можно увеличить выходное напря-
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 745 жение. При этом необходимо выбирать лампу блокинг-генератора с малым внутренним сопротивлением, чтобы в цепи разряда конденсатора L2C возможен был колебательный процесс. В этом случае процесс разряда кон- Рис. XIII. 116. Генератор пилообразного напряжения, работающий на принципе заряда конденсатора через индуктивность: в— схема; б — напряжение на конденсаторе при отсутствии индуктивности L2; в — напряжение на конденсаторе при наличии индуктивности L*. Рис. XIII.117. Практическая схема генератора строчной развертки, работающая по принципу схемы, приведенной на рис. XIII.116. Параметры трансформатора Т : сечение сердечника 3—4 см2, обмотки состоят из 2000 витков провода ПЭШД 0,1. денсатора С не прекращается при-достижении на нем напряжения, равного нулю. Благодаря энергии, запасенной в индуктивности 12, конденсатор заряжается до некоторого отрицательного значения напряжения. В течение нескольких периодов колебаний амплитуда пилообразного напряжения достигает величины, значительно превышающей напряжение источника питания Е. Амплитуда пилообразного напряжения растет с увеличе-
746 ТЕЛЕВИДЕНИЕ нием индуктивности L2, но при этом возрастает и длительность обратного хода. Практическая схема генератора пилообразного напряжения большой амплитуды приведена на рис. XIII.117. Роль индуктивности Lx здесь выполняют обмотки трансформатора Тр2, a L* — индуктивность трансформатора блоки нг-генератора Tpi. Способы развертки луча в трубках с электромагнитным отклонением В трубках с электромагнитным отклонением луч перемещается магнитным полем, которое создается двумя катушками, расположенными на диаметрально противоположных сторонах горловины трубки. В пространстве Рис. XIII. 118. Отклоняющие катушки: а — с сосредоточенной обмоткой; б — с распределенной обмоткой; в — с полураспределённой обмоткой; г, д — катушки с отогнутыми краями. между катушками создается приблизительно однородное магнитное поле и электроны движутся по отрезкам круговой траектории в плоскости, перпендикулярной оси катушек (магнитным силовым линиям). Число ампер- витков, необходимое для отклонения электронного луча на экране трубки, определяется по формуле 2£Ш]ПГа где h — величина отклонения луча на экране трубки, см; £а — напряжение на аноде трубки, в; г — расстояние между центром катушек и экраном, см; I — длина катушки, см; d — средний диаметр отклоняющей системы, см; I — ток в отклоняющих катушках, a; w — число витков. Чтобы получить малые искажения растра при отклонении электронного пучка, необходимо создать по возможности однородное электромагнитное
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 747 поле между катушками. Для этой цели в телевидении преимущественно применяются отклоняющие катушки без сердечников (рис. XIII: 118). Поле катушек с сосредоточенной обмоткой (рис. XIII.118, а) неоднородно, что приводит к расфокусировке луча, но эти катушки просты по конструкции и иногда применяются. При соблюдении условия 2а = R, где R — радиус катушки, 2а — расстояние между катушками (рис. XIII. 119), искажения поля катушки будут минимальными. Наиболее однородное поле можно получить, если применить распределенную обмотку (рис. XIII. 118,6) с синусным распределением витков, где число витков на один градус окружности поперечного сечения пропорционально синусу вертикального угла а. Однако выполнить такую обмотку достаточно сложно, поэтому обычно применяют полураспределенную обмотку (рис. ХШ.118,в), состоящую из нескольких секций. Если в такой катушке 4—5 секций, то поле незначительно отличается от поля распределенной катушки. Если задано общее число витков отклоняющей катушки с полураспределенной обмоткой wt то число витков каждой секции w\ , w2 и т. д. (рис. XIII. 120) можно определить по фор- Щ мулам: о>1 = Wo sin ад W2 = wQ sin Ог; Рис. XIII.119. К расчету отклоняющей катушки с сосредоточенной обмоткой. юп =5 а?о sin аЛ, w sin ах + sin ct2 + ... + sin an * . У концов катушек вследствие краевого эффекта поле отличается от однородного; для уменьшения краевого эффекта края катушек отгибают. Для отклонения луча по горизонтали и вертикали применяются отклоняющие системы, состоящие из двух пар катушек, расположенных перпендикулярно друг другу. При таком расположении катушек взаимное влияние их магнитных полей устраняется. На рис. XIII. 121 приведены формы шаблонов и последовательность операций по изготовлению катушек с полураспределенной обмоткой. Выбор числа витков отклоняющей катушки. Из формулы Рис. XIII.120. К расчету отклоняющей катушки с полураспределенной обмоткой. /ш = 2,69/tdj/£a
748 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Рис. XIII. 121. Формы шаблонов и последовательность операций при изготовлении катушек с полураспределенной обмоткой: а — с отогнутыми краями (обычно строчная); / — оправка для намотки катушки (видны отверстия для шпилек); 2—видна оправку сбоку, 3 — сечениз намотанной катушки; 4 — оправка для придания правильной формы и отгибания краев катушки; 5 — обвязка катушки; 6 — отгибка краев катушки в оправке; 7 — катушка с отогнутыми краями; 5 —катушки на каркасе; б —с ровными краями (обычно кадровая); 1 — каркас с пазами*. 2 — оправка для намотки катушки; 3— видна оправку сбоку (положение шпилек —наклонное); 4 — сечение намотанной катушки; 5 — обвязка катушки; 5 —катушка, согнутая цилиндром; 7 —катушка на каркасе.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 749 видно, что величина отклонения электронного луча пропорциональна произведению числа витков катушки на проходящий через нее ток. Это значит, что одинаковое отклонение можно получить как при большом числе витков и малом токе, так и при малом числе витков, но большом токе. Для умень- Рис. XIII. 122. Конструкция отклоняющей и фокусирующей системы для кинескопов с электромагнитным управлением (применена в телевизоре «Ленинград Т-2): / — наружный стакан из гетинакса; 2 — лента из пермаллоя; 8 — гетинаксовый каркас кадровой отклоняющей катушки; 4 — гетинаксовый цилиндр; б — кадровая отклоняющая катушка (длина 55 мм, содержит 6100 витков провода ПЭЛ-1 0,08, размещенных в секциях: в 1-й и 2-й по 700 витков, в 3-й и 4-й по 1000 витков, в 5-й 1200 витков, в 6-й 1 500 витков); £ — строчная катушка (500 витков провода ПЭЛШО 0,23); 7 — крепежный болт; 8 — фокусирующая катушка (4500 витков провода ПЭЛ-1 0,35 располагаются в 5 секциях: в 1-й 50, во 2-й 75, в 3-й 100, в 4-й 125, в 5-й 150 витков); 9 — внутренний: каркас фокусирующей катушки; 10 — корректирующее магнитное кольцо в эбонитовом кожухе; // — муфта крепления фокусирующей катушки к цилиндру 4\ 12 — наружный каркас катушки 8 из мягкой стали; 13 — направляющий диск из гетинакса. шения мощности генератора развертки желательно, чтобы ток был меньше, но требуемое при этом увеличение числа витков отклоняющих катушек ограничивается величиной их индуктивности и распределенной емкости, образующей с индуктивностью катушки LK контур, резонансная частота которого должна быть значительно выше частоты развертки. Индуктивность отклоняющей катушки для конструкций с экраном из хорошего магнитного материала (ленты из пермаллоя 2, рис. XIII. 122,или феррита, рис. XIII. 123)
750 ТЕЛЕВИДЕНИЕ может быть приближенно определена по формуле LK = aoy2. Ю-8, где LK — индуктивность, гн; а — длина катушки, см; w — число витков катушки. Кадровые отклонения катушки можно выполнить с большим числом витков (8000—12000), поскольку частота пилообразного тока низкая. В катушках строчной развертки вследствие высокой частоты повторения пи- Рис. XIII. 123. Общий вид унифицированной отклоняющей системы для кинескопов с углом отклонения 70Q (колодка питания снята): а — со снятым кожухом; б — в сборе, Рис. XIII. 124. Схема унифицированной отклоняющей системы, конструкция которой показана на рис. XIII. 123 (строчные катушки / и II содержат по 225 витков провода ПЭВ-0,35, кадровые катушки III n IV — по 170 витков провода ПЭВ-0,44. лообразного тока распределенная емкость должна быть значительно меньше, поэтому число витков катушек обычно ограничивается величиной 400—800. Вариант конструкции отклоняющей и фокусирующей системы для кинескопов с электромагнитным управлением приведен на рис. XIII. 122. На рис. XIII. 123 приведен общий вид унифицированной отклоняющей системы, предназначенной для кинескопов с электростатической фокусировкой и углом отклонения луча порядка 70°, а на рис. XIII. 124 дана ее схема. Для кинескопов с углом отклонения луча 110° по диагонали применяется отклоняющая система с катушками особой седлообразной формы (рис. XIII.125), поверх которых накладывается ферритовый сердечник в виде конусообразных колец. Отклоняющая система прилегает непосредственно к конусу колбы трубки (рис. XIII. 126). Используя такую конструкцию, удается увеличить эффективную длину отклоняющих катушек и тем самым уменьшить мощность, необходимую для отклонения луча. Основные технические данные унифицированной отклоняющей системы ОС-110: строчные отклоняющие катушки содержат по 240 витков про-
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 751 вода ПЭВ-2 0,35, индуктивность катушки 22 мгн> сопротивление 25 ом, чувствительность по отклонению 5стр соответственно для 43- и 53-сантиметровых трубок: 5стр 43 = °'62 V ^уск Ма/ММ> 5стр 53 = °'46 К^уск ма1ММ> где U — ускоряющее напряжение, кв. Рис. XIII. 125. Конструкция отклоняющих катушек для кинескопов с углом отклонения луча 110° по диагонали. Кадровые катушки содержат по 170 витков провода ПЭВ-2 0,51, индуктивность катушки 9 мгн, сопротивление 8 ом, чувствительность по отклонению: Sk 43 = 1 >2 / *V ш/мм; Sk 53 = °'92 УЦ^ ml мм. Способы получения пилообразного тока кадровой развертки [12, 20, 27]. Пилообразный ток может быть получен в схеме, приведенной на рис. XIII. 127. При замыкании ключа /С в цепи протекает ток / (/), нарастающий по экспоненциальному закону и стремящийся к величине -=■. Если в конце времени прямого хода 7\ (рис. XIII. 128) ключ К разомкнуть, ток в цепи начнет резко уменьшаться. Замыкая и размыкая цепь ключом К, можно получить пилообразное изменение тока в катушке I. В качестве ключа К используется лампа, а индуктивности — отклоняющие катушки. Для получения пилообразного тока в схеме, представленной на рис. XIII. 129, необходимо на сетку лампы подать напряжение в виде прямоугольных импульсов, отпирающих лампу на период Т\ и запирающих на период Г2. В этой схеме соблюдается условие Из приведенной формулы видно, что чем меньше допустимый коэффиг циент нелинейных искажений /fy, тем больше должна быть индуктивность катушек L и меньше внутреннее сопротивление лампы R..
752 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Центр отклонения Более выгодные соотношения получаются между параметрами схемы, если на сетку лампы подавать импульсы сложной формы в виде комбинации пилообразного и прямоугольного напряжения (рис. XIII. 130). При такой форме напряжения на сетке лампы можно получить полностью линейное нарастание тока, если соблюдается условие где Р — отношение амплитуд пилообразного и прямоугольного напряжений. Из формулы видно, что при комбинированном напряжении для получения идеальной линейности нарастания тока требуется конечная величина индуктивности отклоняющих катушек, в то же время при подаче на сетку лампы импульсов напряжения прямоугольной формы (Р = 0) L стремится к оо. Из этой же формулы видно, что при заданной индуктивности катушек в случае применения ламп с большим внутренним сопротивлением напряжение на сетке лампы должно быть практически пилообразным, а при использовании ламп с малым R. — в виде прямоугольных импульсов. Вследствие простоты и возможности получения практически идеальной линейности пилообразного тока, рассмотренная схема нашла широкое применение в генераторах кадровой развертки (с низкой частотой). В реальной схеме отклоняющие катушки нельзя включать непосредственно в анодную цепь выходной лампы, так как через них будет проходить Рис. XIII. 126. Расположение отклоняющей системы на горловине кинескопа с углом отклонения луча 110°: 1 — строчные катушки; 2 — кадровые катушки; 3 — фер- ритовый сердечник; 4 — траектория отклоненного луча. I Рис. XIII. 127. Схема для получения пилообразного тока. Рис. XIII. 128. Форма пилообразного тока в схеме, приведенной на рис. XIII. 127. постоянная составляющая анодного тока и тем самым растр на экране кинескопа окажется смещенным. Для компенсации постоянной составляющей отклоняющие катушки включают либо по мостовой схеме (рис. XIII. 131), либо через трансформатор (рис. XIII. 132). В этих случаях для получения пилообразного тока в. отклоняющих катушках форма напряжения на сетке выходной лампы будет соответствовать рис. XIII. 130 только тогда, когда индуктивное сопротивление дросселя или первичной обмотки трансформатора значительно превышает полное сопротивление отклоняющих катушек.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 753 В остальных случаях напряжение на сетке должно содержать и параболическую составляющую. inn %\ Рис. XIII. 129. Схема генератора пилообраз- х N Рис. XIII. 130. Форма комбинированного напряжения, обеспечиваю- ного тока. щего при подаче на сетку лампы (рис. XIII. 129) наилучшую линейность пилообразного тока. В настоящее время наибольшее распространение получили схемы с трансформаторным выходом, в которых легко разделяются цепи постоянного и переменного токов. Кроме того, при трансформаторной схеме катушки могут быть выполнены низкоомны- ми, что существенно облегчает их изготовление. Если число витков отклоняющей катушки мало, то наиболее экономичный режим выходного каскада получается при выполнении условия i^- = 0,283T1, где L\ — индуктивность первичной обмотки трансформатора, гн\ R # к = —-— сопротивление отклоняющих катушек, пересчитанное в первичную цепь трансформатора, од ом; п = —- — коэффициент трансформации; Ti — время прямого хода, сек. Управляющее напряжение необходимой формы создается путем суммирования пилообразного и параболического напряжений. Параболическое напряжение может быть получено двумя способами: интегрированием пилообразного напряжения или применением частотно-зависимой отрицательной обратной связи между анодом и сеткой выходной лампы. Рис. XIII. 131. Мостовая схема включения высокоомных кадровых отклоняющих катушек: дроссель Др собран на пластинах Ш-16, толщина пакета 14 мм, содержит 10 000 витков провода ПЭЛ-1 0,08.
754 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Принципиальная схема генератора кадровой развертки приведена на рис. XIII. 132. В этой схеме параболическое напряжение формируется при помощи интегрирующей цепочки /?4Сз из пилообразного, снимаемого.^ анода разрядной лампы Л\. Необходимое соотношение между пилообразной и Рис. XIII. 132. Схема генератора кадровой развертки с формированием параболической составляющей напряжения интегрирующей цепочкой. параболической составляющими устанавливается потенциометрами Яг и /?з- Сопротивления Rb, Rs — развязывающие. Схема генератора кадровой развертки с коррекцией управляющего напряжения при помощи обратной связи приведена на рис. XIII. 133. Обратная связь осуществляется через «дифференцирующую» цепочку tfiCi, заваливающую низкие частоты. Необходимая форма напряжения обратной связи устанавливается сопротивлением R\. Соотношение между слагаемыми напряжения на сетке выходной лампы зависит от отношения сопротивлений R2 и /?з. Применение отрицательной обратной связи наряду с коррекцией обеспечивает более устойчивую работу генератора развертки. Поэтому схема с обратной связью получила наибольшее распространение. Рис. XIII. 133. Схема генератора кадро- Схема блока кадровой вой развертки с обратной связью. развертки телевизора «Ком* сомолец», рассчитанная для работы с трубками, имеющими угол отклонения 70°, приведена на рис. XIII. 134. Блок развертки состоит из выходного усилителя (лампа 6П14П), блоки нг-генератора, совмещенного с разрядной лампой (триодная часть лампы 6Ф1П), и отделителя синхронизирующих импульсов (см. ниже), смонтированного на пентодной части лампы 6Ф1П. В схеме использованы унифицированные трансформаторы блокинг-генератора Трз и выходного усилителя кадровой развертки (ТВК) — Тр2, применяемые в большинстве современных телевизионных приемников. ~
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 755 Схема генератора кадровой развертки для кинескопов с углом отклонения 110°, примененная в телевизорах «Темп-6» и «Темп-7», приведена на рис. XIII. 135. Выходной каскад генератора пилообразного тока собран на пентодной части лампы 6ФЗП, а на триодной части этой лампы собран бло- кинг-генератор с разрядной цепью, формирующей пилообразное напряжение. Трансформаторы — унифицированные для кинескопов с углом от- Синхронизирующие импульсы К модулятору кинескопа для гашения обратного хода Отклоняющие 1р7 катушки Частота кадров Линейность кадров "*" '. Рис. XIII. 134. Схема блока кадровой развертки телевизора «Комсомолец»: Tpt—трансформатор блокинг-генератора кадров, собран на сердечнике из стали 3310-0,35 сечением 10x12 мм, анодная обмотка—1400 витков провода ПЭЛ0.08, 320 ом, сеточная — 2700 витков провода ПЭЛ 0,08, 500 ом; Трг — трансформатор выходной кадровый (ТВК), собран на сердечнике из стали ЭЗ 10-0,35 сечением 16 к 32 мм, первичная обмотка 5000 витков провода ПЭЛ 0,1, 1360 ом% вторичная— 192 витка провода ПЭЛ 0,51, 1,9 ом. клонения 70°. При больших углах отклонения в кинескопах с плоским экраном чувствительность отклоняющей системы на краях оказывается больше, чем в центре. Поэтому для равномерной скорости перемещения луча на экране кинескопа форма тока в отклоняющих катушках должна отличаться от линейно нарастающей. В связи с этим и форма напряжения на сетке выходной лампы, в отличие от рассмотренных выше схем на рис. XIII. 132,ХШ.133, приближается к линейно нарастающей. Для повышения устойчивости работы и коррекции линейности в схему введена обратная связь. Напряжение обратной связи снимается с сопротивления Rit включенного последовательно с отклоняющими катушками, и после усиления лампой JIi через цепи коррекции /?2> Яз, Ci подается на сетку лампы Л3. На рис. XIII. 136 приведена схема генератора кадровой развертки телевизора «Волна» отличающаяся тем, что напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки выходного трансформатора Трб.2 кадро-
756 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ♦625 в 0—СЕЭ-t—C±3-i 11220* С. 4700 J20K _ к модулятору кинескопа 0-W6 *2006& й+2256 Рис. XIII. 135. Схема генератора кадровой развертки для кинескогкж с углом отклонения 110°. Импульс с обмотки & п ппп строчного транс- JLLi» v1UUU форматора fl».^**" п л7) г .- .-^ТД*47*' . -=- Ю5в0 CZ3 '>1 i—\Cu.n I 6* Стабилизи- в Г! ifo$ Л^Й^^С rhTG^ импульс а /4-1 /""■ Ш/7| .. ВЯ» Рис. XIII. 136. Схема генератора кадровой развертки телевизора «Волна»: трансформатор Гр4-1 т-собран на пластинах УШ-10 и УП-10 внахлестку, ширина пакета 15 мм; обмотки намотаны проводом ПЭЛ 0,08: первичная 1470 витков, вторичная— 2835 витков; трансформатор 7,pg.2 собран на пластинах УШ-16 в стык с зазором, ширина пакета 32 мм, первичная обмотка содержит 3000 витков провода ПЭЛ 0,12, вторичная — 146 витков, два провода ПЭЛ 0,47 и ПЭЛ 0,25 в параллель.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 757 вой развертки, а блокинг-генератор Л4.1 питается стабилизированным напряжением. Это напряжение вырабатывается при выпрямлении импульсов обратного хода стабилизированной строчной развертки германиевым дио- 0-286 1 к кадровым патшнам ЛТ Т \^0.0'50bf V irf^m -1с425,0х50в -0 Рис. XIII. 137. Схема генератора кадровой развертки на транзисторах: трансформатор Трх выполнен на пермаллоевом сердечнике: пластины Ш-7, ширина набора 7 мм, обмотки J и IJ по 400 витков провода ПЭЛ 0,2; обмотка синхронизация /// —900 витков провода ПЭЛ 0,12; трансформатор Атрх выполнен на сердечнике из пластин Ш-16, ширина набора 20 мм, обмотка 1 — 5—850 витков провода ПЭЛ 0,31, отвод (обмотка / — 2) от 115 витка. г дом Д4_3. Схема генератора кадровой развертки, состоящего из задающего блоки нг-генератора на транзисторе и двух каскадного усилителя пилообразных колебаний, приведена на рис. XIII. 137. Оконечный усилитель собран на транзисторе 7Y Связь выходного каскада с отклоняющими катушками— автотрансформаторная. При использовании от клоняющей системы от телевизора «Знамя» схема обеспечивает развёртку на трубке 18ЛК5Б Для линеаризации пилообразного тока уси литель охвачен отрицательной обратной связью, Способы получения пилообразного тока строч ной развертки [12, 20]. При рассмотрении схем генераторов строчной развертки, работающих на высоких частотах, необходимо учитывать, что параллельно индуктивности всегда исключена некоторая паразитная емкость С, неизбежно оказывающая влияние на форму получаемого тока. Для уменьшения паразитной емкости необходимо сокращать число витков отклоняющих катушек, а для гашения паразитных колебаний — шунтировать их активным сопротивлением. Все это приводит к резкому возрастанию мощности генератора и снижает экономичность схемы. На рис. XIII. 138 приведена. простейшая идеализированная схема генератора пилообразного тока, в которой для повышения эффективности № Рис. XIII. 138. Эквивалентная схема генератора пилообразного тока с учетом паразитной емкости катушки.
758 ТЕЛЕВИДЕНИЕ используются колебания, возникающие в контуре, образованном индуктивностью L отклоняющих катушек и паразитной емкостью С. При замыкании ключа в момент fa (рис. XIII. 139) ток, протекающий через отклоняющую катушку, нарастает почти линейно. В момент fa, соответствующий максимальному значению отклоняющего тока, ключ размыкается. При этом в контуре, образованном индуктивностью L катушек и паразитной емкостью С, возникают собственные колебания. Через половину периода колебаний в момент fa ток в контуре достигает максимального отрицательного значения, которое по абсолютной величине несколько меньше его первоначального положительного значения вследствие активных потерь к г t, Тг *у К- —т, —-. MrtrMHfc Рис. XIII. 139. Форма тока, протекающего через отклоняющую катушку L в схеме, приведенной на рис. XIII. 138. Принципиальная Рис. XIII. 140. схема генератора пилообразного тока с гасящим диодом. на сопротивлении катушек г. В этот момент ключ вновь замыкается, и ток в катушках начинает спадать (по абсолютному значению), возвращая энергию в батарею. Таким образом, ток через ключ К проходит в двух направлениях, поэтому схему иногда называют схемой с двухсторонним ключом. При / = fa почти вся энергия (за исключением потерь на сопротивлении г) возвращается источнику и цикл начинается сначала. Общая мощность, потребляемая от батареи, незначительна и определяется лишь потерями на сопротивлении кадушек г. Схема генератора пилообразного тока, в котором двухсторонним ключом являются лампа Л\ и шунтирующий диод Л*, приведена на рис. XIII. 140. Диод в период fa — fa (рис. XIII. 141,а) заперт смещением £д. При воздействии в момент fa отрицательного импульса на сетку выходной лампы, эта лампа запирается. В контуре начинается процесс затухающих колебаний. При этом ток в индуктивности начинает быстро спадать, что приводит к резкому возрастанию напряжения £/а на аноде Л\ (рис. XIII. 141, в) и способствует поддержанию диода в запертом состоянии. Однако через половину периода собственных колебаний в момент fa ток достигает максимального отрицательного значения и его нарастание в отклоняющей катушке прекращается. Резко падает напряжение на аноде лампы, диод отпирается и колебательный разряд превращается в апериодический^ В момент fa лампа Л\ отпирается. При этом суммарный ток через индуктивность нарастает линейно. Для получения большей линейности момент fa отпирания лампы JIi регулируется изменением напряжения смещения на ее сетке. Схема может быть еще более экономичной, если батарею Ед заменить вольтодобавочным конденсатором Сд (рис. XIII. 142). Такая схема иногда
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 759 называется схемой с обратной связью по питанию. При этом диод подключается к схеме через автотрансформатор, чтобы получить ток заряда конденсатора больше, чем ток разряда. Это компенсирует потерю энергии на активном сопротивлении катушек. Рис. XIII. 141. Форма напряжений и токов в схеме, приведенной на рис. XIП. 140: а — напряжение на сетке выходной лампы; б — ток в индуктивности; в — напряжение на аноде лампы JIt. Из графика на рис. XIII. 141,6 видно, что в такой схеме размах пилообразного тока почти в два раза больше, чем максимальная амплитуда анодного тока лампы Л\. Схема потребляет от источника анодного питания мощность приблизительно в четыре раза меньше, чем схема кадровой раз-
760 ТЕЛЕВИДЕНИЕ »<*П1 dh вертки, приведенная на рис. XIII. 142. Во столько же раз меньше мощность, рассеиваемая на аноде выходной лампы. Необходимо отметить, что положительные импульсы напряжения на аноде лампы Л\ достигают нескольких киловольт и обычно используются для получения высокого напряжения, питающего анод трубки. Поэтому необходимо обеспечить достаточно большой отрицательный выброс напряжения для надежного запирания лампы Л\ в момент обратного хода, когда на ее аноде высокое напряжение. Комбинированное напряжение, необходимое для управления выходной лампой, может быть получено в схеме, представленной на рис. XIII. 109, где последовательно с зарядной емкостью С включено сопротивление/?. Напряжение необходимой формы складывается из пилообразного напряжения на емкости и падения напряжения на сопротивлении R, обусловленного токами заряда и разряда конденсатора, имеющими форму прямоугольных импульсов. +12+16*6 Сд Рис. XIII. 142. Схема генератора строчной развертки с вольтодобавочным конденсатором (с обратной Связью по цепи, питания). Рис. XIII. 143. Принципиальная схема унифицированного блока строчной развертки телевизора (величины, приведенные на рисунке, относятся к трубке 35ЛК2Б): #иг-2,5 ом для кинескопа с экраном 35 см; 4,5 ом для кинескопа с экраном 43 см и 8 ом для кинескопа с экраном 53 см; Tpt — трансформатор блокинг-генератора строк, собранный на 6 лентах из стали Э44-0.1 размером 10x50 мм\ сеточная и анодная обмотки содержат по 150 витков провода ПЭЛ 0,2. Принципиальная схема унифицированного блока строчной развертки приведена на рис. XIII.143. Эта схема с небольшими изменениями применяется в большинстве современных телевизоров массового, производства, в которых используются кинескопы с углом отклонения 70°.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 761 Генератор строчной развертки, выполненный по схеме с обратной связью по питанию, высоко экономичен. Смонтирован генератор на лампах Л\ (блокинг-генератор), Л2 (выходной усилитель), Л3 (демпфирующий диод), Л4 (высоковольтный выпрямитель). Унифицированный блок развертки обеспечивает необходимую амплитуду развертывающих напряжений для трубки с экраном размером 35 см по диагонали при анодном напряжении 210 в> на трубке с экраном 43 см — 250 в и на трубке с экраном 53 см — 290 в. Размер растра по горизонтали устанавливается изменением величины индуктивности Lz регулятора размера строк (РРС), шунтирующей часть обмотки строчного автотрансформатора (ТВС) между выводами 1—2. Обмотка катушки РРС содержит 300 витков ПЭВ 0,31, ее сопротивление 3 ом. Индуктивность регулируется подвижным ферритовым сердечником. . Строчной автотрансформатор Тр2 выполнен на ферритовом сердечнике сечением 15 X 15 мм с магнитной проницаемостью 600. Основная обмотка автотрансформатора Трг (выводы 1— 6) наматывается на прямоугольный каркас из бакелизированной бумаги проводом ПЭВ-2 0,23. Намотка рядовая, содержит 810 витков в 10 рядов, между рядами обмотки прокладывается триацетатная пленка толщиной 0,08 мм в три слоя, а также слой кабельной бумаги 0,12 мм. Отводы от 30-го, 135-го, 270-го и 515-го витков. Дополнительная обмотка (7—5), имеющая 60 витков провода ПЭВ-2 0,23, может быть использована для АПФ, схем АРУ и т. д. Высоковольтная обмотка (вывод 6— анод Л£ типа «Универсаль» шириной 5 мм состоит из 775 витков провода ПЭЛШО 0,1 и наматывается на тонкостенном пластмассовом каркасе. Все обмотки пропитываются специальным составом и обволакиваются специальной массой для увеличения электрической прочности. Общий вид трансформатора развертки строк (ТРС) унифицированного блока приведен на рис. XIII. 144. Данные отклоняющих катушек строк и кадров указаны на рис. XIII. 124. Схема генератора строчной развертки, примененного в телевизорах «Заря-2», «Волхов» и «Спутник» показана на рис. XIII. 145. Особенностью схемы является использование в качестве генератора пилообразного напряжения мультивибратора, образованного триодом Л\ и выходной лампой Л2 генератора пилообразного тока. Напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки 7—8 ТВС, средняя точка которой искусственно заземлена посредством емкостей С^ и C&. Для уменьшения времени обратного хода (ускорения процесса запирания лампы Ль) на экранирующую сетку лампы Л г одновременно подаются отрицательные импульсы. Схема экономична. Лампа Лг выполняет одновременно функции разрядной лампы и в отличие от блокинг-генератора в схеме не требуется трансформатор. В остальном схема не отличается бт унифицированной. ^ Рис* XII 1.144. Общий вид трансформатора унифицированного блока строчной развертки: / — повышающая обмотка; 2 — высоковольтный кенотрон 1Ц11П; 3 — основная обмотка.
762 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Принципиальная схема генератора строчной развертки для кинескопов с углом отклонения луча ПО приведена на рис. XIII. 146. Оригинальной особенностью этой схемы является компенсация постоянного подмаг- ничивания сердечника выходного трансформатора, что позволяет повысить Рис. XIII. 145. Схема генератора строчной развертки телевизора «Заря-2». к. п. д. каскада [19]. Компенсация достигается за счет того, что постоянная составляющая анодного тока выходной лампы Л\ замыкается через индуктивность Li, выполняющую роль регулятора размера строк, и не проходит по обмотке трансформатора. Отклоняющие катушки включены симметрично относительно шасси, при этом существенно уменьшается уровень помех радиоприему: помехи, создаваемые генератором строчной развертки и излучаемые через отклоняющие катушки, взаимно компенсируются. Для регулировки линейности тока в отклоняющих катушках последовательно с ними включены корректирующие индуктивности 12 и L3, намотанные на тонких ферритовых сердечниках, начальная проницаемость которых регулируется при помощи постоянных магнитов, располагаемых вблизи катушек. На рис. XIII. 147 приведена практическая схема генератора пилообразного тока строчной развертки для трубок с углом отклонения 110°, примененная в телевизорах «Волна» и «Дружба». В качестве задающего генератора использован мультивибратор со стабилизирующим контуром (см. гл. XII), выполненный на лампе6Н1П(Л4_з). В схеме применена стабилизация размера строк и высокого напряжения для питания кинескопа за счет S N Рис. XIII. 146. Схема генератора строчной развертки для кинескопов с углом отклонения луча 110е*.
А4-12ЮОК C6-g0,07 C6.5180 . "l-acH A2% Сл.о Строчный II cn 0 синхронизирующий hy импульс Рис. XIII. 147. Практическая схема генератора строчной развертки для широкоугольных кинескопов.
764 ТЕЛЕВИДЕНИЕ подачи на сетку выходной лампы регулирующего напряжения, поддерживающего анодный ток лампы постоянным. Источником регулирующего напряжения является ключевой каскад, собранный на триодной части лампы Л4_4(6Ф1П). На сетку лампы Л4_4 подается напряжение пульсаций, снимаемое с делителя, образованного конден- т ч *vQ 4 т 1 -Vlv-' 1Г *4, и. Рис. XIII. 148. Принципиальная Рис. XIII. 149. Схема генератора схема генератора строчной раз- строчной развертки со сложным вертки с двухсторонним ключом контуром, на транзисторе. саторами Сб_10 и Сб__п. Таким образом, управляющее напряжение оказывается функцией амплитуды выбросов на дополнительной обмотке и напряжения пульсаций на вольтодобавочном конденсаторе. Схема, строчной развертки на транзисторах [3, 21, 23]. Схема с двухсторонним ключом, приведенная на рис. XIII. 138, может быть с успехом осуществлена на транзисторах (рис. XIII. 148) тем более, что они обладают двухсторонней проводимостью. Достоинствами Рис. XIII. 150. Принципиальная схема генератора Гуджи. . схемы на транзисторах являются простота, высокая линейность, возможность работы без выходного трансформатора непосредственно на низкоом- ную отклоняющую систему, малая потребляемая мощность. Недостатком схемы является большая мощность переключения (несколько ватт в импульсе). На электродах транзисторов нельзя допускать высокие напряжения, поэтому иногда приходится применять меры по ограничению амплитуды выброса напряжения на отклоняющих катушках во время обратного хода. Для этого стремятся линеаризовать обратный ход развертки, используя сложный контуре подмешиванием третьей гармоники (рис. XIII. 149). По этой же причине затруднено использование выбросов обратного хода в качестве источника высокого напряжения для питания кинескопа, так как потребовался бы коэффициент трансформации, равный нескольким, сотням. При этом за счет паразитной емкости обмотки существенно увеличилось бы время обратного хода.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Известны схемы транзисторных генераторов строчной развертки, в которых используется более сложный цикл циркуляции энергии, что дает возможность обойтись меньшими переключающими мощностями. Одна из таких схем, известная под названием схемы Гуджи, приведена на рис. XIII. 150. Подробное описание работы схемы можно найти в литературе (см. список литературы к гл. XIII). Основной недостаток схемы заключается в том, что разрывная мощность ключа Кг приблизительно в 2 раза выше, чем в схеме с двухсторонним ключом (рис. XIII. 148). На рис. XIII. 151 приведена схема генератора с двухсторонним ключом на транзисторе П210 (Г^, примененная в телевизоре «Спут- ник-2» и рассчитанная на работу с трубкой 23ЛК1Б. В связи с тем что в коллекторных характеристиках транзистора П210 нет точной симметрии, в схему включен демпфер на диоде Д7. Переключающие импульсы вырабатываются мощным предвыходным каскадом на транзисторе П203 (Т23). В качестве задающего генератора использован бло- кинг-генератор на транзисторе П13 (Т22>- Для получения высокого напряжения использована ключевая схема преобразования на транзисторе Т17 с 12-каскадным умножителем напряжения (рис. XIII. 152). Практическая схема генератора Гуджи, обеспечивающая развертку для трубки диаметром 18 см, приведена на рис. XIII. 153. Бло- кинг-генератор строк собран на транзисторе типа П2Б. Импульсы блоки нг-генератора отрицательной полярности подаются на базу выходного транзистора типа П203 и отпирают его. Возникший в цепи коллектора выходного транзистора ток заряжает конденсатор С5 через дроссель Др\. Одновременно ток проходит по цепи конденсатор С3 — отклоняющие катушки, создавая в последних ток обратного <N X X н >» с у S ю о» ю к CD X X О X о S X X 6
766 ТЕЛЕВИДЕНИЕ хода строчной развертки. По окончании обратного хода конденсатор С6 разряжается через диод Дг на отклоняющую катушку, создавая в ней пилообразный ток. Цепь контура L^C^ служит для подстройки собственной частоты системы на частоту развертки строк. Амплитуда тока в отклоняющей катушке регулируется изменением величины индуктивности L3. 47 П203 0-!2в С обмотки Д, I V>4 . ' Г%ь700 К модулятору RmW0KKUHeCma ООН К 1-му аноду кинескопа Рис. XIII. 162. Схема преобразователя для получения высокого напряжения. Следует обратить внимание на то, что импульсное напряжение на коллекторе транзистора П203 достигает 70 а, поэтому транзистор для работы в этом каскаде должен быть специально подобран. ^.Стабилизация высокого напряжения. Внутреннее сопротивление источника высокого напряжения, использующего положительные импульсы, возникающие в обмотках строчного трансформатора во время обратного хода, очень велико, порядка 10 Мом. Поэтому повышение тока луча кинескопа при увеличении яркости изображения сопровождается уменьшением высокого напряжения. А это приводит к увеличению размеров растра
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 767 { . ЧУ 4. л? Ни W ±Ь0,01 J. fe; Импульсы синхро низации строи Частота строи ДР2 'С6Ю0,0х Cpioao Размер строи Lcso ^2в&-№- Рис. XIII. 153, Схема генератора строчной развертки на полупроводниках (схема Гуджи). Выходной трцнсцюрмотор строчной разВертш 26кд 30к6± Стабилизирующий триод Рееупиродка Высокого нопояжения Рис. XIII. 154. Схема высоковольтного выпрямителя со стабилизирующим триодом.
768 ТЕЛЕВИДЕНИЕ *£а& и расфокусировке электронного луча, что особенно нежелательно в приемниках цветного телевидения. Для стабилизации высокого напряжения используются следующие способы: 1. Высоковольтные газоразрядные стабилизаторы, подключаемые параллельно выходу выпрямителя высокого напряжения. Балластное сопротивление, обычно включаемое в цепь источника перед стабилитроном, здесь не нужно, так как внутреннее сопротивление выпрямителя велико. 2. Схема со стабилизирующим триодом (рис. XIII. 154), в которой вместо газоразрядного стабилизатора применен специальный высоковольтный триод (например, типа 6С20С). При увеличении высокого напряжения растет также величина напряжения, снимаемого с делителя на сетку триода. При этом вследствие уменьшения, внутреннего сопротивления триода он нагружает выпрямитель большим током и тем самым уменьшает выходное напряжение, приближая его к номинальному значению. 3. Схема стабилизации с автоматической регулировкой (рис. XIII. 155), в которой при увеличении тока луча повышается мощность выходного каскада строчной развертки. Достигается это следующим образом. Часть напряжения, снимаемая с отвода 2 строчного трансформатора, выпрямляется диодом Лг и используется для создания смещения на сетке выходной Рис. XIII. 155. Схема стабилизации высокого напряжения с автоматической регулировкой мощности выходного каскада строчной развертки. Рис. XIII. 156. Различные варианты расположения ДФК в корпусе основной катушки. лампы строчной развертки Лх. При уменьшении высокого напряжения уменьшается смещение на сетке лампы Лх, что приводит к возрастанию
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 769 мощности генератора строчной развертки. При соответствующей регулировке схема позволяет получить практически постоянное высокое'напряжение на выходе при изменении тока луча в пределах от 0 до 100 мка. Повышение четкости изображения на краях экранах. Основной причиной понижения четкости телевизионного изображения на краях экрана является расфокусировка электронного луча при перемещении от центра к периферии экрана, вызванная главным образом тем, что у большинства Рис. XIII. 157. Необходимый закон изменения переменной составляющей фокусирующего тока для коррекции фокусировки по всему растру (штрихом показана составляющая тока кадровой развертки). кинескопов радиус кривизны дна колбы значительно больше расстояния от центра отклоняющей системы до экрана. Расфокусировка электронного луча от центра экрана к краям может быть скомпенсирована соответствующим увеличением фокусного расстояния электронной линзы. Последнее может^быть получено путем ослабления поля фокусирующей катушки (приблизительно по параболическому закону) при перемещении электронного луча от центра экрана к периферии. Для этого в корпусе основной катушки располагается дополнительная фокусирующая катушка (ДФК) (рис. XIII. 156). Необходимая для корректировки форма тока в ДФК (рис. XIII. 157) получается путем интегрирования строчной и кадровой «пилы» с последующим суммированием импульсов. Практическая схема коррекции фокусировки приведена на рис. XIII. 158. Лампа Л\ служит для усиления проинтегрированных цепочками RiCt и /?5Сз строчных и кадровых пилообразных импульсов. В цепи анода Л* эти ^импульсы смешиваются и подаются на сетку выходного усилителя 6П6С (Л3), в анодную цепь которого включена ДФК, На рис. XIII.159 приведена схема коррекции, в которой используются две ДФК: L\ и L2, одна из которых включена в катодную цепь выходной лампы генератора строчной развертки Л\> а другая — кадровой Л2. Вследствие использования двух каТушек, одна из которых служит для компенсации расфокусировки при перемещении электронного луча по строкам, а другая — по кадрам, достигнуто значительное упрощение схемы. Число витков катушек L2 и L3 выбирается равным приблизительно 15 — 25% от числа витков фокусирующей катушки L\, Бесстрочный растр. Строки, видимые на экране телевизора, ухудшают качество изображения. 25 120
770 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Опишем два способа подавления строчной структуры растра из числа доступных радиолюбителю. Первый способ заключается в дополнительном отклонении электронного луча вверх и вниз от среднего положения строки с частотой 10—40 Мгц. ЧЬО +2506 Hh Строчн.^ тпила"/г С1)50/ I С5Ю00 [кадроб * ZZ .пило' Рис. XIII. 158. Схема коррекции фокусировки. ~С9Щ0 Для этого можно использовать дополнительную отклоняющую катушку (два витка посеребренной ленты, наложенные на кадровые катушки), располагаемую на горловине трубки, и высокочастотный генератор, обеспечивающий колебательную мощность на катушках около 1 вт. Сложность изготовления такого устройства заключается в том, чтобы не создавать дополнительных помех радиоприему. Поэтому частота генератора должна быть выбрана в свободном коротковолновом канале, не совпадающем с промежуточной частотой телевизора. В связи с тем что этот канал может быть узким, генератор приходится стабилизировать кварцем. Схема генератора, работающего на частоте 13,56±3» 10—4 Мгц, приведена на рис. XIII. 160. Для уменьшения излучения гармоник, которые могут попасть в диапазон одного из каналов телевизионного приемника, генератор располагают непосредственно на отклоняющей системе, хорошо экранируют, симметрируют высокочастотные цепи. Второй метод заключается в получении электронного луча эллиптической формы, вытянутой по вертикали. Для преобразования луча круглого сечения в эллиптическое может быть использована фокусирующая система, представляющая собой два постоянных магнита, располагаемых на горловине кинескопа (рис. XIII. 161). Напряженность магнитного поля должна составлять около 100 э. Положение магнитов на горловине трубки выбира- CfWOO qim Рис. XIII. 159. Схема коррекции фокусировки с двумя ДФК.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. 771 ется экспериментально. В кинескопе с косо расположенной пушкой по отношению к горловине трубки влияние одного из магнитов следует ослабить, подложив под него прокладку. &W"J» Др4 С9500 С,,63 Рис. XIII. 160. Схема генератора для подавления строчной структуры растра. Способы отделения синхронизирующих импульсов от телевизионного сигнала. Для отделения синхронизирующих импульсов от общего телевизионного сигнала используются различные методы амплитудной селекции. Рис. XIII. -162. Диодный амплитудный селектор: а — схема; б — график, иллюстрирующий его работу; / — выделенные синхронизирующие импульсы; 2 — полный сигнал изображения. Простейшим амплитудным селектором является диодный (рис.ХШ.162,а), принцип работы которого ясен из рис. XIII. 162,6. Если на анод диода подано постоянное отрицательное смещение, равное амплитуде бланкирующих 25*
772 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ТелеВизион шисигнмА Д 0 импульсов, то на нагрузке диода будут выделяться только синхронизирующие импульсы. Недостатком схемы является необходимость обеспечения на входе схемы телевизионного сигнала постоянной, строго определенной амплитуды. В реальных условиях амплитуда телевизионного сигнала не остается постоянной. В этом случае для правильного отделения синхронизирующих импульсов необходимо, чтобы смещение на аноде диода автоматически изменялось с изменением амплитуды сигнала. На рис. XIII. 163 приведены два варианта схемы диодного отделителя с автоматическим смещением. Величины сопротивления Ri и емкости Ci выбираются из следующих соотношений: 1?1»25Я,Д; ТелеВиэиь п онный JVb Я/ сигнал ** мринизирую- щие импульсы Рис. XIII. 163. Два варианта схемы диодного отделителя с автоматическим смещением. Г где /?/д — внутреннее сопротивление диода; Тс— период строчной развертки. Синхронизирующие импульсы можно отделять не только от продетек- тированного сигнала. На вход детектора-отделителя (рис. XIII. 164) может быть подано непосредственно напряжение высокой частоты. Диодные отделители могут быть объединены со схемами восстановления средней составляющей (рис. XII 1.165). Для этого последовательно в цепь диода-восстановителя средней составляющей включается сопротивление /?2, с которого снимаются синхронизирующие им- у* пульсы. * В схемах отделителей JUL-J^lЦ с успехом могут приме- ™i™*i пяться полупроводниковые диоды (рис. XIII.166). Недостатком диодных отделителей является малый уровень сигнала на выходе, поэтому необходимо последующее усиление синхронизирующих импульсов. Применяя схемы на триодах, можно не только отделять импульсы, но также и усиливать их. В триодных отделителях промежуток сетка — катод выполняет ту же роль, что и диод в диодных отделителях. На рис. XIII. 167,а приведена схема простейшего трйодного отделителя. Недостатком этой схемы является то, что импульсы ограничиваются только с одной сто- Сигналпч\ Рис. XIII Синхронизирую- ище*импупъсь1 Детектор-отделитель.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 773 роны, поэтому при изменении уровня приходящего сигнала они имеют разную амплитуду. Значительно лучшие результаты дает схема отделителя с двусторонним ограничением импульсов (рис. XIII. 167,6). Ограничение сверху в этой схеме достигается за счет загиба анодной характеристики при положительном смещении на сетке лампы. Для лучшего ограничения необходимо на триод подать пониженное анодное напряжение. Рассмотренные схемы предназначены для отделения синхронизирующих импульсов положительной полярности. На рис. XIII. 168 приведена схема отделения напряжения синхронизирующих импульсов отрицательной полярности. В этой схеме при положительном смещении на сетке сопротивление участка сетка — катод очень мало. Это сопротивление вместе с сопротивлением Ri образует делитель, на котором падает почти все напряжение глпв /(модулирующему сим мектроду трудны "WW Синхронизирую^ щие импульсы К катоду трубки АчА. Синхронизирующие импульсы и 20к JUJU £о 6 Рис. XIII. 165. Схемы диодных отдели- телей, совмещенных с восстановителями средней составляющей: а — для импульсов положительной полярности; б —для импульсов отрицательной полярности. положительной полярности. При поступлении же на сетку отрицательных импульсов сеточный ток прекра- Синхронизация строк Усилитепь сигналоб изображения Рис усилитель синхронизирующих импулосод Схема отделителя синхронизирующих импульсов на полупроводниковых диодах.
774 ТЕЛЕВИДЕНИЕ щается, сопротивление участка сетка — катод возрастает. Поэтому практически все напряжение оказывается приложенным к сетке лампы, вследст- +зоод От усилителя сигналов изображения АЛ с, 1ПГ К разделительным цепям (fof'a.'r 1ПГ Рис XIII. 167.- Триодные отделители: а —с односторонним ограничением; б —с двухсторонним ограничением. вие чего анодный ток резко падает и на анодной нагрузке выделяются синхронизирующие импульсы (эта схема также может дать двухстороннее ограничение). Чтобы получить лучшее отделение импульсов, иногда включают несколько ограничительных каскадов последовательно. Схема пентодного отделите- JUL От усилителя 1 _ \6Н1П сигналов изображения Рис. XIII. 168. Отделитель для синхронизирующих импульсов отрицательной полярности. ъ усилителю ^ЙЯГИ *« приведена"наТйсГхиГшэ: импульСОО qnKO пощаженный загиб хапяк. Ярко выраженный загиб характеристики анодного тока пентода и малый линейный участок сеточной характеристики позволяют получить хорошее двухстороннее ограничение при небольшой амплитуде импульсов на входе. На рис. XIII.170 представлена схема транзитронного амплитудного селектора, являющегося одновременно разделителем строчных и кадровых синхронизирующих импульсов. Схема работает достаточно надежно даже в условиях помех.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 775 Существенное влияние на работу ограничителя оказывает постоянная времени цепи автоматического смещения. Для того чтобы смещение успе- От ВыходногоHI каскада усилите-^ ля сигналов изо-&\ брожения к разделительным цепям тпг . yak yun п. напряжение для Восста- •£-*- нодленияп средней .-Сг составляющей JtO.0 Смешение но управляющей сет* ке относительно катода б Рис. XIII. 169. Пентодный отделитель: а —схема; б —график, поясняющий принцип работы схемы. вало «следить» за изменением уровня телевизионного сигнала, необходимо иметь малую постоянную времени RxCi (рис. XIII. 167; ХШ.169,а; XIII. 160). Однако при этом работа селектора в условиях импульсных помех будет неустойчивой. Эти противоречивые требования до некоторой степени удовлетворяются в схеме отделителя синхронизирующих импульсов с двумя /?С-цегГочками (рис. XIII. 171). Здесь постоянная времени R2Ci выбирается малой, а постоянная времени RsCi — большой, при этом #2 > Яз- Последнее условие необходимо, чтобы смещение определялось главным образом 4+ЮОв Синхронижия 1ГкадроВ Синхронизаиия '2£тстрок Рис. XIII. 170. Транзитронный отделитель синхронизирующих импульсов. цепочкой с малой постоянной времени. ЧИН Рис. XIII. 171. Отделитель синхронизирующих импульсов с двумя /?С-цепочками. Рис. XIII. 172. Принципиальная схема селектора с изменяемой постоянной времени.
776 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Еще лучшие результаты дает схема селектора (рис. XIII. 172) с изменяемой постоянной времени в период заряда и разряда. При воздействии на вход схемы синхронизирующего импульса конденсаторы d и Сз практически оказываются включенными параллельно, так как диод открыт. Поскольку емкость Сз велика, то постоянная времени заряда будет большой и схема окажется малочувствительной к импульсным помехам, превышающим уровень синхронизирующих сигналов. По окончании синхронизирующего Рис. XIII. 173. Иллюстрация работы /?С-цепочки при подаче на ее вход прямоугольного импульса: о —схема; б —напряжение на входе; в — напряжение на конденсаторе; г — напряжение на сопротивлении. импульса конденсаторы будут разряжаться каждый через свою цепь. При этом смещение на сетке лампы будет определяться напряжением на конденсаторе Сь который разряжается с малой постоянной времени. Это способствует быстрому восстановлет нию нормального режима в схеме после воздействия импульсной помехи. Цепи разделения строчных и кадровых синхронизирующих импульсов. Строчные и кадровые синхронизирующие импульсы разделяются по принципу временной селекции. - Благодаря тому, что длительность кадрового импульса значительно больше (примерно в 38 раз), чем длительность строчного синхронизирующего импульса, строчные и кадровые синхронизирующие импульсы можно разделить довольно простыми средствами. Если на вход цепочки из последовательно включенных сопротивления R и емкости С (рис. ХШ.173,а) поступает прямоугольный импульс амплитудой Е (рис. XIII. 173,6), то напряжение Uc на конденсаторе будет нарастать по экспоненте. По окончании импульса напряжение будет спадать также по экспоненте. При малой постоянной времени т = RC (кривая / на рис. Х1И.173,в) напряжение нарастает и спадает быстро, с увеличением постоянной времени (кривые //, III) — медленнее. Напряжение 1!д на сопротивлении определяется разностью l/BX— Vt и при малом т имеет
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 777 вид остроугольных импульсов (кривая / на рис. ХШ.173,г), а при большом т вид сколотого искаженного прямоугольного импульса (кривая ///). Форма телевизионного синхросигнала приведена на рис. ХШ.174,д. Если на вход ЯС-цепочки, постоянная времени которой в несколько раз меньше длительности вырезки (RC < тв), подать синхронизирующий сигнал, то напряжение, снимаемое с сопротивления R, будет иметь форму остроконечных импульсов (рис. XIII. 174,6). Это напряжение приблизительно \шшт Рис. XIII. 174. Форма телевизионного синхросигнала: а —на входе RC-цепочки; б, в — на выходе дифференцирующей цепочки соответственно при RC < тв и тв < RC < Тъ\ г — на выходе интегрирующей цепочки. представляет производную входного сигнала, поэтому такая цепочка получила название дифференцирующей. Импульсы с выхода дифференцирующей цепочки могут быть непосредственно использованы для синхронизации генератора строчной развертки. Для обеспечения хорошей работы схемы необходимо, чтобы передний фронт импульсов, подаваемых на вход дифференцирующей цепочки, был по возможности более крутым. Если постоянную времени дифференцирующей цепочки выбрать с одной стороны значительно больше длительности строчного синхроимпульса тс с тем, чтобы конденсатор С не успевал существенно зарядиться за время тс, а с другой стороны достаточно малой для того, чтобы за время между двумя вырезками Тв в кадровом синхросигнале конденсатор успевал зарядиться примерно на 80—90%, то форма сигнала, снимаемого с сопротивле-
778 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ния R при подаче на вход #С-цепочки синхросигнала будет иметь вид, представленный на рис. XIII. 174,в. Так как длительность вырезки мала, то конденсатор С не успевает разрядиться за время тв. Поэтому импульсы от строчных синхросигналов и вырезок в кадровом синхросигнале оказываются разной полярности и сигнал от первой вырезки можно использовать для синхронизации генератора кадровой развертки. Иногда импульсы от остальных вырезок подавляются. UUL П Рис. XIII. 176. Форма кадрового синхронизирующего импульса: а —на входе интегрирующей цепочки; б — на выходе (сплошная линия для трех- звенной цепочки, штриховая — для двух- звенной). Рис. XIII. 175. Трехзвенная интегрирующая цепочка. Цепочку для выделения кадровых синхроимпульсов тоже называют дифференцирующей, хотя в сущности никакого дифференцирования здесь нет. Достоинством описанного способа выделения кадрового синхросигнала является высокая крутизна переднего фронта импульса от первой вырезки, что обеспечивает жесткую синхронизацию генератора кадровой развертки, недостатком — малая помехоустойчивость. Если на вход /JC-цепочки с большой постоянной времени подать телевизионный синхронизирующий сигнал (рис. 174,а), то напряжение, снимаемое с конденсатора, будет иметь форму, изображенную на рис. XIII. 174,г. Действительно, чем больше длительность импульсов, воздействующих на #С-цепочку, тем до большего напряжения зарядится конденсатор С. При большом значении постоянной времени RC конденсатор за время строчного импульса заряжается незначительно, а в промежутке между импульсами разряжается полностью. Такая цепочка называется интегрирующей. Очевидно, что чем больше постоянная времени RC, тем лучше подавляются строчные импульсы, но фронт нарастания кадрового импульса будет более пологим. Чтобы получить более кру- Выделенные строчные синхроимпульсы Рис. XIII. 177. Трансформаторная разделительная цепь для выделения строчных синхронизирующих импульсов. тое нарастание фронта кадрового синхронизирующего импульса, включаются последовательно несколько звеньев интегрирующей цепочки. На рис. XIII. 175 приведена схема трехзвенной интегрирующей цепочки, а на рис. XIII. 176 — форма синхронизирующих импульсов для одно- звенной и трехзвенной цепей при одинаковом подавлении строчных синхронизирующих импульсов. При одной и той же крутизне нарастания фронта импульса подавление строчных импульсов в трехзвенной системе примерно в 2,5 раза лучше, чем в однозвенной.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 779 Оптимальное значение постоянной времени для трехзвенной интегрирующей цепочки равно приблизительно х/4 периода строчной развертки Тс. Наряду с ЯС-цепочкой для выделения строчных синхронизирующих импульсов может быть применена трансформаторная разделительная цепь (рис. XIII.177). Вследствие малой индуктивности обмоток кадровый импульс через трансформатор не проходит. Под воздействием импульса, приложенного к первичной обмотке трансформатора, в цепи, образованной индуктивностью трансформатора и паразитными емкостями, возникают собственные колебания, первая полуволна которых используется для синхронизации. Чтобы получить более резко вы- д раженную полуволну напряжения, 1м л вызванную передним фронтом импульса, необходимо, чтобы затухание контура было достаточно большим и чтобы за время действия импульса укладывалось целое число волн (рис. XIII. 178). В этом случае колебания, созданные задним фронтом входного импульса, складываются с колебаниями, созданными передним фронтом в противо- фазе, и, таким образом, ослабляют их. Основные параметры схемы могут быть определены из следующих соотношений: CR «0,43—; v '-£-«01 А где v — необходимое число периодов колебаний за время длительности синхронизирующего импульса *с; С, R, L — соответственно эквивалентные (пересчитанные в первичную обмотку) паразитная емкость, сопротивление и индуктивность обмоток трансформатора. Преимущества рассмотренного способа выделения синхронизирующих импульсов заключаются в том, что он позволяет получить синхронизирующий импульс любой полярности. Кроме того, соответствующим подбором коэффициента трансформации можно получить необходимую амплитуду синхронизирующего импульса. Следует отметить, что такая схема непосредственно не может быть использована для синхронизации мультивибратора, так как он может синхронизироваться как положительными, так и отрицательными импульсами. В этом случае необходимо положительную или отрицательную полуволну напряжения срезать, например, с помощью диода. Практические схемы разделения синхронизирующих импульсов приведены на рис. XIII.179и XIII.180. В схеме на рис. XIII. 179 используются пентодный отделитель и отдельные усилители-ограничители для строчных и кадровых синхронизирующих импульсов, а в. схеме, изображенной на рис. XIII. 180 применен триодный отделитель с изменяемой постоянной Рис. XIII. 178. График, поясняющий выбор периода собственных колебаний трансформаторной разделительной цепи: /-—колебание от переднего фронта импульса; 2— колебание от заднего фронта импульса; 5—полное колебание.
780 ТЕЛЕВИДЕНИЕ времени сеточной цепи в период заряда, характеризующийся хорошей помехоустойчивостью. Для разделения строчных и кадровых синхронизирующих импульсов в обеих схемах используются интегрирующие и дифференцирующие цепочки. Схема выделения кадровых синхронизирующих импульсов посредством дифференцирующей цепочки, примененная в телевизоре «Волна», приведена на рис. XIII. 181. Форма сигнала на выходе дифференцирующей цепочки #4—21^4—12 имеет вид, представленный на рис. ХШ.174,в. Это напряжение может быть непосредственно использовано для синхронизации генератора кадровой развертки, однако в приведенной схеме для улучшения синхронизации все импульсы, «кроме первого, гасятся. Для этого сигнал +2856 ft Ь vol JL "^яг 11 т\^н\шЛ И ^Н т шД5* НО 4= 4= 4= \0>01 I К сетке шр I блокинг-геиедатора 1 L- кадре* — %внгп I и10011 \ 1 II 1 Рис. XIII. 179. Схема пентодного отделителя синхронизирующего сигнала. с выхода дифференцирующей цепочки С4-_12/?4—21 подается на первую сетку лампы Л4—1, которая при отсутствии сигнала заперта отрицательным смещением и открывается только положительными импульсами. В момент подачи на сетку лампы импульса от первой вырезки емкости С^_13 и С4_14раз- ряжаются через лампу и сопротивление Я4_18 и создают отрицательное напряжение на третьей сетке лампы, запирающее ее. Постоянная времени заряда конденсаторов выбирается достаточно большой, чтобы лампа оказалась запертой длительное время: Поэтому положительные импульсы, возникающие при дифференцировании остальных вырезок, не смогут её открыть. Схема отделителя синхронизирующих импульсов на транзисторах приведена на рис. XIII. 182. Ограничитель собран на кремниевом транзисторе, Ti, величина тока обратной проводимости которого мало зависит от температуры, что особенно важно для удовлетворительной работы селектора. Эмиттерный повторитель Г2 предназначен для развязки цепей строчной и кадровой развертки. Иногда целесообразно цепь кадровой развертки тоже включать через буферный каскад. Синхронизация генераторов развертки. Существуют два способа принудительной синхронизации генераторов развертки: безынерционная, или
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 781 0*3005. r\Rd\ " Строчной развертки н ±RoWkR1010k Rn C9_ СюйО/ I—- /7, Т<.7 6Н1ПЩ01 /?5 20к +60д JL /ггенератору кадровой развертки п J[2ao*i5oe Рис. XIII. 180. Схема отделителя синхронизирующих импульсов с изменяемой постоянной времени. 4086 0 Стаб. шЩШнл3.26фш Щ£\ с^тШв\ /Г\ -0+£а % I 1 Си9ДО| ^ Ч Рис. XIII. 181. Схема выделения кадровых синхронизирующих импульсов при помощи дифференцирующей цепочки.
782 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Г, ПЮ2 жесткая синхронизация, и инерционная. При жесткой синхронизации синхронизирующие импульсы непосредственно воздействуют на задающий генератор. В частности, под действием синхронизирующих импульсов, подаваемых в положительной полярности на сетку блокинг-генератора (или в отрицательной—на анод), лампа отпирается и начинается блокинг-процесс. Процесс синхронизации блокинг-генератора иллюстрируется рис. XIII. 183. На верхнем графике показаны синхронизирующие импульсы, на нижнем — напряжение на сетке блокинг-генератора: штриховой линией — при отсутствии синхронизирующих импульсов, сплошной— при синхронизации. На рис. лIII. 183, б показан процесс синхронизации импульсами, частота повторения которых в два с лишним раза превышает частоту собственных колебаний блокинг-генератора. Из рисунка видно, что первый импульс не отпирает блокинг-генератор, так как попадает на сетку в тот момент, когда отрицательное смещение на ней слишком велико. Такой режим синхро- Нблокингг генератору разбертни строк Rr10K —czbll КЗидео-О'Щ усилителю генератору разбертни кадров Рис. XIII. 182. Схема отделителя синхронизирующих импульсов на транзисторах. низации происходит в блокинг-генераторе строк при прохождении уравнивающих импульсов (вовремя передачи кадрового синхроимпульса). I I А Л А Л Л / Рис. XIII. 183. Графическая иллюстрация процесса синхронизации блокинг-генератора: а — импульсами несколько большей частоты, чем частота колебаний блокинг-генератора; б—импульсами удвоенной частоты. Из рассмотрения кривой напряжения на сетке блокинг-генератора (рис. ХШ.183,а) видно, что в области окончания разрядного цикла конденсатора схема более чувствительна к импульсным помехам, так как отрицательное смещение на сетке мало, и импульсы помех малой амплитуды в состоянии нарушить работу схемы. Можно несколько увеличить устойчивость блокинг-генератора к воз-
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 783 действию импульсных помех, применив схему со стабилизирующим контуром, представленную на рис. XIII. 184, е. В этой схеме между анодной и сеточной цепями включен параллельный контур LC, настроенный на частоту, более низкую, чем собственная частота колебаний блокинг-генератора. В момент запуска блокинг-генератора в Рис. XIII. 184. Схема блокинг-генератора со стабилизирующим контуром и графики, поясняющие принцип ее работы контуре возникают колебания, напряжение которых складывается с напря жениями на сетке и аноде. Подбирая необходимую амплитуду синусоидальных колебаний (например, шунтированием контура сопротивлением), можно получить такую форму кривой колебаний блокинг-генератора (рис. XIII. 184,6), при которой обеспечивается большая помехоустойчивость вследствие увеличения угла а. Такими же способами можно синхронизировать и мультивибратор,, ис пользуемый в качестве задающего генератора. JLJL Синхрона- зирующие\ Кпапанный усилитель импульсы Рис. XIII. Задающий генератор ещочноа разоертш Выходной каскад. строчной разВертки JLJL Отпираюихие импульсы \Коткпоняю- —*~щей системе шее а устройство 185. Блок-схема помехоустойчивой безынерционной системы синхронизации. Существенным недостатком рассмотренных способов синхронизации является малая помехозащищенность генераторов развертки от импульсных помех. Наиболее опасны импульсные помехи, появляющиеся в интервале между синхронизирующими импульсами. При достаточной амплитуде они могут нарушить работу генераторов строчной или кадровой разверток. Для устранения влияния случайных импульсных помех разработаны более совершенные схемы помехоустойчивой синхронизации [19]. На рис. XIII. 185 приведена блок-схема помехозащищенной безынерционной системы синхронизации, в канале которой имеется клапанный усилитель с запертой лампой. Усилитель отпирается при одновременном воздействии на
784 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Сбидео- i „ я " \пюбшта з- него импульсов синхронизации и отпирающих импульсов, снимаемых с выхода генератора развертки. Длительность отпирающих импульсов, выбирается больше длительности синхронизирующих импульсов, чтобы обеспечить необходимое перекрытие импульсов. Принципиальная схема селектора строчных синхронизирующих импульсов телевизора «Знамя» приведена на рис. XIII. 186. Лампа селектора одновременно выполняет роль клапанного усилителя в схеме помехоустойчивой безынерционной синхронизации. Во время прямого хода луча лампа селектора заперта большим положительным напряжением, приложенным к ее катоду, и открывается только во время обратного хода, т. е. в момент прихода строчных импульсов. Запирающее напряжение на катоде лам- Рис. XIII. 186. Схема строчнойсин- хронизации телевизора «Знамя». пы селектора образуется в результате суммирования двух напряжений — пилообразного и экспоненциального. Напряжение импульсной формы (рис. XIII. 187,а), снимаемое с дополнительной обмотки строчного трансформатора, формируется интегрирующим фильтром /?4бСбо. включенным в катодную цепь лампы селектора. G выхода интегрирующего фильтра на катод лампы подается пилообразное напряжение (рис. XIII. 187,6). Второе напряжение — экспоненциальной - формы (рис. XIII. 187, в) снимается с конденсатора «вольтодобавки» и через переходной конденсатор С« подается на катод лампы Лю- Напряжение на конденсаторе «вольтодобавки», равное 500—600 в, не постоянно, а несколько изменяется по экспоненциальному закону. Суммарное напряжение на катоде лампы селектора изменяется по параболическому закону (рис. XIII. 187, г). Режим работы лампы выбран так, чтобы она открывалась приблизительно на 2 мксек раньше прихода каждого строчного импульса. Помехоустойчивость инерционных схем синхронизации значительно больше, так как управляющее напряжение для синхронизации генератора развертки вырабатывается не за время длительности одного синхронизирующего импульса, а в течение длительного промежутка, во время которого проходит значительное число синхронизирующих импульсов. На рис. XIII. 188 приведена блок-схема инерционной системы синхронизации, построенной на принципе автоматической подстройки фазы (АП.Ф)? колебаний местного генератора развертки к фазе приходящих синхронизм ТУ ГУ Рис. XIII. 187. Форма напряжений в различных точках схемы, приведенной на рис. XIII. 186.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 785 рующих импульсов. Между амплитудным селектором и генератором включены элементы, предназначенные для уравнения фаз приходящих синхронизирующих импульсов с фазой местного генератора развертки. импульсы Фазовый детектор ~~cz Фильтр Регулятор фазы генератора Генератор Ц' кадровой развертки /И Рис. XIII. 189. Принципиальная схема АПФ. Рис. XIII. 188. Блок-схема инерционной системы синхронизации. Принципиальная схема АПФ генератора горизонтальной развертки с использованием пилообразного напряжения показана на рис. XII 1.189. Синхронизирующие импульсы, поступающие на первичную обмотку трансформатора Три выделяются на вторичной обмотке трансформатора с заземлен- п ной средней точкой в противоположной JL полярности. Эти импульсы через диоды Дх и Д2 заряжают конденсаторы С\ и С2. Во время прямого хода эти конденсаторы разряжаются через сопротивления R\, R2 и вторичную обмотку Тр\. Разряд проис^ ходит медленно, й диоды Дь Д2 остаются запертыми в течение всего времени между синхронизирующими импульсами.. Кроме синхронизирующих импульсов, к аноду Дг и катоду Д2 подводится пилообразное напряжение с выхода генератора строчной развертки. • Если частоты и фазы синхронизирующих импульсов и колебаний генератора развертки равны, то импульсы синхронизации отпирают диоды Дг и Дъ тогда, когда пилообразное напряжение проходит через нуль (рис. XIII. 190,а). При этом через оба диода протекают равные токи, подзаряжающие конденсаторы С\ и С2 до одинакового потенциала, а управляющее напряжение Uy равно нулю. Л£сли фаза колебаний генератора развертки опережает (рис. XIII. 190,6) или отстает (рис. XIII. 190, в) от фазы синхронизирующих импульсов, то в момент прихода синхронизирующих импульсов напряжения между- анодом и катодом Д\ и Да не будут равны. В результате избыточного тока будет заряжаться конденсатор С3. Напряжение, снимаемое с С8, усиливается и подается на сетку бло- кинг-генератора, что приводит к увеличению или уменьшению его периода колебаний. Сопротивление Ri и емкость С4 образуют фильтр с достаточно большой постоянной времени, который реагирует только на медленные изменения б 7^£ Рис. XIII. 190. График, иллюстрирующий работу схемы АПФ.
786 ТЕЛЕВИДЕНИЕ средней составляющей сигнала, поэтому схема мало чувствительна к импульсным помехам. Недостатком схем, построенных на рассмотренном выше принципе, является малая крутизна рабочего участка импульса сравнения (в данном случае крутизна обратного хода пилообразного напряжения). Крутизну импульса сравнения можно увеличить, если применить не пилообразный, а предварительно продифференцированный положительный импульс, возникающий в выходной обмотке строчного трансформатора во время обратного хода. Соответствующая схема, примененная в телевизорах «Темп-6» и «Темп-7», представлена на рис. XIII. 191. Импульсы синхронизации проти- Шкинг-гене* ротора Оймотка ТВС Рис. XIII. 191. Схема строчной синхронизации телевизоров «Темп-6» и «Темп-7». воположной полярности снимаются со вторичной обмотки трансформатора Три включенного в анодную цепь усилителя-ограничителя синхронизирующих импульсов, собранного на лампе Л±. Напряжение сравнения снимается с дополнительной обмотки строчного трансформатора и после дифференцирования цепочкой RC подается на среднюю точку вторичной обмотки трансформатора Грь В остальном работа схемы не отличается от рассмотренной выше. Большая постоянная времени фильтра дискриминатора обеспечивает помехоустойчивость системы. Кроме увеличения крутизны регулирующего напряжения, схема характеризуется и тем преимуществом, что импульсные помехи между импульсами сравнения взаимно уничтожаются, так как в это время дополнительное напряжение на диодах отсутствует. На рис. XIII. 192 приведена схема широтно-импульсной автоподстройки фазы, в которой в качестве фазового детектора используется левая половина лампы Лг. К управляющей сетке этой половины лампы одновременно подводятся строчные синхронизирующие импульсы положительной полярности и используемое в качестве сигнала сравнения напряжение пилообразной формы, снимаемое с зарядной емкости С8, включенной в анодную цепь блокинг-генератора (правая половина лампы Лх). Режим работы фазового детектора выбран таким, что при отсутствии сравниваемых импульсов смещение на сетке лампы велико и лампа заперта. При совпадении синхронизирующих и сравниваемых импульсов через лампу проходит ток, заряжающий емкость Св. Величина напряжения, до которого зарядится конденсатор.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 787 Я,6вк Rz47k R35,6k Ф+2508 §' 330i is II iLJLJni 'ХЛЛ ш. Wtj fsi Рис. XIII. 192. Широтно-импульсная АПФ: а — схема; б — осциллограммы импульсов в различных точках схемы; в —форма напряжения на сетке фазового детектора в зависимости от фазовых соотношений между синхронизирующими и сравниваемыми импульсами.
788 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Се» будет зависеть от длительности времени, в течение которого открыта правая половина лампы Л\. Это время, в свою очередь, зависит от фазовых отношений между синхронизирующими и сравниваемыми импульсами' (чем больше будут перекрываться импульсы, тем больше это время). Напряжение, возникшее на конденсаторе С6, частично поступает на сетку блокинг-генератора и тем самым регулирует его частоту. Рис. XIIL 193. АПФ с использованием синусоидального напряжения: а — схема; б, е. г — форма напряжений на диодах Лх и Л2 при различном соотношении фаз между синхронизирующим и сравниваемым напряжением. Преимуществом схем с широтно-импульсной АПФ является их простота. Однако эти схемы менее устойчивы в работе, чем ранее рассмотренные. Они требуют улучшенных схем амплитудных отделителей импульсов и тщательного налаживания. При несовершенных отделителях амплитуды синхронизирующих импульсов будут изменяться с изменением уровня сигнала и синхронизация будет нарушаться. Тем не менее эти схемы можно' рекомендовать при конструировании малоламповых приемников повышенной помехоустойчивости.
РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 789 На рис. XIII. 193,а представлена схема, в которой в качестве напряжения сравнения используются колебания синусоидальной формы строчной частоты, вырабатываемые генератором, собранным на первых трех электродах лампы Л2. Эти колебания подаются в противофазе на аноды фазового детектора Ли Л2. Кроме того, на аноды ламп Ли Л г поступают синхронизирующие импульсы в одинаковой фазе. Таким образом, при равенстве фаз синхронизирующих импульсов и сравниваемого напряжения к диодам Ли Лг в любой момент времени приложены одинаковые напряжения (рис. XIII. 193,6), взаимно компенсирующие друг друга на сопротивлениях #2, Яз- При сдвиге фаз между синхронизирующими импульсами и сравниваемым напряжением (рис. XIII. 193, в, г) на сопротивлениях /?а, #з возникает регулирующее напряжение, которое, поступая на сетку реактивной лампы Лб, изменяет эквивалентную емкость контура генератора Л9 и таким образом управляет частотой генератора синусоидальных колебаний. В анодной цепи лампы Л9 синусоидальные колебания ограничиваются и превращаются в прямоугольные импульсы, которые после дифференцирования поступают на сетку разрядной лампы Л4 и открывают ее. В рассмотренной схеме отсутствует генератор импульсов типа мультивибратора или блоки нг-генера- тора, что является ее оригинальной особенностью. ^ godgou nnmfiujDH % дп'ттнотшо {S^Sti — ' sb± о о. X U X
790 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Инерционные методы помехоустойчивой синхронизации как правило применяются в генераторах строчной развертки, которые больше подвержены действию помех вследствие малой постоянной времени цепей выделения строчных синхронизирующих импульсов. Генераторы кадровой развертки, в которых для выделения синхронизирующих импульсов используются интегрирующие цепочки, менее подвержены действию помех. Тем не менее и в генераторах кадровой развертки иногда целесообразно применять инерционные методы синхронизации. В качестве примера на рис. XIII. 194 приведена схема инерционной синхронизации кадровой развертки по принципу действия аналогичная схеме, показанной на рис. XIII. 189. Настройка и регулировка развертывающих устройств Задачей регулировки генераторов развёртки является получение соответствующих размеров телевизионного растра, установление необходимой частоты и линейности развертки. Определение частоты развертки. Наиболее просто частота развертки может быть определена при помощи измерительного синусоидального генератора или прямоугольного напряжения. Рис. XIII. 195. Изображение на экране телевизора при частоте измерительного генератора Fr = 6/gK = 300 щ. При подаче на модулирующий электрод трубки (или на сетку выходного каскада видеоусилителя) синусоидального напряжения, кратного периоду строчной или кадровой разверток, на экране трубки наблюдаются чередующиеся темные и светлые полосы. Зная частоту генератора Fr и подсчитав число пар т (черных и белых) полос на экране, легко определить частоту генератора развертки /разв- ^сли частота генератора Fr точно равна частоте строчной развертки /с, то на экране трубки будут видны две (черная и белая) вертикальные полосы; если же частота генератора точно равна частоте смены полукадров /^ то на экране будут видны две горизонтальные полосы. Рис. XIII. 196. Изображение на экране телевизора при частоте измерительного генератора Fr = = 7/с= 109 375 г^.
НАСТРОЙКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА 791 Частоту генераторов развертки /разв можно определить и при любом числе пар т (черных и белых) полос ыа экране по формуле / = ^- /разв т • По изображению на трубке легко определить и нелинейность развертки. При этом величину Fr следует брать в несколько раз большую, чем частоту развертки с тем, чтобы на экране образовалось 6—12 полос. К трубке л,ш 2 3 4-5 Номер полосы Рис. XIII. 197. Кривая формы тока развертки, построенная по данным рис. XIII. 196. Рис. XIII. 198. Схема включения вспомогательного контура LXC2 с целью определения частоты развертки. На рис. XIII. 195 дано изображение на экране телевизора при частоте Fr = 6/2к = 300 гц> а на рис. XIII. 196 — при частоте Fr= 7/с = 109 375 гц. Измеряя расстояния /^ L2 и т- Д- между вертикальными полосами и откладывая их по оси ординат на графике, изображенном на рис. XIII. 197, можно построить кривую формы тока (или напряжения) развертки. Коэффициент нелинейности можно определить по формуле н) ' */ = 2(Л*макс-Л*мин' А/, , + А'м гДеЛ'максиА'мин максимальное и минимальное расстояния между соседними светлыми или темными полосами (рис. XIII. 196). При отсутствии генератора можно в сеточную цепь выходной лампы видеоусилителя включить контур, настроенный на нужную частоту (рис. XIII.198). Этот контур следует связать малой емкостью Сх = 3-f-5/t# с цепями развертки, что позволяет использовать импульсы, возникающие в этих цепях, для ударного возбуждения контура. Окончательно генератор развертки настраивают по испытательной таблице. § 13. НАСТРОЙКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА ПО ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ТАБЛИЦЕ Испытательная таблица 0249, которая регулярно и длительно передается телецентрами, представлена на рис. XIII. 199. По этой таблице можно достаточно точно настроить телевизионный приемник. Перед тем как приступить к настройке приемника, необходимо убедиться в его работоспособности. Для этого предварительно устанавливают
792 ТЕЛЕВИДЕНИЕ сердечники контуров усилителей каналов изображения и звукового сопровождения в; среднее положение, а затем проверяют прохождение сигнала, прикасаясь последовательно, например, отверткой к выводам сеток ламп, начиная от усилителя сигналов изображения и до входной цепи. При этом ручка контрастности (усиление) ставится в положение максимального усиления, а ручка регулировки яркости в положение, при котором растр только начинает быть видимым. В работающем приемнике при таком прикосновении изменяется яркость растра на экране трубки, а в некоторых случаях наблюдаются резкие вспышки, яркие полосы и т. д. Если сигнал про- Рис. XIII. 199. Испытательная таблица 0249. ходит, то включают антенну и добиваются появления изображения. Настройку телевизора необходимо начинать с регулировки развертывающих устройств. Регулировкой частоты и синхронизации генератора строк и генератора кадров необходимо добиться, чтобы изображение стояло на месте. Затем, регулируя фокусировку, добиваются наибольшей возможной четкости изображения. После этого регулируют линейность генераторов кадровой и строчной разверток.- Регулируя линейность по строкам, необходимо добиваться, чтобы были одинаковыми расстояния между вертикальными линиями, а при регулировке линейности по кадрам — между горизонтальными полосами. Когда линейность генераторов отрегулирована, устанавливается формат изображения. При этом необходимо добиваться, чтобы клетки, образованные вертикальными и горизонтальными линиями, были правильными квадратами. В центре и по краям таблицы расположены круги, которые при неправильном соотношении размеров по вертикали и горизонтали превращаются в эллипсы. При нелинейной развертке эти круги имеют вид яйцеобразных кривых.
НАСТРОЙКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА 793 Для проверки чересстрочной развертки служат диагональные линии, расположенные в квадратах Б-3 и Б-6. Регулировкой частоты синхронизации генератора строчной развертки добиваются, чтобы на этих линиях не было «зубчиков», указывающих на сдвоение строк. На этом предварительная настройка генераторов развертки заканчивается и можно переходить к настройке каналов усиления. Чтобы правильно настроить телевизионный приемник по таблице, необходимо знать, как проявляются различного рода неравномерности частотной характеристики на воспроизведении элементов таблицы. Наиболее важной частью таблицы являются клинообразные пучки сходящихся линий в центральной части и в углах таблицы, служащие для настройки на максимальную четкость. Вдоль клинообразных линий стоят цифры 300, 400, 500, 600, указывающие количество линий, которое может быть видно на экране (четкость изображения)*. Если, например, на полученном изображении с. хорошей контрастностью различаются линии вертикального клина до отметки 400, это значит, что изображение соответствует четкости 400 строк. Смазывание вертикального клина указывает на плохое пропускание верхних частот. Ниже приведена зависимость между шириной полосы частот в канале изображения и числом различимых вертикальных линий. ч Число четко различимых линий 200 250 300 350 400 450 500 Полоса пропускания телевизионного приемника, Мгц .... 2,5 3,13 3,75 4,37 5,0 5,63 6,25 На углах кадра вследствие несовершенства фокусировки и системы отклонения число различимых линий обычно бывает на 50—100 меньше, чем в центре. Для более точного определения четкости по бокам и внутри центрального круга имеются группы черточек, обозначенных цифрами 200, 300 и т. д. до 600. По обе стороны от боковых групп имеются отдельные черточки, служащие для проверки явления перекомпенсации высоких частот изображения. Подъем высоких частот проявляется в виде многократных изображений этих черточек, расположенных (в отличие от «отражений» на входе антенны) на разном расстоянии друг от друга. Чрезмерный подъем высоких частот или соответственно завал средних частот проявляется в виде «пластики» (черные линии /сопровождаются белой окантовкой справа). Плохое пропускание низких частот приводит к общей неравномерности освещенности поля изображения, появлению серых пятен на.черном поле, светлых длинных полос около черных мест и смазыванию деталей горизонтального клина. Плохое пропускание средних частот (провал характеристики) приводит к тем же явлениям, что и срезание низких частот, но в меньшей степени: плохо передаются полутени средних деталей, появляются серые пятна, белые «хвосты» около черных линий, неравномерная яркость (густота) черных линий внизу таблицы. Наличие «хвостов» у этих линий указывает на фазовые искажения в области средних частот. На рис. XIII. 200 приведена качественная зависимость воспроизведения различных деталей испытательной таблицы от частотной характеристики телевизионного приемника. . Внутри центрального круга таблицы, по бокам и сверху, расположены полосы переменной плотности с обозначениями от 1 до 10, служащие для проверки качества передачи на экране полутонов (яркости и контрастности * Цифры у угловых клиньев указывают число сотен линий (3, 4, 5, 6),
794 ТЕЛЕВИДЕНИЕ изображения). В нормально работающем приемнике должно наблюдаться не менее 6 градаций. Если наблюдается меньше 6 градаций, то это указывает на нелинейные искажения в усилителе изображения, причиной которых может быть неправильное смещение на сетках ламп или неисправности в лампах (например, газ в баллоне). Настройка канала изображения. В телевизионном приемнике супергетеродинного типа частота гетеродина обычно выбирается выше частоты сигнала. Поэтому в канале промежуточной частоты (в отличие от УВЧ) для улучшения воспроизведения высоких частот телевизионного изображения необходимо расширять полосу пропускания УПЧ в области более низких частот и, наоборот, для лучшего воспроизведения низких частот — в облас- j Нцзкие частоты ; Средние частоты [ согнало изобро- i сигнала изобро- ] тения j тения i Детали горизонтального • клина }»)»>}))))X)»)»»»»))»»)»»»)))V)v»v»»n»»»»»»»»»)»)»»<.»»»). ' Реальная частотная характеристика приемника ЮОги 1000гц ЮОООги ЮОкт Е^ысокие частоты сигнала изображения Детали вертикального клина т гц2 3 456 i .fodobp Рис. XIII. 200. Иллюстрация качественной зависимости воспроизведения различных деталей испытательной таблицы от частотной характеристики телевизионного приемника. ти высоких частот. Это обстоятельство необходимо учитывать при настройке супер гетеродинного приемника. Поскольку сигналы звукового сопровождения в двухканальном приемнике снимаются непосредственно с выхода преобразователя, то необходимо, чтобы первый контур канала УПЧ был настроен на частоту ниже средней частоты канала УПЧ. Это дает возможность получить большее усиление по звуковому каналу. Настройку нужно начинать с усилителя промежуточной частоты. При этом желательно настроенный вход УВЧ заменить апериодическим (если, конечно, позволяет уровень сигнала). Настраивая приемник, необходимо тщательно следить за изображением испытательной таблицы, добиваясь, чтобы линии горизонтального клина были видны до отметки 450—500, а вертикального — до 440—450. После настройки УПЧ необходимо включить фильтр УВЧ и настроить его так, чтобы изображение не ухудшалось. Если окажется, что настройкой контуров УПЧ не удается получить четкость 350—400 линий, то необходимо подстроить коррекцию видеоусилителя в области высоких частот. При достижении наибольшей четкости линий вертикального клина полоса частот может расшириться настолько, что в канал изображения станут попадать сигналы звукового сопровождения. При этом на изображении появляются горизонтальные полосы различной густоты, движущиеся в вертикальном направлении. Настройкой режекторных контуров добиваются устранения этих полос. Канал звукового сопровождения в супергетеродинном приемнике, построенном по двухканальной схеме (рис. XIII.6), настраивается следую-
БОРЬБА С ПОМЕХАМИ В ТЕЛЕВИДЕНИИ 795 щим образом. Не изменяя настройки на изображение, осторожно поворачивают сердечники всех контуров УПЧ звукового сопровождения на одинаковое число оборотов до появления звука в громкоговорителе. Затем, изменяя настройку контура гетеродина, замечают два положения переменного конденсатора гетеродина: одно, при котором получают наилучшее изображение, другое — когда наилучший звук. Если для получения хорошего звука емкость контура гетеродина приходится увеличивать, то индуктивность контуров УПЧ звукового сопровождения необходимо уменьшить, т. е. повысить промежуточную частоту приемника звукового сопровождения; если же лучший звук получается при уменьшении емкости (повышении частоты гетеродина), то промежуточную частоту следует понизить. з-i После того как канал УПЧ отрегулирован, настраивают частотный детектор. Настройка частотногр детектора будет правильной, когда при слабом сигнале или полном его отсутствии шум минимален, а при сильном сигнале звук не искажен (напомним, что сильным сигналам соответствует максимальная девиация частоты), поэтому громкость звука будет наибольшей при самой широкой полосе. § 14. БОРЬБА С ПОМЕХАМИ В ТЕЛЕВИДЕНИИ Ниже приведены основные виды источников помех и средний процент телевизоров, принимавших данный тип помехи, по отношению к общему числу телевизоров, принимающих изображение с помехами. Источник помех Средний процент пораженных телевизоров Радиостанции различного назначения 62 Медицинская аппаратура 13 Электро- й автотранспорт . . . 12 Электродвигатели (коллекторные) 7 Высотные и другие здания . 3 Электросварка 2 Летящие самолеты 0,5 Прочие источники , 0,5 - Помехи от больших массивов, высотных зданий, производственных корпусов вследствие разности хода между прямым и отраженным сигналами могут привести к затемнению в левой части экрана (в виде вертикального столба) или при большой интенсивности отраженных сигналов — к сдваиванию изображения (рис. XII 1.201, а). Помехи от электро- и автотранспорта, коллекторных двигателей, электросварки имеют импульсный характер, поэтому воздействуют главным образом на цепи синхронизации, сгибая частоту строчного и кадрового генераторов. Эти помехи на экране проявляются в виде белых и черных точек, линий, пробегающих вдоль строк или заполняющих (при электросварке) весь экран (рис. XIII.201, б). Помехи от источников незатухающих колебаний (радиостанций, высокочастотных печей, медицинских УВЧ установок) создают на экране телевизора характерную сетку в виде муара, непрерывно меняющего рисунок (рис. XIII.201, в). Помехи от рентгеновских установок имеют характерный вид волокон дерева при продольном срезе или вид «елочки» со стволом вдоль строк (рис. XIII.201, г).
796 v ТЕЛЕВИДЕНИЕ Синхронизация и звук при достаточном удалении приемника от источника помех обычно не нарушаются. Возможные пути проникновения помех в приемник: 1) через антенну, т. е. тем же путем, что и полезный сигнал; 2) через провода питающей сети; 3) непосредственное воздействие на фидер антенны; • 4) непосредственное воздействие на шасси; 5) непосредственное воздействие на контуры и участки схемы приемника. Рис. XIII. 201. Различные виды помех на экране телевизора. По частотному спектру, занимаемому помехами, различают: 1) помехи, спектр которых расположен вне полосы спектра телевизионного сигнала; 2) помехи, спектр которых расположен в полосе спектра телевизионного сигнала. Воздействие на приемник помех, расположенных в полосе телевизионного сигнала, очевидно. Помехи, спектр которых расположен за пределами полосы частот телевизионного сигнала, могут попадать в приемник как через дополнительные каналы, возникающие вследствие того, что реальная полоса пропускания приемника обычно шире,, чем спектр телевизионного сигнала (рис. XIII.202), так и через основной канал вследствие возникновения комбинационных частот и перекрестной модуляции в УВЧ или смесителе, обусловленных нелинейностью цх характеристик, а также высшими гармоническими в колебаниях гетеродина.
БОРЬБА С ПОМЕХАМИ В ТЕЛЕВИДЕНИИ 797 Методы борьбы с помехами в приемнике. В зависимости от путей проникновения помех в приемное устройство и типа помех применяются различные способы борьбы с ними. 1. Частотное разделение помех и сигнала. Этот способ применим, если частотный спектр помехи лежит за пределами спектра, занимаемого телевизионным сигналом, или в полосе сигнала, но достаточно узок. /зв2 65,73 60 . 65 2-й телевизионный канал Мгц Рис. XIII. 202. Возможная форма частотной характеристики телевизора: / — основной канал для приема полезных' сигналов; 2 — дополнительные каналы проникновения помех. 40£Мгц б -V, ; •:, -.'..-• »• Рис. ХШ. 203. Сетевой фильтр: а— схема; б — характеристика затухания. Наиболее опасно проникновение помех на первую лампу, поскольку именно здесь возникают комбинационные частоты. Поэтому частотнее разделение сигнала и помехи должно быть выполнено на входе приемника. Для частотного разделения сигнала и помехи могут применяться: .1. Фильтры верхних частот, подавляющие все помехи, спектр которых расположен ниже наиболее низкой частоты телевизионного канала. Этот тип фильтра наиболее эффективный, так как более вероятно расположение частотных спектров помех ниже частот телевизионного канала. 2. Фильтры нижних частот, которые подавляют все частоты, расположенные выше наивысшей частоты телевизионного канала, а также частоты, попадающие в дополнительный и зеркальные каналы. 3. Полосовой фильтр, объединяющий свойства фильтров нижних и верхних частот. 4. Заградительный узкополосный перестраивающийся фильтр, который применяется для подавления помех, занимающих узкий спектр в полосе частот телевизионного канала. Поскольку этот фильтр вырезает часть
798 ТЕЛЕВИДЕНИЕ составляющих телевизионного сигнала, несколько снижается качество изображения. Поэтому при отсутствии помех этот фильтр нужно выключать. Вход WW у -nf"? Ш 20 40/,№Ц № 40 60 во/.мги Вход Г G24 С229"Vj 46'[выход $ 7 _1_ И Г II 1 II f ~ 9 fiHL flraff" ЦО,27Ц0229ЦОЩвыход О 20 Ь0/,Мгц Bjodi LLom^ иШ^{Втд 40 60 60f,Meu Вход Г с, 7 ш 'Г« 7 1 Выход «0 60 вормги I Рис. XIII. 204. Фильтры для подавления помех на входе телевизора и их характеристики затухания: а, в — фильтры верхних частот; б, г — фильтры нижних частот, соответственно для 1-го и 2-го каналов; д— полосовой фильтр для 2-го канала; е — заградительный фильтр, 5ЛЗетевой фильтр, представляющий собой фильтр нижних частот с граничной частотой 4—5 Мгц (рис. XIII.203) или ниже (выполняется только симметричным). Большое значение имеет качество заземления этого фильт-
БОРЬБА С ПОМЕХАМИ В ТЕЛЕВИДЕНИИ 799 ра. Корпус фильтра, являющийся одновременно экраном, необходимо соединять с шасси телевизора коротким проводником. На рис. XIII.204 приведены схемы и данные фильтров, предназначенных для защиты 1-го и 2-го каналов телевизионных приемников. Эти фильтры выполняются асимметричными, если применяются коаксиальные кабели, и симметричными при двухпроводных симметричных фидерах. Для других каналов фильтры можно рассчитывать по формулам, приведенным в гл. VI. На рис. XIII. 205 показаны конструкции двух фильтров. Если избирательность телевизионного приемника недостаточна, то при многоканальной системе телевизионного вещания в некоторых зонах возможны помехи от телевизионных передатчиков, работающих в смежных каналах. Основной причиной недостаточной избирательности телевизионных приемников является применение режекторных контуров, предназначенных для защиты видеоканала от помех со стороны канала звукового сопровождения. Режекторные контуры приводят к возникновению второго максимума на частотной характеристике, так как связанные контуры всегда характеризуются двумя частотами связи. Рис. XIII. 205. Конструкция фильтров: а — полосовой фильтр по схеме на рис. XIII. 204, д; б —фильтр верхних частот по схеме на рис. XIII. 204,а. Применение Т-каскадов или дополнительных режекторных контуров, подавляющих этот максимум, позволяет повысить избирательность телевизионного приемника до необходимой величины. 2. Способ установления наивыгоднейшего смещения на входной лампе приемника. Известно, что величины амплитуд комбинационных ча- Вход Выход I ±_ 1-- -*. J Рис. XIII. 206. Делитель со ступенчатой регулировкой. стот зависят как от отношения сигнал/помеха, так и от формы участка анодной характеристики лампы, на которую попадают эти колебания. Для данного отношения сигнал/помеха можно подобрать такое смещение, при котором амплитуда комбинационных частот, попадающих в полосу пропускания приемника,, будет минимальной. Этот способ применяется при больших напряжениях сигнала и помехи, так как обычно приходится увеличивать отрицательное смещение, что приводит к уменьшению, общего усиления приемника.
800 ТЕЛЕВИДЕНИЕ B™dL .Rl. [Выход с gg \Rj,QM\ йзШ T Ж Ж за ~w % Ж ~75~ Ь0\7$ | fltffl 6Г ж: .щ: ш «7 mm т Ж Ряс. XIII. 207. Нерегулируемый делитель: а — схема; б — таблица значений Я| и Я, при различных затуханиях делителя. Известно также, что отношение си гнал/ помеха на выходе приемника увеличивается при одновременном уменьшении сигнала и помехи на входе приемника (до определенных пределов, пока не начнут проявляться внутренние шумы1 приемника). Для уменьшения сигнала на выходе приемника (как правило в зоне ближнего приема) устанавливаются делители. На рис. XIII. 206, XIII.207 приведены схемы регулируемого и нерегулируемого делителей, рассчитанных для кабеля с волновым сопротивлением 75 ом. 3. Способ пространственного разделения помехи и сигнала. Этот способ применяется для борьбы с отраженными сигналами и в случае, если спектр помехи лежит в пределах спектра частот телевизионного сигнала. Для пространственного разделения применяются направленные антенны (гл. XVI). На рис. XIII. 208 приведен при- L- Неправильно А ^>4 T»<L il>< Правильно Рис. XIII. 208. Ориентирование приемной антенны телевизора, расположенной вблизи от антенны источника помех: /—антенна телецентра; 2 —антенны мешающих радиостанций; 3 — приемная антенна телевизора. мер ориентирования приемной антенны, расположенной вблизи от антенны источника помех.
ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ 801 4. Применение помехоустойчивых систем синхронизации. Этот способ применяется главным образом для борьбы с импульсными помехами, нарушающими синхронизацию. Наиболее подвержена воздействию импульсных помех система строчной развертки, так как дифференцирующая цепь, имея малую постоянную времени, реагирует на импульсы помех так же, как и на синхронизирующие импульсы. Схемы помехоустойчивой синхронизации приведены в § 13 этой главы. § IS. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ Радиолюбители могут конструировать не только телевизионные приемники, но и простейшие передающие телевизионные системы, например, замкнутого типа, в которых передающая камера и приемник непосредст- блок передатчики тон) I тпильсы исилитмь\ Г" I I блок приемника т видеоусилитель] т i I гашения о6ратного\ходатрочнойроздерт\ i L 'Кинескоп i Щератор стючноа, разбертки] L I гго хода каорооой разбертки Генератор] кадоодоа -~-"еотки\ JL блок питания Щепьсин- я хронизацшА ссетью Рис. XIII. 209. Блок-схема замкнутой телевизионной системы с общими цепями разверток. венно соединены кабельной линией связи. Замкнутые системы широко применяются в различных отраслях народного хозяйства. Наиболее доступными для радиолюбителей являются устройства, в которых используются передающие трубки типа «Видикон» (см. гл. VIII) или так называемые системы с бегущим лучом. Замкнутая телевизионная система с общими генераторами развертки. Блок-схема простейшей телевизионной системы приведена на рис. XIII.209. В этой схеме синхронизация движения электронных лучей в передающих и приемных трубках достигается за счет использования общих генераторов строчной и кадровой развертки [24]. Наиболее простой получается телевизионная система с прогрессивной (построчной) разверткой с использованием стандартного телевизионного приемника, так как в этом случае можно отказаться от жесткой синхронизации между генераторами строчной и кадровой разверток. Изменение числа строк от кадра к кадру, которое 26 120
802 ТЕЛЕВИДЕНИЕ при этом происходит, незначительно влияет на качество изображения. При использовании стандартного телевизионного приемника без переделок блоков развертки частота кадровой развертки должна быть равна 50 гц, а число строк разложения в два раза меньше, чем при чересстрочной развертке, т. е. порядка 300. Генератор кадровой развертки приемника желательно синхронизировать с сетью переменного тока, чтобы сделать незаметным наложение фона переменного тока на изображение. Такая синхронизация легко осуществляется импульсами, образованными в результате ограничения и последующего дифференцирования синусоидального напряжения сети. Характеристики видикона и схема его включения приведены в гл. VIII. В качестве источника питания видикона и предварительного усилителя - может быть использован выпрямитель приемника. Для того чтобы выпрямитель не перегружался, необходимо отключить неиспользуемые лампы в высокочастотных цепях. Отклоняющие катушки видикона могут быть включены последовательно с отклоняющими катушками кинескопа и зашунтированы переменными сопротивлениями для регулировки раз- Рис. XIII 210. Схема кон- меРа растра. Иногда целесообразно.вклю- тура постоянного сопротив- чить отклоняющие катушки! видикона ления. через согласующие трансформаторы. Для гашения обратного хода луча можно использовать выбросы напряжения в цепях генераторов развертки во время обратного хода, Для получения хорошего соотношения сигнал/шум сопротивление нагрузки передающей трубки выбирают большим (около 50 ком). Это приводит к завалу высших частот видеосигнала на выходе передающей трубки. Чтобы компенсировать завал, в предварительном усилителе применяется каскад коррекции,.осуществляющий подъем частотной характеристики в области высоких частот в 30—40 раз по сравнению с низкими частотами. Кроме того, выходной каскад усилителя выполняется по схеме катодного повторителя для согласования с коаксиальным кабелем. Подробные конструктивные данные любительской портативной телевизионной установки можно найти в [22]. Передача телевизионных сигналов на большое расстояние в рассматриваемой системе затруднена из-за сложности канала связи, требующего дополнительной линии из коаксиального кабеля для передачи пилообразного тока строчной развертки. Чтобы передать форму пилообразного тока строчной развертки без искажений, требуется согласовать нагрузку с волновым сопротивлением кабеля во всем спектре частот пилообразных колебаний. Для этого применяется контур постоянного сопротивления (рис. XIII.210), включаемый в качестве элемента нагрузки выходного каскада. Параметры контура выбираются из условия . /?i = #2 = Q= ]/ -§- Телевизионная система с синхрогенератором позволяет существенно упростить канал связи и увеличить дальность телевизионной передачи. Схема простейшего синхрогенератора для системы с прогрессивной разверткой и его функциональная связь с остальными узлами видеотракта передающего устройства представлена на рис. X111.211.
ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ 803 • Для формирования сигналов кадровой развертки используется напряжение сети 501и{, которое ограничивается диодом Дъ дифференцируется цепочкой Си #2 и используется в качестве управляющего напряжения для отпирания разрядной лампы Л± на время обратного хода кадровой развертки. Пилообразно-импульсное напряжение поступает на сетку выходного каскада на лампе Лъ, в катодную цепь которой включены кадровые отклоняющие катушки видикона. Потенциометр R7 предназначен для регулировки линейности. В катодную цепь разрядной лампы Л± включено сопротив- Рис. Kill. 211. Схема синхрогенератора для системы с прогрессивной разверткой. лёние Rit на котором при отпирании лампы во время обратного хода кадровой развертки возникают положительные импульсы. Эти импульсы подаются на катод видикона для гашения луча во время обратного хода и замешиваются в видеосигнал для синхронизации телевизионного приемника. Генератор сигналов строчной частоты на лампах Лз, Л\ представляет собой несимметричный мультивибратор с катодной связью, левый (по схеме) триод которого выполняет функции разрядного каскада, а правый является выходным каскадом строчной развертки. Обратная связь создается с помощью конденсатора С7. Для повышения стабильности работы мультивибратора в сеточную цепь его левого триода включен резонансный контур LiC5. Частоту мультивибратора можно регулировать, с помощью потенциометра RSt изменяющего положительное смещение на сетке левого триода. Зарядный конденсатор Св заряжается в течение большей части периода колебаний мультивибратора, соответствующего прямому ходу развертки. Импульсы, возникающие на аноде лампы Л3, когда она открывается в период обратного хода, используются для гашения луча передающей трубки. Это напряжение имеет пилообразную составляющую, поэтому для замешивания в видеосигнал используется другой импульс, снимаемый из катода триода Л4, который остается 26*
- 804 ТЕЛЕВИДЕНИЕ открытым во время прямого хода развертки. Этот сигнал используется в приемном устройстве для синхронизации и гашения луча приемной трубки. Отклоняющие катушки, так же как и в схеме формирования кадровых сигналов, включены в катодную цепь лампы Л8. В катодную цепь лампы ЛА включена фокусирующая катушка передающей трубки. В качестве приемного устройства может быть использован стандартный телевизор. При этом возможна передача сигнала как на видеочастоте, так и на высокой частоте. В первом случае выходной каскад видеоусилителя передающего устройства связывается непосредственно с видеоусилителем приёмника при помощи коаксиального кабеля. Во втором случае видеосигнал используется для модуляции высокочастотного генератора (см. гл. XI § 7), излучающего колебания в эфир на частоте одного из телевизионных каналов. Телевизионная система для передачи объемных изображений. Объемное восприятие изображений предметов возникает вследствие того, что мы рассматриваем предметы двумя глазами. При этом изображения, возникающие в левом и правом глазу, отличаются одно от другого вследствие пространственного смещения двух точек наблюдения. Сравнение этих изображений в мозгу создает впечатление объемности. Таким образом, для создания объемных изображений необходимо передавать два изображения отдельно для левого и правого глаза. Для этого можно использовать две телевизионные системы. Стереоизображение можно получить и при помощи одной телевизионной системы, если воспользоваться стереоскопической насадкой, выпускаемой для малоформатных фотоаппаратов «Киев» или «Зор- „ кий». Такая насадка при одевании на объектив передающей камеры расщепляет изображение на два и на экране приемной трубки образуются два расположенные рядом изображения. Для наблюдения этих изображений может быть' использован стереоскоп, входящий в комплект стереонасадки. § 16. ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ТРАНСЛЯЦИОННЫЙ УЗЕЛ Телевизионный трансляционный узел предназначен для питания от одного приемного устройства с мощным выходным усилителем большого числа абонентских устройств [14]. Внедрение телевизионных радиотрансляционных узлов дает определенные экономические преимущества, так как часть элементов телевизионного приемника переносится на телевизионный узел и становится поэтому общей для большого числа абонентских устройств. Само абонентское устройство при этом очень сильно упрощается по сравнению с обычным телевизором. В зависимости от числа обслуживаемых абонентских устройств телевизионные узлы можно ориентировочно разделить на три группы: 1) малые узлы (с числом абонентов до 10); 2) средние узлы (с числом абонентов 10—100); 3) большие узлы (с числом абонентов свыше 100). Наиболее массовым типом являются малые телевизионные узлы. В них используется обычный телевизионный приемник, а абонентские устройства являются по сути отводами от телевизора, подобными отводам дополнительных громкоговорителей от обычного радиоприемника. . В телевизионных узлах второй группы, кроме обычного приемника, аппаратура узла должна иметь дополнительные усилительные устройства. Большие телевизионные узлы создаются с учетом значительного упрощения абонентского устройства.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ТРАНСЛЯЦИОННЫЙ УЗЕЛ 805 Телебшионный узел V Приемник Усилитель низкой частоты звукобого Контрольный громкоговоритель А Приемник сигналов изображения I контрольный . кинескоп ^S\ ш Выпрямитель синхронизации изображения Ц развертки изображения Трансформатор накала ламп высоковольтный выпрямитель Телевизионное абонентское устройство n*i высоковольтный выпрямитель > Выпрямитель \А Трансформатор накала ламп изображения Рис. XIII. 212. Блок-схема телевизионного радиотрансляционного узла с двумя линиями связи.
8G6 ТЕЛЕВИДЕНИЕ видеоусилителе ШМт Три варианта блок-схем телевизионных узлов, представлены на рис. XIII.212, XIII.214 и ХШ.215. На рис. XIII.212 дана схема телевизионного узла с обычным телевизионным приемником. Для связи с абонентским устройством используются две линии. 1. Линия сигналов звукового сопровождения, подключающая к выхо-г ду УНЧ приемника звукового сопровождения дополнительные динамики, размещенные в абонентских устройствах. Эта линия ничем не отличается от обычной радиотрансляционной. 2. Линия сигналов изображения. Эта линия должна пропустить широкую полосу видеосигнала (4—6 Мгц), поэтому выполняется из высокочастотного кабеля. Обычно для +£а этой цели применяют коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50—200 ом. Высокочастотный кабель должен быть согласован (т. е. нагружен на волновое сопротивление) с обоих концов, иначе возникнут многократные отражения, которые приведут к искажению изображения на приемных трубка*. Высокочастотный кабель подает сигналы с выходного каскада видеоусилителя на выход видеоусилителя абонентского устройства. Применение одного усилительного каскада в абонентском устройстве необходимо, так как мощности выходного каскада видеоусилителя обычного телевизионного приемника не достаточно для создания на нагрузке 50— 200 ом (равной волновому сопротивлению кабеля) напряжения 20—30 в, необходимого для модуляции приемной трубки. При таком построении схемы в абонентском устройстве сохраняются узлы синхронизации и развертки, имеющиеся в обычном телевизионном приемнике. На рис. XIII.213 приведена схема подключения высокочастотного кабеля к выходному каскаду видеоусилителя сигналов изображения. Сопротивление R в цепи катода выбирается так, чтобы выходное сопротивление каскада равнялось волновому сопротивлению кабеля. Необходимая величина сопротивления в катоде Лх где q — волновое сопротивление кабеля,, ом\ S — крутизна характеристики лампы, а/в. На рис. XII1.214 представлена блок-схема телевизионного узла с упрощенным абонентским устройством, в котором отсутствуют устройства синхронизации, но зато имеются две дополнительные линии связи для сигналов синхронизации по строкам и кадрам. Рис. XIII. 213. Схема сокочастотного кабеля каду видеоусилителя. Выход & , сигнмод >_. щзобршкенм подключения вы- к выходному кас-
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ТРАНСЛЯЦИОННЫЙ УЗЕЛ 807 Телевизионный узел V Приемник сигналов звукового Усилитель низкой частоты <$ Приемник сигналов изображения I Контрольный кинескоп ^<ч Ш выпрямитель устройство синхронизации изображения развертки изображения накала ламп высоковольтный питания абонентских • устройств Телевизионное абонентское устройство N4 \> высоковольтный выпрямитель х> накала ламп Устройство изображения ■+- т т v I f абонентским. Рис. XIII. 214. Блок-схема телевизионного радиотрансляционного узла с упрощенным абонентским устройством.
808 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Телевизионный узел V Приемник сиг- налоЬ збукобого сопровождения Контрольный Усилитель [^низкой частоты сигналов звуково\ \го * <1 Приемник сигналов изображения Контрольный ^ кинескоп ^^г\ синхронизации изображения Устройство Трансформатор накала ламп ВЫСОКО" Телевизионное абонентское устройством*, Высоковольтный выпрямитель > Выпрямитель Приемная трубка накала ламп развертки изображений Рис. ХШ 215. Блок-схема телевизионного радиотрансляционного узла с частичным питанием абонентского устройства от узла.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ТРАНСЛЯЦИОННЫЙ УЗЕЛ 809 На рис. XIII.215 приведена блок-схема одного из вариантов трансляционного узла, в котором применено частичное питание абонентских устройств от узла. В этой схеме применяется мощный видеоусилитель, позволяющий передавать сигналы изображения по кабелю с амплитудой 20—30 в для непосредственной модуляции приемных трубок без применения видеоусилителей в абонентских устройствах. При этом значительно увеличивается число необходимых проводов, поскольку каждая линия состоит из двух проводов. Чтобы уменьшить число проводов, необходимо применять Телевизионный узел 1 Телебизионный узел 6 8 в _ питание аноооо ламп !*?-•-- d ■ ' о Сигналы збукобого сопровождения е Сигналы синхронизации по строкам э — — О L_1_1_J_. „ Сигналы синхронизации по кадрам 7 ■— - ' о л Сигналы изображения 9 '... 1П Сигналы збукобого сопровождения "* Питание анодов ламп Г i * i " Сигналы синхронизации по строкам „ Сигналы синхронизации w кадрам I n Сигналы изображения Обилий провод Телевизионное абонентское устройстбо Телебизионное абонентское устройстбо Рис. XIII. 216. Схема объединения проводов различных линий, связывающих телевизионный узел с абонентским устройством. общие провода. Однако следует учитывать возможность взаимного влияния. В частности, не рекомендуется объединять провода линий сигналов изображения и звукового сопровождения. Схема объединения проводов различных линий, позволяющая сократить общее число1 проводов с 10 до 6, приведена на рис. XI 11.216. Распределительная сеть выполняется из коаксиального высокочастотного кабеля или двухпроводного экранированного кабеля (например, типа РД), по одной жиле которого передаются сигналы изображения, а по другой — сигналы развертки. На рис. XIII.217 приведена схема ответвительной коробки при так называемом магистральном способе прокладки телевизионного кабеля. Величина добавочного сопротивления определяется по формуле #A = 2QMarn--Qa. где дмаг— волновое сопротивление магистрального кабеля; Qa — волновое сопротивление кабеля абонента; п— число отводов отданной коробки.
810 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Такая система с двухпроводным кабелем применима для линии с 5— 6 распределительными коробками, расположенными одна от другой на расстоянии 3—4 м (высота этажа). Для согласования участка линии до первой коробки (нагруженной) и участка с отводами в первой распределительной коробке устанавливается сопротивление RK такой величины, чтобы суммарное сопротивление RK и распределительной нагрузки было равно волновому сопротивлению Qmv. Точная величина сопротивления RK подби- К следующим ответ- вительным коробкам Первая ответбительная коробка К развертке —0/ -<Z>2 К усилителю сигналов изображения Ябонентское устройство Рис. XIII. 217. Схема распределительной коробки при магистральном способе прокладки телевизионного кабеля, рается при снятии частотных характеристик линий. Для этого на вход линии подключается генератор стандартных сигналов (например, ГСС-6), а на выход перед сопротивлением RK — ламповый вольтметр. Необходимо добиться полосы в 5—6 Мгц. § 17. ПРОСТЕЙШАЯ РЕТРАНСЛЯЦИОННАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СТАНЦИЯ С помощью ретрансляционных станций можно сравнительно дешевыми ' средствами осуществить телефикацию городов и селений, расположенных на расстояниях 80—100 км от телецентра и тем самым значительно расширить аудиторию телезрителей. Блок-схема простейшей ретрансляционной станции приведена на рис. XIII.218. Она состоит из усилителя высокой частоты (УВЧ), настроенного на частоту ближайшего передающего телецентра, работающего, например, в диапазоне первого канала, преобразователя {смесителя и
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 811 гетеродина), на выходе которого частота соответствует, например, третьему телевизионному каналу. На этой частоте сигналы усиливаются и излучаются в эфир. Первые несколько ступеней после преобразователя представляют собой обычный широкополосный полосовой усилитель напряжения, последние — усилители мощности. В зависимости от мощности станции последние 3—5 каскадов выполняются по двухтактной схеме. Схемы всех элементов станции могут быть составлены и рассчитаны на основании приведенных в справочнике материалов. В выходных ступенях из-за большого уровня сигнала необходимо проверять не только частотные, но и амплитудные характеристики каскадов. in Усилитель . шреддарительЛ . ~ Смеситель \ЛныиишлительуХ усилитель 7§+в4Мгц Г 76+ВЬМги. Гетеродин 2Z5MBU, или 1дмгц 8L Рис. XIII. 218. Блок-схема простейшей ретрансляционной телевизионной станции. Из-за ограниченного участка линейной части анодно-сеточной характеристики в выходных каскадах нецелесообразно применять системы взаимно расстроенных контуров, связанных через лампы. При полном использовании ламп по мощности для предотвращения нелинейных искажений необходимо, чтобы каждый каскад равномерно усиливал весь спектр частот телевизионного сигнала. Для обеспечения постоянства спектра частот и уровня сигнала необходимо применять стабильные схемы гетеродинов и автоматическую регулировку усиления. § 18. ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ КОЛОРИМЕТРИИ* Свет представляет собой электромагнитные колебания с длиной волны от 0,4 до 0,76 лис, непосредственно воспринимаемые нашим глазом в виде различных цветов от фиолетового до красного. _ Если представить источник света, излучение которого по мощности одинаково во всей видимой области от 0,4 до 0,76 мк, то цвет его излучения будет восприниматься глазом как белый (так называемый источник равно- энергетического белого цвета). Однако чувствительность глаза неодинакова к лучам света с разной длиной волны. Если представить себе фильтр с достаточно узкой полосой пропускания, который можно перемещать вдоль спектра, то окажется, что * Колориметрия — раздел оптики, в котором изучаются методы измерения и количественного выражения цвета [4, 6].
812 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Д5 1 , —■ I А i \ \ yW \ \ ^J 400 500 600 А, ммк Рис. XIII. 219. Кривая видности,. яркость, воспринимаемая глазом, будет меняться с длиной волны при постоянной мощности источника света в соответствии с так называемой кривой видности, показанной на рис. XI 11.219. Из кривой видно, что глаз обладает наибольшей чувствительностью к зеленым лучам с длиной волны около 0,555 Мк. Чем уже спектр, пропускаемый фильтром, тем определеннее (чище) будет окраска прошедшего через фильтр света, нр тем меньшая световая энергия пройдет через него. Если расширить полосу пропускания фильтра, то прошедший через фильтр свет '.0| 1 1— >гч- i 1 1 окажется более интенсивным, но менее определенным по окраске. Таким образом, всякий свет можно характеризовать тремя следующими величинами [4, 6,28]: 1) яркостью, определяемой общей величиной светового потока, попадающего в глаз; 2) цветовым тоном, определяемым длиной волны максимума спектральной кривой светового потока (в приведенном примере цветовой тон определяется длиной волны к, соответствующей максимуму спектральной характеристики фильтра); 3) чистотой или насыщенностью цвета, определяемой тем, насколько в нем велика примесь белого (в приведенном выше примере чистота цвета р определяется полосой пропускания фильтра). Количество цвета (окраска или цветность) определяется цветовым тоном и насыщенностью и может рассматриваться независимо от яркости, характеризующей интенсивность цвета. Получение цветного изображения в телевидении основано на трехком- понентной теории цветного зрения, предполагающей, что в состав нашего зрительного органа входят три обособленные группы нервных аппаратов, изолированное возбуждение каждой из которых дает ощущение определенного цвета. Опыт показывает, что любой цвет может быть получен смешением трех определенных цветов, являющихся линейно независимыми*. Линейно независимых цветов может быть бесчисленное множество, в частности, такими являются красный R, синий В и зеленый G цвета, принятые в колориметрии за основные [10,28]. _ Таким образом, произвольный цвет F можно связать с основными следующим цветовым уравнением: f'F^r'R + g'G + b'B. где коэффициенты г', g\ b* и f выражают количества каждого из смешиваемых и результирующего цветов. В соответствии со сказанным выше для характеристики цветного светового потока достаточно знать лишь, относительное содержание основных цветов в смеси. * Линейно независимыми называются такие три цвета, которые, будучи смешаны попарно между собой в любой комбинации, не могут дать треть* его цвета. .
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 813 Если в приведенном уравнении разделить коэффициенты в левой и правой части на х', то получим F = rR + gG + bB, г* g' V где т =-тг'» 8 = -77*; о = — представляют относительные трехцветные т^ех основных С9>Ь Ofi Ofi О -Ofi -Ofi ~\2 I I \** Ч.. I I Cjfi36 Ц5 Q536 Ofi Л."" Рис. XIII. 220. Кривые смешения основных цветов. коэффициенты, показывающие относительные количества цветов в смеси. Сумма этих коэффициентов всегда равна единице r + g + b^i. Кривые смешения основных цветов приведены на рис. XIII. 220. По этим кривым можно определить необходимое количество каждого из основных цветов, которое нужно смешать для получения единицы количества заданного чистого спектрального цвета. Обращает на себя внимание тот факт, что каждая из кривых на некотором участке опускается ниже нуля, т. е. знак одного из коэффициентов в цветовом уравнении отрицательный. Это значит, что в ряде случаев заданный цвет не может быть получен сложением трех основных цветов. Лишь смешивая заданный цвет F с одним из основных, напри- мёр R, можно получить суммарный цвет, такой же как и при смешении двух других основных цветов, F + rR=gG + bB. ^ В телевидении применяется смешение основных цветов только с положительными компонентами. При этом оказывается, что наиболее широкий диапазон различных цветов без использования отрицательных компонент может быть получен смешением красного, зеленого и синего цветов, поэтому они и приняты за основные. Более удобным для практического использования при изучении законов смешения цветов, чем кривые, изображенные на рис. XI 11.220, является цветовой график (рис. XIII.221), представляющий подковообразную кривую, вдоль которой располагаются чистые спектральные цвета, обладающие предельной насыщенностью [4, 6, 10, 16, 28]. Сложением трех основных цветов можно получить все цвета, лежащие внутри треугольника с вершинами /?, G, В. Для любого цвета, например, F, трехцветные коэффициенты задаются координатами точки F, определяемыми в косоугольной системе координат величиной перпендикуляров, опущенных из точки на стороны треугольника Rt G, В. Точка, соответствующая равноэнергетическому белому цвету (источник £), для которого трехцветные коэффициенты ^ r=g=fc , располагается на пересечении медиан (в центре тяжести треугольника).
814 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Для любой точки, лежащей за пределами треугольника, один из трехцветных коэффициентов отрицательный. Следовательно, все точки, лежащие вне треугольника, соответствуют цветам, которые не могут быть получены сложением основных цветов. Хотя область внутри подковообразной кривой за пределами треугольника по площади довольно значительна, но она соответствует насыщенным сине-зеленым цветовым тонам, которые в природе редко встречаются. " До сих пор предполагалось, что белый цвет определяется равноэнерге- тическим источником Е. В действительности понятие «белого» цвета не является достаточно определенным. Так например, дневной свет в яркий солнечный день, как и в пасмурный, кажется белым, хотя отличается по Рис. XIII. 221. Цветовой график RGB. спектральному составу. Цвет источника Е напоминает освещение в очень пасмурный день. Для стандартизации белого цвета, кроме источника £, было введено еще три источника белого цвета: Л, В и С. Цвет источника Л напоминает цвет свечения обычных ламп накаливания; источника В — освещенность при солнечном свете; источника С — освещенность, создаваемую ясным небом без попадания прямых солнечных лучей. Так как источник белого цвета всегда располагается в центре тяжести треугольника, то для каждого источника белого цвета строится свой цветовой график. - Цветовой график очень удобен для анализа смешения цветов. Прямая линия, соединяющая любые две точки в плоскости цветового графика, проходит через точки, соответствующие всем цветам, которые могут быть получены смешением (сложением) двух исходных. При смешении трех цветов точки, соответствующие результирующим цветам, будут лежать внутри треугольника, вершинами которого являются точки, соответствующие исходным цветам. Точки, соответствующие дополнительным цветам*, лежат по обе стороны от точки С на прямой, проходящей через нее. * Дополнительными называются такие два цвета, которые, будучи смешаны в определенной пропорции, дают белый цвет, например /ч и F2, F3 и /ч-
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 815 Если провести прямую, соединяющую точку С с любой точкой на кривой, например М, то положение точки N на этой прямой будет определять чистоту цвета или насыщенность Если на цветовом графике провести прямую, соединяющую точки, соответствующие длинам волн 400 и 700 ммк, то точки на этой прямой будут обозначать цвета, представляющие смесь синего и красного в разных пропорциях. Это пурпурные цве- v Рис. XIII. 222. Цветовой график та, которые в отличие от остальных не являются спектральными. Для полной характеристики цвета F необходимо найти его яркость У, которая определяется суммой составляющих яркостей: зеленой (59%), красной (33%) и синей (8%) компонент цветного изображения Y c= 0,59G + 0,33/? + 0,08В. Такое соотношение между компонентами объясняется неодинаковой чувствительностью глаза к световым волнам разной длины. Линии равной яркости на рис, XIII. 221 представляют па- XYZ. ■О Q1 Q? Of Q4 0.5 Q6 й7 0,6 раллельные прямые, проходящие под некоторым углом к линии BR. При этом линия нулевой яркости (алихна) проходит чуть ниже точки В. Цветовой график, в котором за основные цвета приняты /?, В, G, неудобен для практических расчетов: во-первых, потому, что координаты некоторых цветов отрицательные, во-вторых, из-за того, что яркостная составляющая суммарного цвета определяется как сумма яркостных составляющих основных цветов. Поэтому стандартизован несколько иной график XYZ (рис. XIII.222). На этом графике область реальных цветов оказывается внутри треугольника XYZ, поэтому всегда выражается положительными значениями координат. Кроме того, сторона треугольника ZX совпадает с алихной, поэтому в яркостном уравнении составляющие яркостей цветов Z и X входят с нулевыми коэффициентами. Таким образом, яркость любого цвета определяется значением координаты У. Принципы построения систем цветного телевидения Для передачи изображения цветного объекта необходимо разделить его на три отдельных (цветоделенных) изображения в основных цветах, например, с помощью светофильтров, а затем в приемном устройстве сложить эти отдельные изображения в одно. При этом возможны три способа смешения цветов:
в!в ТЕЛЕВИДЕНИЕ 1. Одновременное смешение, при котором три изображения в основных цветах одновременно проектируются на один экран. 2. Последовательное смешение, при котором изображения в основных цветах проектируются на экран поочередное такой частотой, чтобы не были заметны мелькания. Приемная трубка ОН Передающая трубка г Штор йисксосбе- тотиль- трами канал ебязи Диск со сбето- Фильтрами' 3. Пространственное смешение, при котором изображение представляет мозаику. Каждый элемент мозаики состоит из трех частей, окрашенных в основные цвета. Если на такое изображение смотреть на расстоянии, глаз не различает отдельные части элементов мозаики и создается впечатление сплошной картины с плавными цветовыми переходами. В зависимости от способа смешения цветов и передачи по каналу связи трех изображений в основных цветах различают последовательные и одновременные системы цветного телевидения. Блок-схема простейшей телевизионной системы с последовательной передачей цветов приведена на рис. XIII.223. Она отличается от обычной системы черно-белого телевидения тем, что перед передающей и приемной Красная" Рис. XIII. 223. Блок-схема телевизионной системы с последовательной передачей цветов. -->e---V Глаг Рис. XIII. 224. Блок-схема телевизионной системы с одновременной передачей цветов. трубками синхронно и синфазно вращаются диски со светофильтрами основных цветов. Зритель поочередно видит красное, синее и зеленое цветоделение изображения. Полное цветовое изображение передается за время одного оборота диска. Если в черно-белом телевидении за это время передаются два поля (полукадра), то в цветном необходимо передать шесть цветовых полей. Таким образом, время передачи одного цветового поля в три раза меньше, чем время передачи одного полу кадра в черно-белом телевидении.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 817 Блок-схема телевизионной системы с одновременной передачей цветов показана на рис. XHL224. Принцип работы ее заключается в том, что подлежащее передаче изображение системой полупрозрачных зеркал проецируется на три передающих трубки соответственно через красный, синий и зеленый светофильтры. Каждое из этих цветоделенных изображений передается через свой канал и поступает на одну из трех приемных трубок. Экран каждой трубки светится одним из основных цветов. Изображения совмещаются системой зеркал. В обеих системах, как в последовательной, так и в одновременной, необходимо расширить полосу передаваемых частот в три раза по сравнению с системой черно-белого телевидения, если число строк разложения во всех системах одинаково, в первой — вследствие того, что необходимо увеличить частоту кадровой развертки в три раза, во второй — из-за необходимости применения трех каналов связи. При выборе той или иной системы телевидения для вещания первостепенное значение имеют вопросы сужения спектра телевизионного сиг- .нала и совместимости систем черно-белого и цветного телевидения. Под совместимостью понимается возможность приема передач цветного телевидения на обычные телевизионные приемники (в черно-белом виде) и возможность приема на телевизионные приемники цветного телевидения программ черно-белого телевидения. Из приведенного выше очевидно,. что последовательная система цвет* ного телевидения не может быть совместимой, так как частоты строчной и кадровой разверток в три раза выше, чем в системе черно-белого телевиде* ния, а это требует не только изменения параметров генераторов разверток, но и расширения вследствие этого полосы пропускания приемников черно- белого телевидения в три раза. . В телевизионной системе с одновременной передачей цветов совместимость осуществить проще, так как для приема программ черно-белого телевидения может быть использован один из трех каналов связи. Однако непосредственное использование одного из цветоделенных изображений для создания черно-белого изображения в обычном приемнике приводит к искажению градаций яркости изображения, так как яркость У суммарного цвета F, представляющая ахроматическую часть полного сигнала цветного телевидения, эквивалентную, сигналу современного черно-белого телевидения, определяется суммой составляющих яркостей: зеленой (59%), красной (33%) и синей (8%) компонент цветного изображения, и определяется уравнением . ~ У = 0,590 + 0,33/? + 0,08В. Таким образом, для создания совместимой системы по одному из каналов необходимо передать полный яркостный сигнал К, тогда по двум другим каналам могут быть переданы сигналы цветности, например, красный R и синий В. В передаче зеленого G сигнала уже нет необходимости, так как он может быть получен в цветном приёмнике как разность яркост- ногоидвух других сигналов. Возможность сокращения полосы пропускания частот цветного телевизионного сигнала связана с особенностями нашего зрения. Было обнаружено, что наиболее мелкие детали изображения глаз различает только по яркости и не различает по цветам. Для воспроизведения деталей средних размеров достаточно двух цветов и только для воспроизведения крупных деталей изображения необходимы три.цвета. Используя эти свойства глаза* можно сократить полосу пропускания частот каналов, .по которым передаются, сигналы цветности до 1,5 Шц>
818 ТЕЛЕВИДЕНИЕ сохранив ширину полосы пропускания ЬМгц только для яр костного сигнала. В описанной ниже совместимой системе телевидения вследствие уплотнения канала связи удалось сузить спектр цветного телевизионного сигнала до значения ширины спектра изображения черно-белого телевидения. Совместимая система цветного телевидения с одной цветовой поднесущей Совместимая система, применяемая на Московском телецентре для опытной передачи программы цветного телевидения, представляет собой модификацию американской системы NTSC [17]*. Предусматривается передача трех сигналов: сигнала яркости Uyt разностных сигналов (/«у= ^д—' ^у и ^в-.у=^в— Уу' несУЩих Цветовую информацию. При этом яркостный сигнал Оу, занимающий спектр частот 6 Мгц, и разностные сигналы, занимаю- Дискретные сгустки энергии яркостного сигнале \ . К нулю i Li L, U Интервал ЛК > 15625 гц Дискретные сгустки энергии сигнала цветности $50-я еармонино 151-я гармоника строчной частоты 152-я гармоника 153-я гармоника и т д Рис. XIII. 225. Форма спектра видеосигнала в совместимой системе цветного телевидения. щие сокращенную полосу частот 1,5 Мгц, передаются через один общий канал, связи» равный по ширине каналу черно-белого телевидения. Такое уплотнение канала связи оказалось возможным благодаря тому, что спектр частот телевизионного сигнала (рис. XIII.225) не занимает сплошную полосу от О до 6 Мгц, а располагается в виде дискретных сгустков энергии с периодом повторения, равным периоду строчной развертки. Незаполненные участки спектра могут быть использованы для передачи обоих сигналов цветности (принцип частного перемежения). Для передачи сигналов цветности ими модулируют несущую частоту, которую принято называть цветовой поднесущей. Для того чтобы спектр сигналов цветности разместился между спектром сигнала яркости, необходимо, чтобы частота цветовой поднесущей * В настоящее время изучается вопрос внедрения французской системы SECAM, отличающейся от NTSC тем, что сигналы цветности передаются последовательно через строку посредством частотной модуляции цветовой поднесущей. В системе SECAM предъявляются менее жесткие требования к каналу связи в отношении частотных и фазовых искажений, что позволяет использовать существующие радиорелейные линии связи не только для передачи черно-белого, но и цветного телевидения.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 819 /ц п равнялась нечетному кратному половины строчной частоты А*. п= (2*+ !)%-. где fCTp — частота строк, а к — любое целое положительное число. х Если частота цветовой поднесущей кратна четному числу половины строчной частоты, (рис. XIII. 226), то на одной строке будет укладываться целое число периодов цветовой поднесущей и тогда сигналы от строки к строке шцсп n ii/iда ъ.ш ncuiH ui t,ipuivn л v»ipuivc I 4 I I и в строках от кадра к кадру (например, г\ f\ /Д ]r\ /\ r\ J 1 и 626 строки) будут складываться в | ^ ^ ^1 v' ^ ^И Строка t % Строка Зшю62б, строки) будут складываться фазе (рис. XIII. 226,а), создавая белые и черные интерференционные полосы. Если же частота цветовой поднесущей кратна ' ' нечетному числу половины строчной ча- Г" Строка! -~\*-cmpoKaiw*wih\ стоты, то на одной строке уложится целое число плюс половина периода цветовой поднесущей и в таком случае сигналы от строки к строке и в каждой строке от кадра к кадру окажутся сдвинутыми по фазе на 180 и будут компенсироваться (рис. XIII. 226,6). Однако идеальная компенсация практически не представляется возможной, поэтому частоту цветовой поднесущей выбирают относительно высокой,, чтобы структура помех на экране телевизора была по возможности мельче. На рис. XIII.227 приведен спектр частот телевизионного канала опытного Московского телецентра. Частота цветовой поднесущей /ц п = 4,429 Мец (что соответствует в приведенной выше формуле Л =280). На этом же рисунке показан пунктиром спектр частот, занимаемый сигналами цветности UR_Y и ^в—у &ля пеРеДачи АВУХ сиг* налов цветности на одной поднесущей частоте применяется так называемый способ квадратурной модуляции. Рис. XIII. 226. Схема, поясняющая принцип компенсации интерференционных искажений при правильном выборе частоты цветовой поднесущей: / — частота сигнала цветовой поднесущей 46 875 ец; 2—частота сигнала цветовой поднесущей 23 437, б ец. 7M2U 4,429 Рис. XIII. 227. Спектр частот цветного телевидения. Сущность квадратурной модуляции в том виде* в котором она применяется в цветном телевидении, можно объяснить, используя схему, пред-
820 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ставленную на рис. XI1I.228. Напряжение с выхода генератора цветовой поднесущей частоты поступает на два балансных модулятора. При этом на один из модуляторов напряжение подается непосредственно, а на второй— Генератор \педнесущей\-\ частоты У*-г\ балансным \модуляторг\ / балансный] ФазоОра- , , щатель Г^одуптор {Смеситель: Рис. XIII. 228. Блок-схема формирования результирующего цветового сиг- нала. Рис. XIII. 229. Векторная диаграмма, поясняющая получение результирующего цветового сигнала. Пурпурный Ufi=0,62 •и..* «• через фазовращатель, обеспечивающий сдвиг фазы на 90°. В первом модуляторе цветовая поднесущая модулируется разностным сигналом VR_yt во втором — сигналом Uв_у. На выходе балансных модуляторов несущие частоты подавляются и остаются сигналы боковых частот, сдвинутые по фазе один относительно другого на 90°. Эти сигналы, будучи смешаны в смесителе, дадут результирующий сигнал (/р. На рис. XIII. 229 приведена векторная диаграмма, из которой видно, что амплитуда Up и фаза <р результирующего вектора являются функциями амплитуд и отношения амплитуд разностных сигналов Оц^у и Ub—Y' Результирующий вектор может лежать в любом квадранте, так как разностные сигналы могут принимать как положительные, так и отрицательные значения. При Голубой U^Ofib Ч>*280* Рис, XIII. 230. Векторная диаграмма, показывающая расположение результирующего вектора цветовой поднесущей. в зависимости от передаваемого цвета. том фаза результирующего вектора определяет цветовой тон (или,оттенок)', а амплитуда — насыщенность (или чистоту) цвета.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 821 Векторы шести цветов показаны на рис. ХШ. 230. Следует обратить внимание на то, что векторы дополнительных цветов, например, красного и голубого, сдвинуты один отно- сительно другого по фазе на 180 и равны по абсолютной величине. Подавление цветовой под- несущей частоты на выходе балансных модуляторов выгодно, так как позволяет уменьшить интерференционные помехи. Для выделения сигналов цветности в приемнике необходимо восстановить цветовую поднесущую. Для этого используется синхронный гетеродин, создающий синхронные и синфазные колебания с цветовой поднесущей. Для синхронизации этого гетеродина по частоте и фазе с цветовой поднесущей в телевизионный синхронизирующий сигнал подмешивается вспышка (несколько периодов ifi от уровня черного "^•Уробень черного 0£отуро6ня черного ~о>ЮТс.макс Рис. XIII. 231. Расположение вспышки цветовой поднесущей на задней площадке строчного гасящего импульса: / — импульс строчной синхронизации; 2 — вспышка цветовой поднесущей. колебаний) цветовой поднесущей, которая располагается на задней площадке строчного бланкйрующего импульса (рис. XIII.231). U»-y >ч Камера Уе- ^ Фильтр \\Батнсный Фильтр 0*6Мгм Фильтр I \0*#Мгц Генератор цбетовой поднесущей \Смесителйг~\ Балансный] модулятор] Я Формирование полного] телебизион- \ного сигнала Ы ФазовраА щатепь Синхро- генератор] К модулятору передатчика Усинкр Рис. XIII. 232. Блок-схема формирования цветного телевизионного сигнала в передатчике. На рис. XII 1.232 приведена упрощенная блок-схема формирования цветного телевизионного сигнала. Подлежащее передаче изображение проектируется на фотокатоды трех передающих трубок, размещенных в блоке камеры. На выходе камеры образуются три сигнала цветоделенных изображений 6^, UG, Uв. Из этих сигналов в пересчетном устройстве (матрице) вырабатываются яркостный сигнал UY и разностные сигналы U^_Y и ^в—у-
822 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Для ограничения спектра разностные сигналы пропускаются через фильтр нижних частот с полосой пропускания 0 -г 1,5 Мгц, в то время как спектр яркостного сигнала остается равным 6 Мгц. Затем разностные сигналы подаются на балансные модуляторы, на которые одновременно поступают напряжения от генератора цветовой поднесущей, сдвинутые по фазе один относительно другого на 90°. Синхронизирующий сигнал цветного телевидения вырабатывается синхрогенератором и отличается от синхронизирующего сигнала черно-бе> лого телевидения лишь наличием вспышки цветовой поднесущей. Яркост- ный сигнал UY, а также сигналы с выхода смесителя Up и синхрогенератора ^синхрП0СТУпают на устройство, формирующее полный телевизионный сигнал для модуляции телепередатчика. Скелетная схема приемника цветного телевидения Упрощенная блок-схема приемника цветного телевидения с трехлучевым кинескопом приведена на рис. XIII.233 [10]. Незаштрихованные клетки образуют блок-схему обычного приемника черно-белого телевидения. ШвоиУсин^ гхронизации* Блок, (Одно* усилителя] УПЧ {изображения \ния сигналом *иветностиЫ шдеодетек- \тор и видео усилитель Канал сопровождения Трехлучевой^ Каскады выделения имлульсов синхрониза- ции и ЙРУ [сходимости] Блок строчной и кадровой разверток и высоковольтный выпрямитель Рис. XIII. 233. Упрощенная блок-схема приемника цветного телевидения с трехлучевым кинескопом. Блок приемной трубки заштрихован наполовину, так как часть его схемы используется в приемниках черно-белого телевидения. Три заштрихован* ные блока не встречаются в приемниках черно-белого телевидения. Два из них — блок цветовой синхронизации и блок формирования сигнала цветности —преобразуют цветовой сигнал для подачи его на трехлучевой кинескоп. Блок сходимости поддерживает правильную фокусировку электронных пучков в трехлучевом кинескопе и обеспечивает нужное соотношение между ними во всех точках поверхности экрана. Вместо трехлучевого кинескопа можно использовать три отдельных трубки для красного, синего и зеленого цветоделенных изображений с по-
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 823 следующим совмещением этих изображений на общем экране. При этом блок сходимости не требуется, однако необходимы дополнительные корректирующие цепи и регулировки для хорошего совмещения трех отдельных изображений на общем экране. Блок входного усилителя не отличается ни по конструкции, ни по схеме от аналогичного блока приемника черно-белого телевидения, только при использовании блока ПТК желательно сделать его частотную характеристику более равномерной за счет уменьшения коэффициента усиления. Полный видеосигнал цветного телевидения I—ш~ К каскадам синхронизации - К ЯРУ - К блоку цветовой синхронизации От SflftT] изображения т<г~\ видео- iVp5! й каскад] видео- усилителя Линия задержки ~ на 0,6 мксек MS Только яркостные сигналь* [2-й каскад] видеоусилителя] ir К модулятору трехлучевого кинескопа Контраст 1 ™ I "механическая связь И блоку формирования сигналов цветности Рис. XIII. 234. Один из вариантов блок-схемы видеоусилителя цветного телевидения. Канал УПЧ по существу также мало отличается от УПЧ приемника черно-белого телевидения, однако к нему предъявляются более жесткие требования в отношении формы частотной характеристики. В частности, допустимая неравномерность частотной характеристики около 1 дб. В «цветном» приемнике, как правило, применяется АРУ для поддержания постоянного уровня сигнала на входе видеодетектора. Чтобы не возникали биения между несущей частотой звука и цветовой поднесущей на выходе видеодетектора, приводящие: к появлению темных полос на экране телевизора, сигналы звукового сопровождения снимаются с УПЧ до второго детектора, а несущая частота звука на входе видеодетектора практически полностью подавляется режекторными фильтрами. Канал звукового сопровождения, если не считать необходимости применения отдельного детектора, от канала звукового сопровождения приемника черно-белого телевидения также не отличается. Видеоусилитель, так же как и в приемниках черно-белого телевидения, может быть многокаскадным или однокаскадным. Если применяется многокаскадный видеоусилитель (рис. XIII.234), то сложный видеосигнал после первого каскада разветвляется в блок формирования сигнала цветности, канал цветовой синхронизации, каскады АРУ, а также в селектор импульсов синхронизации генераторов развертки. В связи с этим полоса пропускания первого каскада видеоусилителя должна составлять около 6 Мгц. Последующие каскады видеоусилителя предназначаются для усиления только яркостной составляющей видеосигнала и отличаются от видеоусилителя приемника черно-белого телевидения только наличием режек-
824 ТЕЛЕВИДЕНИЕ торных фильтров, подавляющих вспышки цветовой поднесущей на выходе видеоусилителя, и линии задержки. Линия задержки необходима для того, чтобы уравнять время прохождения сигнала в яркостном канале и в более узкополосном канале сигналов цветности. Если используется однокаскадный видеоусилитель, то сложный видеосигнал разветвляется после видеодетектора. В этом случае видеоусилитель выполняет только функции усилителя яркостного канала. Схема однокас- кадного видеоусилителя для трехлучевого кинескопа приведена на рис. X 111.235. Линия на входе усилителя должна задерживать яркостный сиг- От бидеодетектора к, щ Линия задержки -[20$ Режект.орный фильтр на 4,429 Мги Рис. XIII. 235. Схема однокаскадного видеоусилителя. нал приблизительно на 0,6 мксек. Она может быть выполнена в виде отрезка коаксиального кабеля, например, РК-50 длиной 30—32 см. Индуктивности L2, Ls — корректирующие. При использовании трех отдельных кинескопов для изображений #, Gr В могут потребоваться яркостные сигналы разных уровней вследствие различных модуляционных характеристик кинескопов. На рис. XIII.236 приведена схема видеоусилителя,' амплитудная характеристика которого улучшена отрицательной обратной связью. Выходной каскад усилителя выполнен с разделенной анодной нагрузкой. Блок разверток и высоковольтный выпрямитель отличаются от аналогичных цепей приемника черно-белого телевидения лучшими качественными показателями « большими мощностями. Это объясняется тем, что диаметр горловины трехлучевого кинескопа больше, а при работе с тремя кинескопами генераторы разверток нагружаются на три отклоняющие си- , стемы. Кроме того, как для трехлучевого, так и для проекционных кине- скопов требуется анодное напряжение 25 кв. Для генератора строчной развертки используются специально разработанные лампы — мощный пентод 6П20С, демпферный диод 6Ц17С и стабилизатор высокого напряжения 6С20С. На рис. ХШ.237 приведены схемы генераторов строчной и кадровой разверток, а также корректирующих цепей для совмещения растров при использовании трех проекционных кинескопов [25]. Корректирующие катушки Lei, £52 предназначены для исправления трапецоидальных искажений, вызванных тем, что при расположении трех кинескопов в одном
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 825 горизонтальном ряду оси проекций крайних кинескопов будут наклонены относительно нормали к поверхности экрана, на который проецируется изображение, на угол около 10°. Трехлучевой кинескоп. Наиболее важным и сложным элементом телевизионного прием- ни ка является - электронно-л у че- вая трубка с мозаичным экраном. Схематическое устройство такой трубки приведено на рис. XIII.238. В отличие от трубки для черно-белого телевидения в «цветной» трубке имеются три электронных прожектора, каждый из которых состоит из катода с подогревателем, управляющего и 'фокусирующего электродов. Фокусирующие электроды соединены так, что три пучка фокусируются изменением лишь одного напряжения. Последним электродом прожектора является сводящий электрод, представляющий цилиндр малого диаметра, который соединен с аквадаговым покрытием, выполняющим роль второго анода трубки. Экран трубки представляет регулярную мозаику состоящих из отдельных групп точек, покрытых люминофорами трех цветов. Непосредственно перед экраном трубки установлен тонкий металлический лист с большим числом отверстий (теневая маска). Электронные пучки трёх прожекторов направляются так, чтобы каждый из них, пройдя через отверстие в маске, мог попасть только на люминофор «своего» цвета (рис. XIII. 239). Однако добиться этого путем идеально точного конструктивного выполнения трубки очень сложно, поэтому применяется специальная система сходимости, позволяющая корректировать траекторию электронных пучков. домпннэпйи тоид в i
Рис, XIII. 237. Схемы генераторов строчной и кадровой разверток.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 827 Рис. XIII. 238. Схематическое устройство трехлучевого кинескопа с точечным мозаичным экраном: J — катоды; 2 — управляющие электроды; 3 — катушка частоты; 4 — сводящий электрод; 0 — отклоненные лучи; 5 — мозаичный экран; 7 — маска; ... в — отклоняющая система; 9 — фокусирующие электроды. Рис. XIII. 239. Схематическое изображение маски и экрана, поясняющее схождение трех пучков в одном отверстии теневой маски: / —электронные пучки; 2 — теневая маска; 5 — точечный мозаичный экран.
828 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Блок сходимости. Над каждым сводящим цилиндром трубки установлены внутренние и внешние полюсные наконечники (рис. XIII. 240). Поворачивая постоянные магниты во внешних полюсных наконечниках» регулируют величину магнитного поля между внутренними полюсными наконечниками и добиваются схождения лучей на маске в центре экрана (статическая сходимость). Однако лучи, сведенные в центре экрана, при перемещении к краям начинают расходиться, так как расстояние от центра отклоняющей системы до экрана значительно меньше, чем радиус кривизны экрана. Для сведения лучей во всех точках экрана (динамическая сходимость) на внешние полюсные наконечники наматываются катушки, в которых возбуждаются токи параболической формы с частотой строчной и кадровой разверток. Один из вариантов схемы динамической сходимости лучей приведен на рис. XIII. 241. Напряжение параболической формы; образующееся в катодной цепи выходной лампы Л% вертикальной развертки интегрированием пилообразного напряжения, подается на цепочку из трех параллельно включенных сопротивлений /?ь R2, R& предназначенных для регулировки наклона «параболы» (рис. XIII. 242). Амплитуда напряжения, подаваемого на катушки сходимости, регулируется потенциометрами /?4, #5» #«> включенными последовательно с катушками сходимости. Поскольку величина сопротивления потенциометров значительно больше индуктивного сопротивления катушек Ц-~ Ц, то форма тока в цепях сходимости остается также параболической. Цепь LioC7 формирует напряжение параболической формы с частотой строчной развертки из отрицательных прямоугольных импульсов, снимаемых со строчного трансформатора (амплитуда импульсов должна быть порядка 200 в). Амплитуда строчной параболы регулируется потенциометрами R7t /?в, R9. Дроссели Lb L2, Ц являются разделительными для цепей строчной и кадровой сходимостей. Подстроечные конденсаторы С4, Cs» Св предназначены для регулировки фазы тока в цепи горизонтальной сходимости. Устройство катушки динамической сходимости показано на рис. XIII. 243. Блок формирования сигнала цветности предназначен для выделения боковых полос цветовой поднесущей из полного телевизионного сигнала и восстановления первоначальной цветовой информации. Рис. XIII. 240. Схема расположения катушки и магнитов системы сведения лучей: / — горло трубки; 2 — магнитный поток: 3 — ■ катушка сходимости: 4 — постоянный магнит; 5 — полюсные наконечники и магниты сводящих катушек; 6 ~ внутренний полюсный наконечник; 7 — направление движения пучка.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 829 **2* М,400мгн\ *52н 1М2400ма).Г C+25150 Рис. XIII. 241. Схема динамической сходимости лучей. 2 Рис. XIII 242. Осциллограммы Рис. XIII. 243. Устройство катуш- напряжения, подаваемого на ки сходимости и магнита: |hкатушки сходимости при раз- /-ручка; 2 —магнит; з — феррнтозый ных положениях регуляторов сердечник; 4 — обмотка. наклона «параболы»
830 ТЕЛЕВИДЕНИЕ Один из возможных вариантов блок-схемы приведен на рис. XIII. 244. Для выделения модулированной цветовой поднесущей полный телевизионный сигнал с выхода видеодетектора пропускается через полосовой фильтр с полосой пропускания от 3 до 6 Мгц. После фильтра поднесущая подводится к двум синхронным детекторам, на выходе которых восстанавливаются сигналы цветности ^о_у и ^5_у Цветовая поднесущая частота, необходимая для работы синхронных детекторов, восстанавливается при помощи генератора поднесущей. Частота и фаза колебаний генератора поднесущей синхронизируются выделенными сигналами вспышки. От видеодетектора \ Полосовой фильтр Выделение вспышки Генератор поднесущей Синхронный детектор 1 Фазовращатель 909 "з-г Приемная ■ трубка Пересчет-, мая схема Синхронный детектор 2 Ug-Л ' -тЦ 11 Видео- усилитель] U*-x Vr \ К амплитудному селектору и ЙРЧ Рис/ XIII. 244. Блок-схема устройства формирования сигналов цветности с двумя синхронными детекторами. Пересчетная схема из сигналов ^уи UB__Y вырабатывает сигнал. 1Л, .. Каждый из трех разностных цветовых сигналов поступает на катод соответствующего прожектора приемной трубки. Одновременно с выхода видеоусилителя к управляющим электродам всех трех прожекторов подводится сигнал Uу. Таким образом, управляющие напряжения, являющиеся суммой напряжений, подводимых к катоду и управляющему электроду данного прожектора, оказываются пропорциональными соответственно- UR%UG nUB. Для получения разностного сигнала 1/0__у из сигналов UR__Y и VB_Y их необходимо помножить соответственно на коэффициенты 0,571 и 0,138, сложить и взять с обратным знаком, т. е. повернуть фазу суммарного сигнала на 180°, пропустив его, например, через один каскад усиления. Действительно, из общего цветового уравнения UY = 0,MUR + 0t59UQ + 0№UB легко получить разностные сигналы : UR_Y =UR-UY = 0,67UR - 0,59[/G — 0,08[/в; UB_Y = UB — U у = — 0,33(7^ — 0,59(7С + 0,92ttB; UG_Y = uQ - U у = - 0,331/д + 0AWQ - 0,08£/д.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 831 Помножив первое уравнение на 0,571, а второе на 0,138 и почленно сложив их, легко убедиться в том, что 0,57Шя_у + 0,№UB_y « 0,33U# - QAWG + 0t0WB = — UG_Y. Второй способ получения сигнала UQ_Y заключается в использовании синхронного детектора, к которому восстановленная поднесущая частота подводится со сдвигом фазы на 247,5° (рис. XIII.245). Действительно, фаза <p_/G_y) вектора — Uq—у определяется из равенства 0,571 *g<P- откуда (G~V> 0,138 = 0,413. От ■ видео- детектора Колосовой дшльтр Вспышки Выделение \\ Генератор ' ^Лподнесущей видеоусилитель Синхронный Детектор 1 {Фазовращатель \Фазобрашатепь\ 90* Синхронный] \детектор 2\ Рис. XIII. 245. Блок-схема устройства формирования сигналов цветности с тремя синхронными детекторами. сле- Но^вектор Uq__у сдвинут относительно вектора — U^y на 180° довательно, Фо-У = Ф-(О-У) + 180° = 247,5° . В рассмотренных схемах совместимость выполняется и при приеме черно-белого телевидения на «цветной» приемник. В этом случае из-за отсутствия сигналов цветности все «цветовые» цепи будут бездействовать и свечение трубки определится сигналом, поданным одновременно на все три прожектора, и так как при одинаковой модуляции всех трех лучей сохраняется баланс белого, изображение на трубке будет черно-белым. На рис. XIII.246 представлен один из возможных вариантов схемы блока формирования сигналов цветности, соответствующий блок-схеме на рис. XIII.244. Сигнал с выхода видеодетектора поступает на вход усилителя Сигнала цветности Л±.. Усилитель нагружен на полосовой фильтр, образованный индуктивностями Lu L2, L3 и емкостями Си С2, С3. Полоса пропускания фильтра 3—5,8 Мгц. Выделенные на выходе этого усилителя боковые полосы цветовой поднесущей дополнительно усиливаются во втором каскаде Лг и поступают в фазе на управляющие сетки синхронных детекторов Л8, Лъ. На пентодные сетки этих ламп подаются из блока цветовой синхронизации напряжения цветовой поднесущей, сдвинутые на 90° одно относительно другого.
Цбетобая поднесущоя Рис. XIII. 246. Один из вариантов схемы формирования сигналов цветности.
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 833 Разностные сигналы U^_Y и UB_Y, получаемые на выходе синхронных детекторов, подаются непосредственно на управляющие электроды трехлучевого кинескопа. Для образования сигнала UG__Y из Ud—y^Ub—y ис" пользуется простейшая цепочка из сопротивлений /?ь R2t #з, R* и один каскад усиления на лампе Л4, на выходе которого получается сигнал UG___Y положительной полярности. Для образования сигнала Uq__y может быть использована схема с тремя синхронными детекторами. Она отличается от схемы, приведенной на рис. XIII.246 тем, что на лампе Л4 собирается не усилитель, а синхронный детектор, аналогичный детекторам на лампах Л3 и Л4, но на пентодную сетку Л4 подается напряжение цветовой поднесущей со сдвигом по фазе 247,5 . Рассмотренные схемы формирования и усиления сигналов цветовой синхронизации предусматривают непосредственную связь по постоянному току анодных цепей синхронных детекторов с управляющими электродами трубки. Однако в некоторых схемах применяются дополнительные каскады, предназначенные для усиления сигналов цветности на выходе синхронных детекторов. Переходные емкости в схемах этих усилителей приводят к потере средней составляющей, поэтому необходимо ее восстановление в цепи управляющих электродов кинескопа. В приемнике черно-белого телевидения отсутствие схемы восстановления средней составляющей приводит лишь к потере истинной (абсолютной) яркости изображения, что иногда допускается, так как глаз более чувствителен к относительному контрасту изображения. В приемниках цветного телевидения влияние схемы восстановления средней составляющей на качество изображения более существенно. Это обусловлено тем, что качество воспроизводимых цветов определяется совместно яркостью, цветовым тоном и насыщенностью. Поэтому, если поддерживать цветовой тон и насыщенность постоянными, а яркость изменять, то глаз будет воспринимать это как изменение цвета. Схемы восстановления средней составляющей в приемниках цветного телевидения по принципу работы такие же, как в приемниках черно-белого телевидения. Средняя составляющая обычно восстанавливается непосредственно в цепи управляющих сеток кинескопа, что обеспечивает большую стабильность работы схемы, так как на этом участке тракта подавлена вспышка цветовой поднесущей частоты. Блок цветовой синхронизации предназначен для восстановления в приемнике цветовой поднесущей соответствующей частоты и фазы. Один из способов восстановления цветовой поднесущей заключается в использовании схемы автоматической подстройки фазы стабилизированного кварцем местного гетеродина по сигналу вспышки цветовой поднесущей. На рис. XIII.247 приведена блок-схема такого устройства. Включенный, на входе блока цветовой синхронизации усилитель вспышки нормально заперт и отпирается только на время обратного хода строчной развертки для пропускания вспышки цветовой поднесущей (такой усилитель называется стробируемым). С выхода усилителя вспышки сигнал поступает на диодный фазовый детектор, где сравнивается с частотой и фазой местного кварцевого генератора поднесущей. Напряжение этого генератора поступает на фазовый детектор через усилитель фазирования цвета. При любом рассогласовании фаз в точке А возникает управляющее напряжение на сетке реактивной лампы, которая изменяет частоту настройки контура кварцевого генератора. 27 120
834 ТЕЛЕВИДЕНИЕ В схеме предусмотрены регулировка баланса схемы АПФ и регулировка фазы генератора цветовой поднесущей в пределах около 150°. Последняя регулировка обычно выводится на переднюю панель приемника и предназначается для компенсации возможных фазовых сдвигов в цепях цветовой синхронизации. Видеосигнал Усилитель вспышки Импульсы от выходного трансформатора строчной развертки Реактивная лампа Фазовый детектор Фазовый детектор Кварцевый генератор поднесущей Выключатель] канала цветности Усилитель фазирования цвета Фазовращатель 90е К полосовому усилителю К демодуляторам) UB-Y Рис. XIII. 247. Блок-схема канала цветовой синхронизации, в которой используется принцип автоподстройки частоты и фазы местного генератора поднесущей по сигналу вспышки цветовой поднесущей. В схеме предусмотрен каскад — выключатель канала цветности, устраняющий возможность прохождения сигналов поднесущей в блок формирования цветности при приеме черно-белых изображений. При отсутствии сигналов цветности (вспышки) в этом каскаде вырабатывается Видеосигнал Усилитель вспышки ивето- вой поднесущей \кварцевый звенящий Усилитель 4,429Мгц Фазовращатель 90° Ue-l К демодуляторам Импульсы от выходного трансформатора . строчной развертки Рис. XIII. 248. Блок-схема канала звенящим кварцевым контуром. UDA 'R-Y цветовой синхронизации со отрицательное напряжение, запирающее полосовой усилитель в схеме формирования сигналов цветности. Другой способ получения напряжения цветовой поднесущей в приемнике заключается в использовании кварцевого звенящего контура, возбуж-
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 83£ даемого в начале каждой строки вспышкой цветовой поднесущей (рис. XIII. 248). Вследствие высокой добротности кварцевого контура амплитуда собственных колебаний в нем за время одной строки, т. е. до прихода следующего импульса вспышки, почти не уменьшается. Импульсы от выходного транс форматора ._ 'ие на сетки демодулятород Рис. XIII. 249. Схема канала цветовой синхронизации со звенящим контуром. На рис. XIII. 249 приведена схема канала цветовой синхронизации со звенящим контуром. На лампе Лх собран стробируемый усилитель цветовой поднесущей. Генератор со звенящим контуром и усилитель собраны на лампе «/72. Получение двух напряжений цветовой поднесущей, сдвинутых одно относительно другого на 90°, обеспечивается фазосдвигающей цепочкой, принцип работы которой заключается в следующем: напряжение с анода усилителя цветовой поднесущей подается на индуктивность L5 и одновременно поступает в цепь демодулятора сигнала Ub—y* ^то же напРяжение приложено к двум последовательно соединенным конденсаторам С5 и Св и делится обратно пропорционально величинам их емкостей. К емкости Св подключен последовательный контур С7 Le. На резонансной частоте сопротивление контура активное, поэтому ток в контуре и напряжение на Св будут совпадать по фазе. В то же время напряжение, снимаемое с индуктивности, будет опережать по фазе ток контура на 90°. Следовательно, оно будет опережать на 90° и напряжение, снимаемое на демодулятор сигнала UB_y. Амплитуда напряжения на Le 27* Рис. XIII. 250. обеспечивающая «демодулятору UG.Y Схема фазовращателя, сдвиг фаз 90 и 247,5Э.
836 ТЕЛЕВИДЕНИЕ О 1 * о 1 * о ч 1 Ж Q тщ ш 104/1 [Щ \Щ №ш Ыт \оМ Рис. XIII. 251. Диаграмма, иллюстрирующая образование сигнала цветных полос: а — передаваемый цвет; б — сигнал £/# в — сигнал Vq\ г — сигнал Uq, д — яр- костный сигнал С/у; е — сигнал UR—У1 ж — сигнал 1?в—у'* з — цветовая подне- сущая, модулированная результирующим сигналом Up «. j/tf^ _ у + U*B _ у; к — полный сигнал модуляции С/р + С/у. будет в Q раз больше (где Q — качество контура LeC7) напряжения на Св. Исходя из этого, может быть выбран необходимый коэффициент деления емкостного делителя. Для регулировки цветового тона в небольших пределах применяется #С-цепочка, включенная параллельно контуру ЬйСъС9. При изменении сопротивления этой цепочки изменяется фаза цветовой поднесущей. На рис. XIII.250 приведена схема фазовращателя, позволяющего получить сдвиг фаз на 90 и 247,5°. Сдвиг фаз на 90 получается так же, как ив схеме, изображенной на рис. XIII.249, только вместо емкостного делителя используется индуктивный. Для получения сдвига на 247,5° заземляется средняя точка индуктивности L±. Напряжение на цепочку L3C3 снимается со второй половины индуктивности Li, поэтому оказывается сдвинутым по фазе на 180° относительно напряжения, снимаемого в цепь демодулятора UB—y Дополнительно фаза сдвигается на 67,5° цепочкой L3C3, несколько расстроенной относительно частоты цветовой поднесущей. Настройка приемников цветного телевидения Для настройки приемников цветного телевидения используется сигнал изображения цветных полос. Этот сигнал может передаваться с телецентра либо вырабатываться специальным генератором цветных полос. Рассмотрим образование телевизионного сигнала при передаче изображения насыщенных цветных полос (рис. XIII. 251). При передаче черного цвета сигналы от всех трех передающих трубок равны нулю. При передаче синего сиг- и т. д. нала R и G равны нулю, а В=1 Таким образом, формы сигналов для различных передающих трубок имеют вид прямоугольных импульсов с периодом, равным длительности
ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ 837 строки Тс для зеленой трубки (рис. ХШ.251,6), 2ГС для красной (рис. XIII. 251, в) и ЗГС для синей (рис. ХШ.251,г). Яркостный сигнал, получаемый суммированием в определенном соотношении сигналов URt UG, UB, имеет вид ступенчатой кривой (рис. ХШ.251,д). Вычитая яркостный сигнал из красного и синего, получают разностные сигналы UR_Y (рис. XIII.251, е) и Vв_у (рис. XIII.251, ж). Складывая эти сигналы в квадратуре, получим амплитуду модулированной цветовой поднесущей (рис. Xill. 251,з). Последняя, будучи сложена с я л ^^ ем ^ S яркостным сигналом, дает пол- gg^ Sm% I tSfct ныи сигнал цветного телевиде- : (г ;L 2ЖКл*ли v 5?Э§Э ния, показанный на рис. XIII. *«**? Т **?£?£ 251,и совместно с синхронизи- импульса / ig^MBW^: g y^jr рующим импульсом. " ' ****-*- —— - ' Некоторые участки сигнала превышают уровень белого, а другие находятся ниже уровня черного. В частности, желтый почти вдвое перекрывает уровень белого, а синий превышает уровень вершин синхронизирующих импульсов. При этом значительная часть сигналов синего, желтого и других цветов срезается в приемнике, что приводит к уменьшению насыщенности этих цветов. Кроме того, части сигналов, превышающие уровень черного, влияют на цепи синхронизации. В связи с этим величины векторов Uд_у и UB_y принято передавать с уменьшенной амплитудой так, чтобы максимальный сигнал, соответствующий передаче насыщенных тонов, не превышал уровень черного больше чем на 33%. Это вполне допустимо, так как насыщенные цвета в реальных изображениях встречаются очень редко. Полный телевизионный сигнал с уменьшенными компонентами U^_y и VB_^Y приведен на рис. XIII.252. * Настройку и регулировку приемника цветного телевидения целесообразно разделить на три этапа: 1. Настройка узлов цветного приемника, аналогичных узлам приемника черно-белого телевидения. 2. Получение черно-белого изображения на «цветной» трубке. 3. Настройка цветных узлов приемника. Сначала настраивается входное устройство, затем УПЧ, канал звукового сопровождения, видеоусилитель, цепи разверток и синхронизации. При этом узлы, специфические для «цветного» приемника, отключаются. Вместо «цветной» трубки целесообразно установить обычную «черно- белую» трубку и добиться на ней качественного изображения. При настройке УПЧ и видеоусилителя следует обратить внимание на Период строчной раздертии Рис XIII. 252. Форма телевизионного сигнала при передаче изображения цветных полос.
838 ТЕЛЕВИДЕНИЕ получение хорошей режекции на несущей частоте эвунового сопровождения, а также на получение частотной характеристики яр костного канала видеоусилителя, соответствующей рис. XIII.253. Крутой срез либо провал в частотной характеристике видеоусилителя достигается применением режекторного контура, настроенного на частоту цветовой поднесущей. После того как получено хорошее изображение на «черно-белой» трубке, можно перейти к регулировке «цветной» трубки. В первую очередь необходимо добиться однородности свечения экрана трубки. На однородность свечения экрана влияют: цепи статической и динамической сходимости, катушки однородности цвета, напряжения на электродах прожекторов. Для определения однородности свечения устанавливают ручку и контрастности изображения на минимальный уровень сигнала, ручку регулировки 1 ■■<, и 11 О 1 2 3 4Г,Мгц 0 1 2 3 F, № а б Рис. XIII 253. Частотная характеристика яркостного канала видеоусилителя: а — с провалом на частоте цветовой поднесущей; б — сокращенная до 4 Мгц. яркости на максимум. Отключая поочередно два луча из трех, например, уменьшением ускоряющих напряжений на двух прожекторах, добиваются получения однородного по всему экрану красного растра, затем, аналогично, синего и зеленого. После этого включаются три луча и постоянными магнитами, регулирующими статистическую сходимость, добиваются совмещения лучей. При этом должна получиться белая точка в центре экрана. Следующей ступенью регулировки является установка динамической сходимости, в результате которой необходимо добиться, чтобы три луча сходились не только в центре экрана, но и на краях. Работа эта очень кропотлива и может быть существенно облегчена применением специальных генераторов цветных точек. На заключительном этапе этой регулировки надо получить хорошее черно-белое изображение на «цветной» трубке. Это следует сделать при нескольких значениях яркости изображения с тем, чтобы получить неокрашенный растр во всем диапазоне регулировки яркости. После этого надо настроить «цветные» узлы телевизора. Это удобнее всего сделать при помощи сигналов цветных полос, получаемых непосредственно от передатчика либо от специального генератора. При регулировке «цветного» телевизора надо иметь в виду, что может возникнуть необходимость в подаче разного уровня сигнала яркости на управляющие электроды R, G, В, так как световая отдача цветных лимю- нофоров неодинакова. 'ЦП \
ГЛАВА МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ XIV § 1. ПРИНЦИП МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ Магнитная запись основана на свойстве ферромагнитных тел намагничиваться при воздействии на них магнитного поля и сохранять намагничивание после выхода из этого поля. В качестве носителя записи (материала, на котором производится запись) в настоящее время применяется лента, покрытая ферромагнитным составом, и стальная проволока. Носитель движется с постоянной скоростью через участок с переменным магнитным полем, изменяющимся по закону сигнала. В результате в носителе возникает изменяющееся вдоль его длины остаточное намагничивание — магнитная запись или фонограмма. Переменное магнитное поле создается в зазоре магнитной записывающей головки, представляющей незамкнутый ферромагнитный сердечник с обмоткой. По обмотке протекает переменный ток, поступающий от усилителя записи. Принцип воспроизведения сигнала с магнитной фонограммы заключается в следующем: носитель записи с постоянной скоростью (равной скорости записи) продвигается около воспроизводящей головки. Магнитные силовые линии внешнего магнитного поля носителя, замыкаясь через сердечник воспроизводящей головки, пересекают обмотку, вследствие чего в'ней индуктируется э. д. с, которая и передает записанный сигнал. Для уменьшения нелинейных искажений при записи, обусловленных нелинейностью характеристики намагничивания носителя, рабочую точку выбирают на боковой ветви петли гистерезиса, которая имеет более крутой и протяженный линейный участок, чем начальная кривая намагничивания (см. гл. II). Для правильного выбора рабочей точки нужно подмагничивать носитель постоянным током либо током высокой частоты. При подмагничивании постоянным током носитель предварительно намагничивается до насыщения, ъ в обмотку записывающей головки наряду с током сигнала подается постоянный ток. Величина и направление тока подмагничивания (смещения) выбираются такими, чтобы рабочая точка была в центре боковой ветви петли гистерезиса. При магнитной записи с высокочастотным подмагничиванием носитель предварительно полностью размагничивается поступающим в обмотку стирающей головки переменным током высокой частоты. Этот способ стирания магнитной записи и подготовки носителя к новой записи основан на физическом явлении размагничивания ферромагнитных тел при помещении их в достаточно сильное магнитное поле, амплитуда которого постепенно уменьшается до нуля. Для обычных по конструкции стирающей и записывающей головок при скорости носителя записи 38,1 см)сек частота стирающего и подмаг-
840 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ ничивающего тока должна быть не менее 40 кгц. При больших скоростях частота стирающего и подмагничивающего тока должна быть повышена. В настоящее время применяется система записи с высокочастотным подмагничиванием, обеспечивающая более высокое качество записи. . § 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ Качество системы магнитной записи и воспроизведения характеризуется отдачей магнитной фонограммы (записи на пленке), величиной частотных и нелинейных искажений и уровнем помех, приводящих к ограничению передаваемого динамического диапазона дб +30\ | | | | | м | 1 1—1 | | I Ml 1 1 | | 1 | 11 Г " 30 100 Ю00 J (6 гц) ЮООО Рис. XIV. 1. Частотные характеристики системы магнитной записи, Частотные искажения обусловлены несовершенством конструкции магнитных головок и свойствами носителя. Они могут быть оценены по частотной характеристике передачи. Частотная характеристика передачи — зависимость э. д. с. воспроизводящей головки от частоты тока сигнала при
МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАПИСИ 841 постоянной величине тока в записывающей головке. Она представлена на рис. XIV.1 (кривая а). На этом же рисунке приведена совместная частотная характеристика усилителей записи и воспроизведения, необходимая для коррекции частотных искажений (кривая б). Обычно коррекция высоких частот в максимально допустимой степени выполняется в процессе записи (кривая в), а коррекция низких частот осуществляется в процессе воспроизведения (кривая г). " Частотная характеристика сквозного канала запись — воспроизведение — зависимость напряжения на выходе усилителя воспроизведения от частоты при постоянном напряжении на входе усилителя записи. Нелинейные искажения в системе магнитной записи и воспроизведения обусловлены следующими факторами: 1) нелинейностью кривых намагничивания носителя записи, а также неправильным выбором величины (уровня) подмагничивания; 2) нелинейностью кривых намагничивания сердечников головок; 3) непостоянством скорости носителя при записи и воспроизведении. - При записи и воспроизведении сигнала с магнитной фонограммы наряду с искажениями возникают также помехи в форме наводок и шумов. Наводки проявляются в виде фона. Они обусловлены главным-образом сетью переменного тока (магнитные поля рассеяния трансформаторов питания и электродвигателей). Для уменьшения влияния наводок воспроизводящая, записывающая, а иногда и стирающая головки экранируются. Особенно важное значение имеет экранирование воспроизводящей головки. Кроме фона, могут возникать шумы, воспринимаемые ухом как потрескивания и шорохи. Шумы возникают главным образом в усилителях, но иногда они обусловлены и носителем записи. Детонация — искажения, обусловленные непостоянством скорости движения носителя при записи или при воспроизведении. При звукозаписи колебания скорости приводят к колебаниям высоты тона, которые воспринимаются на слух в виде «плавания», «дробления» звука (при частоте колебаний менее 15—20 гц) или «хриплости» звучания (при более высоких частотах). Ухо особенно чувствительно к детонации с частотой около 4 гц. Величина детонации выражается коэффициентом детонации — относительным отклонением скорости от номинальной. Копирэффект заключается в том, что отдельные витки ферромагнитной ленты с записью, соприкасаясь в рулоне, взаимно намагничиваются. § 3. МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАПИСИ В качестве носителей записи в настоящее время используются стальная проволока, покрытая слоем кобальта или никеля, и магнитные ленты— ленты с основой из ацетилцеллюлозы, полиэфирной смолы или поливинил- хлорида, покрытые ферромагнитным слоем. Чаще применяются магнитные ленты, обеспечивающие более высокое качество записи. Стальная проволока применяется в тех случаях, когда требуется большая длительность записи (до нескольких часов), например, для стенографии, записи теле- * фонных переговоров, докладов и др. Механические свойства магнитных лент в значительной степени определяют их качество и возможность применения. Ширина ленты определяет емкость записи. Чем больше ширина ленты, тем больше дорожек может быть на ней записано. В СССР согласно ГОСТ 8303—62 установлена ширина неперфорированных лент
842 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ 6,25 (с допуском ± 0,05); 12,7; 19, 05; 25, 4; 35; 50, 8 и 70 (с допуском —0,1) лш, а перфорированных—16; 17, 5; 32; 35 и 70 мм. Перфорированные ленты применяются в кинематографии для синхронной записи. Ширина ленты должна быть постоянной по всей ее длине, чтобы не возникали поперечные перемещения ленты во время движения возле головок, приводящие к паразитной амплитудной модуляции и уменьшению амплитуды сигнала при воспроизведении высоких частот. Толщина ленты определяет-ее прочность и требуемый объем ленты для данного времени записи. Для ленты шириной 6,25 мм согласно ГОСТ 8303—62 установлена толщина 18; 27; 37 и 55 мк> а для остальных неперфорированных лент 37 и 55 мк. Толщина ферромагнитного слоя ленты определяет ее электроакустические показатели. При увеличении толщины ферромагнитного слоя пропорционально возрастает остаточный магнитный поток и, следовательно, чувствительность ленты, однако ухудшается частотная характеристика. У лент нормальной длительности звучания толщина рабочего слоя составляет 10—20 мк, у долгоиграющих — 8—14 мк п у сверхдолгоиграющих — 9—16 мк. Качество поверхности магнитной ленты определяет уровень шумов при записи и воспроизведении, а также интенсивность износа магнитных головок. Для улучшения поверхности магнитных лент их полируют. Прочность ленты характеризуется нагрузкой, разрывающей ленту. Она равна 2,0—4,4 кг для обычных лент и 1,5—3 кг — для долгоиграющих. Растяжение ленты характеризуется относительным удлинением при определенной нагрузке (обычно 1 кГ). Для обычных лент оно составляет не более 1,5%, для долгоиграющих — не более 2,2%. Жесткость ленты определяет ее способность плавно огибать поверхность магнитных головок у щелей, что необходимо при записи и воспроизведении высоких частот. Механические свойства магнитных лент в большой степени зависят от температуры и влажности окружающей среды. Электроакустические характеристики магнитных лент. Чувствительность магнитной ленты характеризуется ее отдачей, т. е. внешним остаточным магнитным потоком, соответствующим определенному значению напряженности магнитного поля при записи. Обычно измеряют относительную чувствительность, представляющую собой отношение чувствительности данной ленты к чувствительности типовой ленты. В качестве типовой применяется: для лент типа 1 и типа 1Б лента, имеющая электроакустические показатели ленты типа С фабрики АГФА полива № 541056; для ленты типа 2 — лента, имеющая электроакустические показатели ленты типа СН фабрики АГФА полива № 545200. Чувствительность ленты сильно зависит от напряженности поля под- магничивания сверхзвуковой частоты и максимальна при определенном ее значении. Частотная характеристика ленты — зависимость ее чувствительности от частоты сигнала. Обычно измеряется отношение чувствительности на частоте 10 000 г^ к чувствительности на частоте 1000 гц. Относительный уровень шумов ленты — отношение максимального полезного остаточного магнитного потока, т. е. остаточного потока, при котором нелинейные искажения не превышают допу-
МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАПИСИ 843 стимой величины, к потоку шума. Максимальный полезный остаточный магнитный поток для лент типа 1 и типа 1Б равен 0,1 мкс, для лент типа 2— 0,16 мкс. Стираемость (размагничиваемость) ленты —отношение максимального остаточного магнитного потока записанного сигнала к остаточному магнитному потоку после стирания. Уровень копирэффекта— отношение магнитного потока скопированного сигнала к магнитному потоку записанного сигнала. Нелинейные искажения, вносимые магнитной лентой, определяются нелинейностью кривой зависимости остаточного магнитного потока от напряженности магнитного поля в щели записывающей ' головки. Обычно нелинейные искажения, вносимые магнитной лентой, оцениваются отношением амплитуды максимального остаточного магнитного потока к амплитуде третьей гармоники этого потока. Типы магнитных лент. В настоящее время выпускаются отечественные ленты типов 1, 1 Б, 2 и 6. В продаже имеются также ленты типов С и СН фабрики АГФА. Чувствительность ленты типа 2 на высоких частотах приблизительно в 3 раза, а ленты типа 6 в 7 раз больше, чем чувствительность ленты типа 1. Для ленты типа 2 требуется ток подмагничивания в 2 раза, а для ленты типа 6 в 1,8 раза больший, чем для ленты типа 1 или 1 Б. Основные электроакустические данные магнитных лент приведены в табл. XIV.1. Таблица XIV. 1 Основные электроакустические характеристики магнитных лент Тип ленты 1 1Б 2 6 С СН Относительная чувствительность, дб ±2 ±4 +1;-3 +8 0 0 Неравномерность чувствительности на частоте 1000 гц в пределах рулона, дб | ±2 ±2,5 ±2 Отношение чувствительности на частоте 10 000 гц к чувствительности на частоте 1000 гц, дб +2; -^3 +2; -3,5 +2;-3 +4 0 0 Относительный 1 уровень шумов размагниченной ленты, дб \ -63 —62 —65 —57 —64 —65 Стираемость, дб -70 —68 —75 —74 —71 —80 Уровень копир- эффекта, дб —47 —45 —48 —50 —47 —50 Нелинейные искажения, % 2,2 3,0 2,8 2,0 2,0 2,4 Ток подмагничивания 1 / / 2/ 1,8/ / 2/ Измерительные ленты (тест-фильмы) содержат специальные записи и предназначены для проверки качественных показателей магнитофонов. При испытании магнитофонов со скоростью движения ленты 76,2 см/сек должны применяться ленты типа РТ-76; для 38,1 см/сек — РТ-38; для 19,05 см/сек — РТ-19; для 9,53 см/сек—РТ-9. Измерительная лента каждого типа состоит из четырех частей. Часть с индексом «У» содержит запись так называемого установочного уровня и предназначена для измерения усиления канала воспроизведения. Установочный уровень для ленты типа РТ-76 соответствует эффективному значению остаточного магнитного потока 0,05 мкс, для остальных измерительных лент — 0,08 мкс. Частота записи установочного уровня для лент типов РТ-76, РТ-38, РТ-19 равна 400 гц, для ленты типа РТ-9 —200 гц.
844 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Часть с индексом «Ч» предназначена для проверки положения рабочих щелей головок.по отношению к направлению движения ленты и измерения частотной характеристики канала воспроизведения. Эта часть содержит запись частот 30, 60, 125, 250, 400, 1000, 2000, 4000, 6000, 8000, 10 000, 12 000 и 15 000 гц (на ленте РТ-19 нет записи частоты 15 000 гц). Уровни записи отдельных частот выбраны такими, чтобы при воспроизведении измерительной ленты в стандартном канале воспроизведения (см. § 8) обеспечивалась линейная частотная характеристика выходного напряжения. Часть с индексом «Д» содержит запись частоты 3000 гц, выполненную на специальном магнитофоне, и предназначена для измерения коэффициента детонации. Часть с индексом «С» предназначена для измерения частотных характеристик сквозного канала запись — воспроизведение магнитофона и содержит так называемую типовую ленту с электроакустическими показателями, средними для ленты данного типа. Размагничивание ленты (стирание записи) можно производить стирающей головкой в процессе записи либо специальным электромагнитом, питающимся от сети переменного тока, перед записью. Второй способ часто применяется для размагничивания ленты, предназначенной для записи на магнитофонах с питанием от батарей. Эффективность размагничивания зависит от конструкции стирающей головки, типа ленты, условий ее хранения после записи и промежутка времени между записью и стиранием. Непосредственно после записи лента размагничивается лучше, чем через некоторое время. При повторном размагничивании ослабляется уровень только старой записи. Хранить ленты следует в сухом помещении с температурой 10—20*. Очень вредно для ленты продолжительное воздействие температуры выше 30°, так как основа ленты высыхает, делается хрупкой и рвется. При воздействии влаги лента коробится. Ленту с записью надо беречь от воздействия сильных магнитных полей; нельзя класть ее на трансформаторы и электродвигатели, находящиеся под током, на динамические микрофоны и громкоговорители. Склеивают ленты специальным клеем, состоящим из уксусной кислоты (23 см3), ацетона (64 см3) и бутил ацетата (13 см3). Концы ленты перед склейкой следует обрезать под углом 45° хорошо размагниченными ножницами. § 4. ДВУХДОРОЖЕЧНАЯ МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Сущность двухдорожечной записи заключается в том, что на ленту (по ее длине) наносится не одна магнитная фонограмма, как обычно, а две. Эти фонограммы (магнитные дорожки) располагаются рядом и идут параллельно. Ширина каждой из дорожек берется немного меньше половины ширины ленты, так как между дорожками должен быть зазор. При двухдорожечной записи на ленту наносится сначала одна Магнитная фонограмма (обычно на нижней половине ленты — от начала к концу рулона), а затем параллельная ей вторая (на верхней половине ленты — от конца к началу рулона). Нанесенные на ленту фонограммы могут быть воспроизведены в любой последовательности необходимое число раз. Обычно запись на дорожке № 2 составляет продолжение записи на дорожке № 1, так что после записи или воспроизведения дорожки № 1 производится запись или воспроизведение дорожки № 2.
ДВУХДОРОЖЕЧНАЯ МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ 845 Основные преимущества двухдорожечной системы записи: 1. Длительность записи и, следовательно, воспроизведения удваивается. 2. Устраняется процесс перемотки ленты, поэтому конструкция лентопротяжных механизмов может быть упрощена (отсутствие мотора перемотки, рычажных переключений и пр.). Рис. XIV. 2. Способы осуществления двухдорожечной записи. 3. Двухдорожечные магнитофоны можно использовать для стереофонической записи звука. Способы осуществления двухдорожечной записи. В простейшем случае двухдорожечная запись может быть осуществлена с обычными головками при специальной их установке (по высоте) относительно ленты. В двухдорожечных магнитофонах могут применяться как три головки (записывающая, воспроизводящая и стирающая), так и две (универсальная и стирающая). На рис. XIV.2 показано взаимное расположение головок относительно звуковых дорожек, используемое в различных двухдорожечных магнитофонах. Рис. XIV.2,а соответствует двухканальной стереофонической записи, когда одновременно записываются (и воспроизводятся) обе звуковые
846 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ дорожки Дх и Д2- Стирающие головки ГС включаются при записи одновременно, универсальные головки ГУ переключаются на запись или воспроизведение также одновременно. Лента Л протягивается во время рабочего цикла только в одну сторону и перед новым использованием должна перематываться. Рис. XIV.2,6 иллюстрирует систему с двумя отдельными блоками головок, из которых один работает при прямом ходе ленты, а другой — при обратном. Во время рабочего цикла лента Л перемещается реверсивным двигателем сначала слева направо, а затем справа налево. Коммутация блоков (переход с дорожки на дорожку) и коммутация внутри блоков (запись — воспроизведение) производится многоплатным переключателем, имеющим следующие положения: 1) запись слева направо, 2) воспроизведение слева направо, 3) двигатель выключен, 4) воспроизведение справа налево, 5) запись справа налево. Оба блока головок совершенно одинаковы по конструкции, но обратны по монтажу на плате лентопротяжного механизма (один блок перевернут относительно другого). Рис. XIV.2,e соответствует системе с перевертыванием кассет. Здесь после записи или воспроизведения дорожки Дг принимающая кассета с лентой переворачивается и ставится на место подающей кассеты. После этой операции лента оказывается готовой к записи или воспроизведению по дорожке Д2. Эта система используется в магнитофонах-приставках МП-1, МП-2, «Волна», в магнитофонах «Днепр-9», «Днепр-10», «Днепр-11», «Мелодия», «Яуза», а также почти во всех любительских двухдорожечных магнитофонах. Рис. XIV.2, г иллюстрирует специальную систему двухдорожечной записи с использованием перекидной универсальной головки (ПГУ). Эта головка автоматически устанавливается рычагом, связанным с переключателем направления движения, или электромагнитом на уровне рабочей дорожки в зависимости от направления движения ленты. В лентопротяжном механизме применяется реверсивный электродвигатель. Стирающие головки ГС\ или ГСг включаются (при записи) соответственно направлению движения ленты. Перекидная универсальная головка может быть заменена сдвоенной (двухэтажной) универсальной головкой, обмотки которой переключаются в зависимости от направления движения ленты. В двухдорожечных магнитофонах можно применять механизмы с автоматической сменой направления хода ленты. Такой магнитофон должен иметь реверсивный электродвигатель. Переключение концов обмотки статора электродвигателя и перемещение по высоте (с дорожки на дорожку) универсальной головки, а также включение соответствующей стирающей головки осуществляются с помощью реле и возвратного электромагнита. Управляющий импульс подается к реле и электромагниту через пластинчатый выключатель с эластичными контактами, замыкаемыми полосками фольги, прикрепленными к ленте в 2—3 м от концов рулона. Длина полосок должна быть около 3 см, ширина — 6,25 мм. Пластинчатый выключатель состоит из двух изолированных пружинящих пластинок, соприкасающихся с тыльной стороной ленты. Он монтируется на плате лентопротяжного механизма. Взаимовлияние магнитных звуковых дорожек, если оно окажется сильным, обнаруживается в том, что при воспроизведении записи, сделанной на одной из дорожек, прослушиваются сигналы, записанные на другой дорожке. Магнитное взаимовлияние между дорожками возрастает с повы-
МАГНИТОФОНЫ 847 шением скорости движения ленты и с уменьшением частоты записываемых колебаний. На высших звуковых частотах (5 — 10 кгц) оно практически отсутствует. Чтобы уменьшить взаимовлияние звуковых дорожек, необходимо увеличить расстояние между ними. Не рекомендуется оставлять расстояние менее I мм. В высококачественных магнитофонах это расстояние должно быть равно 1,3 мм для скорости 19,05 см/сек и 1,8 мм для скорости 38,1 см/сек. Низшая рабочая частота во всех трех случаях равна 100 гц. При низших рабочих частотах (30 — 50 гц) расстояние приходится увеличивать. Необходимо учитывать, что с увеличением расстояния между дорожками, т. е. с уменьшением ширины дорожек, снижается уровень отдачи фонограммы. Можно считать, что уровень отдачи понижается приблизительно пропорционально уменьшению ширины звуковой дорожки. В связи с этим может возникнуть необходимость увеличения коэффициента усиления канала воспроизведения. При уменьшении уровня отдачи увеличивается также влияние шумов при воспроизведении, т. е. несколько снижается динамический диапазон. Взаимовлияние между дорожками можно заметно уменьшить, применяя специальные головки с магнитными шунтами (см. § 7). § 5. МАГНИТОФОНЫ Магнитофонами называются аппараты, предназначенные для магнитной записи и воспроизведения звука. Магнитофон состоит из механизма для передвижения звуконосителя, магнитных головок, усилителей, сверхзвукового (ультразвукового) генератора для подмагничивания звуконосителя и стирания записей и блока питания. Магнитофоны характеризуются следующими данными: номинальной скоростью движения звуконосителя при записи и воспроизведении; числом звуковых дорожек, записываемых на ленте; максимальным допустимым диаметром рулона ленты; номинальным входным напряжением и внутренним сопротивлением источника этого напряжения; номинальным сопротивлением нагрузки; выходной мощностью или выходным напряжением; величиной вносимых искажений; родом электропитания; номинальным напряжением питания и допустимыми отклонениями от номинального напряжения; допустимыми климатическими условиями работы. Магнитофоны, работающие на магнитной ленте шириной 6,25 мм, делятся на две группы. Магнитофоны первой группы применяются преимущественно в радиовещании, телевидении, кинематографии и грамзаписи, а магнитофоны второй группы — для репортажа, любительской и служебной звукозаписи. Основные параметры этих магнитофонов приведены в табл. XIV.2. Наиболее распространенная скелетная схема бытового магнитофона приведена на рис. XIV.3. В этой схеме применяется один универсальный усилитель УУ для записи и воспроизведения. Источники записываемого сигнала — микрофон М, звукосниматель Зв и линия Л (трансляционная или с выхода радиоприемника) — при записи подключаются на вход усилителя непосредственно или через делители напряжения Д. С помощью делителей Д напряжения, поступающие от источников, приводятся к одному уровню (обычно к уровню микрофона). Усилитель имеет два выхода: один предназначен для подключения громкоговорителя Гр, другой —для подключения магнитной головки.
Основные параметры магнитофонов Таблица XIV.2 Параметры Скорость движения ленты номинальная, см/сёк Неравномерность скорости движения ленты (пиковое значение в диапазоне частот от 0,5 до 300 гц) при питании от сети, не более, % . . . » » » автономных источников, не более, % . . Максимальный уровень записи на ленте (эффективное значение остаточного магнитного потока на 1 мм ширины дорожки записи), МКС Относительный уровень шумов канала воспроизведения монофонического магнитофона при пита- при питании от автономных источников, 1 не хуже, дб стереофонического магнитофона (для каждого канала), не хуже, дб Относительный уровень шумов сквозного канала 1) монофонического магнитофона при питании от сети, не хуже, дб ....;. . при питании от автономных источников, не хуже, дб ". . стереофонического магнитофона (для каждого канала), не хуже, дб . . Козффициент нелинейных искажений в сквозном канале по электрическому напряжению при максимальном уровне записи на частоте 400 гц на линейном выходе при номинальном выходном напряжении, не более, % . . на выходе усилителя мощности при номинальной выходной мощности, не более, % . . [ 38 38,1 ±0,5 ±0,15 ±0,15 0,0256 400 30—16000 -64 —58 —60 —60(—58) -56(—54) —57 2 3 Группы магнитофонов ' И Нормы по скоростям 19 19,05 ±0,5 ±0.25 ±0,25 0,0256 400 30—16 000 —60 -55 —57 —56(—53) —52(—50) —52 ■ 2 " 3 19 19,05 ±2,0 ±0,4 ±0,6 0,0256 400 40—12 000 -40 —45 —40 -40 -45 -40 3 5 9 ' 9,53 ±2,0 ±0,6 ±0,8 0,0256 200 60—10 000 -40 —45 ! —40 —40 —45 —40 3 5 4 4,76 ±3,0 ±1.5 - ±1.5 0,0256 100 80—5000 —40 —45 —40 —40 —45 -40 3 5
Продолжение табл. XIV. 2 Параметры Переходное затухание между дорожками монофонической записи на частоте 80 гц, не Переходное затухание между стереоканалами Рассогласование характеристик стереоканалов в рабочем диапазоне частот каналы воспроизведения, не более, дб Неравномерность частотной характеристики канала воспроизведения по электрическому напряжению (на линейном выходе)2), не более, дб в пределах от /н до 2/н » » » 2/н » 0,66/в » » »0,66/в» /в Неравномерность частотной характеристики сквозного канала по электрическому напряжению (на линейном выходе)2), не более, дб в пределах от /н до 2/н » » » 2/н 1 0,66/в > » » 0,66/в » /в Относительный уровень стирания записи час- Напряжения питания от сети 1 38 20 40 30 3 4 —4 —3 —4 —5 • . —3 —5 72 220 ±10 12 Группы магнитофонов II Нормы по скоростям 19 20 40 30 3 4 —4 —3 —4 —5 —3 —5 72 220 ■ ±ю 12 19 30 20 30 25 4 6 —5 —3 +2 -г- -5 —7 —4 +3 -г -7 60 127; 220 ±10 12; 9; 4,5 9 30 20 30 25 4 6 —5 —3 +2 ~ —5 —7 —4 +3-Г- -7 60 127; 220 ±10 12; 9; 4,5 4 30 — — —5 —3 +2 -г- —5 —7 —4 +2 -г- —7 60 127; 220 ±10 12; 9; 4,5 О В скобках указаны относительные уровни шумов при наличии микрофонного входа. 2) На выходе усилителя мощности (на эквивалентном сопротивлении громкоговорителей) для улучшения звучания допускается другая неравномерность характеристики.
852 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ В режиме записи ко второму выходу через корректирующую цепь К подсоединяется универсальная (записывающая и воспроизводящая) головка ГУ. Одновременно при записи включается анодное питание генератора высокой (ультразвуковой) частоты ГВЧ, создающего стирающий и подмаг- ничивающий ток. При записи со звукоснимателя или линии записываемый сигнал можно контролировать с помощью громкоговорителя. При записи с микрофона, чтобы не было микрофонного эффекта, громкоговоритель приходится выключать, присоединяя вместо него к выходу усилителя эквивалент R. В этом дходМ ВходЗд Д Вход Л Рис. XIV. 3. Скелетная схема простейшего бытового магнитофона случае можно вести контроль с помощью телефонов, включаемых в гнездо «Выход». •Уровень записи контролируется индикатором И, откалиброванным так, что при его максимальном показании и магнитной ленте среднего качества (типовой) обеспечивается максимально допустимая намагниченность. Во всех других режимах работы, кроме записи, схема магнитофона переключается на воспроизведение переключателем рода работы на лентопротяжном механизме. При этом генератор ГВЧ выключается, на вход усилителя через переключатель П\ подсоединяется головка ГУ, а на выход — громкоговоритель Гр. Это гарантирует от случайного стирания записи во время воспроизведения или при перемотке ленты. В некоторых магнитофонах при переходе с записи на воспроизведение включаются необходимые корректирующие цепи. Регулятором усиления в усилителе при записи устанавливается уровень записи, а при воспроизведении — громкость. Регуляторы тембра при записи выключаются. Скелетная схема бытового магнитофона с отдельными головками для записи и воспроизведения приведена на рис. XIV.4. Она более сложна, но имеет больше эксплуатационных возможностей. Частотная коррекция сигналов, воспроизводимых головкой ГВ с ленты, осуществляется только в отдельном усилителе воспроизведения УВ, а частотная коррекция сигналов при записи — в специальной корректирующей цепи /О Частотная характеристика универсального усилителя У У практически горизонтальная нерегулируемая как при записи, так и при воспроизведении.
МАГНИТОФОНЫ 853 Это, а также наличие отдельных головок записи ГЗ и воспроизведения ГВ значительно упрощает коммутацию для перехода от записи к воспроизведению и наоборот. При записи сигналы от источников непосредственно или через делители напряжения Дх и Д2 и переключатель Пх в положениях 7, 2 и 3 поступают на вход универсального усилителя У У и с его выхода через переключатель #2 и корректирующую цепь К — на записывающую головку ГЗ и к индикатору уровня И. Переключатель Я2 замыкается при нажатии Входы М* = "- »*- 4 /7*- Выход2 0 4t йо FT Выход 1 0 fL I ГР L3-HII УУ I, 1 Т дЛ ш Рис. XIV. 4. Скелетная схема бытового магнитофона с отдельными головками для записи и воспроизведения. на кнопку «Запись» на лентопротяжном механизме. При этом включается также анодное напряжение генератора ГВЧ. Воспроизведение возможно в положениях 4 и 5 переключателя рода работы П\. В положении 5 включается регулятор тембра РТ, а в положении 4 — делитель напряжения Д8» ослабляющий сигнал в такой же степени, как и регулятор тембра РТ на средних частотах. Положение 4 переключателя TIi можно использовать при воспроизведении через внешнюю высококачественную акустическую систему, имеющую свой регулятор тембра, а также при налаживании магнитофона. К гнезду «Выход 1» подключается внешний громкоговоритель, усилитель, контрольные телефоны, измерительная аппаратура. Гнездо «Выход 2» является выходом сквозного канала во время записи и позволяет с помощью дополнительного усилителя вести слуховой контроль. .К нему же следует подключать измерительные приборы при снятии частотной характеристики, выборе подмагничивающего тока, установке правильного положения записывающей и воспроизводящей головок. Сквозной канал позволяет создавать искусственную реверберацию. Если во время записи замкнуть переключатель Я4, то напряжение с выхода усилителя воспроизведения через делитель Д4 попадает в канал
854 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ записи, запишется на ленту, снова воспроизведется и т. д., создавая ими* тацию серии отраженных от стен помещения звуков (эхо-сигналов). Делителем Д4э включенным между выходом усилителя У В и переключателем #4, можно регулировать скорость затухания искусственных эхо-сигналов и создавать впечатление записей в различных по акустическим свойствам помещениях. Для получения эффектной искусственной реверберации расстояние между записывающей и воспроизводящей головками и скорость движения ленты нужно выбирать так, чтобы эхо-сигналы следовали один за другим не более чем через 0,1 сек. В схеме, приведенной на рис. XIV.4, можно отключать стирающую головку переключателем #5 во время записи. При отключении стирающей головки старая запись стирается лишь частично за счет подмагничиваю- щего поля записывающей головки, и новая фонограмма записывается на 0 ir{± На • т\ ]| >1 и1 УЗ да 1 -ЦХ \ Выход ГЬ w у у Рис. XIV. 5. Скелетная схема магнитофона с разделенными каналами записи и воспроизведения. фоне ослабленной старой. Такая запись применяется при создании комбинированных звуковых монтажей, например, при записи рассказа на фоне музыки. При отключении стирающей головки генератор высокой частоты нагружается на эквивалентное сопротивление /?2. Скелетная схема магнитофона с полностью разделенными каналами записи и воспроизведения приведена на рис. XIV.5. При записи сигнал, поступающий от микрофона М, звукоснимателя Зв или линии Л, усиливается в усилителе записи УЗ и подводится к записывающей головке ГЗ. Качество и уровень записи контролируются с помощью воспроизводящей головки Г В и усилителя воспроизведения У В, на выходе которого включается индикатор уровня и телефоны. При воспроизведении усилитель записи и генератор высокой частоты ГВЧ выключаются. К выходу усилителя воспроизведения подключается оконечный усилитель с регуляторами усиления и тембра. Магнитофон, собранный по схеме, приведенной на рис. XIV.5, проще налаживать и удобнее эксплуатировать, так как можно контролировать работу сквозного тракта запись—воспроизведение без дополнительных устройств. Такая схема применяется в высококачественных магнитофонах. Особенности стереофонических магнитофонов. В стереомагнитофонах информация всех каналов записывается на общий носитель записи. Общими для всех каналов являются: магнитная лента и лентопротяжный механизм: генератор для стирания и подмагничивания ленты; головка стирания и головки записи и воспроизведения. Усилители записи и воспроизведения для каждого канала отдельные. В настоящее время стерео-
магнитофоны 855 магнитофоны выполняются двухканальными, причем запись может быть двухдорожечной и четырехдорожечной. Для двухканальной стереофонической записи применяется лента шириной 6,25 мм. Расположение дорожек записи, установленное ГОСТ 8088—62, показано на рис. XIV.6. Для ослабления взаимного влияния каналов расстояние между дорожками выбирают не менее 0,75 мм. Качественные показатели стереомагнитофонов должны выбираться соответственно скорости движения ленты (см. табл. XIV.2). Стереофонический магнитофон должен обеспечивать синфазную запись при синфазных входных сигналах и синфазные выходные сигналы при воспроизведении монофонической записи, произведенной по всей ширине ленты. Пебый канал Прабый канал -Напрадление ддижения ленты *$ 1 «■ 1 III UL 0 1 Дорожка 1 (начала) \ | Порожка 2 (конец) ) I порожка з (начало) ) I Дорожка и (коней.) \ «S ч Лебый канал Прабый канал Прайый канал" канал Рис. XIV. 6. Расположение дорожек при двухканальной стереофонической записи (вид со стороны рабочего слоя ленты). Нежелательное проникновение сигнала из одного канала стереомагнитофона в другой принципиально может происходить по трем путям: 1) через индуктивные и емкостные связи между усилителями разных каналов и через общий источник питания анодных цепей; 2) через индуктивные и емкостные связи между магнитными головками разных каналов; 3) через связь между дорожками на магнитной ленте. Первый путь легко устранить, если соответствующим образом расположить детали усилителей и экранировать их, а также применить развязывающие фильтры. Для ослабления связи по второму пути применяют магнитные головки специальной конструкции (см. § 7). Связь по третьему пути тем слабее, чем больше расстояние между дорожками, чем выше частота записываемых сигналов и чем ниже скорость движения носителя ленты. Мощность генератора высокой частоты, который питает током головку стирания и две головки записи, должна быть несколько больше, чем у генератора монофонического магнитофона, поэтому предпочтительнее двухтактная схема генератора, выполненная, например, на лампе 6Н6П. Для обеих головок записи должны применяться отдельные регуляторы тока подмагничивания, не влияющие один на другой. Кроме того, в схеме подачи в головки тока подмагничивания должны быть исключены пути прохождения низкочастотных сигналов из одного канала в другой.
856 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ § 6. ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Требования, предъявляемые к лентопротяжным механизмам. Носитель записи в магнитофоне должен перемещаться с постоянной заданной скоростью. Отклонение средней скорости от номинального значения в высококачественных магнитофонах не должно превышать 0,2%, так как ббльшие отклонения воспринимаются людьми с музыкальным слухом в виде искажений тональности звучания. Периодические и непериодические колебания скорости с частотой больше 0,1 гц также не должны превышать 0,2%, так как они приводят к детонации (см. § 2). Натяжение ленты при записи и воспроизведении должно быть по возможности постоянным на протяже- Рис. XIV. 7. Принцип устройства лентопротяжных механизмов: / — левая кассета; 2—правая кассета; 8—ведущий ролик; 4 — прижимной ролик; 5 — блок головок; 6 — обводной ролик с маховиком. нии всего рулона, чтобы обеспечивалось постоянство контакта ленты с рабочей щелью головки. Конструкция лентопротяжного механизма должна обеспечивать удобство обращения, быстрый запуск, малое время торможения и быстроту перемотки. Натяжение обычной ленты при пуске и остановке не должно превышать 1000 г. Трех двигательные механизмы обеспечивают значительное постоянство скорости движения ленты и применяются в высококачественных магнитофонах. В трехдвигательном механизме (рис. XIV.7,a) ведущий двигатель (тонмотор) 3 предназначен только для продвижения ленты, которая прижимается к его валу свободно вращающимся резиновым прижимным роликом 4. Правый двигатель 2, на который подается пониженное до 120— 150 в напряжение/наматывает ленту на принимающую кассету (в режиме рабочего хода). Левый двигатель / в режиме рабочего хода является электрическим тормозом и создает натяжение ленты на участке левая кассета- ведущий вал. Он работает при пониженном до 55—85 в напряжении. Ролик с маховиком 6 стабилизирует скорость движения ленты. В обратном направлении лента перематывается на повышенной скорости левым двигателем, правый двигатель при этом слегка притормаживается (напряжение питания 40—50 в). Ведущий двигатель выключается, и прижимной ролик отходит от его вала. Аналогично осуществляется и ускоренная перемотка вперед с той лишь разницей, что лента перематывается правым двигателем.
ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 857 В положении «Стоп» все три двигателя моментально останавливаются механическими тормозами. Ведущий ролик устанавливается непосредственно на валу двигателя либо соединяется с ним через маховик и эластичную связь. К точности изготовления ролика предъявляются очень высокие требования: погрешность в его диаметре должна составлять не более 0,02%. Во избежание быстрого износа ведущий ролик хромируется и полируется. В качестве подшипников ведущего вала применяются большей частью подшипники скольжения (лучше из металлокерамики, не требующей смазки). Нижний конец ведущего вала опирается на шарик, вращающийся на неподвижной опоре. Резиновый прижимной ролик должен прижиматься к ведущему настолько сильно, чтобы обеспечивалось надежное сцепление ленты с ним, однако при чрезмерном прижиме увеличиваются детонации. Чтобы устранить детонации, обусловленные неровностью поверхности резины, ленту, поступающую от головок, пропускают сначала по ведущему ролику, а затем по резиновому прижимному ролику (рис. XIV.8). Для предотвращения смещения ленты по вертикали предусматривается возможность регулировки наклона осей роликов. С этой целью их подшипники устанавливаются на трех регу- рис XIV. 8. Фрикци- лируемых опорах или используются эксцен- онный привод ленты- тричные втулки. Часто применяют пружиня- ;_ вер>ущ11п ролик; 2- щую подвеску оси резинового ролика, при помо- лента; з— резиновый при- щи которой он сам может устанавливаться па- жимной ролик, раллельно ведущему валу. В магнитофонах с несколькими (особенно с несколькими малыми) скоростями движения ленты ведущий вал обычно соединяется с ведущим двигателем через фрикционную или ременную передачу. В большинстве случаев используются ремни плоского сечения с относительно большой шириной (15—20 мм). Фрикционные ролики должны иметь возможно большую ширину и их следует крепить на подвеске, допускающей возможность свободного перемещения роликов. В этом случае ролики сами устанавливаются параллельно и усилие их прижатия будет автоматически соответствовать изменению нагрузки. Для уменьшения детонаций ведущий двигатель должен быть очень хорошо отбалансирован. С целью снижения шумов двигатель подвешивается на резине. Не рекомендуется располагать головки дальше от ведущего ролика, чем это необходимо, так как увеличится детонация за счет влияния сматываемой кассеты, а также растяжения ленты. Расстояние между ведущим и обводным роликами также следует выбирать возможно меньшим. Для стабилизации скорости движения ленты в некоторых высококачественных магнитофонах применяют механические фильтры. Устройство одного из таких фильтров показано на рис. XIV.9. Скорость ленты стабилизируется вследствие применения двух маховиков 3 и двух прижимных роликов 4. В положении лентопротяжного механизма «Стоп» левый маховик приводится во вращение с заданной скоростью через фрикционный ролик 5. В положении «Запись» или «Воспроизведение» этот ролик отводится, и маховик вращается только самой лентой.
858 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ 3 — махо- Рис. XIV. 9. Механический фильтр: 1 — двигатель; 2 — ведущие ролики вики; 4 — прижимные ролики; 5 — фрикционный ролик; 6 — натяжные рычаги для выбора петли ленты. Для исключения нестабильности уровня воспроизведения на высоких частотах следует поддерживать постоянным натяжение ленты. Для стабилизации натяжения ленты к тормозному усилию, зависящему от количества ленты на левой кассете, иногда добавляют некоторую постоянную составляющую. В простейшей форме для поддержания постоянства натяжения ленты используются свободные штифты, заторможенные обводные ролики, тормозные фетровые подушки, прижимающие ленту непосредственно к головкам, и др. Если требуется большая скорость запуска, то дополнительная составляющая тормозного усилия должна быть не очень большой, чтобы не образовалась петля при запуске. К величине натяжения ленты со стороны наматываемой кассеты предъявляются значительно менее жесткие требования, чем к величине натяжения со стороны сматываемой кассеты. В данном случае намотка с постоянным вращающим моментом является более благоприятной, чем намотка с постоянным натяжением ленты, так как при этом обеспечивается большая прочность рулона. Натяжение ленты при малом диаметре намотки должно быть справа от ведущего двигателя по возможности меньше, чем слева, чтобы ведущий ролик тянул ленту, а не тормозил ее. В выключенном положении магнитофона лента должна оставаться в натянутом состоянии. Для этого применяется торможение кассет. Большей частью используются ленточные тормоза (рис. .XIV. 10). Стальная лента 1 с наклеенной на нее фетровой полоской 2 плотно | охватывает тормозной шкив 3 и удерживается пружиной 5. Выключается тормоз электромагнитом 4. Этот же тормоз используется и для остановки ленты. Ленточными тормозами снабжены некоторые электродвигатели, предназначенные для магнитофонов. В высококачественных магнитофонах необходимо обеспечить точное ограничение перемещения ленты по высоте. Это необходимо для устранения снижения уровня высоких частот при воспроизведении с лент, записанных на другом магнитофоне, вследствие перекоса в движении ленты. Ограничивающие направляющие следует всегда располагать перед обводными роликами (по ходу ленты). При выборе ширины направляющих необходимо учитывать допуски на ширину ленты (6,25 ± 0,05 мм), а также возможность искривления отдельных частей ленты в процессе монтажа и склейки. Рис. XIV. тормоз. 10. Ленточный
ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 859 Чтобы избежать жестких допусков, применяют систему из трех направляющих, из которых средняя смещена по отношению к двум другим приблизительно на 0,1 мм (рис. XIV. 11). Лента в каждой направляющей ведется только с одного края, при этом исключаются ее колебания по высоте. Ширина направляющих составляет 6,3 мм. Чтобы уменьшить износ головок, ленту при перемотке следует отводить от их рабочей поверхности. Обычно для этого применяются подвижные штифты, во время рабочего хода находящиеся между головками. Эти штифты приводятся в движение электромагнитом либо от руки. Однодвигательные механизмы применяются в бытовых и переносных магнитофонах. Один из возможных вариантов такого механизма схематически показан на рис. XIV.7,6. Во время рабочего хода и при ускоренной перемотке вперед лента сматывается с левой кассеты 1 и протягивается слева направо ведущим роликом <?, к которому она прижимается резиновым роликом 4, ж $ С Ц\й' От вала двигателя движение ^ передается с помощью ременной передачи фрикциону узла пра- Рис. XIV. 11. Ограничение перемеще- вой кассеты 2, подматывающей ния ленты по высоте в блоке головок: ленту. Вследствие наличия / — головки; 2 — ограничивающие направля- фрикциона, угловая Скорость ющие; 3 — шайбы из твердого сплава, кассеты всегда меньше угловой скорости фрикциона и определяется количеством ленты на кассете. Узел левой кассеты притормаживается механическим тормозом. При ускоренном ходе вперед заклинивается фрикцион узла правой кассеты, отводится от ведущего ролика прижимной ролик и освобождается тормоз узла левой кассеты. При обратной перемотке ленты заклинивается фрикцион узла левой кассеты и освобождается тормоз узла правой кассеты. Вращение вала двигателя передается ременной передачей узлу левой кассеты. При конструировании однодвигательных лентопротяжных механизмов принимаются во внимание в основном те же соображения, которые изложены применительно к трехдвигательным механизмам. Бытовые магнитофоны обычно выпускаются двухскоростными. Переключение скоростей в них может осуществляться следующими способами: 1) смена насадок на ведущем ролике, 2) перемещение фрикционных роликов, 3) перебрасывание ремней. В лентопротяжных механизмах бытовых и переносных магнитофонов облегченной конструкции требуется тщательная балансировка маховика, чтобы устранить продольные колебания ленты между головкой и ведущим роликом, приводящие к детонации. Обводные и стабилизирующие ролики в таких магнитофонах обычно не применяют, так как они при низкой точности изготовления скорее вызывают непостоянство скорости движения ленты, чем устраняют его. Коэффициент передачи от быстро вращающегося вала двигателя к осям кассет должен быть различным при быстрой перемотке ленты и ее подмотке в режиме записи и воспроизведения. Поэтому привод кассет разделяют на два направления с различным коэффициентом передачи. Для этого одна из рабочих прокладок фрикциона изготовляется обычно из оксидированного алюминия или пластмассы, другая — из фетра.
860 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Для обеспечения точности ведения ленты по высоте в бытовых магнитофонах также должны быть приняты особые меры, так как эти магнитофоны предназначены для записи частот до 15 кгц при скорости движения ленты 9,53 см/сек. Основная панель, на которой устанавливаются направляющие, головки и ведущий ролик, должна быть возможно более жесткой. Лучше всего применять, как показано на рис. XIV. 11, три направляющие. Скорость движения ленты выбирается в зависимости от назначения магнитофона. Для высококачественных записей она обычно равняется 38,1 см/сек. Для репортажных записей, а также в бытовых магнитофонах выбирают скорости 19,05 и 9,53 см/сек и в некоторых случаях 4,76 см/сек. Чем выше скорость движения ленты при записи и воспроизведении, тем выше качество воспроизведения. При ускоренной перемотке скорость ленты выбирают равной 5—8 м/сек. В некоторых студийных магнитофонах она достигает 20 м/сек. Натяжение ленты в магнитофонах (даже кратковременное) не должно превышать 1 кГ. Для обеспечения удовлетворительной частотной характеристики передачи и уменьшения уровня паразитных шумов необходимо также, чтобы натяжение ленты не было меньше 100 Г для обычных лент и меньше 50 Г — для долгоиграющих. Электродвигатели, применяемые в магнитофонах. В трехдвигательных лентопротяжных механизмах в качестве ведущего (для привода ведущего ролика) чаще всего используется синхронный двигатель. Простейшим синхронным двигателем является двигатель переменного тока с пазами на роторе, число которых соответствует числу полюсов двигателя. Этот так называемый реактивный двигатель имеет два основных недостатка. Во-первых, он отличается относительно малым пусковым моментом. Поэтому в некоторых магнитофонах для сокращения времени пуска лентопротяжного механизма двигатель и ведущий ролик с маховиком остаются включенными после нажатия кнопки «Стоп», а ленту останавливают отведением прижимного ролика. Во-вторых, сложно изготовить многоскоростной двигатель этого типа. Лучшим для лентопротяжного механизма является синхронный двигатель гистерезисного типа. Ротор такого двигателя представляет собой цилиндр, выполненный из материала с большой остаточной индукцией и относительно малой коэрцитивной силой. Двигатель отличается значительным пусковым моментом и может быть легко выполнен переключающимся на несколько скоростей. Недостатки гистерезисного двигателя: повышенное поле рассеяния, которое определяется большим магнитным сопротивлением материала ротора, и склонность к качаниям вследствие малого внутреннего демпфирования ротора, который не имеет беличьей клетки и изготовляется из материала с плохой электропроводностью. Все слабо нагруженные двигатели склонны к качаниям и это является одной из причин детонации. В магнитофонах необходимое демпфирование обычно обеспечивается без каких-либо специальных мер за счет трения в подшипниках, вальцевания прижимных роликов и т. д. В магнитофонах с малыми скоростями движения ленты, где приходится использовать замедляющие передачи, вследствие чего двигатель нагружен слабо, целесообразно применять в качестве ведущего асинхронные двигатели с жесткой характеристикой (рис. XIV. 12). В качестве перематывающих целесообразно использовать так называемые двигатели вихревых токов (двигатели со сплошным ротором). Эти двигатели характеризуются высоким пусковым моментом. Их недостатком является слишком круто падающая механическая характеристика
ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 861 (рис. XIV. 12). Для получения оптимальных условий перемотки механическая характеристика перематывающего двигателя должна иметь искривленную форму. Такая характеристика может быть получена, если на обычный короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой плотно надеть тонкостенную трубу из мягкой стали. {§< I 1 <5 L- ^: Вращающий иомент Рис. XIV* 12. Механические характеристики асинхронных электродвигателей: / — жесткая (двигатель с корот- козамкнутым ротором); 2 — мягкая (двигатель со сплошным ротором); 3 — двигателя с короткозам- кнутым ротором, покрытым железной трубой. Рис. XIV. 13. Схемы включения однофазного двигателя переменного тока с конденсаторным запуском. Стрелками показано направление вращения. В бытовых магнитофонах почти во всех случаях используется асинхронный двигатель с короткозамкну- тым ротором. Если сопротивление беличьей клетки ротора достаточно мало, то механическая характеристика двигателя получается такой, что скорость его вращения весьма слабо зависит от колебаний напряжения и нагрузки (жесткая характеристика). Все рассмотренные двигатели являются двигателями с конденсаторным запуском. Схема включения таких двигателей показана на рис. XIV. 13. Для изменения направле- - ^ л -126 АКЫ ния вращения двигателя достаточно поменять местами концы одной из обмоток. Широко распространены и наиболее дешевы асинхронные двигатели с корот- козамкнутым витком на полюсе, имеющие жесткую характеристику. Однако к. п. д. и степень жесткости характеристики у них меньше, чем у конденсаторных. Потребляемая (электрическая) мощность двигателей для магнитофонов, предназначенных для питания от сети переменного тока, должна составлять 50—100 ем. Чем выше скорость движения ленты в магнитофоне, тем больше должна быть мощность двигателей. В лентопротяжных механизмах переносных магнитофонов применяются двигатели постоянного тока. Для поддержания постоянства скорости а Рис. XIV. 14. Схемы включения двигателей постоянного тока в магнитофонах.
862 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Основные данные двигателей переменного тока для магнитофонов Тип АД-1 АД-2 ДВА-УЗ ДВА-У4 ДВГ-010/5-2 ДВД-1 ДВД-1Р ДВМ-1 ДВС-010/5-4 ДВС-010/5-4П ДВС-010/5-6 ДВС-У1 ДВС-У1М ДДР-1 ДМ-2 ДМ-3 ДПА-У1 ДПА-У2 ДПА-010/5-4 ДПА-010/5-4П Характеристика Асинхронный » » » Синхронно-гистерезисный » » Синхронно-реактивный Синхронный с постоянным магнитом Синхронно-реактивный * * » » » » » » » ж Асинхронный с внешним ротором Синхронно-гистерезисный Асинхронный » » » Напряжение питания, в 127 127 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 110/220 220 180. 220 220 220 220 220 Скорость вращения, об/мин 1480 1460 1410 695 * 3000 1500/750 1500/750 750' 1500 1500 1000 1500 1500 1500/750 960/460 3000 1500/750 1430 1310 1430 1370 Мощность на 1 валу, вт 5 5 30 5 25 14/7 20/10 9 15 20 8 12 12 10/5 14 15 8/4 13 8 13 14 Примечания: 1. Применяется в бытовых магнитофонах с однодвигательным ленто- 2. Применяется в однодвигательных лентопротяжных механизмах 3. Допускает применение кассет емкостью до 500 м ленты при ско- 4. Допускает применение кассет емкостью до 500 м ленты при скорости 5. Применяется в качестве ведущего в трехдвигательных лентопро- и емкости кассет до 1000 м. 6. Двухскоростной двигатель. 7. Снабжен тормозным устройством. 8. Трехскоростной двигатель. 9. Применяется в качестве перематывающего в трехдвигательных вращения двигателя при изменении напряжения батареи применяются центробежные регуляторы. Если скорость двигателя превысит заданную, то контактами центробежного регулятора в якорную цепь включается дополнительное сопротивление. Чтобы уменьшить ток, проходящий через контакты, и тем самым облегчить работу контактов, применяются электронные схемы на транзисторах (рис. XIV. 14). Контакты регулятора включают- ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 863 Таблица XIV. 3 Потребляемая мощность, вт 36 35 90 37 128 105/95 118/105 87 108 — 84 78 75 68/62 50/59 100 100 67 100 100 Потребляемый ток, а — 0,47 0,2 0,63 0,5/0,4 0,5/0,44 0,45 0,55 0,4 0,47 0,4 0,4 0,32 — 0,5 0,55 0,35 0,48 0,55 Пусковой момент, не менее, . Г»см 500 500 2000 1100 1700 1300/800 1300/900 900 1000 1000 800 1000 950/1200 1000 600 3000 1 2100 3000 5000 § сть к тора, Емко денса мкф 2,5 2,0 2,5 1,25 — 2,75 3,0 _ 3,0 3,0 2,5 2,5 10/2,5 — 3,5 3,5 , 3,0 1,5 2,75 3,0 Добавочное сопротивление, ом 500 500 500 500 — 250 300 _.. 500 500 500 500 125/500 — —. 400 i 250 250 — — Размеры корпуса Диаметр 100 80 128 128 126 145 145 138 126 126 126 128 128 124 103 130 128 128 v 126 126 мм Высота 70 78 135 135 185 200 200 170 210 210, 210 145 145 140 80 160 132 120 210 210 13 Вес,- _ — 4,2 4,2 5,7 7,4 7,8 7,4 6,7 6,7 6,6 4,2 4,2 4,3 3,0 4,5 4,2 3,0 5,8 6,8 к 1 Приме» 1 1 2;3 2;4 5 5;6;7 5;6;7 5;7 5;7 5;7 5 5 5;6 1 8 4;9 4;9 3;7;9 3;7;9 протяжным механизмом. и в качестве ведущего — в трехдвигательных. рости движения ленты до 762 мм I сек и до 1000 м при скорости до 381 мм/сек. движения ленты до 381 мм/сек и до 1000 м при скорости до 190,5 мм/сек. тяжных механизмах при скорости движения ленты до 762 мм/сек лентопротяжных механизмах. ся в цепь базы транзистора, поэтому переключаемый ток уменьшается в Р раз по сравнению с током в цепи якоря электродвигателя. Простейшая схема центробежно-электронного регулятора скорости вращения приведена на рис. XIV.14,a. Более совершенная схема показана на рис. XIV. 14,6. В режимах записи и воспроизведения двигатель включается контактами Б/С}. При чрезмерном повышении скорости размыкаются
864 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ контакты Вкг и В/с4, вследствие чего резко возрастает сопротивление транзистора, включенного в цепь двигателя. При этом ток двигателя протекает через сопротивление Ri и лампочку Лг (типа КМ-2 для двигателей типа ДКС). В режиме перемотки двигатель включается контактами Вк^, а регулятор скорости не работает. Диод и конденсатор предназначены для подавления помех, возникающих при работе регулятора. Основные данные электродвигателей, применяемых в магнитофонах, приведены в табл. XIV.3 и XIV.4. Таблица XIV. 4 Основные данные двигателей постоянного тока для магнитофонов Тип Напряжение питания, в 0) "< 5* «51 Ся *5 ь US с* Размеры корпуса, мм Диаметр. Длина Вес, кг ДКС-8 2ДКС-7 4ДКС-8 ДПМ-20 ДПМ-25 ДПМ-30 МГ85-706 12—16 5—7,5 12—16 12/6 12/6 12 4.5 2000 2000 2000 4500 2200 2500 2000 0,4 0,2 0,8 0,7 Ы 2,8 0,24 0,9 0.6 1,75 3,0 4.2 6,0 2,1 19 19 39 16 50 ПО 12 40 38 40 20 25 30 *~— 64 48 65 38 46 57 35 0,25 0,08 0,25 ! 0,07 0,12 0,22 —~ Примечания: 1. Применяется в профессиональных репортажных магнитофонах. 2. Исполнительный двигатель для устройств автоматики; может быть использован в любительских магнитофонах. 3. Предназначен для использования в самоходных игрушках и моделях; может быть использован в простейших карманных магнитофонах для технической записи речи. § 7. МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ Конструкция головок. В настоящее время применяются магнитные головки кольцевой системы. Такие головки имеют замкнутый ферромагнитный сердечник с небольшими зазорами. Наиболее распространены головки с сердечниками в форме тороида (рис. XIV. 15) или прямоугольника с одной скругленной стороной (рис. XIV.16). Последние применяются при малых скоростях ленты. Длина рабочей поверхности полюсов головки должна быть не менее длины волны, соответствующей наименьшей из записываемых частот. Длина записываемой волны А, = —- мму где v — скорость движения ленты, мм/сек: I — частота записываемого сигнала, гц. Для устранения волнообразности частотной характеристики воспроизведения необходимо также, чтобы расстояние между полюсом
МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ 865 tojituuuo пакета 7мм -*30 -^' Рис. XIV. 15. Конструкция тороидальной магнитной то- ^ ловки: / — щечка; 2 — сердечник; 3 — ра- бочая щель; 4 — каркас с обмоткой; 5— выводы обмоток; 6— задний зазор; 7 — стягивающие винты; 5—пластина сердечника. 5,2\ К \ I f $1 Т НЗЬ- Рис. XIV. 16. Конструкция магнитной головки с серпообразным сердечником! / — сердечник; 2 — катушка; 3 — прокладка; 4 — обойма; 5 — пластина сердечника. 28 120
866 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ головки и перемещающейся лентой увеличивалось постепенно. Поэтому по- люса головок закругляют. Записывающая, воспроизводящая, универсальная (записывающая и воспроизводящая) и стирающая головки одинаковые по конструкции, но отличаются материалом сердечника, размерами зазоров (щелей), числом витков и диаметром обмоток. Сердечники магнитных головок изготовляются из тонких (толщиной 0,1—0,2 мм ) изолированных одна от другой пластин. Материал сердечника должен иметь более высокую магнитную проницаемость, чем носитель записи, и быть^достаточно твердым. Для изготовления сердечников записывающих, воспроизводящих и универсальных головок применяется пермаллой, му метал л, сплавы 79НМ, 80HXG и другие, для сердечников стирающих головок — пермаллой, кремнистая сталь и ферриты. Сердечники высококачественных магнитных головок должны изготовляться очень тщательно. Пластины должны быть безупречно отштампованы. Готовый пакет, состоящий, как правило, из склеенных пластин, шлифуется и полируется, особенно грани щелей и рабочая поверхность головки, соприкасающаяся с лентой. Рис. XIV« 17. Шлифовка сер- ПРИ шлифовке и полировке половина дечника магнитной головки, сердечника прижимается своей боковой поверхностью к направляющей призме (рис. XIV. 17). В высококачественных головках поверхность пакета, образующая рабочую щель, должна быть отполирована с точностью порядка 1 мк. Пластины можно склеивать клеями БФ-2 или БФ-4 под давлением. Удобно применять специальные струбцины, в которых пакет пластин, смазанных клеем, сжимается, нагревается до температуры 70-** 809 С и выдерживается при этой температуре в течение 15—20 мин. Щели магнитных головок. Рабочая щель в сердечнике записывающей и стирающей головок предназначена для создания магнитного поля рассеивания, которое воздействует на носитель записи. Рабочая щель в воспроизводящей головке необходима для того, чтобы магнитный поток носителя проходил через обмотку. Ширина рабочей щели в записывающих и стирающих головках определяет действующую на носитель записи напряженность магнитного поля, а в записывающих, кроме того, и эффективность записи высоких частот, в воспроизводящих головках — разрешающую способность, т. е. максимальную частоту, которая еще может быть воспроизведена. В записывающих и в воспроизводящих головках ширина рабочей щели должна быть в 3—4 раза меньше наименьшей длины записываемой волны. Заднюю щель в воспроизводящей головке стараются исключить, для чего соответствующие поверхности половин сердечника тщательно пригоняют одну к другой. Чем меньше эта щель, тем больше чувствительность головки. В сердечниках записывающих головок, наоборот, образуют заднюю щель, помещая в ней немагнитную прокладку, вследствие этого снижается восприимчивость головки к постоянному остаточному намагничиванию, которое может возникнуть при перегрузке большим током записи или от
МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ 867 толчков тока при включении. Остаточное намагничивание головки вызывает дополнительные шумы. В рабочих щелях магнитных головок помещают прокладки из немагнитного материала, который должен иметь одинаковую с материалом сердечника механическую износостойкость. Наиболее приемлема для этой цели фосфористая или бериллиевая бронза. Обмотки магнитных головок выполняются обычно медным проводом в эмалевой изоляции (ПЭЛ и ПЭВ). Количество витков обмотки определяется ее назначением. Для воспроизводящей головки необходима обмотка с возможно большим числом витков, так как при увеличении числа витков при прочих равных условиях возрастает э. д. с. головки. Повышение числа витков ограничивается индуктивностью обмотки, при которой резонансная частота входной цепи усилителя оказывается в рабочем диапазоне частот. Головки с максимальной допустимой индуктивностью называются высокоомными в отличие от низкоомных головок, которые рассчитаны на включение через повышающий трансформатор (см. § 8). Для записывающей головки желательна обмотка с умеренным числом витков, так как при увеличении числа витков возрастает ее индуктивность и требуется большее напряжение от генератора подмагничивающего тока.. В универсальной головке с учетом этих противоречивых требований число витков обмотки выбирают так, чтобы индуктивность головки составляла около 1 гн. Экранирование головок. Записывающие и воспроизводящие головки тщательно экранируются для защиты от влияния внешних магнитных полей, которые создаются двигателями лентопротяжного механизма, трансформаторами и электромагнитами. В качестве магнитных экранов применяются колпаки из пермаллоя или муметалла толщиной от 1 до 3 мм. Для воспроизводящих и универсальных головок применяется двойное экранирование, записывающие головки защищаются только одним экраном. Стирающие головки не подвергаются влиянию наводок, поэтому магнитное экранирование не требуется. Однако их закрывают экранами с целью ослабления внешних полей, возникающих при протекании относительно больших токов высокой частоты. Экраны для стирающих головок изготовляются из материала, хорошо проводящего электрический ток, например, из меди или латуни. Для прохода ленты в экранах головок делают щели и прорези. Поскольку щели ухудшают экранирование, иногда применяются дополнительные пермаллоевые прокладки под блоками головок и над торцами двигателей. Износ магнитных головок. Вследствие трения рабочего слоя носителя записи о поверхность головки уменьшается глубина рабочей щели. В воспроизводящих головках это вызывает некоторое увеличение э. д. с, индуктирующейся в обмотке, а в записывающей головке — необходимость увеличивать токи записи и подмагничивания. Одновременно изменяются частотные характеристики системы запись — воспроизведение. Степень износа головок зависит от материала головки и носителя записи, давления носителя на головку и угла охвата головки носителем. Маркировка магнитных головок. Для отличия головок различного назначения принята следующая система маркировки: Головка Цвет Стирающая низкоомная Красный * высокоомная Красный с белой полосой 28*
868 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Записывающая Воспроизводящая низкоомная » высокоомная Универсальная низкоомная » высокоомная Зеленый Белый Белый с красной полосой Черный Черный с красной полосой Маркировка наносится краской соответствующего цвета на выступающие борта каркасов для обмоток. Кроме того, основным цветом маркировки (без полос) закрашиваются головки винтов, стягивающих сердечник. Головки двухдорожечной записи. Для двухдорожечной записи могут быть использованы головки, показанные на рис. XIV. 18. Сдвоенную головку (рис. XIV.18,a), состоя- м j щую из двух самостоятельных одинаковых секций, очень удобно использовать в магнитофонах с автоматической сменой направления хода ленты. Таких головок в магнитофоне должно быть не менее двух: универсальная с высотой пакета сердечника 2 мм и стирающая с увеличенной высотой пакета каждого сердечника (до 3,2 мм). На рис. XIV. 18,6 показана головка двухдорожечной записи, переделанная из стандартной одно- дорожечной головки. При переделке уменьшается высота пакета сердечника (от 7 до 2—2,6 мм для записывающей, воспроизводящей или универсальной головки и до 3,2—3,5 мм для стирающей головки). На место изъятых пермаллоевых пластин сердечника ставится такое же по конфигурации латунное кольцо, которое должно быть незамкнутым (разрезанным) для уменьшения потерь при стирании и подмагничивании. Оно может быть заменено пластмассовым. Каркасы обмотки и вся арматура головки остаются без изменений. Пакеты латунных и пермаллоевых пластин должны образовывать со стороны рабочей части головки общую гладкую поверхность. Суммарная высота обоих пакетов должна соответствовать высоте прежнего пакета (7 мм). Число витков каждой катушки необходимо увеличить на 20—30%, применяя более тонкий провод. Рабочая щель должна быть по возможности уменьшена: до 10—15 мк для записывающей, воспроизводящей или универсальной головки и до 100—150 мк для стирающей головки. Это достигается применением более тонкой фольги и тщательной шлифовкой рабочей части сердечника. На рис. XIV.18,e показана головка, специально изготовляемая нашей промышленностью для массовых магнитофонов с двухдорожечной записью. Такие головки применяются в приставках МП-1 и «Волна».JB этой головке сердечник, зажатый между двумя латунными щечками, имеет уменьшенную (по сравнению со стандартной головкой) высоту пакета. Для универ- двухдорожеч- Рис. XIV. 18. Головки ной записи: J — щечка; 2 .—• сердечник; 3 — обмотки; 4 — латунное кольцо; 5 — диамагнитная прокладка; 6 — магнитный шунт.
МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ 869 сальной головки высота пакета берется равной 2,5 лш, для стирающей— 3—3,2 мм. Лента во время движения прилегает одной половиной к сердечнику, другой — к отшлифованному выступу верхней латунной щечки. Суммарная высота этого выступа и пакета сердечника составляет 7 мм. Головки, представленные на рис. XIV.18,6\e, г% могут быть использованы в системе двухдорожечной записи с перевертыванием кассет (см. § 4 этой главы). Для уменьшения взаимного влияния записей на дорожках можно применять головки с магнитными шунтами. Устройство такой головки показано на рис. Х1У.18,г. Магнитный шунт перекрывает нерабочую дорожку на участке ленты, расположенном против рабочей щели головки, и «закорачивает» ее внешний магнитный поток. Этот шунт изготовляется из материала с высокой магнитной проницаемостью, например, из пермаллоя. Шунт располагается над рабочей частью сердечника головкя и отделяется от него тонкой диамагнитной прокладкой. Его не должны охватывать обмотки катушек головки. Шунт может быть выполнен в виде лепестка длиной в 1 см и толщиной 1—3 мм, высота его определяется шириной ленты за вычетом высоты рабочего пакета сердечника и толщины диамагнитной прокладки. Шунт может несколько перекрывать по ширине прилегающую к нему звуковую дорожку. Его поверхность должна быть хорошо отшлифована и подогнана вровень с рабочим пакетом сердечника. Магнитные шунты иногда ставятся на всех головках, но в первую очередь их необходимо ставить на воспроизводящей (или универсальной) головке. Электрические и конструктивные данные головок приведены в табл. XIV.5. Магнитомодуляционные головки применяются для воспроизведения очень низких частот. Обычные головки, в которых воспроизведение связано с движением ленты, в этом случае непригодны, так как э. д. с. в воспроизводящей головке уменьшается с частотой. В магнитомодуляционной головке магнитный поток ленты прерывается вспомогательным переменным потоком высокой частоты, который периодически насыщает определенную часть головки (рис. XIV. 19). При этом в основной обмотке индуктируется э. д. с. в виде кратковременных знакопеременных импульсов, амплитуда которых изменяется соответственно характеру сигналов, записанных на ленте. Частота колебаний вспомогательного генератора должна быть в 15—20 раз выше максимальной частоты воспроизводимых сигналов. Выходное напряжение головки детектируется, и на выходе детектора образуется напряжение, соответствующее записанному на ленте. Постоянные времени контуров R\CX и R2C2 должны быть в несколько раз больше периода колебаний вспомогательного генератора, а постоянная времени контура #3Сз —в несколько раз больше периода самой низкой воспроизводимой частоты. Вместе с тем постоянные времени контуров RiC\ Рис. XIV. 19. Устройство и схема включения магнитомодуляционной го- -...•' У\ '■'■ - Г ^ловки: ■ 1А магнитопровод для потока ленты; 2 — магнитопровод для вспомогательного потока; 3 — лента.
Таблица XIV. 5 1 Основные данные магнитных головок Тип Где установлена Сердечник ра. о УО Толщина т мм %■ & Ширина ра( щели, мм его § Ширина з£ зазора, мм Обмотка Число витков ода, ш Диаметр ni мм е, ом а а Сопротивле Индуктивность на частоте 1000 гц, мгн ток 18 Номинальн стирания, • в Ток записи лее1), ма 3.L 32а Оптимальн сокочастот! магничиван *' 8^ я" 3§ 8i Номинальн ное напрял В-013) В-02 2В-013) 3-01 23-01 МГУ-2*) МАГ-5, МЭЗ-2, МЭЗ-6, МЭЗ-15 МЭЗ-17 МЭЗ-28 МАГ-8 МАГ-8-ИМ «Репортер-2» «Репортер-3» МАГ-5, МАГ-8, МЭЗ-2, МЭЗ-6, МЭЗ-15, МЭЗ-17 МЭЗ-28 МАГ-8-ИМ «Репортер-2» «Репортер-3» «Мелодия» «Астра»4) «Днепр-Ь, «Днепр-2», «Днепр-3», «Днепр-5» «Днепр-8»3) «Днепр-9», «Днепр-10»4) «Днепр-И»4) МП-1,МП-24) «Эльфа-6» 4) «Эльфа-10», «Эльфа-17», «Эльфа-19» 4) «Яуза» 4) «Яуза-5» 4) Воспроизводящие "7 7 7 7 7 7 7 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0 0 0 0 0 0 300x2 1500x2 200X2 1500X2 1000x2 2000 600 0,2 0,1 0,2 0,08 0,08 0,08 0.12 10 200 ■ 3 220 150 150 12 Записывающие, 7 7 7 7 7 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,25 0,4 0,3 0,1 0 150x2 150x2 750x2 600 150 0,25 0,3 0,08 0,1 0,15 2,8 2,3 120 40 3,5 Универсальные 1 2,5 2,5 7 » 7 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4. 2,4 0,008 0,005 0,012 0,01 0,008 0,008 0,01 0,01 0,01 0,008 0,008 0 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0,1 0,1 0 0 | 2550 4000 1500x2 300X2 1500X2 1500X2 1500x2 1500x2 1500x2 2500 2500X2 0,05 0,05 0,1 0,23 0,1 0,1 0,09 0,08 40,08 ,0,05 0,05 500 1 600 180 8 180 180 200 220 220 500 1000 60—80 1500—1800 60—70 3000 1000 2000 40 _„ — — — — — — — — — — — — ■ — — — — — — 1 7—9 10 340 130 4—5 900 4000 900 120 900 1000 750 800 750 900 1200 — — — 3,5 2,0 0,5 0,6 3,5 10—12 12 2 2 12 — ' — — — — — — — — — \ — 0,13 0,5 0,1 0,6 0,05 0,25 0,25 0,3 0,3 0,2 0,1 0,5 | 2,0 1,1 2,0 0,7 1,0 2,0 2,0 1,3 2,0 1,0 0,6—1 3-5
Продолжение табл. XIV. 5 оо: 3 5 н я„ > Я; сг Где установлена 'Сердечник ■Г в|. II Обмотка Число витков ее 51 I Индуктив- I ность на частоте 1000 гц, мгн\ Si. I- *> ii C-02 C-04 , МАГ-5, МАГ-8, МЭЗ-2 |МЭЗ-б. МЭЗ-15, МЭЗ-17, МЭЗ-28 МАГ-8-ИМ «Днепр-1», «Днепр-2», «Днепр-3», «Днепр-5» «Днепр-9», «Днепр-10» 4) .«Днепр-II»'4) «Мелодия» 4) МП-1, МП-2, «Эльфа-6»4) «Астра»4) «Эльфа-10», «Эльфа-17», «Эльфа-19» 4> «Яуза»4) «Яуза-5»4) 7 7 7 7 з з з з 3 3 3 1 3 0,2 0,15 0,15 0,2 0,1 0,1 0;2 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 °' 1 о • о о о 0 0 0 0 0 о | о 1 Стирающие 75x2 150x2 150x2 75x2 100x2 100x2 400 200x2 420 200x2 450 300 0,35 0,25 0,25 0,41 |0,&7 0,31 0,15 0,2 0,18 0,2 0,12 0,12 0,8 | 2,8 . 2,8 ' 0,5 1,6 1,5 10 5 3,5 5 ' 11 ' 9 1 1,7—2,2 7—9 2 2 10 10 7 10 8 10 7 4,5 1130—150 50-60 60 75 1 100 100 ; 45 30 40 40 50 1 30 — — __ — — — — — ттшт — — ' — • —— —- —— — — — — — — — — ^Обеспечивающий на частоте 1000 гц остаточный поток 0,05 мкс для ленты типов 1 и 1Б и 0,08 мкс для лент типов 2 и 6. ; . " 2)На нагрузке 1 Мом при частоте 1000 гц и остаточном потеке ленты 0,05 мкс. 8)Низкоомная головка. 4)Для двухдорожечной записи.
УСИЛИТЕЛИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ $73 и R2C2 должны быть в несколько раз меньше периода самой высокой воспроизводимой частоты. Напряжение выходного полезного сигнала не изменяется при изменении в широких пределах скорости движения магнитного носителя и частоты записанных на нем сигналов. Однако, если длина записанной волны в несколько раз больше длины рабочей поверхности головки, то возникают большие нелинейные искажения. Поэтому магнитомодуляционные головки применяются в устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники для воспроизведения магнитной записи импульсов при замедленном движении носителя записи. Магнитные головки для стереофонической записи. Для двухканаль- ной стереофонической записи можно использовать головки, подобные изображенной на рис. XIV.17,a. Чтобы уменьшить нежелательные связи между обмотками обоих сердечников головки, между ними располагают магнитный экран из одной или нескольких пер- маллоевых пластин. Иногда для ослабления емкостных и индуктивных связей за счет, рассеяния магнитного потока из задней щели сердечники изгибают так, как показано на рис. XIV. 20. При такой конструкции в каждой обмотке можно разместить больше витков, что важно для изготовления высокоомных головок. Сердечники головок располагаются по высоте симметрично относительно осевой линии ленты. Толщина сердечника головки записи, определяющая собой ширину звуковой дорожки на ленте, выбирается в пределах 2,3—2,5 мм. Сердечники воспроизводящей головки делают на 0,2 мм тоньше. При изготовлении головок следует очень точно выдержать размеры толщины сердечников и расстояния между ними. Рис. XIV. 20. Конструкция головки для двухканальной стереофонической записи: звука (разрез): / — сердечник; 2 —обмотки; $ — диамагнитные прокладки; 4 — пермаллое- вый экран. § 8. УСИЛИТЕЛИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ Усилители воспроизведения предназначаются для предварительного усиления и частотной коррекции сигналов, поступающих от воспроизводящей головки. Особенности усилителей воспроизведения (УВ): . 1. Трудно получить хорошее перекрытие собственных шумов усилителя (большое отношение сигнал/шум), так как э. д. с. , развиваемая воспроизводящей головкой, весьма мала и обычно даже у высокоомных головок на низких частотах не превышает 100—150 мкв. 2. Частотная характеристика УВ имеет своеобразную форму (см. ниже). 3. Коэффициент нелинейных искажений в У В не должен превышать 0,5% на средних и высоких и 1% на низких частотах для того, чтобы общий коэффициент нелинейных искажений магнитофона определялся;только искажениями в ленте и частично в оконечном усилителе. 4. Внутреннее сопротивление источника входного сигнала резко изменяется с частотой.
874 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Отношение сигнал/шум в УВ определяется напряжением полезного сигнала и эффективным напряжением шумов на сетке лампы первого каскада. Допустимые отношения сигнал/шум в сквозном канале запись—-воспроизведение и в канале воспроизведения для магнитофонов разных групп приведены в табл. XIV.2. Отношение сигнал/шум в УВ должно быть более высоким, чем в сквозном канале, и равным, по крайней мере, 60 дб для магнитофонов первой группы и 40 дб для магнитофонов второй группы. Цифры характеризуют допустимую интенсивность всех шумов УВ, т. е. соответствуют показаниям вольтметра, измеряющего на выходе эффективное напряжение шумов, независимо от источников и частотного состава шумов. Однако человеческое ухо сильнее реагирует на высокочастотные шумы (выше 400 гц), поэтому уровень полезного сигнала должен превышать уровень высокочастотных шумов примерно на 80 дб в магнитофонах первой и второй групп и на 60 дб в магнитофо- __ _ нах остальных групп. 0 g Степень перекрытия шумов усилителя сигналом зависит от Рис. XIV. 21. Схемы включения вое- конструкции воспроизводящей производящей головки. головки и схемы ее включения, а также от уровня собственных шумов ' усилителя (см. § 16 гл. IX). Для лучшего перекрытия высокочастотных шумов следует применять головки с малым рабочим зазором. Если У В предназначен для воспроизведения диапазона звуковых частот до 15 000 гц, то оптимальный рабочий зазор получается равным примерно 20 мк для скорости ленты 76,2 см/сек, 10 мк для скорости 38,1 см/сек, 7 лис для скорости 19,05 см/сек и 5 мк для скорости 9,53 см/сек. При ограничении диапазона частот сверху рабочий зазор может быть больше указанных величин. Отношение сигнал/шум в УВ тем больше, чем выше добротность головки, т. е. отношение ее э. д. с. к индуктивности. Схемы включения воспроизводящей головки. Схема непосредственного подключения воспроизводящей головки ГВ к управляющей сетке первой лампы УВ (рис. XIV.21,a) является простейшей и широко применяется в настоящее время при использовании высокоомных головок. Однако при таком включении головки длина кабеля, соединяющего ее с первой лампой, не должна превышать 0,4—0,5 ж, так как при возрастании собственной емкости кабеля резонансная частота входной цепи может переместиться в область диапазона воспроизводимых частот, что приведет к резкому снижению напряжения самых высоких частот на сетке первой лампы. На рис. XIV.21,6 приведена схема, в которой воспроизводящая головка ГВ подключена ко входу первого каскада через повышающий трансформатор. Такую схему целесообразно применять, во-первых, в тех случаях, когда нельзя по конструктивным соображениям использовать высо- коомную головку, например, при многоканальной записи, так как вследствие близости головок остается очень мало места для их обмоток. Во-вторых, эта схема рекомендуется, если воспроизводимая фонограмма имеет очень малую ширину, а требования к перекрытию низкочастотных шумов
УСИЛИТЕЛИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ 875 достаточно высоки. При узкой фонограмме напряжение, развиваемое головкой, меньше, и только низкоомная головка с-повышающим входным трансформатором может обеспечить необходимое перекрытие шумов. В-третьих, трансформаторная схема Ш0>дб к; +2(А 40 ы к Ш1 ■зН 100 200 400600100020004000 Ю000 t,2U Рис. XIV. 22. Стандартизованные частотные характеристики усилителей воспроизведения: 1 — для скорости ленты 38, 1 и 76,2 см/сек; 2 —для скорости ленты 19,05 см/сек; 3 — для скорости ленты 9,53 см/сек. незаменима в тех случаях, если воспроизводящая головка и кабель, соединяющий ее с усилителем, подвергаются вибрациям, если необходимо отнести воспроизводящую головку на расстояние 2—3 м от усилителя или поочередно подключать на вход усилителя несколько головок. Особенности конструкции входных трансформаторов описаны в § 4 гл. V/ Частотная коррекция в УВ. Для обеспечения возможности обмена фонограммами, записанными при одной скорости, но на разных магнитофонах, частотная характеристика канала воспроизведения строго нормируется. Вводится понятие стандартного канала воспроизведения, состоящего из идеальной воспроизводящей головки и усилителя со стандартизованной частотной характеристикой, различной для разных скоростей (рис. XIV. 22). ^ Идеальной воспроизводящей головкой называется головка, у которой э. д. с. при воспроизведении фонограммы с постоянным остаточным потоком пропорциональна частоте. Под коэффициентом К на рис. XIV.22 следует понимать отношение напряжения на выходе усилителя к э. д. с. воспроизводящей головки. Частотная характеристика реального У В должна отличаться от стандартизованной частотной характеристики так, как отличаются частотные характеристики реальной и идеальной головок. На высоких частотах частотная характеристика УВ должна идти выше стандартизованной, так как необходимо компенсировать щелевые и частотные потери реальной головки. Если размер рабочей щели головки выбран из условий лучшего перекрытия высокочастотных шумов, то Т Т с£ Рис. XIV. коррекции 23. Схема частотной в усилителе воспроизведения. необходимый дополнительный подъем на частоте 15 000 гц составляет 7 дб. Желательно иметь дополнительный запас коррекции на 3—5 дб на случай ухудшения частотной характеристики головки по мере ее износа. Таким образом, частотная характеристика реального УВ в области высоких частот должна проходить выше стандартизованной на 8—12 дб (в зависимости
876 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ от типа головки и скорости ленты). Необходимая величина подъема характеристики на высоких частотах устанавливается при налаживании магнитофона. На низких частотах вследствие конечных размеров полюсов головки и влияния экрана наблюдается возрастание э. д. с. , поэтому характеристика усилителя должна проходить ниже стандартизованной на 5 дб в магнитофонах первой группы и на 1 дб в магнитофонах второй группы (на частоте 30 гц). ' " ч Одна из возможных схем частотной коррекции в усилителе воспроизведения приведена на рис. XIV.23. Ориентировочно элементы схемы рассчитываются следующим образом. Сопротивление Rc выбирается равным (4—5)Яа. Сопротивление R определяется из условия # + /?с<2 Мои. Если предыдущий каскад выполнен на пентоде, то сопротивление R можно не вклнзчать, так как его заменяет выходное сопротивление этого каскада R,Ra . ; *вых #£ + Ra' Емкость корректирующего конденсатора ■ ' 3004-500 "" g^~Xr- мкф': где /н — низшая воспроизводимая частота,-^; R — ком. Величина корректирующего сопротивления X * ' я* = ~ШскК0Му где Ск— мкф\ т — постоянная времени корректирующей цепи, равная 35 мксек для скорости ленты 38,1 см/сек, 100 мксек аля скорости 19,05 см/сек и 200 мксек для скорости 9,53 см/сек. Емкость разделительного конденсатора с*=1Жмкф* где /н — гц\ Rc — 'Мом., . Контур LC должен быть настроен на максимальную воспроизводимую частоту. Следует иметь в виду, что чем больше отношение L/C, тем больше подъём частотной характеристики и тем с более низких частотой начинается. Величину подъема частотной характеристики можно регулировать переменным сопротивлением. Если УВ работаете низкоомной воспроизводящей головкой, включенной по трансформаторной схеме (рис. XIV.21,6), то коррекция в области низких частот может быть осуществлена во входной цепи. Для этого параллельно первичной обмотке входного трансформатора включается сопротивление RK. Если выбрать величину сопротивления RK из условия RK«2nfELr, где Lr — индуктивность воспроизводящей головки, то частотная характеристика входной цепи получается близкой к требуемой частотной характе-
УСИЛИТЕЛИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ 87? ристике УВ. В последующих цепях усилителя потребуется только подъем на высоких частотах. Однако при таком выборе величины RK сильно ослабляется полезный сигнал. Поэтому практически *K=(30-f-50)/HLr. В этом случае необходимый подъем частотной характеристики в области низких частот полностью не обеспечивается, поэтому в последующих цепях усилителя необходимо поднять характеристику как на низких, так и на высоких частотах, для чего применяется корректирующая цепь, показанная на рис. XIV.23. Рис. XIV. 24. Схема усилителя воспроизведения на лампах. При отсутствии коррекции во входной цепи частотные искажения могут достигать такой величины, что их практически невозможно компенсировать в последующих цепях усилителей. Практическая схема УВ на электронных лампах приведена на рис. XIV.24. Входная цепь усилителя рассчитана на работу от низкоомной головки. Высокоомную головку следует подключать без входного трансформатора. Коррекция частотной характеристики головки воспроизведения осуществляется -в анодной цепи первой лампы. Спад характеристики в сторону средних частот обеспечивается конденсатором Ci, а подъем высших частот обусловливается -резонансом контуров L\C% (при скорости 19,05 см/сек) и UCz (при скорости 38,1 см /сек). Степень подъема регулируется сопротивлением ./?. Для уменьшения фона переменного тока цепи накала ламп усилителя следует питать постоянным током от специального выпрямителя. Выход усилителя воспроизведения подключается ко входу мощного оконечного усилителя. Входной трансформатор выполнен на сердечнике из пермаллоя (пластины Ш-12, толщина набора — 15 мм). Первичная обмотка состоит из 4 X 50 витков ПЭЛ 0,21, вторичная — 4 X 1250 витков ПЭЛ 0,08. Для уменьшения собственной емкости обмотки размещаются в четырех секциях каркаса, вторичная поверх первичной. Трансформатор следует тщательно экранировать пермаллоевым и медным экраном и так же, как и лампу первого каскада, установить на амортизаторах.
878 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Катушка L\ индуктивностью 300 мгн состоит из 2600 витков провода ПЭЛШО 0,06 на сердечнике СБ-4а. Катушка L% индуктивностью 43 мгн на таком же сердечнике содержит 1000 витков провода ПЭЛШО 0,14. Практическая схема УВ на транзисторах приведена на рис. XIV. 25. В первом каскаде используется транзистор типа П13Б, отличающийся низким фактором шума (около 12 дб). Для уменьшения шумов ток эмиттера этого транзистора следует устанавливать равным 0,3 ма. Входное сопротивление первого каскада составляете— 3 ком. Частотная характеристика У В формируется главным образом с помощью корректирующей цепи, включенной на входе четвертого каскада. В области низших частот (50 гц) подъем характеристики составляет приблизительно 16 дб, а в области высших частот — 8—10 дб. Для регулировки усиления в области высших частот предназначено переменное сопротивление. Частичная коррекция (подъем) частотной характеристики в области низших частот осуществляется цепью RC на входе второго каскада. На выходе усилителя включен фильтр, настроенный на частоту тока подмаг- ничивания. Он препятствует проникновению токов ВЧ подмагничивания в усилитель со стороны выхода во время записи. Входной трансформатор для головки воспроизведения типа «Репортер-3» может быть собран на сердечнике из пермаллое- вых (марки 79НМ) пластин типа Ш-6 с толщиной набора 9 мм или пластин из стали Э41. В последнем случае сечение сердечника должно быть
УСИЛИТЕЛИ ЗАПИСИ 879 равно 1,8—2 см2. Первичная обмотка должна содержать 200 витков провода ПЭЛ 0,1, вторичная — 600 витков. Первичную обмотку следует размещать между половинами вторичной. Индуктивность катушки коррекций L\ должна быть около 6 мгн и добротность не менее 15. К выходу усилителя можно подключить вход мощного усилителя, который может быть собран по схеме, приведенной на рис. IX.61. § 9. УСИЛИТЕЛИ ЗАПИСИ Особенности усилителей записи (УЗ): 1) работа выходного каскада на индуктивную нагрузку (записывающая головка); 2) работа при постоянном токе нагрузки в широком диапазоне частот и некотором возрастании тока на высоких частотах; 3) смешение записываемого сигнала с высокочастотными колебаниями, осуществляющими подмагничивание ленты во время записи. Отношение сигнал/шум в УЗ должно быть примерно на 10 дб больше, чем отношение сигнал/шум магнитофона в целом (табл. XIV.2). Это достигается относительно просто, так как уровень сигнала на входе усилителя значителен и в самом неблагоприятном случае составляет не менее 1 мв (при работе от микрофона). По составу шум УЗ главным образом низкочастотный (фон переменного тока). Выходной каскад и выходные цепи УЗ. При непосредственном включении записывающей головки на выход усилителя напряжение на выходе должно изменяться пропорционально частоте. Это требование обусловлено индуктивным характером сопротивления головки и необходимостью поддержания в ней постоянства тока. При таком включении головки ухудшается частотная характеристика, поэтому требуется специальная коррекция, и, кроме того, нагрузка выходного каскада изменяется в широких пределах, что приводит к возрастанию нелинейных искажений. Для стабилизации сопротивления нагрузки в УЗ последовательно с головкой включается достаточно большое сопротивление R (рис. XIV.26,a), величина которого выбирается из условия #»2я/в1г, где /в— верхняя рабочая частота, гц; Lr— индуктивность записывающей головки, гн. При таком выборе величины R может потребоваться значительное напряжение на выходе УЗ, поэтому практически можно выбирать Я=4я/в/,г. Вторым способом стабилизации нагрузки в УЗ является включение последовательно с записывающей головкой параллельно соединенных сопротивления R и конденсатора С (рис. XIV.26,6"). Величина сопротивления R может быть определена по формуле ■ R = 4/BLr ком, а емкость конденсатора С — по формуле где fB — кгц; Lr — гн г 2,53 • Ю-2 . С = мкф,
880 магнитная запись Если выбрать ббльшую величину Rf то можно получить при записи подъем высоких частот. Смешение токов звуковой и высокой частот в цепи записывающей головки может производиться при последовательном или параллельном соединении источников колебаний. Последовательная схема включения источников колебаний звуковой и высокой частоты показана на рис. XIV.26,a. Усилитель защищен от тока Обмотка подмагничибания г-—i поомагничибания # Выходной ' каскад - усилителя Рис. XIV. 26. Схема включения низкоомной записывающей головки. подмагничивания конденсатором Си емкость которого рассчитывается по формуле где R — величина стабилизирующего сопротивления, ком; fB — верхняя рабочая частота, кгц. Недостатки последовательной схемы: 1) невозможность стабилизации нагрузки с помощью #С-цепочки и 2) неудобство регулировки тока подмагничивания. Параллельная схема включения источников колебаний звуковой и высокой частоты приведена на рис. XIV.26,6. Контур^ LiCx (фильтр-пробка) настроен на частоту тока подмагничивания и преграждает этому току путь в УЗ. Разделительный конденсатор С2 небольшой емкости, сопротивление которого на самой высокой рабочей частоте во много раз больше сопротивления головки ГЗ, не пропускает в генератор ток звуковой частоты. Конденсатор С2 можно сделать пол у переменным и регулировать им ток подмагничивания. При расчете элементов стабилизирующей цепи (R и С) в формулах (см. выше) Lr надо заменить на Lr + Lx. Индуктивность Li не следует выбирать большой, так как это приведет к увеличению сопротивления R и, следовательно, возрастет необходимая выходная мощность УЗ. Практически выбирают Li = (0,25-^l)Ir. Для улучшения работы фильтра его катушку следует наматывать возможно более толстым проводом и на сердечнике с малыми потерями (карбонильное железо, оксифер). Преимущество параллельной схемы смешения — простота плавной регулировки тока подмагничивания в широких пределах, недостаток — сравнительная сложность. Как при параллельной, так и при последовательной схемах смешения записывающую головку часто настраивают в резонанс с частотой тока
УСИЛИТЕЛИ ЗАПИСИ 881 подмагничивания. Для этого параллельно головке включают конденсатор небольшой емкости (на рис. XIV.26,a показан пунктиром). При этом улучшается форма тока подмагничивания, так как ослабляются его высшие гармоники. Выходной каскад УЗ целесообразно выполнять на маломощном триоде с низким внутренним сопротивлением, например, 6Н1П, 6НЗП, 6Н8С. Наиболее простой и широко применяемой является схема с выходным трансформатором в анодной цепи, в которой можно согласовать сопротивление нагрузки с внутренним сопротивлением лампы. Сопротивлением М>дб rju *20 -ю 0 Зу г- "\ ( 1 к 15000 30 100 200 №6001000 2000 4000 10000 Рис. XIV. 27. Частотные характеристики усилителей записи: / — для ленты типа 1 при скорости 76,2 см/сек и щели головки 20 мк\ 2 — для ленты типа 2 при скорости 38,1 см/сек и щели 10 мк\ 3 — для ленты типа 2 при скорости 19,05 см/сек и щели 7 лис. нагрузки можно считать сопротивление стабилизирующей цепи R. Выходное напряжение УЗ где /г — ток записи (табл. XIV.5). Исходя из величин сопротивления нагрузки и выходного напряжения, выбирается режим лампы (см. § 4 гл. IX) и рассчитывается выходной трансформатор (см. § 4 гл. V). Для снижения нелинейных искажений вводится отрицательная обратная связь (см. § 12 гл. IX). Частотная коррекция в УЗ. Частотная коррекция при записи должна быть такой, чтобы при воспроизведении фонограммы, полученной с помощью УЗ, через стандартный канал выходное напряжение на всех частотах получалось практически одинаковым, т. е. имело неравномерность, допускаемую стандартом или техническими условиями для данного типа магнитофона. Для этого частотная характеристика УЗ должна иметь подъем на высоких частотах (рис. XIV.27). Частотные характеристики на рис. XIV.27 построены как зависимости тока в записывающей головке от частоты при постоянстве э. д. с, действующей на входе усилителя.
882 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Частотная коррекция может осуществляться во входной или выходной цепи, а также непосредственно в усилителе. Схемы коррекции на выходе усилителя показаны на рис. XIV.28. В схеме рис. XlV.28,a увеличение тока записи на высоких частотах достигается за счет резонанса Рис. XIV. 28. Схемы частотной коррекции на выходе усилителя записи. напряжений в контуре коррекции LKCK, который настраивается на верхнюю рабочую частоту. Практически в этой схеме при сопротивлении RK, равном 8—10 ком, можно получить подъем высоких частот до 15—18 дб. При больших величинах сопротивления RK подъем высоких частот увеличивается, однако при этом нужно повышать выходное напряжение усилителя (более 20 в), что приводит к возрастанию нелинейных искажений. ОтГВЧ L2 fflJmaSf Рис. XIV. 29. Схема усилителя записи на лампах. В схеме на рис. XIV.28,6 индуктивность записывающей головки 1Г и катушки фильтр-пробки L\ вместе с емкостью конденсатора С образуют параллельный колебательный контур, настраиваемый на верхнюю рабочую частоту. Переменными сопротивлениями в схемах на рис. XIV.28 можно регулировать величину подъема частотной характеристики. Частотная коррекция непосредственно в усилителе может быть осуществлена включением последовательного или параллельного колебательного контура в цепь отрицательной обратной связи. Один из вариантов
такой коррекции использован в практической схеме УЗ, приведенной на рис. XIV.29. Частотная характеристика УЗ корректируется только в области высоких частот (как в профессиональных магнитофонах) параллельным контуром IiCi, включенным в цепь обратной связи. Контур настроен на частоту 12 кгц. Подъем частотной характеристики на высоких частотах регулируется сопротивлением, шунтирующим контур. Последовательно с записывающей головкой включается фильтр-пробка L2C2, настроенная на частоту под- магничивающего тока (55— 60 кгц), и корректирующая цепочка (в области средних частот). Фильтр-пробка препятствует замыканию тока подмагничивания через вторичную обмотку выходного трансформатора. Выходной трансформатор выполняется на сердечнике Ш17 X 22 (сталь Э41). Первичная обмотка состоит, из двух секций по 3000 витков провода ПЭЛ 0,09, вторичная имеет 800 витков провода ПЭЛ 0,2, Индуктивность катушки L\ 0,4 гн\ катушки Z,2—2 мгн. При использовании сердечника СБ-4а первая катушка должна иметь 2 X 1800 витков провода ПЭЛ 0,08, вторая — 2 X ПО витков провода ПЭЛ 0,3. Практическая схема УЗ на транзисторах приведена на рис. XIV.30. Для получения заданной частотной характеристики усилителя (подъем на частоте 10 кгц до 8—10 дб) применена корректирующая цепь, включенная на входе третьего каска-
884 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ да. Величину подъема характеристики на высшей частоте можно регулировать с помощью переменного сопротивления, шунтирующего колебательный контур IiCi, настроенный на частоту 10 кгц. Необходимость подключения конденсатора Сг выясняется опытным путем при налаживании усилителя; Добротность катушки L\ должна быть не менее 15. Фильтр-пробка L2C3 настраивается на частоту тока высокочастотного подмагничивания и препятствует проникновению этого тока в усилитель записи. Дроссель Др\ может быть выполнен на сердечнике Ш6 X 15 из пермаллоевых пластин (марки 79НМ) или на сердечнике из стальных пластин (Э41) с площадью сечения 2,5—3 см2. Обмотка должна содержать 1800 витков провода ПЭЛ 0,12. § 10. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Требования, предъявляемые к универсальным усилителям (УУ), зависят от скелетной схемы магнитофона (см. § 5). Возможны три варианта УУ. Первый вариант УУ. При воспроизведении усилитель работает непосредственно от воспроизводящей головки, а при записи — от источника сигнала. При воспроизведении УУ нагружен на громкоговоритель, а при записи еще и на цепь записывающей головки. В таком усилителе при переходе с записи на воспроизведение или наоборот частотная характеристика должна ' изменяться за счет изменения схемы коррекции внутри усилителя. Выходная мощность УУ и минимальное входное напряжение определяются работой в режиме воспроизведения. В этом режиме выходная мощность должна быть достаточна для нормальной работы громкоговорителя (обычно 1—3 em). Входное напряжение на низшей рабочей частоте составляет 0,5 мв. В УУ используется либо одна универсальная головка, либо две головки — записывающая и высокоомная воспроизводящая. Во втором случае можно получить лучшие качественные показатели, так как упрощается коммутация при переходе с записи на воспроизведение и обратно, ослабляются паразитные обратные связи через цепи коммутации. Однако в этом случае требуется больше места для установки головок и повышается стоимость магнитофона. Схема коммутации УУ с универсальной головкой при переходе с записи на воспроизведение приведена на рис. XIV.31. Для ослабления паразитных связей через цепи коммутации свободные участки этих цепей соединяются с «землей» переключателями, смонтированными на одной оси с основными переключателями. В УУ с двумя головками воспроизводящая головка может быть постоянно подключена ко входу первого каскада, а источники записываемого сигнала можно подключить во время записи ко входу второго каскада, отключая первый. В этом случае действие помех на цепи коммутации не так опасно, так как уровень сигнала в месте коммутации выше. Записывающая головка подключается к аноду лампы выходного каскада через разделительный конденсатор С и стабилизирующее сопротивление R (рис. XIV.32), величина которого определяется по формуле
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 885 где £/а макс — максимальная амплитуда переменного напряжения на аноде лампы; /г — ток записи (табл. XIV.5). Обычно сопротивление R получается сравнительно большим (порядка десятков килоом), поэтому в УУ фильтр-пробку не включают. Все сказанное об отношении сигнал/шум в усилителях, воспроизведения остается в силе и для УУ. Частотная характеристика УУ при записи должна соответствовать рис. XIV.27, а при воспроизведении — частотной характеристике усилителя воспроизведения (§ 8). ., ' Второй вариант УУ. Частотная характеристика при воспроизведении должна соответствовать характеристике усилителя воспроизведения. /is ОтГВЧ Рис. XIV. 31. Схема коммутации универсального усилителя: 3 — запись, В—воспроизведение. Рис. XIV. 32. Схема включения записывающей головки в универсальном усилителе. а при записи должна приближаться к горизонтальной прямой. Записывающая головка включается через корректирующую цепь, которая обеспечивает возрастание тока записи на высоких частотах (см. § 9 этой главы). Коррекция при воспроизведении может быть выполнена по тем же схемам, что и в УВ. Третий вариант УУ отличается от второго тем, что при воспроизведении усилитель работает не от головки, а от отдельного усилителя воспроизведения (см. рис. XIV.4). В таком УУ не требуется никакой частотной коррекции. Практические схемы универсальных усилителей. Схема универсального усилителя магнитофона «Днепр-lb приведена на рис. XIV.33. Для переключения усилителя с записи на воспроизведение и наоборот предназначен переключатель Пи контакты которого связаны с соответствующими клавишами. Цепочки для коррекции частотной характеристики усилителя в режиме записи находятся в двух местах. Между анодом триода Лч и катодом триода Л\ включена цепочка частотно-зависимой отрицательной обратной связи, которая создает подъем частотной характеристики на низких частотах и на самых высоких частотах. Последовательный резонансный контур L3C4 настраивается на высшую записываемую частоту сигнала (12,5 кгц для скорости движения ленты 19,05 см/сек и 6,5 кгц~-. для скорости 9,53 см/сек). Для стабилизации тока универсальной головки при записи последовательно с головкой включена цепочка #5Ce/?e. На левой (по схеме) половине лампы Лз собран детектор индикатора уровня записи (в соответствии со схемой на рис. XIV.40). При воспроизведении работает дополнительный каскад усиления на лампе Л\ (левая половина). Необходимая частотная коррекция (подъем
200к •0 +3006 Hh 0,561 ЩЩЩтЩГ \o,os t * /7, в /f ВЧ генератору win С6^Ч6 Рис. XIV. 33. Схема усилителя магнитофона «Днепр-lb.
Вход -126 Выход hit si /gVy*t M«» 1 /gv**l /P¥H igV* Г^ т~тЧУлй5У_ nW r>b/ r~>a/ fa, ТУ И[ ; _ . i+K Д2Е (4 шт) ВЧ генератор!/ Рис. XIV. 34. Схема универсального усилителя на транзисторах. Переключатель Я2 в положении' «Воспроизведение».
888 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ усиления 6 дб на октаву по мере снижения частоты) осуществляется частотно-зависимым делителем напряжения ЯгСгЯг* Последовательный резонансный контур L\CX ослабляет высшие звуковые частоты. Цепочка частотно-зависимой отрицательной обратной связи R9C3R^C4C6L3 создает небольшой подъем в области самых низших частот и значительный подъем на высшей воспроизводимой частоте, что необходимо для компенсации щелевых потерь универсальной головки при воспроизведении. Для снижения уровня фона последовательно с универсальной головкой включена антифонная катушка Z,2, расположенная на панели лентопротяжного механизма рядом с головкой, а сама головка помещена в пермаллоевый экран. Кроме того, на нити накала ламп рекомендуется подавать небольшое положительное напряжение (см. рис. IX. 36). Катушки Li — 13 выполнены на полистироловых каркасах диаметром 5,8 мм и длиной 11 мм. Катушка Lx содержит 3200 витков провода ПЭЛ 0,07, катушка L% .— 900 витков провода ПЭЛ 0,2 и катушка L^ — 4600 витков провода ПЭЛ 0,07. Индуктивность катушек: Ц =43 мгн ± ± 5%, L2 = 4,2 мгн ± 10% и 13 = 120 мгн ± 10%. Выходной трансформатор намотан на сердечнике Ш19 X 33. Обмотка 1—2 содержит 72 витка провода ПЭЛ 0,69, обмотка 3—4 — 800 витков провода ПЭЛ 0,15 и обмотка 5-9Vr 800 + 600 4- 600 + 800 витков провода ЛЭЛ 0,15. На рис. XIV.34 приведена схема универсального усилителя на транзисторах. При использовании магнитной ленты типа 6 и скорости- ленты 9,53 см/сек усилитель воспроизводит диапазон.частот 40—12 000 гц с неравномерностью Здо". Чувствительность усилителя с микрофонного входа — 0,5 мв (переключатель П\ в положении /), со входа звукоснимателя — 0,2 в (переключатель Пх в положении 2), со входа приемника — 1 в (переключатель П\ в положении 3) и с линейного входа — 10 в (переключа- ,'тель Пх в положении 4). ' *'. В первых трех каскадах усилителя использованы малошумящие транзисторы типа П13Б. Для снижения уровня шумов ток коллектора первых двух транзисторов выбран равным 0,1 и 0,35 ма. Все каскады усилителя охвачены отрицательной обратной связью. Для получения необходимой частотной характеристики усилителя между вторым и третьим каскадами включена цепь коррекции. Резонансный.контур настроен на частоту 12 кгц и, обеспечивает подъем характеристики на высших частотах. Чтобы ток высокочастотного подмагничивания не проникал а усилитель, в режиме записи последовательно с универсальной головкой включается фильтр- пробка, настроенный на частоту подмагничивания. Уровень сигнала в режиме записи контролируется по стрелочному индикатору .чувствительностью 100 мка, включенному на выход выпрямителя. Усилитель рассчитан для работы с головкой, изготовленной из записывающей головки магнитофона «Репортер-3». Высота набора сердечника уменьшена до 2,7 мм. Головка содержит 140 + 140 витков провода ПЭВ 0,1. Рабочая щель головки 5 л/с, задний зазор 50 лис, индуктивность 8—10 мгн, номинальный ток записи 1 ма, ток подмагничивания 5 лш. Входной трансформатор собран на сердечнике типа Ш6 X 9, собранном из пермаллоевых пластин (марки 80НХС или 79НМ). Первичная обмотка содержит 200 витков, вторичная—600 витков провода ЛЭЛ 0,1. § 11. ГЕНЕРАТОРЫ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ Генераторы высокой,(ультразвуковой) частоты в магнитофонах предназначены для стирания и подмагничивания ленты во время записи. В более простых магнитофонах для этих целей применяется один генератор с
ГЕНЕРАТОРЫ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ 889 частотой около 60 кгц. В магнитофонах, предназначенных только для записи речи (например, в диктофонах), эта частота может быть снижена до 25—30 кгц и менее с целью уменьшения необходимой мощности генератора. В стационарных магнитофонах, рассчитанных на высокое качество записи, частоту тока подмагничивания желательно повышать (до 120— 180 кгц), так как при этом снижается шум фонограммы и ослабляются комбинационные тона при записи высоких звуковых частот. На такой частоте нельзя применять общий генератор для стирания и подмагничивания, так как при этом сильно возрос бы нагрев стирающей головки. Поэтому для стирания применяется отдельный генератор с частотой 50— 60 кгц. Для подмагничивания в отдельных случаях можно использовать Рис. XIV. 35. Схемы однотактных генераторов высокой частоты на лампах: а — с трансформаторной обратной связью; б — с автотрансформаторной обратной связью. вторую гармонику генератора стирания и обойтись все же одним генератором. Полезная мощность, которую должен отдавать reHepaTopi зависит от частоты колебаний и типа стирающей головки. Для типовой головки С-02 и частоты стирания 60 кгц мощность, потребляемая головкой, приблизительно равна 3 em. Мощность же подмагничивания при той же частоте генератора составляет примерно 0,Г em. В составе подмагничивающего тока не должно быть четных гармоник, т. е. форма колебаний должна быть симметричной. Асимметрия формы подмагничивающего тока около 1% увеличивает шум фонограммы на 4 дб. Симметричная форма колебаний получается в двухтактных генераторах. К стабильности частоты генератора жесткие требования не предъявляются, поэтому большинство генераторов строится по схемам с самовозбуждением. Излучение энергии генератора в окружающее пространство и в сеть переменного тока должно быть минимальным. Схемы генераторов. Генераторы для магнитофонов собираются по од- нотактным и двухтактным схемам. В однотактных генераторах трудно получить симметричную форму колебаний, поэтому они применяются главным образом в диктофонах и в простых магнитофонах. Наиболее просты схемы генераторов на триодах с трансформаторной и автотрансформаторной обратной связью. На рис. XIV.35,a приве-
890 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ дена схема генератора с трансформаторной обратной связью. Такой генератор обеспечивает ток стирания до 100—120 ма и ток подмагничивания до 10 ма на частоте 20—30 кгц. Данные обмоток: Lx — 200 витков провода марки ПЭЛ 0,15, индуктивность 0,6 мгн; La — 400 витков провода ПЭЛ 0,31, индуктивность 3,5 мгн; Ц — 80 + 20 + 20 витков провода ПЭЛ 0,15, индуктивность 0,4 мгн; L4 — 50 витков провода ПЭЛ 0,51; диаметр каркаса 20 мм; длина намотки 35 мм. Схема генератора стереомагнитофона «Яуза-10» показана на рис. XIV.35,6*. Катушки намотаны на пластмассовом каркасе и заключены в броневой сердечник типа ОБ-20 из феррита марки Ф-2000. Катушка Ц содержит 85+6 витков провода ПЭЛШО 0,18, катушка L2 — 32 витка кКГЗ +2906 КГУ Рис. XIV. 36. Схема генератора магнитофона «Гинтарас». Рис. Xiy. 37. Схема двухтактного генератора высокой частоты на лампе. провода ПЭЛШО 0,18 и катушка L9 — 128 витков провода ПЭЛШО 0,12. Частота тока стирания и подмагничивания 45—50 кгц. Схема генератора магнитофона «Гинтарас» приведена на рис. XIV.36. Генератор обеспечивает ток стирания 45—50 ма и ток подмагничивания 0,7—1 ма при частоте 40 кгц. Катушки генератора намотаны на полистироловом каркасе и помещены в броневой сердечник СБ-4а. Катушка Lx содержит 100+ 120 витков провода ПЭВ 0,23, катушка 12 — 30 витков того же провода. Схема двухтактного генератора магнитофона «Днепр-lb приведена на рис. XIV.37. Генератор обеспечивает ток стирания 220 ма и ток подмагничивания 0,6 ма при частоте 50 кгц. Катушки генератора намотаны на пластмассовом каркасе диаметром 11 лик, в который помещен стержень из феррита марки Ф-600 диаметром 8 мм и длиной 38 мм. Длина намотки 30 мм. Катушка L± содержит 235 + 235 витков провода ПЭВ 0,12, катушка L2 — 40 + 40 витков провода ПЭЛ 0,29, катушка 13 — 90 витков провода ПЭЛ 0,29 и катушка L4 — 1500 витков провода ПЭЛ 0,1. Схемы генераторов высокой частоты на транзисторах приведены на рис. XIV.38 и XIV.39. Однотактный генератор (рис. XIV.38) может быть использован в портативном магнитофоне, предназначенном для целей репортажа. В таких магнитофонах обычно не устанавливают стирающих головок, чтобы снизить потребление энергии от источников питания.
ГЕНЕРАТОРЫ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ 891 Для получения частоты 35 кгц катушка генератора может быть собрана на броневом ферритовом сердечнике типа ОБ-30. Обмотка / должна содержать 110+ НО витков провода ПЭЛ 0,12, обмотка // — 600 витков провода ПЭЛ 0,2. Обмотки рассчитаны для питания записывающей головки типа «Репортер-3». Генератор, схема'которого приведена на рис. XIV.39,a, может быть собран также на транзисторах типа П25 и П26. Такой генератор обеспечивает стирающий ток 50 ма при индуктивности стирающей головки ХуЪмгн и ток подмагничива- ния 5 ма при индуктивности записывающей головки 8—10 мгн. Частота генерируемых колебаний 40 кгц. Катушки генератора размещены в броневом сердечнике с внешним диаметром 28 мм из феррита марки Ф-600. Катушка / содержит 30+50+50+ 30 витков ПЭЛ 0,25, а катушка //— 100 витков провода ПЭЛ 0,18. Генератор, схема которого приведена на рис. XIV.39,б, предназначен для экономичного магнитофона с питанием от батарей. Частота генерируемых колебаний 30 кгц. Катушки генератора размещены в броневом сердечнике с внешним диаметром 28 мм из феррита марки Ф-1000. Обмотка / Рис. XIV. 38. Схема однотактного генератора высокой частоты на транзисторе. провода КГЗ 5,6* 51* 5fin Як Рис. XIV. 39. Схемы двухтактных генераторов высокой частоты на транзисторах. содержит 30 + 30 витков провода ЛЭШО 20 X 0,07, обмотка // — 210 витков провода ПЭШО 0,15. Обмотка // рассчитана для записывающей или универсальной головки с индуктивностью 25—30 мгн. Индуктивность стирающей головки должна быть около 400 мгн. Генератор потребляет от источника питания ток около 60 ма. Для двухтактных генераторов следует выбирать транзисторы с разбросом величины коэффициента усиления по току р не более 10%,
892 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Рис..ХПЛ 40. Схема ин дикатора уровня записи § 12. ИНДИКАТОРЫ УРОВНЯ ЗАПИСИ Во время записи необходимо следить за тем, чтобы ее уровень не превышал максимально допустимого значения для данной ленты и не был слишком мал. Чем меньше уровень записи, тем меньше отношение сигнал/шум при воспроизведении. В качестве опорной величины при измерении уровня записи служит запись установочного уровня на измерительной ленте (см. § 3 этой главы). При измерении сравниваются напряжение на выходе канала воспроизведения при воспроизведении записи на данной ленте и записи установочного уровня на измерительной ленте. Поскольку коэффициент усиления в канале воспроизведения изменяется с течением времени очень мало, достаточно один раз измерить выходное напряжение при воспроизведении контрольной ленты («прокалибровать» канал воспроизведения) с тем, чтобы потом длительное время пользоваться каналом для измерения уровня в процессе записи. Измеритель выходного напряжения, специально предусматриваемый в магнитофоне для этой цели, называют индикатором уровня. В магнитофонах, не имеющих сквозного канала запись—воспроизведение, уровень записи определяется косвенным путем. Индикатор уровня измеряет в этом случае напряжение сигнала, подводимое к цепи записывающей головки. Требования, предъявляемые к индикаторам уровня: 1) чувствительность должна соответствовать подводимому напряжению; 2) минимальное входное сопротивление индикатора в рабочем диапазоне частот и напряжений должно быть в 15—20 раз больше выходного сопротивления той части схемы, к которой он подключается, чтобы не вносить искажений в записываемый сигнал; 3) диапазон/измерений должен быть достаточно большим (для любительской звукозаписи — 12 дб, для профессиональной — 40—50 дб); 4) индикатор должен успевать реагировать на быстрые изменения уровня записи и отмечать повышения уровня, длящиеся более 10—20 мсек. Постоянная времени индикатора уровня т показывает минимальную продолжительность действия входного напряжения, при которой его величина будет оценена индикатором с ошибкой не более 20%. Таким образом, постоянная времени индикатора должна находиться в пределах 10— 20 мсек. Из-за инерции некоторых измерителей (например, гальванометра) показания индикатора уровня запаздывают на определенное время. Время запаздывания не должно превышать 200 шеек. Для облегчения наблюдений за индикатором уровня искусственно замедляют обратное движение измерителя (к нулевому отсчету). Типы индикаторов уровня. В магнитофонах применяются индикаторы максимального или среднего уровня. Первые имеют постоянную времени 10—20 мсек, вторые — порядка 200 мсек. Индикаторы максимального уровня относительно сложны и применяются редко. Индикаторы среднего .уровня менее точны и применяются в более простых магнитофонах. В СССР в профессиональной звукозаписи.приняты индикаторы уровня
НАЛАЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАКТА МАГНИТОФОНОВ 893 с постоянной времени 60 мсек. Их показания при коротких импульсах (20 мсек) вдвое меньше показаний индикаторов максимального уровня. Преимущество индикаторов с постоянной времени 60 мсек по сравнению с индикаторами максимального уровня — простота, по сравнению с индикаторами среднего уровня — большая точность измерений. Схема индикатора уровня с электронно-оптическим указателем приведена на рис. XIV.40. Такой индикатор широко применяется в бытовых магнитофонах. Делитель RiRz повышает входное сопротивление индикатора и позволяет подбирать чувствительность индикатора. Максимальная ее величина (при Rx = 0) составляет около Б в. Постоянная времени индикатора С2 (#2+#д), где #д — прямое сопротивление диода. Время возвращения указателя (затемненного сектора) в исходное положение равно произведению емкости конденсатора Сг и величины сопротивления /?з. При времени возвращения около 1,5 сек постоянная времени индикатора уровня записи, собранного по схеме, приведенной на рис. XIV. 40, составляет 100—200 мсек. Вместо лампы 6Е5С могут быть использованы лампы 6Е1П и 6Е2П. § 13. НАЛАЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАКТА МАГНИТОФОНОВ Установка правильного положения воспроизводящей и универсальной головок производится при воспроизведении участка .измерительной ленты с индексом «Ч» (см. § 3 этой главы), на котором записана максимальная частота. Вместо измерительной ленты можно использовать любую другую запись частоты, близкой к верхнему пределу полосы частот записи и воспроизведения данного магнитофона (табл. XIV.2). Головка устанавливается по наилучшему воспроизведению. Пр и уста нов ке голово к нужно учитывать следующие требования: 1) рабочий зазор головки должен быть перпендикулярен направлению движения ленты и находиться в середине угла огибания головки лентой; 2) высота головки должна быть отрегулирована так, чтобы лента хорошо прилегала ко всей рабочей поверхности; 3) экран головки не должен мешать движению ленты.; 4) экран воспроизводящей головки должен устанавливаться по минимуму наводок. Снятие частотной характеристики усилителя воспроизведения производится при воспроизведении измерительной ленты с индексом сЧ». Сначала воспроизводится частота 1000 гц и регулятором усиления устанавливается выходное напряжение, равное приблизительно 20% номинального. После этого воспроизводятся остальные частоты и измеряются выходные напряжения. Неравномерность частотной характеристики не должна превышать величин, указанных в табл. XIV.2. Если измерительной ленты нет, то для снятия частотной характеристики канала воспроизведения можно использовать звуковой генератор (рис. XIV.41). На вход делителя RiR* от звукового генератора подается такое напряжение звуковой частоты, при котором на сопротивлении /?2 получается напряжение, равное номинальному выходному напряжению Рис. XIV. 41. Схема для снятия частотной характеристики усилителя воспроизведения при использовании звукового генератора.
894 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ головки (табл. XIV.5). Регулятор усиления в УВ устанавливается в положение, при котором напряжение на выходе усилителя на минимальной частоте не превышает номинального. Зависимость напряжения на выходе усилителя от частоты при неизменном напряжении на выходе звукового генератора представляет частотную характеристику тракта воспроизведения без учета частотных искажений, обусловленных конечной шириной рабочего зазора головки. При снятии частотной характеристики канала воспроизведения стереомагнитофона необходимо учитывать следующее. В некоторых экземплярах измерительных лент намагниченность неодинакова по ширине. Если разность уровней при воспроизведении одного и другого краев ленты на какой-либо из частот превышает 1,5 дб, то ленту следует заменить. Рис. XIV. 42. Схема для снятия Рис. XIV. 43. Схема для снятия частотной характеристики усили- частотной характеристики сквозного теля записи. канала запись — воспроизведение. Из полученных при измерениях результатов следует исключить ложный подъем на низких частотах, который получается вследствие того, что через сердечник головки на низких частотах проходит не только магнитный поток прилегающей дорожки, но и поток смежных областей ленты. Величина ложного подъема на частоте 30 гц при скорости 3,81 см/сек составляет приблизительно 2 дб, при скорости 19,05 см/сек — около 1 дб. Снятие частотной характеристики усилителя записи производится по схеме, приведенной на рис. XIV.42, при включенном генераторе подмаг- ничивающего тока. Напряжение от звукового генератора подается на вход усилителя записи УЗ через сопротивление Яист, равное выходному сопротивлению источника сигнала (микрофона, звукоснимателя и т. п.). Напряжение на выходе звукового генератора поддерживается неизменным в пределах полосы частот записи. Ток в записывающей головке ГЗ измеряется непосредственно термоэлектрическим миллиамперметром или определяется посредством измерения напряжения на небольшом сопротивлении известной величины (10—20 ом), как показано на схеме. Типовые характеристики УЗ приведены на рис. XIV.27. Установка правильного положения записывающей головки в магнитофонах с разделенными усилителями записи и воспроизведения производится при записи частоты, близкой к верхнему пределу полосы частот записи, по максимальному напряжению на выходе усилителя воспроизведения. В магнитофонах с универсальным усилителем правильное положение записывающей головки подбирается путем записи и последующего воспроизведения такой же частоты при разных положениях головки. Установка оптимального тока высокочастотного подмагничивания. Для определения оптимального тока подмагничивания производят несколько контрольных записей сигнала с частотой 1000 гц при различных токах подмагничивания. Во время воспроизведения контрольных записей следят за выходным напряжением усилителя воспроизведения по прибору или на слух. Ток подмагничивания, при котором запись обес- иШителА ш>
НАЛАЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАКТА МАГНИТОФОНОВ 895 печивает наибольшее выходное напряжение при воспроизведении, является оптимальным током подмагничивания. В магнитофонах с разделенными усилителями записи и воспроизведения оптимальный ток подмагничивания можно устанавливать непосредственно при записи сигнала. Установленное значение оптимального тока подмагничивания следует измерить, чтобы можно было контролировать его в процессе эксплуатации магнитофона. Ток подмагничивания измеряется при отсутствии тока звуковой частоты таким же способом, как и ток звуковой частоты при снятии частотной характеристики УЗ (рис. XIV.42). Оптимальный ток подмагничивания для лент типов 1 и 1Б в два раза меньше, чем для ленты типа 2. На практике часто для лент типов 1 и 1Б устанавливают такой же ток, как и для ленты типа 2. При этом несколько снижается отдача ленты (э. д. с. воспроизводящей головки), но повышается отношение сигнал/шум. Снятие частотной характеристики сквозного канала запись — воспроизведение в магнитофонах с разделенными усилителями записи и воспроизведения выполняется непосредственно в режиме записи. На вход усилителя записи через сопротивление, равное выходному сопротивлению источника сигнала, подается постоянное по величине напряжение различных частот и измеряется напряжение на выходе усилителя воспроизведения. В магнитофонах с универсальным усилителем сначала записываются различные частоты по схеме, приведенной на рис. XIV. 43, при неизменной величине напряжения на выходе звукового генератора. После этого запись воспроизводится и измеряются напряжения на выходе усилителя. Неравномерность частотной характеристики сквозного канала не должна превышать величин, приведенных в табл. XIV.2. Установка нормального тока в цепи стирающей головки производится после размагничивания головок и стальных деталей на верхней панели лентопротяжного механизма. Для этого вначале записывают сигнал чистого тона с частотой 400 гц на предварительно размагниченную типовую ленту (желательно применить часть измерительной ленты с индексом «О»), Уровень намагниченности ленты должен быть в 2 раза больше максимального. Для магнитофонов со скоростью движения ленты 38,1; 19,05; 9,53 см/сек это соответствует уровню намагниченности около 0,32 mjcc. Затем выполненную запись стирают, причем подбирают такой ток в цепи стирающей, головки, чтобы за один проход обеспечивался заданный уровень ее размагничивания. Этот ток и является нормальным током стирания. Величина тока стирания определяется посредством измерения ламповым вольтметром падения напряжения на небольшом непроволочном сопротивлении (около 10 ом), включенном в разрыв заземленного конца обмотки магнитной головки. Измерение переходного затухания , в стереомагнитофонах. В одном из каналов записывают синусоидальный сигнал с максимальным уровнем. Вход другого канала при этом отключают и замыкают на сопротивление, равное нормальному сопротивлению источника сигнала, на который он рассчитан. После окончания записи ленту перематывают и воспроизводят запись, измеряя выходные напряжения первого и второго каналов. Величина переходного затухания подсчитывается по формуле где Ui и U* — выходные напряжения первого и второго каналов.
896 МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ Чтобы исключить ошибку, обусловленную влиянием собственных шумов в каналах, ламповый вольтметр при измерениях следует подключать через фильтр, пропускающий только ту частоту, на которой ведутся измерения. Определение и фазировка каналов стереомагнитофона производится при первом включении стереомагнитофона, а фазировка, кроме того, при смене головок. Для определения каналов воспроизведения наиболее удобно пользоваться специальной контрольной лентой с записью музыкальной программы сначала только в одном (левом), потом в другом (правом) канале й речевых пояснений. При отсутствии контрольной ленты проверку можно выполнить, аккуратно прикасаясь небольшой стальной отверткой к верхнему и нижнему сердечникам воспроизводящей головки. Руководствуясь стандартизованным расположением дорожек (см. рис. XIV.6), по прослушиваемым щелчкам нетрудно определить каналы. После такой проверки головки следует обязательно размагнитить. Различить каналы записи, после того как определены каналы воспроизведения, уже несложно. Фазировка каналов стереомагнитофона начинается также с каналов воспроизведения. Воспроизводится запись низкой частоты с контрольной ленты и с помощью вольтметра измеряются напряжения на выходах каналов (рис. XIV.44). Если фазировка каналов не соответствует схеме, то напряжение и3 будет равно сумме, а не разности напряжений Ог и (/а. В таком случае необходимо поменять местами провода, подключенные к верхней и нижней половинам воспроизводящей головки. .. Для фазировки каналов записи входы соединяют параллельно с соблюдением полярности, обозначенной на принципиальной схеме, и подключают к звуковому генератору, затем записывают частоту 200—400 ец и при воспроизведении ее определяют сохранение правильности фазировки каналов воспроизведения. Если фазировка неверна, то меняют местами провода, подходящие к одной из половин головки записи. Рис. XIV. 44. Схема измерений напряжений на выходах реомагнитофона. сте-
...... ГЛАВА ~. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ XV § 1. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И БАТАРЕИ Применяются гальванические элементы двух видов: водоналивные, которые необходимо перед применением залить чистой водой, и сухие, поступающие в продажу в готовом к действию виде. По системе деполяризации различают элементы и батареи марганцевой, воздушно-марганцевой и воздушной деполяризации. По конструкции элементы и батареи могут быть трех видов: стакан- чиковые, галетные и чашечковые. Наливные элементы выпускаются только стаканчиковой конструкции. . ■ Основные показатели гальванических элементов. Электродвижущая сила элемента определяется химическими свойствами активных материалов — электролита и электродов и не зависит от их размеров. Изменения температуры элемента почти не влияют на величину .э. д. с. Только при температурах, близких к температуре замерзания электролита, э. д. с. элемента резко падает. Замерзшие элементы восстанавливают свое действие после отогревания. Холодостойкость элементов определяется минимальной температурой, при которой элемент может нормально работать. Внутреннее сопротивление элемента определяется суммарным сопротивлением электродов, электролита и деполяризатора. Оно зависит не только от свойств активных материалов, но и от размеров элемента, а также от температуры и плотности электролита. Величина внутреннего сопротивления элемента оказывает большое влияние на режим питания устройства, в котором используется этот элемент. При неизменной э. д. с. элемента Е напряжение на нагрузке UH зависит от внутреннего сопротивления элемента Rm и тока нагрузки /н ^н = Е — ЛЛн- Емкость элемента определяется количеством электричества, - отдаваемого элементом при определенных условиях разряда. Если ток разряда остается постоянным в течение всего разряда, то емкость может быть выражена произведением Q = Ipta.H, где /р — ток разряда, а\ t — время разряда, ч. При указании емкости элемента должны указываться условия разряда (величина сопротивления нагрузки, температура и напряжение в конце разряда). Емкость элемента будет больше при малом токе разряда, при разряде с меньшими перерывами, при более высоких температурах 29 I20
898 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИО УСТРОЙСТВ Основные данные гальванических батарей и элементов Наименование батареи Новое 68-АМЦ-х-О.б 1 102-АМЦ-у-1,0 Ю2-АМД-Х-1.0 13-АМЦГ-0.5 13-АМЦГ-у-0,5 70-АМЦГ-1.3 70-АМЦГ«у-1,3 !00-АМЦГ-0,7 !00-АМЦГ-2,0 ЮО-АМЦГ-у-2,0 102-АМЦГ-1.2 120-АМЦГ-0.27 160-АМЦГ-0.35 1.28-НВМЦ-525 1 1.28-НВМЦ-525-П 1,46-НМЦ-бО ч 1.6-ФМЦ-у-3,2 5,6-НМЦГ-22ч 54-АСМЦГ-5-П 65-АНМЦ-1.3-П 67,5-АМЦГ-у-0,05 70-АМЦГ-5 70-АНВ-275Ч 75-АМЦГ-22Ч 123-АСМЦГ-бОч Н7-АНСМЦ-18Ч Старое Торговое Начальные характеристики Напряжение, в Емкость, а-ч Сухие батареи для питания цепей БАС-Г-бО-х-0,6 БАС-80-у-1,0 БАС-80-x-l.O БАС-Г-13 — БАС-Г-бО-л-1,3 БАС-Г-бО-у-1,3 БАС-Г-80-Л-0.8 БАС-Г-80-Л-2.1 БАС-Г-80-у-2,1 БАС-Г-90 БАС-Г-120 БАС-Г-160 БНС-МВД-500 1 БНС-МВД-500 БНС-15 1-кс-у-З — БС-Г-бО-с-8 «Тула» ! "~ БС-Г-70 — — БАС-Г-120-С-0.45 БАНСС-18 1 .._ — — — — — — — — — — — Б а т а р е «Девиз» «Экран» Накал «Воронеж» «Сатурн» «Рассвет» «Энергия» «Тула» «малыш» (анод) «Дружба» «Электрон» «Радуга» Анод «Воронеж» — 68 102 102 13 13 70 70 100 100 100 102 120 160 и для 1,28 1,28 1,46 1.6 5,6 Анод 54, сет. 4 Анод 65. нак. 2,5 67,5 70 Анод 70. нак. 5,2 75 Анод 123, сет. 12.8 Анод 117, нак. 2,95 0,6 J 1,0 1,0 0,5 0,5 1,3 | 1,3 0,7 2,0 2,0 1,2 0.27 0,35 525 525 60 — *■" 5 5 1,3 29,5 0,06 5 — — — 60 | 60 — "■* 1 Продолжительность pa- I 1 боты, ч \ _ 1 95 — 1 — 1 500 120 120 66 180 180 — 1 — 1 1100 1100 — 20 22 120 120 120 280 •ю 120 275 1 275 22 — — •27 18 ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И БАТАРЕИ 899 Характеристики в конце срока хранения нность, Я, § 8 ная •К н Я Гаран 1 месяц хране- § • X ео л * н •. Емкое ния, а ъ рабо- ия, ч к* 2 = л о. ител це х *S Продол ты в к Условия разряда f 'S X ta <u лен» n « я 5 н о Сопро цепи, 1ие, в 8 ^ о. нап 8 я Конеч Максимальные размеры, мм Длина Ширш CCJ Высот Таблица XV. 1 $ 3 ш CS А А г; се 2 Макси Примечание анодов радиоламп 1 -0.4 1 0,75 0,7 0,35 — 1,05 0,57 1,6 1,6 0.85 0,2 1 0,24 _ 68 — — — — 92 54 149 149 — — 1 — 4680 7000 7000 — 10000 4680 4680 7000 7000 7000 7000 8750 11700 40 60 60 8 8 40 40 60 60 60 60 56 100 174 218 218 70 65 174 174 174 218 218 185 240 109 112 138 138 52 51 112 112 117 138 138 145 94 77 50 73 73 42 41 50 50 53 73 73 59 40 1 144 1,3 1 з з 0,25 0,25 1,6 1,6 1,7 3,35 3,35 2,5 1,3 1.8 1 приемников I 315 315 - • — 3,5 3,5 0,95 22 — 1 3.5 — — — 45 45 — "7" 675 675 - 15 16 80 80 80 200 — 80 200 200 16 — — — ■"" 2 2 3 10 75 800 60 4680 20 10330 1000 8000 75 8000 9000 940 17300 17 0,8 0,8 0,9 0,85 3,8 27 2 40 1,4 48 35 45 3,8 45 65 7 71 2,24 160 160 180 80 225 125 62 155 235 95 280 116 160 160 45 34*) 50 85 120 38 155 120 40 53 52 185 185 105 64 57 235 190 67 215 150 70 85 140 I 6,5 I 6,5 1,3 0,1 0,34 7,5 3,5 0,25 8,5 5,2 0,36 1,65 1,2 «Родина-47» «Искра-49», «Ро- дина-52». «Новь» «Воронеж» «Турист» «Дорожный» (переносный) «Искра-49» «Родина-52», «Новь» «Тула» «Заря», «Луч» «Малыш» «Родина-47» «Дорожный» (стационарный) «Дорожный» «Турист» «Воронеж» 29*
300 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Новое Наименование батареи Старое • Торговое Начальные характеристики Напряжение, в Емкость, а>ч <0 о. А н 1 Продолжительн боты, ч Батареи для портативных усилительных 0,25 2,5 0,02 0,6 1,0 49-САМЦ 0.25-п 1.58-СНМЦ-2.5 31-САМЦГ-0,02 1,5-СНМЦ-0,6 4,2-САМЦ-1,0 1,5-СТМЦ-60ч ЗЗО-ЭВМЦГ-1000*) 15-РММЦГ-20Ч 3-РЗН-МЦ-2ч 21-РЗА-МЦ-2ч 2,9-НМЦ-1.5ч 80-АМЦГ-0.15 • — — 100-ПМЦГ-у-0,05 1 105-ПМЦГ-0.05 109-ПМЦГ 120-ПМЦГ-0.15 200-ПМЦР-0,01 200-ПМЦГ-0.01-П 225-ПМЦГ-80ч 315-ПМЦГ-80ч 400-ПМЦГ-0.01 1,3-НВМЦ-75 1.3-НВМЦ-150 1.3-НВМЦ-250 1,3-ФМЦ-0,25 1,6-ФМЦ-у-3,2 3.7-ФМЦ-0.5 4,1-ФМЦ-0.7 1,35-ТВМЦ-50 1,46-ТМЦ-7,5 1,5-ТМЦ-29,5 1,6-ТМЦ-у-8 1,66-ТМЦ-у28 ГБ-СА-45 НС-СА ГВЧ-СА-30 КБ-СА БГ-4,5 — - - — — — — — — Высок — 1 ГБ-100№3 ГБ-100 1 ГБ-120 ГБМ-200-0,01 — ГБ-200 ГБ-300 № 2 ГБ-400 Элем ен т ы и б, 6-С-МВД — ФБС-0,25 1-кс-у-З КБС-л-0,5 КБС-х-0,7 ( 1 3-С-МВД 2-КС-Л-8 З-Сл-30 2-КС-у-8 1 З-С-у-30 Анод «Звук» Накал «Звук» Анод «Слух» Накал «Слух» — «Кристалл» «Молния» «Звукозапись» — — — — «Крона» 1 «Крона» 2 овольтные _ j — — -7 — — — • — ~ ата реи дл я «Црибой» — «Волна» — «Сатурн» — — 2 у х и е элем | !— ~~ 49 1 1,58 31 1,5 4,2 1,5 330 15 з 21 2»9 80 9 1 9 1 бат а реи 100 1 105 109 120 200 200 225 315 400 1 фон а рей 1.3 1 1,3 1,3 1,3 1,6 3,7 4,1 1 ент ы для | 1,35 1 1 Ь46 1,5 1.6 1.66 1 1,5 0,15 0,1 0,1 0,05 0,05 0,15 0,01 0,01 0,01 75 1 135 250 0,25 3,2 0,5 0,7 1 45 7,5 29,5 8 28 ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И БАТАРЕИ 901 Характеристики в конце срока хранения А аннос я сохр S Гарантий месяцы £ 1' конце А S S Ш Я я* ггьра шия, ельно( хран< Н 0) я =f Продолж ты в кон Условия разряда ."5 внеш к я ч о . ч» ение, впряж Конечное Продолжение табл. XV. I Максимальные размеры, мм Длина Ширина Высота ный в А Максима Примечание и переносных 1 0,15 1 2 . I 0,007 0,4 0,7 — . ~ - — * — _ _ 1 — 70 15 14 8 — — - 15 — — — — — 25000 10 50000 25 10 200 - '— 30 9000 40 30000 — — у стро 30 1 20 1 2 1 240 9 1,5 15 2.3 50 5,6 5.6 Й с т в 80 — 34 — 102 — 120 142 39 61 48 77 26 26 25 36*) 20 20*) 37- 16») 62 56 39 39 26 53 16 21 100 101 46 59 81 ' 50 132 87 36 34 70 80 49 w 49 1 0,251 | 1 0.16/ 1 0,041 0,04/ 0,4 0,025 1.4 1,3 0,06 0,1 0,11 0,4 1 для разл ичныхприборов и накальные общего применения Для слухового аппарата «Звук» Для слухового аппарата «Слух» Для аппарата «Кристалл» Для электронной вспышки Для репортерского магнитофона Для радиозондов Для метеоприборов Для карманных приемников 1 2 0,02 — 0,1 0,005 — ' — — 1 0,005 * 2 — — — — ■ 60 60 — 81900 70000 85000 49000 — 6000 85000 -120000 — 70 70 — 75 125 168 150 210 1 250 77 77 — 174 65 117 86 80 87 28 28 47») 26 37 32 63 80 63 77 77 111 84 . 47 41 147 155 35 0.25 0,18 0.3 0,47 0,135 0,2 1,0 1,3 0,25 1 1 40 1 80 150 0,17 2,6 0,27 1 0,38 160 450 600 — 26 1,33 2 4.5 5 4,5 — 10 10 10 0,95 0,7 0,95 0,6 0,7 2,0 2,0 162 82 228 — — 63 63 57 82 80 21*) 34*) 22 22 Г 132 176 170 38 64 67 67 2,0 | 1.7 5 0,022 0,105 0,16 0,16 | телефонных аппаратов 1 — — 22 1 22 300 — • — — — . 10 10 10 10 10 0,7 0,7 0,7 0.7 0.7 57 — 57 — 57 57 40*) 57 40*) 57 132 112 132 . 112 . 132 0,6 | 0,3 0,7 0,3 0.7 1
902 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Наименование батареи Новое Старое Торговое Начальные характеристики Напряжение, в Q 1 1 Продолжительность работы, ч .\ 1.48-ПМЦ-9 | 1,54-ПМЦ-х-48ч 1,54-ПМЦ-у-48ч 1,6-ПМЦ-х! 1.6-ПМЦ-у-3,2 1.6-ПМЦ-У-8 2-С-Л-9 КБ-х-1,5 КБ-у-1,5 КБ1 — 2-с-у-8 : у х и е элементы для 1 _ — — — — 1 — 1,48 1,54 1.54 1,6 1.6 1.6 9 _ — 1,05 3,2 8 80 48 48 — 32 80 *) Тысяча — число включений батареи (при +20°С). *) Диаметр. окружающей среды, а также при низком значении напряжения, до которого разряжается элемент. Нормальный разрядный ток — ток разряда, при котором емкость элемента будет наибольшей. Саморазряд элементов является вредным процессом, приводящим к снижению емкости и преждевременной порче элементов. Саморазряд элементов происходит независимо от того, работает или не работает элемент на нагрузку. При повышении температуры саморазряд увеличивается. При выборе элементов следует обращать внимание на дату их изготовления, так как из-за саморазряда элементы сохраняют свои электрические характеристики только в течение определенного срока, указываемого в паспортных данных. Сохранность элементов и батарей характеризуется временем, в течение которого все показатели батареи или элемента не хуже оговоренных в технических условиях. Сухие элементы и батареи используются для питания электро- и радиоустройств, установленных на подвижных объектах, а также стационарных устройств при отсутствии других источников питания. Широкое распространение получили гальванические элементы, в которых используются угольные и цинковые электроды с марганцевой деполяризацией. Электролитом в таком гальваническом элементе является 15%-ный раствор нашатыря (NH4C1). Применяются гальванические элементы и других типов, различающиеся по способу деполяризации, материалу электродов и конструкции. Э. д. с. сухого элемента с марганцевой деполяризацией равна 1,3— 1,6 в, внутреннее сопротивление в зависимости от размеров элемента и сте- ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И БАТАРЕИ 903 Характеристики в конце срока хранения Й 8 Гарантийная coxpai месяцы 4) ' хран Емкость в конце ния, а>ч л 5 Продолжительност боты в конце хран Условия разряда «8 Я 1 Сопротивление вн цепи, ом to ие, Конечное напряжен Продолжение табл. XV. I Максимальные размеры, мм Длина Ширина Высота 2 Максимальный вес Примечание различных приборов 12 24 24 8 12 12 6,0 — — — 2,6 — 60 48 48 — 26 — 10 10 10 117 10 10 0,7 — — 1,0 0,7 0,7 42 — — — — 42 42 22*) 22*) 21*) 34*) 42 102 62 62 60 75 102 0.3 | 0,045 0,045 0,045 0,15 0,3 пени его разряда может составлять от 0,1 до 10 ом,. Температурные интервалы работоспособности этих элементов и батарей из них следующие: Сухие элементы Летние ...... От —20 до +60° С Холодостойкие От —40 до +40° С Универсальные От —40 до +60° С Сухие батареи Летние Холодостойкие Универсальные От —20 до +60° С От —50 до +40° С От —50 до +60° С Основные данные элементов и батарей с марганцевой и воздушно-марганцевой деполяризацией приведены в табл. XV.1. В последние годы начали выпускать окисно-ртутные элементы. Они отличаются более высокой удельной энергией (количество энергии, приходящееся на единицу веса элемента), постоянством напряжения в процессе разряда, хорошим использованием активных материалов и высокой механической прочностью. Окисно-ртутные элементы и батареи из них широко используются для питания аппаратуры на транзисторах. Корпус окисно-ртутного элемента изготовляется из стали и состоит из двух половин, разделенных изоляционной прокладкой из резины. Внутри корпуса находится активная масса. Отрицательный электрод- выполняется из окиси ртути, положительный — из цинкового порошка. Активная масса смочена щелочным электролитом. Основание корпуса является выводом положительного электрода, крышка — отрицательного. Э. д. с. окисно-ртутного элемента равна около 1,3 в. Основные данные окисно-ртутных элементов приведены в табл. XV.2. Эти элементы предназначены для работы при температуре выше нуля. С повышением температуры их емкость возрастает. При увеличении разрядного тока эта зависимость
904 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ проявляется более резко. Если элементы эксплуатируются в прерывистом режиме, то величины предельных токов, при которых емкость равна номинальной, значительно повышаются, особенно при низких температурах. Таблица XV. 2 Основные данные окисно-ртутных элементов Тип op-Ik ОР-2к ОР-Зк ОР-4к ОР-1 ОР-2 ОР-3 ОР-4 Емкость, а *ч . 0,2 0,5 1,0 1,6 0,6 1,1 1,8 28 Номинальный ток, ма 10 20 35 50 10 20 35 50 Сохранность, месяцы 9 12 12 12 18 18 18 18 Высота, мм 63 7,4 8,4 9,4 12,5 13,0 13,5 14,0 1 Диаметр, мм 15,6 21,0 25,5 30,1 15,6 21,0 25,5 30,1 Водоналивные элементы применяются в стационарных устройствах. Их можно хранить более длительное время, чем сухие. Водоналивные элементы, заполненные водой, могут работать при температурах не ниже —18° С. Для работы при более низких температурах они заполняются раствором хлористого кальция плотностью 1,28—1,33. Допускается применение раствора едкого калия такой же плотности. Указанные растворы можно заливать только в те элементы, которые до этого не заполнялись водой. Плотность раствора в зависимости от температуры определяется по табл. XV.3. Таблица XV. 3 Зависимость плотности раствора от температуры Температура,* °С Плотность раствора . . + 15 1,280 о 1,290 -10 1,295 —20 1,300 -30 1,305 —40 1,310 Разряженные водоналивные элементы могут быть восстановлены. Для этого следует долить их 15—20%-ным раствором нашатыря (NH4C1). Если через 6 ч после заливки напряжение элемента возрастет до номинального, то его можно использовать вновь. Маркировка гальванических батарей и элементов. Первая цифра по новой системе маркировки обозначает начальное напряжение в вольтах, последняя — начальную емкость свежеизготовленных батарей или элементов в ампер-часах. Первая буква (или сочетание двух, а иногда трех букв)— назначение источника тока: А — анодная, Н — накальная, Ф — фонарная, Т — телефонная, П — приборная, АН — анодно-накальная, АС — анодно-сеточная, СА — слуховая анодная, СН — слуховая накальная, ГР — геологоразведывательная, РЗА — радиозондовая анодная, РЗН — радиозондовая накальная, АНС — анодно-накально-сеточная и т. п.
АККУМУЛЯТОРЫ 905 Элементы различных систем обозначаются следующими сочетаниями букв: МЦ —• марганцево-цинковые, ВМЦ — воздушно^марганцево-цинко- вые, ВДЦ или В — воздушной деполяризации цинковые, МОЭ — медно- окисные с цинковым отрицательным электродом. Галетные и чашечковые элементы обозначаются соответственно буквами «г» и «ч», стаканчиковые дополнительных обозначений не имеют. Строчные буквы «х» или «у» указывают тип элементов и батарей: «холодостойкие» или «универсальные». При отсутствии этих букв тип батареи — «летний». Строчная буква «п» в обозначениях батарей указывает на то, что выводные провода батареи подведены к панели, в которую вставляется переходная колодка шланга питания. Окисно-ртутные элементы обозначаются буквами ОР и порядковым номером. Буква «к» обозначает меньшую емкость и срок хранения. § 2. АККУМУЛЯТОРЫ Основные показатели аккумуляторов. Аккумуляторы характеризуются такими же показателями, как и гальванические элементы. Дополнительно вводятся понятия коэффициентов отдачи. Коэффициент отдачи по емкости т]е выражается соотношением .. • где Ур и tp — ток и время разряда: У3 и /3 — ток и время заряда. Коэффициент от да чи по энергии выражается соотношением урУр где Us и Up — средние значения напряжений во время заряда и разряда. Свинцовые (кислотные) аккумуляторы.. Положительный электрод свинцового аккумулятора состоит из свинцовых пластин, покрытых слоем перекиси свинца, отрицательный —- из пластин чистого свинца в сильно раздробленном состоянии (губчатый свинец). Электролитом служит раствор серной кислоты. Пластины помещены в сосуд из стекла, эбонита или пластмассы и отделены одна от другой сепараторами — пластинками из мипласта, ми- пора, специально обработанной фанеры или из этих же материалов, комбинированных со стекловолокном. Э. д. с. свинцовых аккумуляторов в конце заряда равна 2,7в, в конце разряда — 1,8 е. Коэффициент отдачи по емкости равен 85—-90%, по энергии — 65—70%. Величина саморазряда за месяц при температуре 4-25° С выражается в падении номинальной емкости на 15—30 %. Кислотные аккумуляторы обеспечивают возможность получения больших кратковременных токов, однако весьма требовательны в отношении ухода за ними при эксплуатации. Не допускается размещение кислотных аккумуляторов в одной упаковке с радиоаппаратурой. Для питания радиоаппаратуры применяются в основном стартерные, радионакальные и радиоанодные кислотные аккумуляторные батареи. Основные данные стартерных аккумуляторных батарей приведены в табл. XV. 4, а радионакальных и анодных — в табл. XV.5.
906 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Таблица XV. 4 Основные данные стартерных аккумуляторных батарей Тип ЗСТ-60 ЗСТ-70 ЗСТ-84 ЗСТ-98 ЗСТ-135 6СТ-42 6СТ-54 6СТ-68 6СТ-128 Номинальное напряжение, в 6 6 6 6 6 12 12 12 12 Емкость, а • ч\ 60 70 84 98 135 42 54 68 128 «в Я ■8. о. . со tf £8 6,0 7,0 8,4 9,8 13,5 4,2 5,4 6,8 12,8 Зарядный ток, а Первый заряд 3,5 5,0 6,0 6,5 7,5 3,0 3,5 4,5 7,0 Нормальный заряд 5,0 6,5 8,0 10,0 10,0 4,0 5,0 6,0 10,0 Размеры, мм Ширина 178 194 188 188 180 179 172 183 236 Длина 179 257 272 308 335 240 283 358 516 Высота 237 230 230 245 240 219 237 236 234 Вес, кг 15,2 20,2 22,0 25,2 29,2 24,8 30,0 58,0 _ ел Количестве электролит 2,25 2,5 2,7 3,5 4,8 3,0 3,8 5,0 7,2 Примечания: 1. Значения емкости и разрядного тока приведены для 10-часового разряда. 2. В обозначении типа батареи первая цифра обозначает количество последовательно соединенных элементов, число после букв СТ—емкость аккумулятора при 10-часовом разряде. В конце обозначения дополнительно проставляются буквы, характеризующие материал корпуса (Э —эбонит, П — пластмасса) и материал сепараторов (М —мипор, МС — мипласт и стекловойлок, Д —дерево, ДС — дерево и стекловойлок). Таблица XV. 5 Основные данные радионакальных и анодных батарей аккумуляторов Тип батареи РНП-60 2РНП-40 2РНП-60 2РНП-80 ЗРНЭ-40 ЗРНЭ-60 ЗРНЭ-80 40РАЭ-3 10РАЭ-5 ЮРАДАН-5 ЮРАДАН-10 ЮРАДАН-ЗО 5 <и .2 я X и 2 4 4 4 6 6 6 80 20 20 20 20 ж og|. SiBVQ 1 60 40 60 80 40 60 80 3 5 5 10 30 «е • 3 *Ук ?2н 6 4 6 8 4 6 8 0,1 0,17 0,17 0,33 1 Размеры, мм Длина 168 168 217 273 211 307 365 452 418 220 223 369 Ширина 1 ц[ 153 164 164 145 145 148 190 166 121 186 163 Высота 228 228 230 230 224 227 226 135 146 146 161 202 , |Ш :* 8* йч 0,7 • 0,8 М 1,8 1,2 2,1 2,8 1,6 1,0 2,4 5,7 2 1 £ 8.1 10,9 15,7 20,4 13,6 20,8 25,4 15,2 9,3 6,7 13,0 30,8 Примечание. В обозначении типа батареи указывается: первое число — количество последовательно соединенных элементов в батарее (число 1 опускается); буквы — тип батареи (РН — радионакальная, РА — радиоанодная) и материал корпуса (Э — эбонит, П — пластмасса); число в конце — емкость батареи в ампер-часах.
АККУМУЛЯТОРЫ 907 Приготовление кислотного электролита. Плотность раствора серной кислоты (проверяется ареометром) при температуре +20° С должна быть 1,21 (для радионакальных и анодных аккумуляторов) и 1,25 (для стартерных аккумуляторов). Чтобы приготовить раствор плотностью 1,21, на 1 л дистиллированной воды следует взять 250 г химически чистой серной кислоты, а для раствора плотностью 1,25—310 г. Вместо дистиллированной можно брать чистую дождевую или снеговую воду, собранную не с железных крыш и не бывшую в железной посуде. Электролит приготовляют в чистой стеклянной или фарфоровой посуде. При этом обязательно соблюдается следующий порядок: сначала в сосуд наливают некоторое количество воды, а затем постепенно тонкой струйкой доливают кислоту и раствор перемешивают стеклянной палочкой. Наливать воду в кислоту нельзя, так как при этом кислота будет бурно кипеть и разбрызгиваться. Серная кислота очень ядовита, поэтому обращаться с ней следует осторожно. Пораженные кислотой места следует немедленно смочить слабым раствором щелочи (соды) и промыть. Хранить кислоту надо в стеклянной посуде с резиновой или стеклянной пробкой. Приготовлять раствор следует за 12—20 ч до заливки в аккумуляторы, чтобы он успел остыть. При заливке раствора в аккумуляторы его температура не должна превышать +25 С. Приготовленный раствор наливают в аккумуляторы так, чтобы уровень жидкости был на 5—15 мм выше верхних краев пластин. Зарядка кислотных аккумуляторов. Аккумуляторы заряжают постоянным или пульсирующим током; положительный полюс аккумуляторной батареи присоединяется к положительному полюсу источника электроэнергии, а отрицательный — к отрицательному (рис. XV. 1). Кислотные аккумуляторы следует заряжать не более чем через 24 ч после разряда. Перед зарядкой необходимо вывернуть пробки, проверить уровень и плотность электролита (ареометром). Пробки можно закрывать только через 4—6 ч после окончания зарядки. Нормальный ток заряда может быть определен по формуле I С п Рис. XV. 1. Схема зарядки аккумуляторов. где Q — номинальная емкость аккумулятора, ач. В процессе зарядки ток заряда следует поддерживать постоянным. Окончание заряда определяется по следующим признакам: 1) напряжение аккумулятора достигает 2,7—2,8 в; 2) происходит бурное газовыделение — кипение; 3) плотность электролита достигает определенного значения и больше не изменяется; 4) емкость, сообщенная аккумулятору, на 15—20% больше емкости, отданной в процессе разряда. Кислотные аккумуляторы очень чувствительны к недозарядам и перезарядам. Поэтому следует своевременно заканчивать заряд. <
908 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Первый (формовочный) заряд производится в следующем порядке. Перед зарядом аккумуляторы заливают электролитом (по возможности быстро) и оставляют на 3—^6 ч для пропитки пластин электролитом. Зарядный ток в начале заряда должен быть Заряд стартерных аккумуляторов длится до сильного газовыделения и повышения напряжения каждого аккумулятора до 2,4 в. После этого зарядный ток должен быть уменьшен вдвое. Заряд продолжается до появления признаков окончания его, указанных выше. Заряд радионакальных аккумуляторов длится 36 ч и после трехчасового перерыва еще \2ч. Если к этому времени напряжение каждого аккумулятора не достигает 2,5 в, то снова делается перерыв на 3 ч, и заряд продолжается до появления всех признаков окончания заряда (напряжение радионакальных аккумуляторов в конце заряда приблизительно равно 2,6 в). Первый заряд анодных аккумуляторов типа 40РАЭ-3 производится током 0,1 а, а других анодных аккумуляторов — током, равным 8% от их емкости, непрерывно в течение 48 ч> после чего делается 3-часовый перерыв, а затем снова продолжается заряд в течение 12 ч тем же током. При зарядке аккумуляторов выделяются вредные для человека пары, поэтому заряжать аккумуляторы следует в нежилых помещениях. К заряжаемым аккумуляторам нельзя подносить пламя, горящую папиросу и т. п. Это может вызвать взрыв выделяющихся газов. Кадмиево-никелевые (щелочные) аккумуляторы. Пластины электродов таких аккумуляторов выполнены из тонкой никелированной стали и содержат запрессованные брикеты с активной массой. Активная масса положительных пластин состоит из гидрата окиси никеля Ni (OH)3, смешанного с графитом. Активная масса отрицательных пластин содержит кадмий и железо. Электролитом является раствор щелочи — едкого калия или едкого натрия. Сосуд аккумуляторов соединяется с положительными пластинами. ^ Кадмиево-никелевые аккумуляторы более прочны, чем свинцовые, и проще в обслуживании. Они не боятся кратковременных коротких замыканий, допускают заряд и разряд большими токами и могут долго находиться в разряженном состоянии. ..Напряжение на зажимах кадмиево-никелевого аккумулятора в начале разряда равно 1,8 в, в конце 1,1 е. Коэффициент отдачи по емкости составляет около 67%, по энергии —около 50%. При повышении температуры окружающей среды до +45° С и при снижении до —30° С емкость аккумуляторов уменьшается на 50% по сравнению с емкостью при 20° С. Основные данные кадмиево-никелевых аккумуляторов приведены в табл. XV.6. Для питания малогабаритной переносной аппаратуры на транзисторах разработаны и выпускаются герметичные кадмиево-никелевые аккумуляторы. Наиболее широко применяются аккумуляторы, оформленные в виде дисков и цилиндров. Они выпускаются с ламелями и без них. При нормальной эксплуатации аккумуляторы с ламелями выдерживают до 500 циклов заряд—разряде потерей емкости на 50%. Среднее разрядное напряжение составляет 1,2 в (для всех типов), конечное напряжение — около 1 е. При более глубоком разряде сокращается срок службы.
аккумуляторы 909 Таблица XV. 6 Основные данные щелочных аккумуляторных батарей Тип Кадмиево- никелевый 2НКН-45 ЗНКН-45 4НКН-10 4НКН-45 4НКН-60 4НКН-100 5НКН-10 5НКН-45 5НКН-60 5НКН-100 6НКН-45 7НКН-45 7НКН-60 8НКН-45 ЮНКН-22 ЮНКН-45 ЮНКН-60 ЮНКН-100 17НКН.22 17НКН-45 32АКН-2,25 64АКН-2.25 Железо- никелевый 4ЖН-45 4ЖН-60 4ЖН-100 5ЖН-45 5ЖН-60 5ЖН-100 7ЖН-45 , 7ЖН-60 10ЖН-22 10ЖН-45 10ЖН-60 южн-юо 17ЖН-22 Номинальное напряжение, в 2,5 3,75 i 5 ! 5 5 5 6,25 6,25 6,25 6,25 7,5 8,75 8,75 10 12,5 12,5 12,5 12,5 21,25 21,25 40 80 Номинальная емкость, а»ч 45 45 10 45 60 100 10 45 60 100 45 45 60 45 22 45 60 100 22 45 2,25 2,25 Нормальный ток разряда, а\ 5,65 5,65 1,25 5,65 7,5 12,5 1,25 5,65 7,5 12,5 5,65 5,65 7,5 5,65 2,75 5,65 7,5 12,5 2,75 5,65 0,28 0,28 Размеры, мм ' 171x148x252 238x148x252 188 х 76x128 305x148x252 262X170X388 374X178X388 190Х 89X128 372x148x252 315x170x388 459X178X388 440X148X252 508X148X252 436x170x388 575x148x252 465x148x252 707X152X252 600x170x388 884x178x388 435x300x252 680x289x252 525X165X168 525X317X168 . Количество 1 электролита, А | 0,9 1,35 0,48 1.8 3,0 5,6 0,6 2,25 3,75 6,0 2,7 3,15 5,25 3,6 2,7 4,5 7,5 12 4,6 7,65 1,35 2,7 i 7,8 11 3 14,5 24 28 4 17 30 40 21 25 39 27 21 34 57 78 36 53 14 28 Примечание. В обозначении батареи указывается: первое число— количество последовательно соединенных аккумуляторов; первая буква — преимущественная область применения (А — для питания цепей анодов, Н — для питания цепей накала); буквы — тип аккумуляторов (КН — кадмиево-никелевые, ЖН — железо-никелевые); последнее число — номинальная емкость батареи в ампер-часах. Окружающая температура в значительной степени влияет на емкость аккумуляторов. С понижением температуры емкость уменьшается. Рабочий интервал температур для большинства типов герметичных аккумуляторов находится в пределах от —10 до +50° С. Основные данные герметичных аккумуляторов и батарей из них приведены в табл. XV.7. Железо-никелевые (щелочные) аккумуляторы по конструкции подобны кадмиево-никелевым. Отличие заключается в составе активной массы электродов. Масса положительных пластин состоит из гидрата закиси никеля Ni(OH)2, смешанного с графитом (4 : 1). Масса отрицательных пластин состоит из специально приготовленного железного порошка. Электролит — раствор щелочи.
910 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Таблица XV. 7 Основные данные герметичных кадмиево-никелевых аккумуляторов Тип S, ГС я !* а* л о .со н ■s * ее О SQ.H |32 Размеры, мм 8 CQ Д-0,01 Д-0,06 - Д-0,07 Д-0,12 Д-0,2 2Д-0,2 6Д-0.07 7Д-0,12 ЦНК-0,2 ЦНК-0,45 ЦНК-0,85 5ЦНК-0,2 12ЦНК-0,85 1.2 1,2 1,2 1,2 1.2 2,4 7,2 8,4 1,2 1,2 1,2 6,0 14,4 0,01 0,06 0,07 0,12 0,2 0,2 0,07 0,12 0,2 0,45 0,85 0,2 0,85 1 6 7 12 20 20 7 12 20 45 85 20 85 10 60 70 120 200 160 70 120 200 450 850 200 850 015,6x6,5 016.8x8,0 020,0x7,2 027,0x10,2 027,0X25,4 26x34x20 22x24x59 016x25 014X50 014X91 28X87X25 46X71X108 3,6 4,8 6,8 14,2 28,4 35,0 66,0 15,0 21,0 41 117 730 х) Время заряда 15 ч. ^Соответствует 1-часовому режиму разряда. Напряжение на зажимах железо-никелевого аккумулятора в начале разряда равно 1,8 в, в конце разряда — 1,1 в. Коэффициент отдачи поем- кости составляет приблизительно 35%, по энергии —- 45%. Железо-никелевые аккумуляторы так же прочны и долговечны, как и кадмиево-никелевые, однако саморазряд у них несколько больше. Основные данные железо-никелевых аккумуляторов приведены в табл. XV.6. Приготовление щелочного электролита. Электролит приготовляют на дистиллированной, а также дождевой и снеговой воде. Щелочь растворяют в чистой железной, чугунной, стеклянной или керамической посуде. В отмеренную и налитую в посуду воду постепенно добавляют щелочь и раствор, все время перемешивают стеклянной или железной палочкой. Аккумуляторы можно заливать только остывшим ниже +25° С электролитом. При обращении со щелочью нужно быть осторожным, так как щелочь разъедает ткани, обувь, кожу человека и др. Пораженную часть тела или одежды следует немедленно смочить раствором борной кислоты и промывать проточной водой с мылом до тех пор, пока эта часть тела не станет скользкой. Количество щелочи, необходимое для приготовления электролита, можно определить по табл. XV.8.
аккумуляторы 911 Таблица XV. 8 Состав электролита различной плотности Наименование электролита Летний Зимний Щелочь Едкий калий и 10 г едкого лития на 1 л воды Едкий натрий Едкий калий Применяется при температуре, °С —15 и выше +10 и выше +10 до —10 —10 и ниже • Плотность, г/см* 1,19-1,21 1,17—1,19 1,19—1,21 1,27—1,3 Количество весовых частей воды на одну весовую часть щелочи 3 5 3 2 При температуре выше + 10° С лучше применять едкий натрий (NaOH), при температуре ниже —15° С — едкий калий (КОН). В железо-никелевых аккумуляторах при нормальной и повышенной температуре следует применять только едкий натрий. Едкий калий без добавления едкого лития (LiOH) не рекомендуется даже при нормальной температуре. Если нет едкого лития, то при температуре от —15 до +15° С можно применять раствор едкого калия плотностью 1,19—1,21, а при температуре от +10 до +30° С — раствор едкого натрия плотностью 1,17—1,19. Однако срок службы аккумулятора при этом уменьшается. Зарядка щелочных аккумуляторов. Правила подключения аккумуляторов к источникам электроэнергии и подготовка их к зарядке такие же, как и для кислотных аккумуляторов. Нормальный зарядный ток определяется по емкости аккумулятора где Q — номинальная емкость аккумулятора, а • ч. Нормальная продолжительность зарядки —6 —7 ч. Ускоренный заряд производится следующим режимом: 2,5 ч двойным зарядным током и2ч нормальным зарядным током. По окончании заряда напряжение каждого аккумулятора должно достигнуть 1,75—1,8 в. Первый (формовочный) заряд производится в следующем порядке: 1. Аккумуляторы заливают электролитом и через 2 ч вольтметром проверяют напряжение каждого аккумулятора. Если оно равно нулю, то ожидают еще 10 ч. Если и после этого напряжение равно нулю, то аккумулятор непригоден. 2. После 2-часовой пропитки проверяют и доводят до нормы уровень, электролита (на 5—10 мм выше пластин). 3. Заряжают нормальным током в течение бчив течение 6 ч током, равным половине нормального. 4. По окончании заряда разряжают аккумуляторы нормальным разрядным током в течение 8 ч. 5. Заряд и разряд повторяют два-три раза, после чего аккумуляторы пригодны к эксплуатации. Серебряно-цинковые (щелочные) аккумуляторы. Отрицательные электроды представляют собой пластинки окиси.цинка, помещенные в защитные пакеты из вещества, которое хорошо пропускает электролит и задерживает металлические частицы. Положительные электроды сделаны из
912 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ чистого серебра. Электролит — раствор едкого калия (КОН) — 560 * на 1 л воды. Размеры серебряно-цинковых аккумуляторов значительно меньше, чем размеры аккумуляторов других типов при равной емкости. Внутреннее сопротивление таких аккумуляторов очень мало, поэтому можно получать большие импульсные токи. Аккумулятор емкостью 0,5 а • ч может дать в импульсе ток до 600 а. . Аккумуляторы этого типа нормально работают при температуре от —20 до +60° С. Они могут работать при температуре до —59° С, т. е. до замерзания электролита. Верхний предел температуры +80° С. При температуре ниже +10° С емкость аккумуляторов снижается по сравнению с номинальной. Основные недостатки серебряно-цинковых аккумуляторов — высокая стоимость и малый срок службы (25—30 зарядно-разрядных циклов для аккумуляторов типа СЦС и 10 — для аккумуляторов типа СЦК). Напряжение на зажимах-серебряно-цинкового аккумулятора при разряде составляет приблизительно 1,5 в. Заряжают серебряно-цинковые аккумуляторы при напряжении 2,1*. До 70—80% номинальной емкости аккумуляторы можно зарядить за 15 мин. Однако наибольший коэффициент отдачи получается при заряде в течение 10—20 ч. Основные данные серебряно-цинковых аккумуляторов приведены в табл. XV. 9. Таблица XV. 9 Основные данные серебряно-цинковых аккумуляторов Тип СЦС-0,5 СЦС-3 сцк-з СЦС-5 СЦС-12 СЦС-15 СЦС-18 СЦК-25 СЦС-25 СЦС-40 СЦС-45 СЦС-50 СЦС-70 СЦС-100 СЦС-120 8* I Номина, напряж* 1,5 1.5 1.5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1.5 1,5 1,5 1 1.5 льная Номина емкость 0,5 3,5 3,5 6 12 15 18 25 27 40 45 50 70 100 120 ь Нормал | разряда ток, а 0,5 3 4 5 12 15 18 25 25 40 45 50 70 100 120 Разрядный ток при 5-минутном раз- 1 ряде, а 7 ,40 70 120 150 200 — 300 500 700 800 1200 1500 — Размеры, мм Длина 24 43 43 46 49 49 49 49 49 55 55 65 93 108 71 Ширина 12 18 18 33 23 29 34 49 49 51,5 51,5 50 51,5 51,5 55 «2^ Высота бортам! 52 76,5 76.5 81 115 115 115 137 137 158 158 163 165 168 238 Вес с электролитом, г 20 105 105 180 235 275 330 540 540 740 800 900 1450 1700 1950 Примечание. В обозначении типа аккумулятора, указывается: буквы СЦ — серебряно-цинковый, третья буква — режим разряда (С — средний, К — короткий); число — номинальная емкость в ампер-часах.
ВЫПРЯМИТЕЛИ 913 § 3. ВЫПРЯМИТЕЛИ -4i 1)1 Й1 Однополупериодная схема выпрямителя показана на рис. XV.2. Ее достоинство — простота. Недостатки — низкое использование трансформатора по мощности и большие пульсации выпрямленного напряжения. Однополупериодная схема выпрямителя применяется в тех случаях, когда требуется небольшая мощность выпрямленного тока при сравнительно высоком напряжении, а нормы допустимых пульсации не очень жесткие, например, для питания анодов электронно-лучевых трубок. В качестве вентилей в однополупе- рйодных выпрямителях могут быть использованы кенотроны, газотроны *, селеновые шайбы, а также полупроводниковые диоды. При последовательном включении нескольких полупроводниковых диодов для равномерного деления обратного напряжения параллельно каждому из них следует включить сопротивление 50—100 ком. Двухполупериодная схема выпрямителя (рис. XV.3) широко применяется в выпрямителях малой и средней мощности при использовании кенотронов. Достоинством схемы является возможность получения больших токов, меньшие пульсации и возможность применения двуханодного кенотрона с общим катодом. Для построения такого выпрямителя требуется трансформатор с выводом от середины вторичной обмотки. (f^T^f Рис. XV. 2. Однополупериодная схема выпрямителя. D Рис. XV. 3. Двухполупериодная схема выпрямителя. Рис. XV. 4. Мостовая схема выпрямителя. Мостовая схема выпрямителя (рис. XV.4) применяется преимущественно с селеновыми и германиевыми вентилями в выпрямителях малой и средней мощности. Достоинством мостовой схемы выпрямителя является упрощение трансформатора при высоком его использовании. К недостаткам следует отнести необходимость иметь раздельные накальные обмотки при, использовании кенотронов и газотронов. * При использовании газотронов вместо емкости С (рис. XV.2) применяется LC-фильтр (рис. XV.9,a).
914 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Практическая схема выпрямителя, применяемая в современных вещательных радиоприемниках, приведена на рис. XV.5. Напряжение Е*а может быть использовано только для питания анодных цепей двухтактных оконечных каскадов; напряжение Е"г — для питания цепей экранных сеток оконечных каскадов, анодных цепей однотактных оконечных каскадов, а также анодных цепей предварительных каскадов УНЧ; напряжение £'а" — для питания предварительных каскадов УНЧ и высокочастотных каскадов. Падения напряжения на сопротивлениях R\ и R2 Рис. XV. 5. Практическая схема выпрямителя с фильтром. при прохождении полного выпрямленного тока могут быть использованы для подачи отрицательного смещения на управляющие сетки и для задержки АРУ. Если требуется только одно значение отрицательного напряжения, то сопротивление /?2 следует исключить из схемы. Схемы выпрямителей с умножением напряжения применяются для повышения выпрямленного напряжения при заданном напряжении на вторичной обмотке трансформатора либо при отсутствии повышающего трансформатора с необходимым коэффициентом трансформации. Принципиально можно получить большую кратность умножения, однако практически ограничиваются умножением в 2, 3 и 4 раза. Наиболее часто встречается параллельная схема выпрямителя с удвоением напряжения (рис. XV.6,a); последовательная (рис. XV.6,6) применяется редко. Преимущества параллельной схемы — меньшие пульсации выпрямленного напряжения и возможность применения конденсаторов с рабочим напряжением, равным половине выходного. Начальные обмотки трансформаторов, предназначенные для питания нитей накала кенотронов в схемах умножения, должны быть хорошо изолированы одна от другой и от других обмоток. Если в кенотронах нити накала не соединены с катодами внутри баллонов, то их следует соединить на ламповой панели.
ВЫПРЯМИТЕЛИ 915 Схема выпрямителя с умножением в 4 раза приведена на рис. XV.7. Такую схему выгодно применять при использовании в качестве вентилей германиевых диодов и при небольшом выпрямленном токе (до 10—15 ма). Расчет маломощного выпрямителя. Приведенная ниже методика применима для расчета маломощных выпрямителей на кенотронах и полупроводниковых вентилях (селеновые и купроксные шайбы, германиевые Рис. XV. 6. Схемы выпрямителей с удвоением напряжения: а — параллельная; б — последовательная. и кремниевые диоды). Предполагается, что выпрямитель работает на нагрузку с емкостной реакцией, т. е. фильтр начинается с емкости. Порядок расчета: 1. Выбираем тип вентилей. Если выбраны кенотроны, то определяем ориентировочные значения максимального импульса тока через кенотрон 1т и обратного напряжения на кенотроне: U^ : Im = (3 -г- 4) /_.; £/обр= = 3 U^ (для однополу пер йодной и двух пол у пер йодной схем); Uo6p = =з 1,5 £/__ (для мостовой схемы и схемы с удвоением напряжения), где I) =. и /_, — выпрямленные напряжение и ток. На основании этих величин по табл. VII 1.2 выбираем тип кенотрона. Если рассчитываем выпрямитель на полупроводниковых вентилях, то определяем Uo6p и значение тока через вентиль /в = (1 -г 1 ,5) /в. По этим величинам выбираем диаметр и количество селеновых шайб (табл. VIII.8 — VIII.11) или тип и количество полупроводниковых диодов (табл. VII 1.18 — VIII.22). При отсутствии селе- МЖ. IL Рис XV. 7. Схема с умножением выпрямителя напряжения. новых шайб достаточно большого диаметра можно включить параллельно несколько шайб. Полупроводниковые диоды одной группы также можно включать параллельно. При последовательном включении полупроводниковых диодов параллельно каждому из них следует включить сопротивление (50—100 ком для германиевых и 0,5—1 Мом для кремниевых диодов). 2. Принимаем сопротивление обмоток трансформатора гтр в пределах (0,07 -т- 0,1) /?н для выпрямителей мощностью до 10 em и в пределах
916 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ (0,05 -г- 0,08) /?н для выпрямителей мощностью 10—100 вт. Здесь — сопротивление нагрузки выпрямителя. 3. Определяем внутреннее сопротивление выпрямителя '-'тр + Яг где R. — внутреннее сопротивление вентиля. Для кенотронов R^ можно определить из табл. VII 1.2, для с'еленовых шайб — из табл. VIII.8 — VIII.11. Для полупроводниковых диодов величиной Rt можно пренебречь. При расчете мостовой схемы следует брать R( для двух последовательно включенных плеч. 4. Вычисляем вспомогательный коэффициент А по формуле, приведенной в табл. XV. 10 для различных схем выпрямителей. Таблица XV. 10 Формулы для расчета маломощных .выпрямителей Схема выпрямителя Однополупе- риодная Двухполупе- риодная Мостовая С удвоением напряжения А 3,2д- b6i '•ч- **к ut ви= ви= ви= 0,5Б£/« "обр 2tSU2 2fiU2 \AU2 IAU2 'm F/= 0,5F/= 0,5F/= FI= U 07= 0,507=, 0,707= 1,407= 'в 07= 0,507= 0,507= Dl= 5. По графикам, приведенным на рис. XV.8,a, определяются коэффициенты Bt F и О. 6. По формулам, приведенным в табл. XV. 10, вычисляются значения обратного напряжения £/обр, амплитуды тока через вентиль 7т, среднего значения тока через вентиль 7В, напряжения U2 и тока 12 вторичной обмотки силового трансформатора. Расчет силового трансформатора см. в гл. V. Пример. Рассчитать выпрямитель, схема которого приведена на рис. XV.5, по следующим ^данным: £/__ = 250 в, 7_ = 80 на. В качестве вентилей принимаем германиевые диоды типа Д7Е: ^обр.макс^ s 350 в (табл. VIII.21). Для данной схемы (/0бр = 1,5 £/в= 1,5 • 2S0 =
2.8 2ft 2* 2,2 2.0 lb I ft '.* W 0.8 0.6 OA 0.2 0 w \ 1 * л • и— В / F F 14 *3 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 H 1400 1200 Ю00 800 600 400 200 2 I I I . E a г "Я -я H Ct/ 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Q7 0.8 0%9 1ft V \2 КЗ __/? a 0J 0,2 0,3 04 0,5 0,6 OP 0,8 0,9 1ft б Рис. XV. 8. Графики для расчета выпрямителя.
918 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ «= 375 в > 350 в. Поэтому в каждое плечо включаем по два последовательно соединенных диода, зашунтировав каждый сопротивлением 50—100 комг D ^= 250 в _10 г«гтр=0,1#н = 312 ом; По графикам (рис. XV.8) находим: В = 0,9; D = 2,3. По табл. XV.10 определяем: U2 = 0,9 • 250 = 225 в; /2 => 0,7 . 2,ЗХ Х80 = 130 ма; U^p = 1,4 • 225 = 315 в; /в = 0,5 . 2,3 . 80 = 92 же < § 4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ Сглаживающие фильтры применяются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Способность фильтра уменьшать пульсации принято оценивать коэффициентом сглаживания Ас = , ^ВЫХ гДе Рвх и Рвых — коэффициенты пульсации на входе и выходе фильтра. Коэффициент сглаживания многозвенного фильтра равен произведению коэффициентов сглаживания каждого звена. Коэффициент пульсаций на входе фильтра зависит от режима работы выпрямителя и определяется после расчета выпрямителя по формуле Рвх = ~. где И — коэффициент, определяемый по кривым 1 для однопол у периодных схем и 2 для других схем (рис. XV.8,6); г — внутреннее сопротивление выпрямителя, ом; С — емкость, включенная на выходе выпрямителя, мкф. Допустимые величины коэффициента пульсаций на выходе фильтра определяются характером нагрузки: Характер нагрузки Коэффициент пульсаций Первые каскады микрофонных усилителей 0,00001—0,00002 Предварительные каскады УНЧ 0,0001 —0,001 Каскады усиления высокой частоты приемника 0,0001 —0,001 Оконечный каскад УНЧ (однотактная схема) 0,001 —0,005 Оконечный каскад УНЧ (двухтактная схема) 0,005 —0,02 Электронные и газовые стабилизаторы напряжения, аноды электронно-лучевых трубок 0,005 —0,03 Обмотки возбуждения динамических громкоговорителей До 0,2 Г-образный индуктивно-емкостный (LC) фильтр (рис. XV.9,a) широко применяется в устройствах электрического питания средней и большой мощности вследствие того, что падение напряжения постоянного тока на
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ 919 фильтре можно сделать сравнительно малым. К. п. д. таких фильтров получается достаточно высоким. Недостатки LC-фильтров: 1) сравнительно большие размеры и вес; 2) дроссель фильтра является источником помех, создаваемых магнитным полем рассеяния; 3) фильтр не устраняет медленных изменений, питающих напряжений; 4) дроссель фильтра иногда является причиной сложных переходных процессов в цепи питания, приводящих к искажениям в работе питаемых устройств (усилителя, передатчика и т. п.). Произведение LC в зависимости от необходимого коэффициента сглаживания /Сс определяется по формуле 2,5.10*(*с+1) LC = Jfffg гн-мкф. где I — частота выпрямляемого тока, гц\ т — число фаз выпрямления. L х х Рис. XV. 9. Схемы сглаживающих фильтров: а — LC-фнльтр; б — #С-фнльтр. \ Для однополупериодной схемы т = 1, для двухполупериодной и мостовой, а также для параллельной схемы удвоения m = 2. Для двухполупериодной или мостовой схемы при частоте выпрямляемого тока 50 гц LC = 2,5 (/Сс+1). Величины L и С должны быть выбраны так, чтобы выполнялось условие тсоС где со — круговая частота выпрямляемого тока (со = 2nf). Если произведение LC получается больше 200—250, то фильтр следует делать двухзвенным. Второе звено может быть выполнено по схеме #С-фильтра (при малых токах нагрузки). Г-образный реостатно-емкостный (RC) фильтр (рис. XV.9,6) целесообразно применять при малых выпрямленных токах (менее 15—20 ма) и небольших коэффициентах сглаживания. Такой фильтр дешев, имеет малые размеры и вес. Недостатком /?С-фильтра является малый к. п д. вследствие большого падения выпрямленного напряжения на сопротивлении фильтра. Произведение RC определяется по формуле 1,5 • 105АГе RC = - ОМ • МКф. mf Величина сопротивления R выбирается из условия допустимого падения выпрямленного напряжения на фильтре.
920 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Электронные фильтры имеют- некоторые преимущества, которые определяются принципом их действия и схемой включения. На рис. XV. 10 приведены две основные схемы электронных фильтров. В схеме на рис. XV.10,a пентод включен так, как в LC-фильтрах включается дроссель. Действие фильтра основано на том, что для переменной составляющей пульсирующего тока пентод представляет сравнительно большое сопротивление, равное внутреннему сопротивлению Riy а для постоянного тока сопротивление пентода намного меньше. Электронный фильтр, в котором пентод используется как дроссель, целесообразно применять при выпрямленном напряжении не менее 300— Рис. XV. 10. Схемы электронных сглаживающих фильтров. 400 в, так как падение напряжения на пентоде составляет 100—150 в. Нецелесообразно применять такой фильтр при токах менее 10 ма. В этом случае лучше работает /?С-фильтр. Режим пентода выбирается так, чтобы рабочая точка находилась на загибе характеристики /а = I (Ua) или несколько дальше. Если выбрать рабочую точку правее этого участка, коэффициент сглаживания будет больше, так как возрастает внутреннее сопротивление пентода. Однако при этом увеличится падение выпрямленного напряжения на фильтре. Емкость конденсатора Сг в зависимости от заданного коэффициента сглаживания Кс определяется по формуле 0,15/Сс где т — число фаз выпрямления; I — частота выпрямляемого тока, гц\ Rt — внутреннее сопротивление пентода в рабочей точке, Мом. В схеме электронного фильтра (рис. XV. 10,6) усилительная лампа с малым внутренним сопротивлением Rt шунтирует нагрузку фильтра, уменьшая пульсации напряжения. Кроме того, пульсации со входа фильтра через конденсатор С поступают на сетку триода и, выделяясь в анодной цепи, оказываются в противофазе с пульсациями на нагрузке и компенсируют их действие. Цепь из конденсатора С и сопротивления R обеспечивает сглаживание пульсаций напряжения весьма низкой частоты (медлен-
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ 921 ные-колебания напряжения), что является важным преимуществом этого фильтра. Недостатки этой, схемы — падение выпрямленного напряжения на сопротивлении Rt и увеличение нагрузки выпрямителя за счет тока лампы. Фильтр с транзистором (рис. XV.И) работает на том же принципе, что и фильтр с пентодом, но вследствие более низкого сопротивления транзистора постоянному току имеет более высокий к. п. д. Транзистор включен последовательно с нагрузкой. Цепочка RxCi обеспечивает постоянство тока эмиттера при кратковременных изменениях тока нагрузки и должна иметь большую постоянную времени (произведение RiCi). Сопротивлением /?2 устанавливается режим транзистора по постоянному току. Транзистор выбирается так, чтобы ток нагрузки фильтра был не менее чем в 2 раза меньше максимального допустимого • тока коллектора. Наибольшее-* напряжение между коллектором и эмиттером, которое может возникнуть в момент включения выпрямителя, не должно превышать максимально допустимого напряжения на коллекторе для данного типа транзистора. Мощность рассеяния на коллекторе не должна превышать допустимой. При значительных мощностях рассеяния транзисторы должны быть снабжены теплоотводами (радиаторами). Таблица XV. 11 Данные сглаживающего фильтра с транзистором типа П4 Рис. XV. 11. Схема фильтра с транзистором. Выпрямленное напряжение на выходе фильтра. в 150 150 150 150 250 250 250 250 350 350 350 350 Ток нагрузки, ма 50 100 200 300 50 100 200 300 50 1 100 200 300 Падение напряжения на фильтре, в 25 27 37 46 23 26 36 44 24 27 36 46 Напряжение между коллектором и эмиттером, в 20 19 19 18 18 17 18 17 19 18 18 18 Коэффициент сглаживания 200 133 63 57 177 133 68 61 177 127 66 58 Примечание. При наладке фильтра следует подобрать величину сопротивления R2 так, чтобы напряжение между коллектором и эмиттером лаходилось в пределах 16—-20 в.
922 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Величина сопротивления Ri выбирается в пределах 80—100 ом, сопротивления /?* — порядка десятков килоом. Емкость конденсатора где т — число фаз выпрямления; /j — частота выпрямляемого тока. Конденсатор G следует выбирать на рабочее напряжение, равное 1,5 /в/?ъ где /_ — выпрямленный ток. В табл. XV. 11 приведены данные для фильтра с транзистором типа П4 при Rx = 90 ом, d = 60 мкф, С2 = 10 мкф. § 5. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Основные показатели стабилизаторов напряжения: коэффициент стабилизации, коэффициент полезного действия (к. п. д.), выходное сопротивление. Коэффициент стабилизации показывает, во сколько раз относительное изменение напряжения на выходе стабилизатора меньше относительного изменения напряжения на его входе гАе Ц*х и ^вых~" напряжение на входе и выходе стабилизатора; Д[/вх и А£/вых — изменения напряжений на входе и выходе стабилизатора. Коэффициент стабилизации характеризует также степень сглаживания пульсаций в схеме стабилизатора. К. п. д.— отношение мощности на выходе стабилизатора к мощности на его входе. Выходное сопротивление — сопротивление стабилизатора переменному току со стороны выхода. Чем меньше это сопротивление, тем меньше обратная связь через источник питания для каскадов, которые питает стабилизатор. Газовые стабилизаторы напряжения весьма просты, поэтому широко применяются. Однако они имеют сравнительно низкий коэффициент стабилизации и к. п. д., не могут работать при больших токах нагрузки и значительных изменениях входного напряжения. Выходное сопротивление газовых стабилизаторов на частоте 50 гц около 50—200 ом и с повышением частоты растет. В радиолюбительской практике газовые стабилизаторы применяются для стабилизации анодного питания гетеродинов, питания экранных сеток ламп, работающих в схемах с АРУ, а также в измерительной аппаратуре. В качестве газовых стабилизаторов можно использовать неоновые лампы. Однако лучшие результаты можно получить, если применять специальные газовые стабилизаторы — стабилитроны (см. гл. VIII). Схема включения стабилизатора приведена на рис. XV. 12. Последовательно со стабилитроном включается сопротивление R6, называемое балластным. Если нужно увеличить значение стабилизируемого напряжения, можно включить последовательно несколько стабилитронов, рассчитан-
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 923 ных на одинаковый ток. Для увеличения коэффициента стабилизации иногда включают последовательно несколько звеньев, содержащих стабилитроны. Пример такой схемы приведен на рис. XV. 13. Чем меньше ток нагрузки и чем больше напряжение на входе стабилизатора Ui, тем лучше его стабилизирующее действие. Однако при повышении напряжения И\ ухудшается к. п. д. стабилизатора. Величина Ut должна быть не меньше напряжения зажигания стабилитрона (табл. VI 11.45) Расчет газового стабилизатора. Задается величина стабилизированного напряжения £/ст, ток нагрузки /ни ч 4ял щ Рис. XV. 12. Схема однокаскадноро газового стабилизатора. Рис. XV. 13. Схема двухкаскад- ного газового стабилизатора. процентное изменение входного напряжения а. Требуется определить величину балластного сопротивления R6 и номинальное значение входного напряжения U\i 0,02<х£7 ст ('ст.макс-^.мин)-0'010*', *Л = £/„ + [/„+0,5 </ст . макс "Т" 'ст. мин'J "б> ст. макс ст. мин'- ,)- 0,02а/в9 'б* гАе ^ст макс и ^ст. мин *"* максимальное и минимальное значения тока через стабилитрон, а\ 0^ — напряжение на стабилитроне, в. Величины /ст макс и /ст мин приведены в табл. VIII.45. Коэффициент стабилизации КСТ = - ст R6+*. ДИН ХДИН где R — динамическое сопротивление стабилитрона "дин — ^ст. макс ^ст. мин 'ст.макс 'ст. мин Здесь UCT макс и ^ст.Мин — напряжения на стабилитроне при максимальном и минимальном значениях тока через стабилитрон. Электронные стабилизаторы напряжения являются наиболее совершенными. Коэффициент стабилизации у них значительно выше, чем у газовых.
924 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Выходное сопротивление электронных стабилизаторов очень мало (до нескольких ом) для токов всех частот, включая и постоянный ток. Простейшая схема электронного стабилизатора напряжения приведена на рис. XV. 14,а. Стабилизатор состоит из регулирующей лампы Ли усилителя постоянного тока на лампе Л±, стабилитрона Ль> служащего источником «опорного» напряжения, и делителя напряжения. Через регулирующую лампу протекает весь ток стабилизатора, состоящий в основном из тока нагрузки и тока через стабилитрон Л3. Мощ- Рис. XV. 14. Схемы электронных стабилизаторов напряжения. ность рассеяния на аноде регулирующей лампы не должна превышать допустимой для данной лампы величины. В качестве регулирующих ламп следует применять достаточно мощные триоды с малым сопротивлением постоянному току и большой крутизной (например, 6Н5С, 6Н13С, 6С18С, 6С19П, 6СЗЗС, 6С41С и др.). Можно применять также тетроды и пентоды в триодном включении (например, 6П1П, 6П6С, 6П14П, 6ПЗС, Г-807, Г-411* ГУ-50 и др.). Чем больше крутизна регулирующей лампы и чем больше коэффициент усиления усилителя постоянного тока, тем больше коэффициент стабилизации. Часто для уменьшения мощности рассеяния на аноде регулирующей лампы параллельно ей включают шунтирующее сопротивление, через которое протекает до 30% общего тока стабилизатора. Коэффициент стабилизации при этом уменьшается. Если стабилизатор рассчитан на большой ток, то можно включать параллельно несколько регулирующих ламп. Падение напряжения на регулирующей лампе составляет обычно от 100 до 250 в в зависимости от типа лампы и величины входного напряжения. В качестве усилительных ламп выбирают обычно триоды с большим коэффициентом усиления, например, 6С2С, 6Г2, 6Н9С, 6Н2П, или пентоды
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 925 6Ж7, 6Ж8,.6Ж1П и др. Сопротивление анодной нагрузки усилительной лампы выбирают в 2—5 раз больше величины внутреннего сопротивления лампы. Минимальный ток этой лампы должен быть не ниже 10—20 мка, а отрицательное смещение на сетке — не менее 0,5—1 в. . Нити накала усилительной и регулирующей ламп следует питать от разных обмоток трансформатора, так как между катодами этих ламп в схеме стабилизатора существует большая разность потенциалов. Ток через стабилитрон выбирается около 10—12 ма> а через делитель напряжения — 1—2 ма. На выходе стабилизатора с.целью повышения устойчивости его работы следует включать конденсатор емкостью не менее 2—4 мкф. Электронный стабилизатор является также хорошим сглаживающим фильтром, поэтому в фильтре выпрямителя, работающего на электронный стабилизатор, можно в несколько раз уменьшить емкости конденсаторов или индуктивность дросселя. Практическая схема стабилизатора с управлением со стороны выхода и со стороны входа приведена на рис. XV. 14,6*. Выбрав положение ползунка потенциометра, можно добиться наилучшей стабилизации. Коэффициент стабилизации такого стабилизатора составляет несколько десятков, а выходное сопротивление равно десяткам ом. Электронный стабилизатор, собранный по схеме, приведенной на рис. XV.14,e содержит двухкаскадный усилитель постоянного тока с потенциометрической связью. Коэффициент стабилизации такого, стабилизатора — порядка нескольких сотен, а выходное сопротивление — несколько ом. Полупроводниковые стабилизаторы характеризуются высоким коэффициентом стабилизации (до 1000), сравнительно высоким к. п. д. и низким выходным сопротивлением (до десятых долей ома). Однако в полупроводниковых стабилизаторах нельзя получить таких высоких стабилизированных напряжений, как в электронных. Особенно целесообразно применение полупроводниковых стабилизаторов для стабилизации низких напряжений (10—30 в), например, в устройствах для питания аппаратуры на транзисторах. В полупроводниковых параметрических стабилизаторах (ППС) используется нелинейность вольт-амперной характеристики кремниевых стабилитронов (см. гл. VIII). Простейшая схема ППС, в котором используется последовательное включение кремниевых стабилитронов (КС) в обратном направлении для термокомпенсации и р-я-переходы Дпр в прямом направлении, приведена на рис. XV.15,a. Если стабилизатор предназначен, для работы в комнатных условиях, то переходы Дпр исключаются. Тип и количество КС выбирается в зависимости от необходимого напряжения на нагрузке. Выходное напряжение в этой схеме равно сумме напряжений на КС и переходах Дпр, но определяется главным образом на КС, Для термокомпенсации КС, включенных в обратном направлении, наиболее целесообразно применять КС, включенные в прямом направлении, или германиевые диоды типов Д7А—Д7Ж. Их количество выбирается в зависимости от типа и количества КС, включенных в обратном направлении. Используя простейшую схему ППС, можно получить стабильность выходного напряжения не лучше 0,1% (без термокомпенсации) при изменении входного напряжения на ±10%. Термокомпенсация ухудшает стабильность в 2—4 раза. Стабильность уменьшается также при увеличении тока нагрузки и допуска на уменьшение входного напря-
926 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ жения. Выходное сопротивление такого ППС составляет 6—10 дм (без термокомпенсации) и 25—40 ом при термокомпенсации. Если необходимо получить более высокую стабильность выходного напряжения (0,01% при изменении входного напряжения на ±10%), то необходимо использовать двухкаскадные схемы ППС (рис. XV. 15,6 и в). В этих схемах термокомпенсацию [всегда целесообразно осуществлять только во втором каскаде, так как при этом можно значительно увеличить Рис. XV. 15. Схемы параметрических полупроводниковых стабилизаторов напряжения. коэффициент стабилизации первого каскада и, следовательно, всего стабилизатора. Результирующий коэффициент стабилизации двух каскадного ППС равен произведению коэффициентов стабилизации первого и второго каскадов. Выходное сопротивление определяется выходным сопротивлением второго каскада. В ППС, собранном по схеме, приведенной на рис. XV. 15,*, через р-д-переходы, включенные в прямом направлении, пропускается дополнительный ток. При этом уменьшается их прямое динамическое сопротивление и вследствие этого увеличивается коэффициент стабилизации и снижается выходное сопротивление. Достоинством этой схемы является возможность плавной регулировки термокомпенсацйи, недостатком — снижение к. п. д. Однокаскадный ППС без термокомпенсации рассчитывается в следующем порядке. 1. Определяется предельное значение коэффициента стабилизации 1/^(1-ftOlAJ «пред- (/Н+/С>МНН)ЯД ' где £/вых— выходное напряжение, в; /н — максимальный ток нагрузки, а; /с мин — минимальное значение тока КС, а; /?д — динамическое сопротивление КС, ом; Ai — допустимое относительное снижение входного напряжения от номинального,%. Для КС типа Д808 — Д813 величина /с мин выбирается равной 5—7 жа, величины /?д приведены в табл. VIII. 23. При последовательном включении нескольких КС величины их динамических сопротивлений суммируются. Величина/Спред должна быть больше необходимого коэффициента стабилизации Кс не менее чем в 1,3—1,5 раза. Если это условие не выполняется, то следует перейти к двух каскадной схеме ППС.
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 927 2. Определяется необходимое входное напряжение "«—■ /—с (1— 0,01 A2) 1 \ ^пред/ 3. Рассчитывается величина балластного сопротивления, в которое входит также выходное сопротивление источника (выпрямителя и фильтра), "вхО-°.01Д1>-"вых ли ' 'с. мин 4. Определяется максимальный ток КС 'смаке == *с. мин "т" *н 'н. мин » *'н * *с. мин* (1 — 0,01Д!)/СС ' где /н мин — минимальный ток нагрузки; А2 — допустимое относительное повышение входного напряжения,%. Если ППС рассчитывается на постоянную нагрузку, то /н мин = /н. Величина/с макс должна быть меньше допустимого тока для данного типа КС (табл. VI 11.23). Если это условие не выполняется, то при заданных требованиях ППС выполнить нельзя. Пример. Рассчитать стабилизатор по следующим данным: £/вых« « 10 <?, /н = 5 + 15 ма, Кс > 30, Дх = А2 = 10%. Выбираем стабилитрон типа Д810 с напряжением стабилизации 10 в (табл. VIII.23) и принимаем /с мин = 5 ма. При /с мин = 5 ма динамическое сопротивление /?д = 12 ом. _10(1-о,01.Ю) fw_«.1B /•*пред-(15+5)10-з.12-46' -?СГ-30>1,5- 2-УВх= —, з0Т=32в- (l_0,01.10)(l-g) 3. ,=32(1-0.0Ы0)-10=940о;и е (15+ 5) Ю-3 4- /с.макс = 5+15-5 + (15 + 5)(°^001+1^;У0=22и<а<26^. В ППС, предназначенных для работы в интервале температур, следует вводить температурную компенсацию напряжения КС. Напряжение стабилизации КС типа Д808—Д813 при повышении температуры возрастает (положительный температурный коэффициент). Поэтому для компенсации можно последовательно включать в прямом направлении КС или германиевые диоды типов Д7А—Д7Ж. Температурный коэффициент та-
928 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ КАДИОУСТРОЙСТВ ких компенсирующих элементов отрицателен и сильно зависит от величины тока через них. Следовательно, вначале можно осуществлять температур- ную компенсацию приближенно, выбрав КС и компенсирующие диоды, а затем точно — пропуская дополнительный ток через компенсирующие диоды (рис. XV.15,e). Обычно для термокомпенсации последовательно с одним КС типа Д808, включенным в обратном направлении, включают в прямом направлении 2—3 КС или германиевых диода типов Д7А—Д7Ж. Дополнительный ток через компенсирующие элементы составляет от 5 до 15 ма. Транзисторные компенсационные стабилизаторы (ТКС) — это стабилизаторы, у которых в качестве регулирующих <м Рис. XV. 16. Схемы простейших транзисторных стабилизаторов напряжения. и усилительных элементов используются транзисторы, а в качестве источника опорного напряжения — КС. Простейшая схема ТКС приведена на рис. XV.16,a. Регулирующий транзистор Т\ включен последовательно с нагрузкой. В качестве регулирующих следует выбирать транзисторы, которые могут пропускать ток, равный максимальному току нагрузки. Коэффициент усиления по току и сопротивление коллектора этого транзистора должны быть возможно большими. Транзистор Г2, на котором собирается усилитель постоянного тока, следует выбирать с возможно большими коэффициентом усиления по току и сопротивлением коллектора и с возможно меньшим обратным током коллектора. Ток через делитель RiR9 следует выбирать в несколько раз больше тока базы усилительного транзистора, а напряжение на сопротивлении R9 — приблизительно равным напряжению на опорном стабилитроне КС. Для повышения коэффициента стабилизации можно ввести компенсирующую связь (на рисунке показана пунктиром). Величина сопротивления #5 выбирается равной нескольким килоомам и уточняется экспериментально при наладке стабилизатора. Величина сопротивления R± обычно лежит в пределах от нескольких сотен ом до нескольких килоом. При увеличении сопротивления Rx растет коэффициент стабилизации, но снижается максимальный ток нагрузки. Для повышения коэффициента стабилизации в качестве регулирующих элементов ТКС можно применять составные транзисторы (рис. XV. 16,6), а также многокаскадные усилители постоянного тока. Используя составные транзисторы, можно в усилителе постоянного тока применять маломощные приборы (например, типа П13 — П15 и др.) для управления мощ-
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 929 Рис. XV. 17. Схемы включения полупроводниковых диодов длятер- мо компенсаций ТКС. ными регулирующими транзисторами типа П4 или П207—П210. Для обеспечения нормального тока КС в схему на рис. XV. 16,6 введено сопротивление Rr Основным источником нестабильности ТКС являются колебания температуры/ вызывающие изменение опорного напряжения и напряжения базы усилительного транзистора. Существенное значение имеет также нулевой ток /Ко усилительного транзистора. Значительную нестабильность могут внести сопротивления делителя, если они непроволочные. В ТКС, предназначенных для работы в широком интервале температур, следует вводить термокомпенсацию. Для термокомпенсации можно применять как термосопротивления, так и полупроводниковые диоды типа Д7А — Д7Ж, включенные в прямом направлений. Термосопротивления могут быть включены (в зависимости от знака изменения выходного напряжения и,от знака температурного коэффициента сопротивления) в верхнее или нижнее плечо делителя #2#з (рис. XV. 16). Если стабилизатор собран с КС типа Д808 — Д810 по схемам, приведенным на рис. XV. 16, то стандартные термосопротивления с отрицательным температурным коэффициентом следует включать в верхнее плечо последовательно или параллельно с основным сопротивлением. Величина сопротивления подбирается для каждой конкретной схемы ТКС[3]. Используя диоды типов Д7А — Д7Ж> можно обеспечить точную термокомпенсацию в широкой области температур. Схемы включения диодов в цепь делителя приведены на рис. XV. 17. Точки Л, В, С — места подключения делителя в ТКС. Для термокомпенсации ТКС, собранных по схемам на рис. XV. 16, которые характеризуются положительным температурным коэффициентом выходного напряжения, следует включать компенсирующие диоды по схемам, приведенным на рис. XV.17,a и в. Точную подгонку термокомпенсации необходимо осуществлять экспериментально, изменяя сопротивления R'2 и Rz. При этом* для того чтобы выходное напряжение оставалось постоянным, необходимо при уменьшении сопротивлений R'2 и /<з увеличивать сопротивления R2 и к3, и наоборот. Транзисторные компенсационные стабилизаторы склонны к самовозбуждению, особенно в тех случаях, когда используются составные транзисторы и многокаскадные усилители постоянного тока,. Устойчивость ТКС повышается, если параллельно выходу включен конденсатор большой емкости (около \00 мкф). В ТКС с однокаскадным усилителем постоянного тока самовозбуждение можно устранить, подключая между коллектором и базой, усилительного транзистора емкость 1000—50 000 пф. Эта емкость может быть тем меньше, чем больше емкость на выходе стабилизатора. В ТКС с многокаскадными усилителями постоянного тока самовозбуждение устраняется шунтированием участка база—эмиттер одного из транзисторов, 30 120
930 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ входящего в составной транзистор, конденсатором с емкостью порядка десятых долей или единиц микрофарад. Все проводники, подключаемые к положительной и отрицательной шинам, следует присоединять непосредственно к выходному конденсатору, который желательно располагать как можно ближе к выходным клеммам. При монтаже стабилизатора токовые цепи необходимо вести толстым проводом, чтобы не увеличивать выходное сопротивление. Следует обращать самое серьезное внимание на правильность электрических и тепловых режимов транзисторов (см. § 2 гл. VIII). Рис. XV. 18. Схема транзисторного стабилизатора напряжения с повышенным током нагрузки. Регулирующие транзисторы должны быть снабжены радиаторами для теплоотвода (см. гл. VIII). На выходе стабилизатора, собранного по схеме, приведенной на рис. XV. 16,6, можно получить стабилизированное напряжение от 24 до 32 в. При изменении входного напряжения от 30 до 50 в выходное напряжение изменяется не более чем на 0,3 в (при выходном напряжении 27 в). При изменении тока нагрузки от нуля до 0,5 а выходное напряжение изменяется приблизительно на 0,25 в. Выходное сопротивление стабилизатора около 0,05 ом. Схема стабилизатора, на выходе которого можно получить ток до 6 а, приведена на рис. XV. 18. Коэффициент стабилизации составляет 10—15, выходное сопротивление 0,1 ом, допустимые колебания входного напряжения ±Ю%. В качестве регулирующего элемента используется составной транзистор, состоящий из четырех соединенных параллельно мощных транзисторов. Для компенсации разброса их характеристик в эмиттерные цепи включены симметрирующие сопротивления по 1 ом. Термокомпенсация осуществляется диодом Д7Е, включенным в обратном направлении параллельно делителю. Транзисторы типа П4Д должны быть снабжены теплоотводами. Схема ТКС, допускающего регулировку выходного напряжения в пределах 0—15 в, приведена на рис. XV. 19. Нормальный ток нагрузки от 5 до 100 ма, допустимые колебания напряжения сети ±10%, коэффициент стабилизации 50, выходное сопротивление. 0,2 ом, двойная амплитуда пульсаций на выходе не более 10 мв. Транзисторы типов П4 и П13 — П16 следует выбирать с большим коэффициентом усиления по току р и малым обратным током коллектора /к. Термокомпенсация в схеме стабилизатора
. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 931 не предусмотрена. Силовой трансформатор должен обеспечивать напряжения 12 в (обмотка //) и 25 в (обмотка ///). На рис. XV.20 приведена схема высококачественного ТКС, характеризующегося следующими показателями: ток нагрузки до 5 а, допусти- Рис. XV. 19. Схема транзисторного стабилизатора напряжения с регулируемым выходным напряжением. мые колебания напряжения сети ±10%, коэффициент стабилизации 2000, выходное сопротивление 0,0005 ом, двойная амплитуда пульсаций на выходе не более 0,5 мв. ЗРт-ГТГ> Л !ЙР^ I з,бк \trffuir±W> ИЦ Uu,m.T2006 лею i Зшт. Д80дЦв13(2шт) frff Рис. XV. 20. Схема высококачественного транзисторного стабилизатора напряжения. Для защиты стабилизатора от перегрузок и коротких замыканий на выходе включена схема, состоящая из транзистора Гв, кремниевого стабилитрона типа Д808, сопротивлений 0,06 ом и 2 ком и реле Рь При перегрузке стабилизатора увеличенное падение напряжения на сопротивлении 0,06 ом запирает транзистор Т^ реле обесточивается и размыкает цепь 30*
932 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ питания стабилизатора. Для повторного включения стабилизатора необходимо нажать кнопку Кн. Для температурной компенсации стабилизатора предназначены диоды Д\ и Д2» включенные в прямом направлении. Транзистор Т\ должен быть укреплен на теплоотводящей пластине из зачерненного алюминия площадью 1500—2000 см2. Он может быть заменен пятью соединенными параллельно транзисторами типа П4Б — П4Д с симметрирующими сопротивлениями по 0,5 ом в эмиттерных цепях (аналогично схеме на рис. XV. 18). Транзистор Т2 также должен быть укреплен на теплоотводе площадью 200—250 см2. Силовой трансформатор должен обеспечивать напряжения 65 в (обмотка //) и 19 в (обмотка ///). Дроссель следует собирать на сердечнике типа Ш25 X 35 с зазором 1 мм. Его обмотку наматывают проводом ПЭВ-1 диаметром 1,7 мм до заполнения. § 6. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Феррорезонансные стабилизаторы применяются для стабилизации переменного напряжения. Эти стабилизаторы поддерживают напряжение на выходе с большой точностью (до 0,5%), но очень чувствительны к из менению частоты питающего напряжения Обычно изменение частоты на 1—2% вы зывает изменение напряжения на 2—3% Недостатками феррорезонансных ста б и лизаторов являются: искажение формы напряжения сети, зависимость режима от потребляемой мощности и сильное поле рассеяния, которое может создавать наводки на усилители 'й измерительную аппаратуру. Стабилизаторы напряжения, в которых используется явление резонанса напряжений, являются наиболее простыми. Такой стабилизатор состоит из резонанс- конденсатора, включенного последовательна с (рис. XV.21). Контур, образован Рис. XV. 21. Схема ферро- резонансного стабилизатора с использованием резонанса напряжений. кого трансформатора и первичной обмоткой трансформатора ный конденсатором С и индуктивностью первичной обмотки трансформатора, настраивается на частоту, близкую к частоте питающего напряжения (/ = 48 гц при частоте сети 50 гц). Сопротивление R = 1-^-2 Мом устраняет искрообразования на выключателе при переключениях. Сердечник трансформатора для такого стабилизатора несимметричный. Сечения стержней выбираются такими, чтобы при заданном минимальном значении питающего напряжения стержень 2 был магнитно на сыщенным, а стержень /ч— ненасыщенным. Если сделать сечение всего магнитопровода тонким, то получится низкий коэффициент мощности (cos ф) стабилизатора. Порядок расчета стабилизатора, выполненного по схеме на рис. X V. 21. 1. По заданной мощности Р выбираем сечение стержня, на котором размещена первичная обмотка, и определяем числа витков обмоток Vi U2 а>1 = 45 — ; аь = 1,5ш1 ——, где 1/|н — номинальное напряжение питающей сети. 5Cj = 1,1 УР см2;
ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 933 2. Выбираем тип пластин и определяем среднюю длину магнитной силовой линии /с (см. § 10 гл. IV). Ширину пластины насыщенного стержня выбираем равной 0,6 ширины пластины ненасыщенного стержня. 3. Индуктивность первичной обмотки трансформатора 10 ,-8 гн. 4. Емкость конденсатора С = —г- МКф. Рабочее напряжение конденсатора должно быть Электролитические конденсаторы использовать нельзя. 5. Токи в обмотках Др /i = 2Р V 1 мин u = v; W0CH *q Лт 6. Диаметр проводов обмоток d = 0,8 J/T мм. После этого проверяем размещение обмоток (см. гл. V). Настраивается стабилизатор выбором емкости конденсатора. Пример. Рассчитать стабилизатор мощностью 50 ва, если U\ = 100 -f- -7-127 в и иг = 220 *. WM UCm Рис. XV. 22. Схема ферро- резонансного стабилизатора с использованием резонанса' токов. 100 1. Находим Stt = 1,1 /50 = 7,7 ел2; щ = 45 — = 585; 220 щ= 1,5-585—- = 1690. 114 -2. Пусть для выбранного типа пластин /с = 15 ел. 3.L = 350-585S-7'7-10-8 10 15 i 0,61 гн. 4. С = —=16,3**0. 2-50 50 5. /i=* = la; U = — = 0,23a. х 100 * * 220 , . • 6. dx = 0,8 /Т= 0,8 иш; 4> = 0,8 /(Ш = 0,38 и*ж. На практике часто применяются стабилизаторы напряжения, в которых используется явление резонанса токов. Схема такого стабилизатора приведена на рис. XV.22. Стабилизатор состоит из насыщенного автотрансформатора Am и ненасыщенного дросселя Др с двумя обмотками:
934 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ основной w0CH и компенсационной док. Обмотка насыщенного автотрансформатора с конденсатором С образует параллельный колебательный контур, настроенный на частоту, близкою к частоте сети. Такой стабилизатор может поддерживать напряжение на нагрузке с точностью до +1% при изменении входного напряжения на ±20%. Основные данные феррорезонансных стабилизаторов приведены в табл. XV. 12. Порядок расчета феррорезонансного стабилизатора: 1. Сечение сердечника автотрансформатора SAr определяем так же, как и для силового трансформатора (см. § 2 гл. V). Размеры сердечника автотрансформатора (см. рис. V.1) желательно выбрать так, чтобы отношение — было в пределах от 1 до 2,5. 2. Числа витков обмоток автотрансформатора 13,5^ 1П, 22,5(^-0,66/,) щ-щ&'1* ■*-—щ? т где Ucr — стабилизированное напряжение, в; Ux — входное напряжение, в; t — частота сети, гц; SAr — сечение сердечника, см2; В—индукция в сердечнике, гс. Величина В выбирается в 1,5—1,6 раза больше, чем для силовых трансформаторов (табл. V.5). Если сердечник автотрансформатора выполнен из стали Э41 (В = =16 000 гс), то при частоте / = 50 гц Ш!=16,4-^; ю2 = 28-Н_^ \ ^Ат °Ат 3. Емкость конденсатора С при мощности стабилизатора до 100 ва должна быть не менее 4—6 мкф, а при мощности от 100 до 250 ва — не менее 8 мкф. Электролитические конденсаторы применять нельзя. 4. Общее число витков автотрансформатора где /с — средняя длина магнитной силовой линии сердечника, см; С — емкость конденсатора, мкф; [л — магнитная проницаемость материала сердечника при выбранном значении индукции В. Если сердечник автотрансформатора выполнен из стали Э41, то при частоте f = 50 гц 5. Рабочее напряжение конденсатора 6. Число витков дополнительной обмотки «* = И>Ат — (Щ + W2).
ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 935 Таблица XV. 12 Основные данные феррорезонансных стабилизаторов Тип СН-200 СН-250 СН-320 СН-500 СНФ-200 СТ-200 ТСН-170 ТСН-250 УСН-350 ФР-220 ЭПА-15 ЭПА-27 ЭПА-58 Номинальная выходная мощность, ва 200 250 300 500 165 200 170 250 350 220 100 500 750 Выходное напряжение, в 220±4% 220±10 220 220+1% ^ —2% 220 215±10 220±1% 127±2% 197+3% 1J7-6% 220+4% ^ -8% 215±10 ПО 220 220 1 Допустимое изменение выходного напряжения, % ±1,5 "~~ ±2,5 ±1,5 ±1,5 ±2,5 — ±4 ±4,5 — ±0,5 ±0,5 ±0,5 Номинальное напряжение на входе, в 127 220 ПО 127 220 ПО 220 220 i ПО 127 220 127 220 127 220 ПО 127 220 110 127 220 110 127 220 ПО 127 220 ПО 220 ПО 220 ПО 220 Допустимые пределы изменения напряжения на входе, в 80—140 140—240 70—120 80—140 140—240 90—120; 175—240 176—240 70—130 80—150 140—250 95—140 170—240 80—140 140—240 70—120 80—140 140—240 80—130 92—150 160—260 80—130 92—150 160—260 85—120 95—140 170—240 95—120 185—230 95—120 185—230 95—120 185—230 Размеры, мм 310x165x155 ~~ — 450x255x195 350x240x128 230X206X170 335x190x135 325X210X160 315X210X165 295x220x160 230Х160Х1Г5 400x230x200 400x230x250 i 8,5 14 — 35 "-* 10,5 13,5 15 14 11,5 7 25 32
936 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ 7. Диаметры проводов обмоток автотрансформатора й = 1.5}/"7^ мм; <Ь=\,27УТВ мм; d3= \Л$УТН мм, где /н —ток нагрузки стабилизатора, а, Р ст 8. Диаметр провода основной обмотки дросселя ^осн = 1»8|/-^-л1Л1. 9. Для выбора сердечника дросселя определяем произведение площади окна на площадь сечения сердечника 0,36LV(Oa SoA = jJ-2=-• 10» с*. где d'OCH — диаметр провода (с изоляцией) основной обмотки дросселя, мм; Ui — в в; f — в гц; В — в гс. Если сердечник дросселя выполнен из стали Э41 (£ = 10 000 гс), то при I = 50 гц 5^-0.721/. (О1- Тип пластин можно выбрать по табл. V.I. 10. Число витков основной обмотки дросселя Ч» fScB где t/i — в в; f — в гц; Sc — в см*; В — в гс. Если сердечник дросселя выполнен из стали Э41, то при f = 50 гц 11. Число витков компенсационной обмотки »кв-°-2юоа|-Х^- 12. Диаметр провода компенсационной обмотки dK = 0,8 у 7^ мм. Сердечник дросселя собирается с немагнитным зазором в виде полоски картона толщиной 1,5—2 мм. Толщина полоски уточняется при наладке стабилизатора. При намотке дросселя и автотрансформатора следует сделать дополнительные выводы в одну и другую стороны от расчетных, чтобы иметь возможность изменять число.витков при наладке стабилизатора. При ме р. Рассчитать стабилизатор мощностью 200 еа с питанием от сети переменного тока 50 гц 220 е.
СТАБИЛИЗАЦИЯ ТОКА БАРЕТТЕРАМИ 937 1. Выбираем сердечник из стали марки Э41: 5Ат = 1,3 1^200 = t= 18,4 см2. По табл. V. 1 выбираем сердечник типа УШ 40 X 60 : Sc = 21,6 см2, 1С = 26,4 см, 5^=18,7 см2, 6 = 2.6сл*. h =7,2 см. 2. wi = 16,9 -|р^- = 172 витка; о* =28 22°~^'22° = 104витка. 3. Выбираем емкость конденсатора 10 мкф. /_2614_=1 у 10-21,6 4. wAt = 2000 1 / 1/ч ^ „ = 700 витков. 5. и^>и. 220—^^8906. 6. ws = 700 — (172 + 104) = 424 витка. 7. /н =§§ = 0,9 a; <Ь = 1,5 V0^ = 1,42 мм, ; da = 1,27/6^=1,21 мм; dz = "1.13/579= 1,07 мм. Выбираем провода марок ПЭЛ 1,45; ПЭЛ 1,25 и ПЭЛ 1,08 соответственно. /200 8- <*осн = *»8 1/ 990 ^ **71 жл<' Выбираем провод марки ПЭЛ 1,74. 9. S0K Sc =0.72 • 220. (1.83)2 = 530 см*. Выбираем для дросселя сердечник типа УШ 40 X 80 : 5С = 28,8 см2: 220 10- ^осн = 36 -28Т = 275 витков- 220 11. шк = 0,2 • 275 22Q = 55 витков. 12. dH = 0,8 }/0^9 = 0,76 мм. Выбираем провод марки ПЭЛ 0,77. § 7. СТАБИЛИЗАЦИЯ ТОКА БАРЕТТЕРАМИ Стабилизация тока бареттерами применяется главным образом в цепях накала ламп (в высокостабильных гетеродинах и в измерительной аппаратуре) на постоянном и переменном токе. Простейшая схема включения бареттера приведена на рис. XV.23,a. Если величина тока в нагрузке не совпадает с током ни одного из имеющихся бареттеров, то можно использовать бареттер с большим рабочим током, подключив параллельно нагрузке сопротивление Rm (на рисунке показано пунктиром). При больших токах нагрузки можно включать параллельно несколько бареттеров (рис. XV.23,6). . При неизменной величине сопротивления нагрузки стабилизация тока бареттерами обеспечивает также стабилизацию напряжения на нагрузке.
938 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ После включения схемы с бареттерами стационарный режим устанавливается приблизительно через 5 мин. Расчет стабилизатора тока с бареттером. Исходные данные: ток нагрузки /н, напряжение на нагрузке UH и относительное изменение входного напряжения ^вх 1. Выбираем бареттер по заданному току и схему включения. Для схемы с сопротивлением Rm (рис. XV. 23,а) р " 'б, ном хн где /б ном — номинальный ток бареттера (см. § 7 гл. VIII). Q б Рис. XV. 23. Схемы включения бареттеров. 2. Определяем максимально допустимое входное напряжение л — ^н + ^б. мин ^вх. макс J 2р ' где U6 мин— напряжение начала бареттирования (стабилизации) (табл. VIII.48). Должно выполняться условие ^вх. макс ^ ^б. макс ~» ^н* где f/б.макс ~" напряжение конца бареттирования (табл. VIII.48). Если это условие не выполняется, то выбираем бареттеры с более высокими напряжениями стабилизации. 3. Определяем номинальное входное напряжение ^вх = ^вх.макс(1-^)- 4. Определяем динамическое сопротивление бареттера Р ^б. макс ^б. мин лдин — / _ / лб. макс лб. мин где /бмин и /<5Макс—токи начала и конца бареттирования (табл. VI 11.48). 5. Определяем среднее статическое сопротивление бареттера <W6. макс + U6. мин) /?пт — Аст ./ б. ном
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 939 6. Определяем коэффициент стабилизации по току хст "дин "Г "н ^ст + ^н / ин\ где RH — сопротивление нагрузки J RH = — J . 7. Определяем относительное изменение напряжения на нагрузке м» р Пример. Рассчитать стабилизатор для питания цепей накала трех ламп типа 6Ж4П (UH = 6,3 в; /н = 0,9 а), если р = 12% от UBXnou. 1. Выбираем бареттер типа 1Б5-9 (табл. VIII.48). Применяем схему с шунтирующим сопротивлением 2- "вх. макс = 1^2^12 = 14'9 * 14'9 в<9б + 6»3ва= 1б>3 •• 3. UBX = 14,9(1—0,12) = 13,1 е. 4-*ли»= l^Io^G^50^ 50 + 6,3 7 AUb ±12% ■ о § 8. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Преобразователями постоянного напряжения называются устройства, преобразующие низкое постоянное напряжение в повышенное или наоборот. Они применяются главным образом для питания анодных и экранных цепей радиоаппаратуры, которая устанавливается на подвижных объектах (автомобили, самолеты и т. п.), имеющих аккумуляторные батареи или бортовую сеть низкого напряжения. Вибропреобразователи (вибрационные преобразователи) могут быть использованы для преобразования очень низких напряжений (от 2,4 в). Они не требуют никакого ухода, имеют довольно высокий к. п. д., однако являются источниками помех радиоприему. Вибраторы выпускаются двух типов: асинхронные (ВА) и синхронные (В и ВС). Асинхронные вибраторы служат только для создания
940 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора вибропреобразователя, поэтому при использовании их требуется отдельный выпрямитель. Синхронные вибраторы могут быть использованы в схемах синхронных и асинхронных вибропреобразователей. Основные конструктивные и электрические данные вибраторов, выпускаемых нашей промышленностью, приведены в табл. XV. 13. Устройство вибратора наиболее употребительного типа схематически показано на рис. XV.24. Вибратор имеет две системы контактов: неподвижные, закрепленные на жестких плоских пружинах 5, и подвижные 7, прикрепленные к вибрирующему якорю. Якорь представляет собой плоскую стальную пружину 6, нижний край которой неподвижно прижат к корпусу вибратора 4.~ К верхнему краю якорной пружины прикреплена пластинка из мягкой стали — якорный башмак 5. Корпус вибратора представляет собой массивную стальную скобу, к нижнему краю которой * прикреплен пакет контактной группы. Верхний край скобы имеет отросток 5, на который одета катушка возбуждения 2. Для защиты от внешних воздействий вибратор закрыт металлическим' колпаком /, который одновременно служит экраном. Для включения в-схему вибратор имеет цоколь со штырьками 9. Цоколь рассчитан под обычную восьми- штырьковую панельку. Цоколевка вибратора показана на рис. XV.25. С х е м ы. Известны схемы синхронных и асинхронных вибропреобразователей. В настоящее время применяются главным образом асинхронные вибропреобразователи. Асинхронные вибропреобразователи имеют следующие преимущества перед синхронными: 1) простота схемы и вибратора; 2) более низкий уровень радиопомех; '3) возможность получения на выходе выпрямленных напряжений 300 в и выше без удвоения напряжения; 4) возможность увеличения мощности преобразователя при использовании синхронного вибратора за счет параллельного включения контактов. Недостатки асинхронных вибропреобразователей: 1) наличие кенотрона или полупроводниковых вентилей; 2) более низкий к. п.,д.;. 3) большая зависимость выпрямленного напряжения от нагрузки. Схема асинхронного вибропреобразоватёля приведена на рис. XV.26. В схеме используется типовой синхронный вибратор. Это дает возможность упростить первичную обмотку трансформатора. Рис. XV.24. Конструкция вибратора. Рис. XV.25. вибратора. Цоколевка
Электрические и конструктивные данные вибраторов Таблица XV. 13 Тип вибратора В-24 В-26 В-6 В-12Г ВС-2,4 ВС-4,8 ВС-12 ВС-4.8Г ВС-12Г ВА-6,4 ВА-12,8 Номинальное 1 входное напряжение, в 24 26 6 12,8 2,4 4,8 12 4,8 12 6,4. 12,8 Номинальный ток нагрузки, ма ■ — 50 50 90 20 30 ! 90 ". 30 90 65 90.. Номинальное выходное напряжение, в1) — 110/220 | 110/220 160/250 135 220 1.60/220 220 160/220 . 250 225/250 Пределы входного напряжения, в — - — — — 2,2—2,6 4,2—5,0 10,5-13,5 4,2—5,0 10,5—13,5 — — * с 60 60 60 65 57 65 70 65 70 50 70 Напряжение запуска, в 18 19 4,5 8,5 2,0 3,6 9,0 3,6 8,5 4,6 8,8 Катушка возбуждения Число витков — — — 1800 520 350 2700 350 2700 2200 1900 Сопротивление постоянному току, ом — — — 55±10% ' 2,7±10% 7±10% 70 ±10% 7±10% 70±10% 14±10% 40±5% Марка и диаметр провода, мм т- — — — — — ПЭЛ-1 0.18 ПЭЛ-1 0,38 ПЭЛ-1 0,31 ПЭЛ-1 0,18 ПЭЛ-1 0,31 ПЭЛ-1 0,18 Т&Л-1 0,27 ПЭЛ-1 0,19 а Срок служ ч 750 750 v900 750 500 500 750 500 500 750 750 1) Величина выходного напряжения зависит от схемы вибропреобразователя, в котором используется вибратор. Все типы вибраторов при номинальных входном и выходном' напряжения х выдерживают до 1500 включений.
942 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Умформеры представляют собой электрические машины с двумя или тремя коллекторами и соответственно двумя или тремя обмотками на якоре — обмоткой низкого напряжения и обмотками высокого напряжения. Напряжение питания подается на щетки коллектора низкого напряжения, повышенное напряжение снимается со щеток коллектора высокого напряжения. Умформеры надежнее в эксплуатации, чем вибропреобразователи, но более громоздки и требуют ухода (чистки коллекторов, замены смазки в подшипниках, замены щеток). В настоящее время выпускаются тихоходные умформеры, которые отличаются рядом преимуществ от старых умформеровсерии РУ (РУК). Рис. XV. 26. Схема асинхронного вибропреобразователя. Србк службы тихоходных умформеров 2000 ч, к. п. д. — на 10% выше, чем у быстроходных. Тихоходные умформеры выпускаются двух типов: УТ — двухколлек- торные и УТК — трехколлекторные (с двумя обмотками высокого напряжения). Для уменьшения величины пускового тока и дистанционного включения умформеры мощностью 150 вт и более снабжены специальным пусковым устройством. Основные данные тихоходных умформеров приведены в табл. XV. 14. Транзисторные преобразователи напряжения постоянного тока по сравнению с умформерами и вибропреобразователями характеризуются определенными преимуществами —- более высокой надежностью, большим сроком службы, повышенным к. п. д. (70—90%), более высокой устойчивостью к тряске и вибрациям. Они не создают акустических помех. Основной недостаток транзисторных преобразователей заключается в их чувствительности к температуре окружающей среды. Однако этот недостаток имеет ограниченное значение. Преобразователи на транзисторах можно разделить на две группы: без усиления и с усилением. Преобразователь без усиления состоит из генератора с прямоугольной формой выходного напряжения, выпрямителя и сглаживающего фильтра. В состав преобразователя второй группы входит усилитель, повышающий мощность колебаний генератора. Генератор и усилитель питаются от общего источника, постоянное напряжение которого необходимо преобразовать.
Тихоходные умформеры Таблица XV. 14 Тип УТ-18А УТ-18Б УТ-35А УТ-35Б УТ-70А УТ-70Б УТК-150А УТК-150Б УТК-ЗООА УТК-ЗООБ УТК-ЗООВ УТК-600А Максимальная отдаваемая мощность, вт 18 1 18 35 35 70 70 150 150 300 300 300 600 Напряжение питания, в 26 13 26 13 26 13 26 13 26 13 26 26 Максимальный потребляемый ток, а 1,75 3,43 2,80 5,60 5,90 11,80 10,30 21,00 20,00 40,00 20,00 35.00 Повышенное напряжение, в на первом коллекторе 220 220 220 220 450 450 300 300 300 300 750 400 на втором коллекторе — — — — — — 750 750 750 750 750 750 Максимальный ток нагрузки, а первого коллектора 0,08 0,08 0,16 0,16 0,15 0,15 0,15 0,15 0,12 0.12 0,15 0,75 второго коллектора ' — — — — — — 0,14 0,14 0,35 0,35 0,25 0,35 с 45 45 50 50 52 52 54 54 62 62 62 65 Скорость вращения, об/мин 4500 4500 4000 4000 5000 5000 5000 5000 4000 4000 4000 4000 Вес без фильтра 1,9 1,9 3,9 3,9 3,9 3,9 8,4 8,4 11,6 11,6 11,6 16,0 ке с фильтром 4,5 4,5 10,0 10,0 10,0 10,0 17,0 17,0 22.0 22,0 25,0 26,5
944 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ : Недостатком преобразователей первой группы является сильная зависимость преобразованного напряжения от величины нагрузки. Такие преобразователи целесообразно применять при малых мощностях преобразованного напряжения (до 20—30 вт) в случаях, когда нежелательно усложнять схему. Преобразователи второй группы применяются, когда требуется значительная мощность преобразованного напряжения (свыше 30— 50 em), а также при переменной нагрузке. В транзисторных преобразователях напряжения в настоящее время широко используются двухтактные схемы генераторов с трансформаторной 6 Рис. XV. 27. Схемы генераторов для преобразователей напряжения посто- - янного тока, а —с общей базой; б —с общим эмиттером; в— с общим коллектором. связью. Транзисторы генераторов могут быть включены по схеме с общей базой, с общим эмиттером или с общим коллектором (рис. XV.27). Наибольшее распространение получила схема с общим эмиттером, применяя которую можно получить большой к. п. д. при малых напряжениях источника питания. При высоких напряжениях источника питания (25—30 в) может оказаться целесообразным включение транзисторов по схеме с общей базой, так как в этой схеме несколько увеличивается допустимое напряжение на коллекторе транзистора. Включение транзисторов по схеме с общим коллектором удобно тем, что при этом не требуется изоляция корпуса транзистора (к которому присоединен коллектор) от шасси преобразователя. Для расчета преобразователя необходимо знать требуемое выходное напряжение U* номинальный ток нагрузки /2, напряжение источника питания V\ и условия работы преобразователя. Если ожидается кратковременная перегрузка, то должно быть задано также максимальное значение тока нагрузки. Напряжение источника питания лучше всего выбирать в пределах 12—20 в. При меньших напряжениях к. п. д. преобразователя "будет меньше. При напряжениях источника питания выше 20—25 в обратное напряжение на коллекторе оказывается близким к максимальному допустимому для транзисторов. ' Тип транзисторов выбирается по величине входного тока преобразователя /i, который приблизительно равен току коллектора 1кт /i = ил rfJi *
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 945 где т] — к. п. д. преобразователя. Обычно принимают т| == 0,65 -z- 0,9. Верхний предел относится к преобразователям значительной мощности, нижний — к маломощным преобразователям при напряжении источника питания 2—4 в. Чаще всего (при мощностях от единиц до нескольких десятков ватт, напряжении источника питания 12—20 в и рационально выбранной частоте) tj = 0,8. Вычисленная по приведенной формуле величина тока должна быть в 1,5—2 раза меньше допустимого тока коллектора (см. § 2 гл. VIII). Рис. XV. 28. Схемы преобразователей напряжения: а — с общим эмиттером; б — с общим коллектором. Допускается применять параллельное включение транзисторов. При этом нужно выбирать транзисторы с одинаковыми характеристиками и размещать параллельно соединенные транзисторы на одной пластине, служащей теплоотводом. В преобразователях мощностью более 15—20 em транзисторы должны быть снабжены радиаторами (теп л оот во да ми). Допустимое максимальное обратное напряжение транзисторов должно быть по крайней мере в 2 раза больше напряжения источника питания. Преобразователь напряжения, собранный по приведенной на рис. XV.28,a схеме, рассчитывается в следующем порядке. 1. Определяется количество полупроводниковых диодов в каждом плече мостовой схемы выпрямителя tf = U* Ut обр
946 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ где {/^p— допустимое обратное напряжение для выбранного.типа диодов. Полученное число округляется до целого в сторону увеличения. Допустимое значение среднего выпрямленного тока для данного типа диодов должно быть больше половины номинального >тока нагрузки преобразователя. 2. Ориентировочно определяется величина входной емкости фильтра С= 1,5- lW-Jl-мкф, где / — частота преобразования, гц; р — допустимый коэффициент пульсаций, %; /2 — ток нагрузки, а. Если трансформатор преобразователя собирается на сердечнике из трансформаторной стали, то частота преобразования выбирается в пределах 1—2 кгц при мощностях до 100 в/пив пределах 300—400 гц при больших мощностях. Для маломощных преобразователей (единицы и один-два десятка ватт) при использовании ферритов частота преобразования может быть повышена до 4—5 кгц. Коэффициент пульсаций может быть выбран равным нескольким процентам. 3. Определяется габаритная мощность трансформатора Ргаб = 1,3[/2/2 ва. 4. Для выбора типа и размеров сердечника трансформатора определяется произведение площади сечения сердечника Sc на площадь окна 50К р ScS0k = 1.6 • 10» -щсм>, где jj — максимальное значение индукции, гс. Для материалов с прямоугольной петлей гистерезиса (например, пермаллой 50НП), а также для тороидальных сердечников из ферритов величину Вт можно считать равной индукции насыщения В$. Для сердечников из электротехнической стали и пермаллоя величины Вт зависят от марки материала и типа сердечника и обычно определяются экспериментально. В некоторых случаях для определения величины Вт можно воспользоваться данными табл. XV.15. Таблица XV. 15 Значения индукции Вт для некоторых магнитных материалов ^ Материал Марка Э42 Э44 БОН 79НМ Э310 50НП Толщина, мм 0,35 1 0,2 0,15—0,2 0,2 0,08 0,05 Тип сердечника Броневой Ш-9 » » » » » Ш-12 Ленточный разрезной Ш-9 Тороидальный, неразрезной Размеры сердечника, мм Толщина набора 5—18 » » 5—10 » » 4—15 » » 4—10 Ширина ленты 10 Диаметр внутренний 30, наружный 40—60, ширина ленты 10 Среднее значение вт, " 8 500 9000 7700 7400 10000 14500
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 947 Тип сердечника можно выбрать по табл. V.l—V.3. 5. Определяется число витков половины коллекторной обмотки wK =0,25- 108 .^-°-5 wa = w, число витков половины базовой обмотки З-г-4 и число витков выходной обмотки и* KUi — 0,5* 6. Определяются действующие значения токов в коллекторной обмотке /к, базовой обмотке /б и выходной обмотке /в 1 —а 7к = °»7'к т» 7б = °»7/к т —J— » 7в в 7«» где а — коэффициент усиления транзисторов по току. 7: Определяются диаметры проводов обмоток d = 0fiVTMM. 8. Определяется приближенное значение мощности, выделяющейся на одном транзисторе, Рк = (0,25 + 0,017^)/кш. По величине Рк определяются размеры радиаторов. 9. Определяется ориентировочная величина сопротивления Ri и сопротивления #* /?2 = #1 (Ul — 1) <W. Приме р. Рассчитать преобразователь напряжения аккумуляторной батареи 12,6 ев напряжение 240 в. Ток нагрузки преобразователя 70 ма. 240 • 0,07 /^ = —-——- = 1,67 а. Выбираем транзисторы типа П4В (табл. VIII.31). 240 1. Выбираем диоды типа Д7Д (табл. VIII.21). N = —— « 1. оОО 2VC^1'5-loeTo^TT=0'146^- 3. Ргаб = 1,3 . 240 • 0,07 = 22 ва. 22 4. SC50K - 1.5 •■10* to». 8600 " 3'9 С*\ S« " 850° * (табл. XV. 15.).
948 ЭЛЕКТ*ЮПИТАНИЕ РАДИОУСТРОЙСТВ Выбираем сердечник типа УШ 14 X 14: S0K = 2,25 см2; Sc=l,76 см2. 12,6 — 0,5 5. wK = 0,25 • "е = 20Т2ЙйГ 103.8500. 1,76 = 6 витков; до = 20 = 20 витков; 240 6. /к = 0,7 • 1,67 = 1,17 а; /б = 0,7 • 1,67 12,6 — 0,5 1—0,9 /в = 0,07а. 7. dK = 0,6 у ЦТ = 0,65 мм; d6 = 0,6 |/"67Гз"= 0,22 мм; йъ = 0,6 |/0Д)7 = 0,16 мм. 8. Рк = (0,25 + 0,017 • 12,6) • 1,67 =0,78 вт. Радиаторы не нужны. 3,5 = 400 витков. = 0,13 а; 9. #i = 1,41 -0,13 i 20 ом; #2 = 20 (12,6 — 1) = 230 ом. На рис. XV.28,6 приведена схема преобразователя напряжения, в котором транзисторы включены по схеме с общим коллектором. Такой АГ-Ц27 Рис. XV. 29. Схема преобразователя напряжения с усилением. преобразователь может отдавать мощность до 50 вт. Трансформатор выполняется на сердечнике типа УШ 20 X 20 из стали марки Э41. Сердечник собран вперекрышку. Обмотка /содержит 40 X 2 витков ПЭЛ 0,8, обмотка // — 50 X 2 витков ПЭЛ 0,2 и обмотка /// — 950 витков ПЭЛ 0,2 (для выходного напряжения 240—250 в). Преобразователь напряжения с выходной мощностью около 40 вт может быть собран по схеме, приведенной на рис. XV. 29. Такой преобразователь может кратковременно отдавать мощность до 100 в/п. Задающий генератор выполняется на транзисторах типа П203; можно применить так-
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 949 же другие транзисторы с максимальным допустимым напряжением эмиттер — коллектор не менее 25 в (например, транзисторы типов П20, П21, П25, П26). Трансформатор Тр\ выполняется на тороидальном сердечнике, изготовленном из пермаллоевой ленты (марка 50НП) толщиной 0,05 мм. Внутренний диаметр тороида 15 мм, внешний 25 мм, толщина 5 мм. Обмотки I и II наматываются проводом ПЭЛ 0,25, обмотки /// — проводом ПЭЛ 0,51. Обмотки / содержат по 60 витков, обмотки // и /// — по 10 витков. Рис. XV. 30. Схема преобразователя постоянного напряжения в переменное с частотой 50 гц. Трансформатор Тр2 выполняется на таком же сердечнике, как и трансформатор Три но толщина тороида равна 10 мм. Обмотки / содержат по 35 витков провода ПЭЛ 0,69; обмотки //— 350 витков провода ПЭЛ 0,25. Если на выходе преобразователя необходимо получить переменное напряжение со стабильной частотой (например, для питания магнитофона или проигрывателя), то в качестве задающего генератора целесообразно использовать обычный мультивибратор. Практическая схема такого преобразователя приведена на рис. XV.30. Выходная мощность преобразователя до 100 em. Трансформатор Трх может быть выполнен на сердечнике из пластин Ш12 (сталь ЭЗЗО) при толщине набора 16 лслс. Обмотки / содержат по 500 витков провода ПЭЛ 0,23, обмотки // — по 65 витков провода ПЭЛ 0,59. Обмотки наматываются в два провода, каждый из которых образует отдельную секцию. В средней точке каждой обмотки соединяется конец одной секции с началом другой. Трансформатор Тр% можно выполнить на сердечнике типа Ш32 X 38. Обмотка / содержит 50 X 2 витков провода ПЭЛ 1,4, обмотка // — 2100 витков провода ПЭЛ 0,49. Способ намотки такой же как и для трансформатора Tpt. Если желательно получить близкую к синусоидальной форму выходного напряжения, то последовательно с выходной обмоткой трансформатора следует включить конденсатор, емкость которого подбирается экспериментально в зависимости от характера нагрузки преобразователя. При подборе емкости следует контролировать форму тока (а не напряжения!) на выходе преобразователя.
7 Термоэлектрогенераторы Тип ТЭГК-2-2 тгк-з ТЭГК-6 ТЭГК-9 ТГК-Ю ТГУ-1 Напряжение батареи, в 80—100 1,2-1,4 2 21) 6 1,2 9 10 1,2 1.2 '5 Ток нагрузки, ма 10—12 500—600 2000 500 130 130 40—50 1000 700 2000 2000 Срок службы, не менее, ч 5000 5000 6000 10 000 5000 5000 Источник тепловой энергии Керосиновая 20-линейная лампа То же Керосиновая 10-линейная лампа То же Керогазовая горелка То же Расход керосина в час, г 60—70 60-70 20—25 15—20 100—10 • Таблица XV. 16 Назначение Питание приемников «Воронеж», «Искра», «Новь», «Родина-52» Питание батарейных радиоприемников2) Питание приемника «Родина-59» Питание приемников «Восход», «Минск» Питание колхозных радиоузлов типа КРУ-22) Питание радиостанции «Урожай» 1) Батарея имеет отвод на напряжение 1,2 в при токе нагрузки до 360 ма. а)С применением преобразователя напряжения.
ТЕРМОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРЫ ?5I * § 9. ТЕРМОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРЫ Термоэлектрогенераторы представляют собой непосредственные преобразователи тепловой энергии в электрическую. Их действие основано на использовании термоэлектрического эффекта (см. § 7 гл. I). Термоэлектрогенераторы используются для питания радиоаппаратуры, рассчитанной на питание от батарей. По сравнению с гальваническими батареями термоэлектрогенераторы характеризуются следующими преимуществами: 1) большим сроком службы; 2) неограниченным сроком хранения; 3) не боятся коротких замыканий. Основные данные термоэлектрогенераторов приведены в табл. XV. 16.
АНТЕННЫ ГЛАВА xvr § 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНТЕНН Антенны предназначены для излучения и приема радиосигналов. По назначению антенны делятся на передающие, приемные и приемно-пере- дающие. Любая передающая антенна может принимать энергию; иначе говоря, антенны обладают свойством обратимости, что позволяет использовать одну и ту же антенну для приема и излучения энергии. Однако конструкции приемных и передающих антенн могут отличаться в связи с тем, что в передающей антенне большие токи и напряжения. Для любительских антенн эта разница невелика. Сопротивление излучения антенны Rmn — такое активное сопротивление, которое, будучи включено в пучность тока в антенне, поглощало бы мощность, равную мощности излучения. Сопротивление излучения — расчетная величина, представляющая собой коэффициент пропорциональности между мощностью излучения и током в антенне. Зная сопротивление излучения, можно подсчитать излучаемую мощность Р = /2 R *изл 'пуч^изл* Величину действующего значения тока в пучности /пуч легко измерить. Коэффициент полезного действия передающей антенны г|А — число, показывающее, какая часть подводимой к антенне мощности излучается В пространство в виде радиоволн. Он определяется по формуле У) _ ^изл 9 Яизл+Яп ' где.#изл— сопротивление излучения, /^ — сопротивление потерь в антенне. Коэффициент полезного действия приемной антенны % — число, показывающее, какая часть принятой антенной энергии поступает в линию (или на вход приемника). Коэффициент полезного действия большинства типов антенн близок к единице. Диаграмма направленности передающей антенны — графическое изображение зависимости напряженности поля, создаваемого антенной, от направления излучения. Диаграмма направленности приемной антенны —- графическое изображение зависимости э. д. с, наведенной на зажимах антенны электромагнитным полем, от направления прихода волн. . . , Можно рассматривать диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. ■* -. ■
ОТКРЫТЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 953 Ширина диаграммы направленности определяется величиной угла (в градусах), образованного прямыми, проведенными из центра диаграммы через точки, расположенные по лбе стороны от максимума излучения (или приема), в которых напряженность поля (или э. д. с. в антенне) уменьшается до 70% от максимального значения. Коэффициент направленности передающей антенны D — число, показывающее, во сколько раз мощность, излучаемая антенной в главном направлении, больше мощности, излучаемой в том же направлении абсолютно ненаправленной антенной. Коэффициент направленности приемной антенны D -*- число, показывающее, во сколько раз мощность, поступающая на вход приемного устройства при приеме на данную (направленную) антенну, больше мощности, поступающей на вход приемного устройства при приеме на ненаправленную антенну, принимающую одинаково со всех направлений. ~ Коэффициент усиления передающей антенны по мощности Кы — число, показывающее, во сколько раз мощность, излучаемая в главном направлении данной антенной, согласованной с фидерной линией, больше мощности, излучаемой в главном направлении согласованным с фидерной линией полу волновым вибратором. Коэффициент усиления приемной антенны по мощности /См — число, показывающее, во сколько раз мощность, развиваемая антенной на согласованной нагрузке при приеме с главного направления, больше мощности, развиваемой полуволновым вибратором на той же согласованной с ним нагрузке при приеме с главного направления. Величины rjA, D и Ки связаны между собой следующим соотношением, справедливым для антенн любого типа, Ам".1,б4 ; Действующая высота антенны Ад— длина эквивалентного излучателя, вдоль которого амплитуда тока постоянна и равна амплитуде тока на зажимах реальной антенны. Действующая высота антенны характеризует уровень сигнала на входе приемника, так как э. д. с, развиваемая на зажимах антенны, —- ЕА = £АД мкв, где Е — напряженность поля в месте, установки антенны, мкв/м; h — действующая высота антенны, м. Частотная характеристика антенны — зависимость входного сопротивления антенны от частоты. Входное сопротивление антенны — сопротивление переменному току между точками подключения антенны к фидерной линии. В общем случае входное сопротивление антенны имеет активную и реактивную составляющие. Если антенна настроена в резонанс, то реактивная составляющая равна нулю. Входное сопротивление антенны зависит от частоты. § 2. ОТКРЫТЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ Открытые антенны используются для приема радиовещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн. Г-образная однопроводная антенна является наиболее распространенной. Она состоит из горизонтальной части и снижения (рис. XVI: 1). Стан-
954 АНТЕННЫ дартной приемной антенной, на которую рассчитываются входные цепи радиовещательных приемников, является Г-образйая антенна высотой 15 м с длиной горизонтальной части около 30 м. В практике радиолюбителей в большинстве случаев применяются вертикальные или наклонные открытые антенны без горизонтальной части. Рис. XVI. 1. Устройство открытой антенны в сельской местности: / — мачта; 2 — горизонтальная часть; 3 — веревка или трос; 4 — оттяжка; б — снижение. Действующая высота открытой приемной антенны зависит от длины вертикальной и горизонтальной частей, а также от длины волны принимаемой радиостанции. Для антенны в виде вертикального провода действующая высота равна приблизительно половине ее геометрической длины. Присоединение горизонтальной части повышает действующую высоту антенны. Увеличение размера Г-образной антенны по сравнению со стандартной является целесообразным только при приеме на детекторный приемник.
ОТКРЫТЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 955 Открытые Г-образные антенны наиболее подходят для сельских местностей и небольших городов. Устройство открытой антенны в сельской местности (рис. XVI. 1). Горизонтальная часть подвешивается между двумя опорами, в качестве которых могут быть использованы специальные мачты, высокие здания, деревья и др. При выборе места для установки антенны нужно стремиться к максимальному удалению ее горизонтальной части от различных проводов и электроустановок: Если сделать это не удается, то нужно стараться расположить антенну так, чтобы направление горизонтальной части было по возможности перпендикулярным к направлению этих проводов. Горизонтальная часть антенны и снижение выполняются из одного куска провода. Может быть использован антенный канатик диаметром 1,5— 2,5 мм либо другой медный или биметаллический провод диаметром 1,5— 4 мм (табл. XVI.1). Таблица XVI. 1 Выбор длины и диаметра провода или канатика для антенны в зависимости от расстояния между опорами Расстояние между опорами, м 25 40 50 60 80 Длина провода, м 26 41 52 62 82 Диаметр провода, мм Бронза 1,0 1,5 2,1 2,1 2,6 1 Красная медь 1,6 2,1 2,6 3,0 3,2 | Число и диаметр жил канатика Бронза 7x0,35 7X0,5 7x0,67 7x0,67 19x0,52 Красная медь 7X0,5 7x0,67 9x0,52 17X1,0 19X0,64 Алюминиевые провод и канатик должны иметь сечение в три раза большее, чем бронзовые. Горизонтальная часть антенны с двух сторон изолируется от точек крепления брусковыми или орешковыми изоляторами. Можно использовать обычные фарфоровые ролики. Снижение не должно касаться крыши, деревьев и других предметов. Если нужно, то его отводят от крыши шестом длиной 1,5—2 м с укрепленным на конце роликом. Снижение вводится в здание через просверленное в оконной раме отверстие, и провод изолируется от рамы. Внутри здания, у места ввода снижения, следует обязательно установить грозовой переключатель, чтббы можно было заземлить антенну во время грозы. На наружной стенке здания рекомендуется устанавливать грозовой разрядник. Лучше всего применять вакуумные разрядники, предназначенные для защиты телефонных и телеграфных линий. Схема включения и конструкции грозоразрядников показаны на рис. XVI.2. Устройство открытой антенны в городе. Применение Г-образных антенн в городе во многих случаях нецелесообразно, так как горизонтальная часть подвергается действию промышленных помех. Значительно лучшие результаты дают открытые антенны в виде вертикального или наклонного провода длиной 6—10 м. Установка дополнительных устройств в верхней части вертикальной антенны («метелка», «корзинка», плоская горизонтальная спираль) имеет значение только в антишумовых антеннах (см. § 3 этой главы).
956 АНТЕННЫ Вертикальную антенну, так же как и любую другую открытую антенну, нужно располагать возможно дальше от электрических, трансляционных и других линий. Комнатные антенны могут применяться для приема на супергетеро* динный приемник. В качестве такой антенны можно использовать провода Рис. XVI. 2. Схема включения и конструкция грозораз- . рядника: / — грозоразрядник; 2 — грозовой переключатель; 3 — приемник. длиной 1—1,5 лс, однако лучшие результаты получаются при большей длине (4—6 м). Антенна должна быть расположена как можно дальше от проводов электросети,- телефона, трансляции и др. и перпендикулярно этим проводам. Для устройства комнатной антенны можно применить любой медный провод, натянутый между вбитыми в стену гвоздями или крюками и изолированный от них фарфоровыми изоляторами. Недостатком комнатных антенн является малая действующая высота и, следовательно, низкий уровень сигнала на входе приемника, что также ухудшает работу автоматической регулировки усиления приемника. .", Автомобильные антенны. Для автомобильных приемников обычно применяются небольшие штыревые антенны (высота 0,5—1,5 м), которые устанавливаются в различных местах: над ветровым стеклом, у правой или левой дверцы, на капоте двигателя, на крыльях. Наибольшая высота штыревых антенн, применяемых при работе в движении, составляет 4 м. Наилучшим типом штыревой антенны является телескопическая мачта, которая выдвигается из кабины. Антенны крепятся к корпусу автомобиля изолирующими втулками (рис. XvL3). При этом одна из втулок (обычно нижняя) снабжается затяжным болтом, соединяющим антенну с центральным проводом коаксиального кабеля, которым антенна подводится к приемнику. Высокие штыревые антенны крепятся на корпусе автомобиля не Рис. XVI. 3. Крепление штыревой антенны к корпусу автомобиля: / — антенна; 2 — изолирующая втулка.
АНТИШУМОВЫЕ АНТЕННЫ 957 Диаметр Н%5м Рис. XVI. 4. Конструкция активной части антишумовой антенны. жестко, а с помощью антенных изоляторов с амортизаторами (резиновыми или металлическими). Амортизаторы предохраняют антенну от поломки при проезде мест с ограниченными габаритами по высоте. Заземление в автомобильных приемниках осуществляется путем соединения с корпусом автомобиля. § 3. АНТИШУМОВЫЕ АНТЕННЫ Применяя антишумовые антенны, можно повысить качество приема за счет значительного снижения уровня промышленных помех. Однако антишумовые антенны дают более низкий уровень сигнала на входе приемника, чем открытые антенны тех же размеров. Антишумовые антенны не уменьшают уровня атмосферных помех. Их не следует применять в сельских местностях, а также при приеме на детекторные или малочувствительные приемники. Всеволновые антишумовые антенны с экранированным снижением. Наиболее простой по конструкции является антишумовая антенна, снижение которой выполнено из высокочастотного экранированного гибкого кабеля. Такая антенна при длине снижения в 10—15 м обычно дает некоторое уменьшение уровня помех. Активная часть антенны может быть выполнена в виде штыря или специальной конструкции, состоящей из нескольких жестких проводов, расположенных в виде «метелки», «звездочки», «корзинки» и др. (рис. XVI.4), либо в виде плоской спирали, расположенной горизонтально. Штыревая антенна может быть изготовлена путем- обвивки деревянного шеста длиной 3—6 м изолированным проводом, диаметром около 1 лш, с шагом обмотки приблизительно 2—4 см (рис. XVI.5). Для активной части можно использовать провод марки ПЭЛ или ПРГН* применяемый для наружных осветительных линий. Может быть также применен осветительный шнур марки ШР, предварительно развитый и пропитанный в парафине, церезине или смоле. Для экранированного снижения антишумовых антенн лучше всего применять гибкий высокочастотный кабель марки РК-24, РК-20, РК-6 и и др. Всеволновые антишумовые антенны с двухпроводным снижением. Устройство антишумовой антенны с двухпроводным снижением показано на рис. XVI.6. Го* ризонтальная часть антенны длиной 15—20 м подвешивается как обычная антенна на двух мачтах или опорах на 3—-5 м выше крыши здания. Антенну нужно устанавливать как можно дальше от токоведущих проводов и по возможности перпендикулярно к ним. Рис. XVI. 5. Устройство антишумовой антенны: / — экранированное снижение; . 2 — активная часть.
958 АНТЕИНЫ Вертикальная часть антенны состоит из провода снижения и провода противовеса, идущих параллельно один другому и разделенных изолирующими распорками. Верхний конец провода снижения соединяется в одной точке с горизонтальной частью антенны. Верхний конец провода противовеса прикрепляется к горизонтальной части антенны через изоляторы и начинается на 3—4 м ниже провода снижения. Все снижение должно быть проведено кратчайшим путем к месту ввода в помещение и как можно дальше от стен и других предметов. Перед вводом в помещение снижение и противовес нужно прикрепить к изоляторам, установленным на стенке, Рис. XVI. 6. Устройство антишумовой антенны с двухпроводным снижением. и ввести через оконную раму сквозь две изоляционные трубки. Нижние концы снижения и противовеса через 2 грозовых переключателя подводятся соответственно к гнездам приемника «Антенна» и «Противовес». Антенные катушки приемника одним концом присоединяются не к шасси, :а к гнезду «Противовес». Приемник желательно установить возможно ближе к месту ввода * антенны. § 4. МАГНИТНЫЕ АНТЕННЫ Магнитные антенны реагируют на магнитную составляющую поля радиостанций. Поэтому они очень слабо реагируют на поля промышленных помех местного происхождения, имеющие явно выраженную электрическую составляющую. Действующая высота магнитной антенны обычно в сотни раз меньше действующей высоты комнатной антенны. Магнитная антенна обладает направленным действием. Благодаря этому можно найти такое ее расположение, при котором отношение сигнала к помехе будет максимальным.
МАГНИТНЫЕ АНТЕННЫ . 959 В большинстве случаев приемники с внутренними магнитными антеннами выполняются так, что к ним можно подключать и наружные открытые антенны, которыми пользуются, если уровень местных промышленных помех невысок (например, на KB диапазоне). Магнитные антенны можно разделить на рамочные и ферритовые. Рамочная антенна представляет собой катушку индуктивности, выполненную в виде рамки или кольца больших размеров. Чем больше размер рамочной антенны, тем больше ее действующая высота . 2nnS Л, j-«. ^1 Рис. XVI. 7. Схемы включения рамочных антенн. где п — число виткев; S — площадь рамки, м2\ К — длина волны, м. Схемы включения рамочной антенны приведены на рис. XVI. 7. В большинстве случаев рамочные антенны являются катушками индуктивности входного контура приемника (рис. XVI.7,a,6" и в), реже образуют самостоятельную цепь, связанную с входным контуром (рис. XVI.7,2). Иногда применяются секционированные рамки. Каждая секция рассчитана на отдельный диапазон волн. Если в приемнике с рамочной антенной предусматривается включение внешней антенны, то на рамке наматывается катушка связи, которая одним концом подключается к антенному гнезду А (рис. XVI.7,e). Чаще всего применяются рамочные антенны, вмонтированные непосредственно в приемник. Большей частью они располагаются на задней стенке - | „ п | приемника. Иногда в приемнике устанавливаются Т| I две последовательно включенные рамки, ориенти- ф рованные по взаимно перпендикулярным направлениям. Концы одной из рамок можно переключать, что дает возможность получить наиболее выгодную направленность приема без поворота приемника. Направление максимального приема на рамочную антенну совпадает с плоскостью рамки. Для увеличения помехоустойчивости рамочной антенны ее помещают в электростатический экран, который ослабляет действие помех в 10—15 раз. Для этого рамку обматывают дополнительной разомкнутой обмоткой, средняя точка которой заземляется (рис. XVI.8). Индуктивность рамки рассчитывается по тем же формулам, что и катушки индуктивности (гл. IV). Если витки рамки квадратные, то вместо диаметров в расчетные формулы нужно подставлять значения эквивалентных диаметров, определяемых как полусуммы диаметров кругов, вписанных и описанных около соответствующих витков. Необходимое значение Рис. XVI. 8. Электростатическое экранирование рамочной антенны.
960 АНТЕННЫ индуктивности рамки получают из расчета входного контура приемника (гл. X). При намотке рамки число витков должно быть увеличено по сравнению с расчетным на 10—15%, чтобы иметь запас для подгонки индуктивности. Ферритовые антенны широко применяются в высококачественных приемниках на диапазонах длинных и средних волн, а также в переносных и карманных приемниках. По эффективности такие антенны почти равноценны рамочным, а по размерам значительно меньше. Конструктивно ферритовая антенна представляет собой стержень из феррита, на котором размещена катушка. Для длинноволнового диапазона наиболее целесообразно использовать сердечники из ферритов с проницаемостью 600—1000, для средневолнового — 400—600, для коротковолнового — 100—200 и в диапазоне УКВ — 15—25. С целью повышения эффективной магнитной проницаемости сердечника и, следовательно, действующей высоты антенны целесообразно применять сердечники с максимально возможным отношением длины к диаметру. Катушки следует наматывать на возможно более тонких каркасах, например, склеенных из кабельной бумаги. Рекомендуется применять лит- цендрат или провод марки ПЭШО диаметром 0,1—0,15 мм. Если антенна предназначена для диапазонов длинных и средних волн, то катушки обоих диапазонов располагаются на разных концах стержня. Рис. XVI. 9. Конструкция фер- ритовой антенны: / — стержень; 2 — экран; 3 — ось. д а % Рис. XVI. 10. График для определения коэффициента формы катушки ферритовой антенны. т Р 10 0б\ 0б\ Ц Ц 0* Yf i—о—t а @2 02 0Л 06 од, К& Рис. XVI. И. Графики к расчету ферритовой антенны. Расстояния центров катушек от концов стержня должны быть равны 25— 40 мм. Катушку длинных волн удобно наматывать в один слой виток к витку, катушку средних волн лучше наматывать с принудительным шагом приблизительно 1 мм. В настольных приемниках ферритовая антенна располагается горизонтально на верхнем конце вертикальной оси, вокруг которой она может
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 961 поворачиваться в горизонтальной плоскости (рис. XVI.9). Для уменьшения влияния помех ферритовую антенну заключают в электростатический экран, представляющий собой тонкостенный цилиндр из металла с высокой проводимостью, разрезанный по образующей. Схемы включения ферритовых антенн приведены в § 2 гл. X. При расчете ферритовой антенны задаются длиной катушки и определяют число витков по формуле V VWa ' где LK — индуктивность катушки, мкгн; D — диаметр катушки, см; 6ф — коэффициент формы катушки, зависящий от отношения длины катушки Ь к ее диаметру (рис. XVI. 10); т — коэффициент, определяемый по графику на рис. XVI. 11 в зависимости от отношения длины катушки к длине стержня; р — коэффициент, зависящий от отношения 2x11 (рис. XVI. 11); jic — эффективная магнитная проницаемость стержня, определяемая по графику на рис. XVI. 12; d — диаметр стержня, ел*. После определения числа витков проверяют длину катушки и, если она отличается от выбранной ранее более, чем на 10%, производят перерасчет. Действующая высота ферритовой антенны может быть определена по формуле лд - ТбоШСм* где к — длина волны, м\ S — площадь сечения стержня, см2. Для повышения, эффективности ферритовой антенны (произведение действующей высоты на добротность катушки) можно связывать в пучок несколько стержней (но не более 5, так как дальнейшее увеличение числа стержней не дает эффекта). Можно также применять параллельное или последовательное включение нескольких катушек. При параллельном включении индуктивность антенны уменьшается, поэтому можно увеличить число витков каждой катушки и, следовательно, действующую высоту антенны. Стержни должны быть расположены на небольшом расстоянии один от другого. Аналогичный эффект получается при последовательном включении. § 5. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ К телевизионным приемным антеннам предъявляются следующие требования: 1) антенна должна обеспечивать на входе приемника достаточно сильный сигнал; 2) полоса пропускания антенны должна быть достаточно 31 120 О 5 10 15 20 25 30' Рис. XVI. 12. Зависимость эффективной магнитной проницаемости стержней из ферритов с различной проницаемостью |iic от отношения длины стержней к диаметру.
962 АНТЕННЫ широкой, чтобы пропустить весь спектр частот телевизионных передач без заметных искажений; 3) антенна должна ослаблять действие сигналов, отраженных от окружающих предметов, и помех. Для выполнения первого требования применяются в основном настроенные антенны. Второе требование обеспечивается надлежащей конструкцией антенны. Для выполнения третьего требования применяются антенны повышенной направленности. Антенны с малой направленностью Антенны с малой направленностью применяются на небольших расстояниях от передающей антенны (до 25—35 км) при отсутствии сильных эхо- сигналов и помех. Полуволновый линейный вибратор (рис. XVI. 13,g) является простейшей настроенной антенной. Он выполняется обычно из металлических трубок, иногда также из металлических прутков, полосок или уголков. Действующая высота полуволнового вибратора _' Я, _ X ЛД~ я ""3,14 ' где X — длина волны. Диаграммы направленности полуволнового вибратора показаны на рис. XVI. 13,6 и в. Входное сопротивление полуволнового вибратора на резонансной частоте является чисто активным и равно приблизительно 73 ом. Полоса пропускания вибратора возрастает при увеличении диаметра. Для обеспечения достаточной полосы пропускания диаметр вибратора должен быть не менее 8—10 мм. Если вибратор изготовляется из полосок или уголков, то под эквивалентным «диаметром» вибратора понимают половину ширины полоски или ширину полки уголка. J" Резонансная длина вибратора определяется по формуле где X — длина волны, соответствующая средней частоте телевизионного канала; k — коэффициент укорочения, определяемый по рис. XVI, 14 в зависимости от отношения половины длины волны к диаметру вибратора. Расстояние L между внутренними торцами трубок вибратора выбирается в пределах от 50 до 80 мм. Линейный полуволновый вибратор укрепляется на металлической или деревянной мачте изоляторами из высокочастотной керамики или пластмассы; можно применить также текстолит и гетинакс. Иногда полуволновый вибратор изготавливают из медного^ провода или антенного канатика. При этом нельзя обеспечить достаточной полосы б в Рис. XVI. 13. Полуволновый линейный вибратор: а — конструкция; в — диаграмма направленности в горизонтальной плоскости; в — в вертикальной плоскости.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 963 пропускания и, следовательно» высокой четкости изображения на экране телевизора. Для расширения полосы пропускания полуволнового вибрато- 0,49 0,48 0,47 046 у / г / IDi Ю 20 3040 6080 т 1200300 600 1000 2000 5000 '</ A0Q В00 3000 ЮООО Рис. XVI. 14. График для определения коэффициента укорочения полуволнового вибратора. ра, выполненного из провода, каждое плечо вибратора изготовляется из tpex-четырех спаянных на концах проводов. На середине провода разводятся и припаиваются к углам медной пластинки (рис. XVI. 15). Полуволновый линейный вибратор можно использовать для приема передач на телевизоры с несимметричным (коаксиальным) 75-омным входом и на телевизоры с симметричным 300-омным входом. В первом случае следует применять коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом и компенсационные симмет- ующие устройства (рис. 59), во втором случае — симметричный кабель с волновым сопротивлением 300 ом и четвертьволновый трансформатор (рис. XVI.52) или (рис. XVI.53). Полуволновый вибратор можно также подключить к симметричному входу телевизора, используя коаксиальный кабель. В этом случае на входе телевизора следует матор [4]. ^ Рис. XVI. 15. Конструкция полуволнового вибратора с расширенной полосой пропускания. включить симметрирующий трансфор- Петлевой вибратор (шлейф-вибратор Пистолькорса) состоит из двух полуволновых вибраторов (рис. XVI. 16), соединенных на концах. Фидер подключается в точках разрыва одного из вибраторов. Действующая высота петлевого вибратора вдвое больше, чем у линейного, Ая=^- = 1,57* 31*
964 АНТЕННЫ 1 Входное сопротивление петлевого вибратора, выполненного из трубок одного диаметра, составляет около 292 ом. . Диаграммы направленности петлевого вибратора такие же, как и линейного. Коэффициент усиления петлевого вибратора, как и у линейного, равен единице, поэтому он не дает никакого выигрыша в величине напряжения на входе телевизора при условии, что оба вибратора согласованы с кабелем. Полоса пропускания петлевого вибратора при равных диаметрах трубок шире, чем у линейного. Резонансная длина петлевого вибратора определяется по той же формуле, что и для линейного вибратора. Однако под эквивалентным диаметром петлевого вибратора dn пони: О \й { мают следующую величину: ^ ' где d — диаметр трубок; S — рас- Рис. XVI. 16. Петлевой вибратор, стояние между осями трубок. Следует отметить, что длина петлевого вибратора определяется расчетным путем менее точно, чем длина линейного вибратора. Приводим размеры петлевого, вибратора для каждого из 12 каналов,, проверенные экспериментально для трубок диаметром 10—20 мм при расстоянии между осями трубок 5 = 70 мм. Телевизионный канал 12 3 4 5 6—7 8—9 10—12 Длина вибратора, мм 2760 2340 1790 1620 1510 780 710 ,650 Петлевой вибратор подключается к 75-омному входу телевизора через коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом. Для соединения кабеля с вибратором удобно применять симметрирующую петлю (рис. XVI.60). К приемнику с симметричным 300-омным входом петлевой вибратор подключается симметричным кабелем с волновым сопротивлением 300 ом (например КАТВ) без каких-либо промежуточных устройств. Если выполнить линейные вибраторы, из которых составляется петлевой вибратор, из трубок разных диаметров, то входное сопротивление на резонансной частоте отличается от 292 ом. Его можно определить по формуле Явх = 73л, где я — коэффициент, показывающий, во сколько раз входное сопротивление полуволнового петлевого вибратора больше входного сопротивления полу волнового линейного вибратора. Значение коэффициента п зависит от соотношения диаметров трубок и от отношения расстояния между трубками к диаметру одной из трубок. На рис. XVI.17 приведен график, по которому можно определить коэффициент п. Зависимость входного сопротивления петлевого вибратора от соотношения диаметров трубок часто используется для подбора нужной величины входного сопротивления многоэлементных антенн. Иногда при расчете петлевого вибратора с заданным входным сопротивлением не удается получить удобных в конструктивном отношении размеров. В таком случае можно применить тройной петлевой вибратор.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 965 Рис. XVI. 17. График для опре- Рис. XVI. 18. График для опреде- деления коэффициента п при рас- ления коэффициента п при расчете чете двойного петлевого вибратора. тройного петлевого вибратора. Петлевой вибратор с симметрирующей петлей, настроенный на частоту 200 Мгц (длина вибратора 710 мм, длина петли 500 мм), можно использовать без перестройки на каналах 6—12. На каналах 1—5 петлевой вибратор с симметрирующей петлей хорошо работает лишь в пределах одного канала. Чтобы использовать петлевой вибратор для приема нескольких телевизионных программ на каналах 1—5, коаксиальный кабель нужно подключать к нему так, как показано на рис. XVI.19,a и б. На рис. XVI. 19,а показано подключение кабеля снижения с помощью симметрирующего мостика через согласующий четвертьволновый трансформатор (см. § 6 этой главы). Четвертьволновый трансформатор должен быть выполнен из кабеля с волновым сопротивлением 150 ом. По схеме на рис. XVI. 19,6 кабель снижения подводится к петлевому вибратору в точке нулевого потенциала (точка О) и дальше проходит либо по трубке
S66 АНТЕННЫ вибратора, либо внутри одной из его половин (если диаметр трубки достаточно большой). На участке внутри трубки изоляционная оболочка кабеля из полихлорвинила может быть снята. И ) 4 н ч Э fr Оплетки «обеля спаять с трубкой И—Оплетки спаять \ между ± собой *3 cot Рис. XVI. 19. Подключение кабеля к петлевому вибратору: 1 — четвертьволновый трансформатор; 2 — кабель с волновым сопротивлением 75 ом; 3 — металлическая перемычка. «Веерный» вибратор характеризуется очень широкой полосой пропускания, поэтому его можно использовать для приема телепередач на 12 каналах. Конструкция вибратора показана на рис. XVI. 20. Каждая половина вибратора выполняется из двух или трех трубок, расположенных веерообразно в вертикальных плоскостях. Угол между плоскостями равен 120°. ■■■-/ Коэффициент усиления «веерного» вибратора приблизительно равен коэффициенту усиления полуволнового вибратора. Для соединения «веерного» вибратора с 75-омным коаксиальным кабелем применяется симметрирующий мостик и трансформатор из кабеля с волновым сопротивлением 90 ом (аналогично тому, как показано на рис. XVI. 19,а). Длина трансформатора 700 мм. Рис. XVI. 20. Конструкция «веерного» вибратора: / — трубки вибратора; 2 — диэлектрическая перемычка; 3 — трубки симметрирующего устройства; 4—металлическая перемычка. Направленные антенны Направленные антенны характеризуются узкой диаграммой направленности.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 967 Их целесообразно применять в городах, если необходимо ослабить повторные изображения на экране телевизора, а также в сельской местности при приеме на больших расстояниях от телевизионного центра (более 30—40 км). Конструкция направленных антенн сравнительно сложна, на изготовление их расходуется больше материалов, требуется больше времени и стоят они дороже. Антенны типа «волновой канал» состоят из активного вибратора (петлевого или «веерного») и пассивных вибраторов (рефлектора и директоров)» укрепленных на общей стреле. Конструкция антенны типа «волновой канал» показана на рис. XVI.21. Активный вибратор 1 подключается к фидеру с помощью тех или иных согласующих и симметрирующих устройств (см. § 6 этой главы). Пассивные вибраторы выполняются неразрезными и укрепляются на стреле, без изоляторов. Вибратор, расположенный за активным (если смотреть со стороны передающей станции), называется рефлектором, а вибраторы, расположенные перед активным,— директорами. Коэффициент усиления антенны типа «волновой канал» возрастает при увеличении количества элементов, входящих в антенну. Однако не следует рис# XVI. 21. Конструкция ан- устанавливать больше четырех-пяти тенны типа «волновой канал»: директоров^ так как дальнейшее повы- 1шятШктаЛ внбратор; 2_рефЛек- шение коэффициента усиления незна- тор; з — директор, чительно, а конструкция антенны усложняется. Значения коэффициента усиления и входного сопротивления для многовибраторных антенн, настроенных на максимальный коэффициент усиления, приведены в табл. XVI.6. При увеличении количества элементов входное сопротивление антенны понижается, что создает трудности при согласовании ее с кабелем. При этом полоса пропускания антенны становится уже, а направленность возрастает. Многоэлементная антенна типа «волновой канал», настроенная на максимальный коэффициент усиления, имеет узкую полосу пропускания. Такие антенны целесообразно применять только при «дальнем» приеме, когда для получения большого коэффициента усиления приходится мириться со снижением качества изображения на экране телевизора. Чтобы повысить устойчивость синхронизации, размеры антенн рассчитываются не на среднюю длину волны телевизионного канала, а на длину волны, лежащую на 0,25 ширины канала ближе к несущей частоте изображения. При настройке многовибраторных антенн находят компромиссное решение, чтобы наилучшим образом удовлетворить противоречивые требования получения высокого коэффициента усиления и широкой полосы пропускания. Этим объясняется то, что в литературе встречаются различные варианты геометрических размеров антенн типа «волновой канал». На рис. XVI.22 схематически показано несколько типов многоэлементных антенн, а в табл. XVI.2 приведены их геометрические размеры при диаметре трубок 10—20 мм и расстоянии между трубками петлевого вибратора 80 мм.
968 АНТЕННЫ Размеры выбраны так, чтобы получить достаточно широкую полосу пропускания при возможно ббльшем коэффициенте усиления. Таблица XVI. 2 Геометрические размеры антенн типа «волновой канал», мм ft S3 ю ев CU 1 2 3 Телевизионный канал 4 5 6 • 7 8 9 10 11 12 Двухэлементная антенна (рис. XVI. 22, а) А Б А Б В а б | 3140 2560 [ 900 2680 2180 760 2060 1700 590 1870 1530 535 1710 1400 490 930 760 270 890 730 255 850 700 240 815 670 230 785 640 225 7601 620 220| Трехэлементная антенна (рис. XVI. 22, б) 1 3350 ! 2760 [ 2340 [ 900 [ 600 2840 2340 2000 760 510 2200 1790 1550 590 395 2000 .1620 1400 535 355 1830 1510 1290 490 330 990 815 690 270 180 950 780 660 255 170 905 745 630 240 160 870 720 610 230 155 840 690 585 225 150 8051 665 560 220 145 730 595 215 780 640 545 215 140 А Б В Г Д а б в г 3130 2760 2510 2490 2430 1200 730 700 740 Пятиэлементная антенна (рис. 2650 2340 2130 2100 2060 1030 620 590 625 2060 1790 1650 1630 1600 790 480 460 485 1870 1620 1500 1485 1450 720 435 420 440 11710 1510 1370 1360 1330 660 400 380 400 840 730 720 720 700 325 210 500 420 840 690 680 680 660 310 210 530 365 800 680 660 660 650 300 210 490 370 XVI. 760 660 640 610 610 290 160 450 380 22, в) 700 605 610 610 610 260 190 445 315 7101 580 580 580 570 260 190 390 350 680 550 560 560 530 240 250 385 340 Коэффициенты усиления по напряжению для антенн типа «волновой канал», размеры которых приведены в табл. XVI.2, составляют: для двухэлементной антенны — 1,4; для трехэлементной — 1,8—1,9 и для пятиэле- ментной — 2,7—2,8. Антенну типа «волновой канал» к 75-омному входу приемника следует подключать коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 ом через симметрирующую петлю (рис. XVI.60). Пятиэлементную антенну лучше подключать с помощью компенсационных устройств (рис. XVI.59). Симметричный кабель с волновым сопротивлением 300 ом можно подключать к двухэлементной антенне непосредственно, а к трехэлементной и пятиэлементной — через согласующие устройства (см. § 6 этой главы). Удобно применять четвертьволновый трансформатор (рис. XVI.53), допускающий регулировку. Зигзагообразная антенна характеризуется достаточно высокими коэффициентом усиления по мощности (до 6) и коэффициентом направленного действия (около 3). Конструкция антенны очень проста (рис. XVI.23); такая антенна может быть изготовлена из широкодоступных материалов с помощью несложных инструментов.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 969 Деревянный брусок 5 сечением приблизительно 60 X 60 мм или металлическая труба служит одновременно центральной стойкой антенны и мачтой. К бруску или трубе под углом 90° прикрепляются две рейки 4 сечением приблизительно 40 X 40 мм. Рейки желательно врезать в центральную стойку, а затем скрепить с ней шурупом или гвоздем. Непосредственно к стойке снизу и сверху реек крепят две металлические (желательно медные или латунные) планки 3\ такие же планки 1 устанавливают на концах реек на диэлектрических прокладках 2 (например из органического стекла). r-a+i К<М б И- чПМТМ й ш d uli-il а б j->g—| 6 ♦ в ♦ г \ ЦШцц ^ I ^11 ^Ч М ^1 ailMiiii Рис. XVI. 22. Типы многоэлементных антенн: а — двухэлементная; б — трехэлементная; в— пятиэлементная. V3 I Рис. XVI .23. Конструкция зигзагообразной антенны. Плата 6 с точками питания размещена посредине между рейками; она состоит из двух закругленных металлических пластин, собранных на прокладке из диэлектрика. После установки пластин /, 3 и платы 6 натягивают полотно антенны, которое состоит из трех зигзагообразных проводов 7 диаметром 2—3 мм. Провода параллельны друг другу. В местах изгиба они припаиваются к пластинам /, 3 и плате питания. Кабель 8 с волновым сопротивлением 75 ом подвязывают к центральной стойке и по одному из внутренних проводов полотна антенны подводят к точкам питания. Оплетку кабеля припаивают к пластине, соединенной с проводом, к которому он подвязан, а центральный проводник кабеля — к противоположной пластине. При установке антенны на крыше здания не следует располагать оттяжки вблизи полотна антенны.
970 АНТЕННЫ Таблица XV 1.3 Геометрические размеры зигзагообразных антенн, мм Каналы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1—5 6—12 н 6300 5300 4120 3750 3460 1860 1770 1700 1640 1570 1520 1460 3400 950 h 3150 2650 2060 1870 1730 930 885 850 820 785 760 730 1700 475 L 3150 2650 2060 1870 1730 930 885 850 820 785 760 730. 1700 475 а 100 84 64 58 53 28 27 26 25 24 23 22 100 28 Л 10-15 10—15 10—15 10-15 10—15 7—10 7—10 7—10 7—10 7—10 7—10 7—10 10—15 | 7—10 Примечание. А — расстояние между точками питания антенны. рефлектора можно соединять между собой в любом месте. Можно приварить или припаять их к металлической раме. Если несущие элементы конструкции выполнены из диэлектрика, то рефлектор можно не соединять с полотном антенны (в точках О). Диаметр проводников должен быть не менее 2 мм. Размеры рефлекторов для зигзагообраз- Геометрические размеры зигзагообразных антенн приведены в табл. XVI.3. Антенны, рассчитанные для работы в одном телевизионном канале, имеют больший коэффициент усиления по мощности (до 6), чем многоканальные. Коэффициент усиления многоканальных антенн изменяется в пределах от 2,5— 3 до 6 (в рабочем диапазоне частот). Коэффициент усиления зигзагообразной антенны можно повысить приблизительно вдвое, если добавить рефлектор. На рис. XVI.24 показано расположение полотна зигзагообразной антенны относительно рефлектора, который представляет собой плоскую стенку из горизонтальных проводников (проволока, металлические трубки, полосы и т. п.). Проводники Рис. XVI. 24. Схема расположения полотна зигзагообразной антенны относительно рефлектора. - о Э-frU
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 971 ных антенн приведены в табл. XVI.4. Более подробные сведения о зигзагообразных антеннах можно найти в [10, 11 и 12]. Таблица XVL 4 Размеры рефлекторов для зигзагообразных антенн, лш Каналы 1 2 3 4 5 6 7 А 6800 5700 4400 4200 3900 2100 2000 Б 3200 2700 2100 1900 1800 1000 900 в 480 410 315 300 280 150 145 г 1240 1040 800 720 660 340 330 Каналы 8 9 10 н 1.2 1—5 6—12 А 1900 1850 1760 1700 1640 4000 1170 Б 900 850 850 800 800 3200 900 в 135 130 125 120 115 300 130 г 315 300 290 280 270 620 175 Рамочная антенна с рефлектором характеризуется относительно большим коэффициентом усиления по мощности (до 7) и достаточно широкой полосой пропускания. На рис. XVI.25 схематически | 5- показан внешний вид антенны, а в табл. XVI.5 приведены размеры антенны для различных телевизионных каналов. Максимальное усиление антенна обеспечивает на частотах, близких к несущей частоте изображения. Это обеспечивает устойчивый прием изображения. Входное сопротивление антенны 70—80 ом. Коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом, используемый в качестве фидера, подключается к антенне при помощи компенсационного симметрирующего устройства (рис. XVI.59). Рамочную антенну можно изготовить из металлических1 трубок диаметром 10—20 мм. Материал трубок может быть любой. В точках О элементы антенны можно крепить без изоляторов. Рамки антенны можно согнуть также из металлических полос любой толщины. Ширина полосы должна быть не менее двух диаметров трубки. Рамочная антенна с рефлектором может быть использована для приема телевизионных передач на каналах 1—5 или 6—12. На рис. XVI. 26 показана конструкция рамочной антенны для приема на каналах 1—5. Мачтой служит металлическая труба диаметром не менее 50 мм. Рамка активного элемента укрепляется на мачте при помощи двух металлических К приемнику й -А Q Рис. XVI. 25. Рамочная антенна с рефлектором: а — антенна; б — симметрирующее устройство.
972 АНТЕННЫ стрел без изоляторов. Рефлектор антенны укрепляется на мачте также без изоляторов. Таблица XV 1.5 Геометрические размеры рамочных антенн, мм Каналы 1 2 3 4 5 6 А 1450 1220 930 840 770 410 Б 1630 1370 1050 950 870 460 в 900 760 580 530 480 250 - 'ш 1500 1260 970 880 800 430 Каналы 7 8 э 10 И 12 А 390 370 360 345 330 320 Б 440 420 405 390 [ 375 360 в 240 230 220 210 210 200 'ш 410 390 375 360 350 335 ШирЬкополосная рамочная антенна подключается к 75-омному входу приемника коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 ом при помощи компенсационного симметрирующего устройства и четвертьволнового трансформатора с волновым сопротивлением 150 ом, так как входное сопротивление антенны составляет приблизительно 300 ом (в точках Л—Б). Кабель соединяется со входом трансформатора (точки В—Г). К 300-омному входу приемника антенну целесообразно подключать симметричным фидером с волновым сопротивлением 300 ом. Такой фидер подключается к антенне без каких-либо промежуточных устройств. Коэффициент усиления широкополосной рамочной антенны с рефлектором равен около 4 (по мощности). Конструкция рамочной антенны с рефлектором для приема на каналах 6—12 описана в [4]. Антенна с логарифмически периодической зависимостью параметров является широко диапазон ной антенной с большим коэффициентом усиления. Она может быть использована для приема телевизионных передач во всех 12 каналах. Схема антенны с логарифмически периодической зависимостью параметров (ЛПА) приведена на рис. XVI.27. Вибраторы обеих половин антенны могут быть выполнены из тонкостенных трубок или из проволоки. В последнем случае антенна монтируется на деревянном каркасе. Диаметр несущих труб должен быть не менее 40—60 мм, а вибраторов — 15—25 мм (для механической прочности). Фидер изготовляется из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом, прокладывается внутри нижней несущей трубы и разделывается на входе антенны» как показано на рис. XVI.27 (узел Б). Экран кабеля припаивается к нижней несущей трубе, а внутренний проводник — к основанию верхней трубы. Жесткость крепления в точке питания антенны обеспечивается установкой изолятора из фторопласта, полиэтилена, полистирола или. текстолита. Антенна устанавливается на мачте, верхняя часть которой (около 1,5 м) должна быть деревянной. Такую мачту нетрудно сделать поворотной для изменения направления приема. Коэффициент усиления антенны ЛПА зависит от угла а (чем меньше угол а, тем больше коэффициент усиления). Однако при уменьшении
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 973 Рис. XVI. 26. Конструкция рамочной антенны с рефлектором: / —мачта; 2—металлические стрелы; <?—рефлектор; 4 —активный элемент; 6 — фиксирующие перемычки из диэлектрика; 0 — трубки четвертьволнового трансформатора; 7 — металлическая перемычка; 8 — коаксиальный кабель.
974 антенны угла а существенно возрастают размеры антенны. В зависимости от величины угла а выбирают угол <р между половинами антенны. Рис. XVI. 27. Схема антенны ЛПА. На рис. XVI.27 приведены размеры антенны ЛПА с углом а = 60* и углом ф «= 45—50°. Размеры вибраторов этой антенны: Номер вибратора 1 2 3 4 56 Длина, мм 1560 1280 1080 900 760 640 Номер вибратора 7 8 9 10 11 12 13 Длина, мм .' 540 450 380 320 270 225 190 Коэффициент усиления антенны ЛПА с углом а = 60° около 5 (по мощности), входное сопротивление 100—130 ом. Более подробные сведения об антеннах ЛПА приведены в [5, 6, 14, 15 и 16].
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ 'АНТЕННЫ W5 Антенны для дальнего приема Для приема телевизионных передач на больших расстояниях от телевизионного центра (более 100—120 км) приходится применять антенны с большим коэффициентом усиления (до 10 и более по мощности). Такой коэффициент усиления можно получить при помощи обычной антенны типа «волновой канал», если увеличить количество элементов (вибраторов). Однако в этом случае нельзя обеспечить необходимую полосу пропускания. Поэтому для дальнего приема применяются так называемые синфазные антенны (синфазные решетки), составленные из антенн типа «волновой канал», рамочных, зигзагообразных антенн, антенн типа ЛПА, а также антенны из длинных проводов. Синфазные антенны представляют собой систему из нескольких простых антенн, разнесенных в пространстве и соответствующим образом подключенных к общему фидеру. При разносе антенн по вертикали суживается диаграмма направленности в вертикальной плоскости, при разносе по горизонтали — в горизонтальной. Иногда антенны разносят и по горизонтали и по вертикали. При этом диаграмма направленности суживается в обеих плоскостях. Синфазные антенны типа «волновой канал» могут быть образованы из простых антенн, размеры которых приведе- • п п ны в табл. XVI.2. Отдельные ан- " : ** тенны синфазной решетки разносят Рис. XVI. 28. Схемы соединения обычно на расстояние Я/2 одну от активных вибраторов синфазной другой и чаще всего по вертикали. антенны с помощью двухпровод- При расстояниях между антен- ных линий. нами типа «волновой канал», равном длине волны, коэффициент усиления синфазной антенны по мощности больше коэффициента усиления отдельной антенны в число раз, равное количеству антенн. При расстояниях между отдельными антеннами, равных половине длины волны, коэффициент усиления приблизительно на 20% меньше. Выбирать расстояние больше длины волны не следует, так как при этом коэффициент усиления может уменьшиться за счет увеличения боковых лепестков диаграммы направленности. Для правильной работы синфазной антенны активные вибраторы каждой антенны типа «волновой канал» должны соединяться между собой так, чтобы их токи на входе фидера складывались в фазе. Схемы соединения активных вибраторов, расположенных на расстоянии Я/2, с помощью двухпроводных линий показаны на рис. XVI.28. Если расстояние между антеннами выбрано равным длине волны, то при соединении активных вибраторов по схеме на рис. XVI.28,a провода соединительной линии не перекрещиваются. Схема соединения активных вибраторов антенн должна обеспечивать также согласование сопротивлений в местах соединений линий с активными вибраторами, а также в месте подключения фидера к входу антенны. При соединении по схеме на рис. XVI.28,a входное сопротивление синфазной антенны равно половине входного сопротивления каждой
976 АНТЕННЫ антенны «волновой канал» независимо от волнового сопротивления соединительной линии. Если к такой антенне подключить с помощью компенсационного симметрирующего устройства (рис. XVI.59) коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом, то для полного согласования входное сопротивление каждой антенны «волновой канал» должно быть равно 150 ом. В пятиэлементных антеннах такое входное сопротивление можно получить только при использовании петлевого вибратора, выполненного из трубок различных диаметров (входное сопротивление антенны «волновой канал» пропорционально входному сопротивлению активного вибратора). Рис. XVI. 29. Вариант схемы соединения активных вибраторов двухэтажной пятиэлементной антенны. (Внешние проводники кабелей в местах соединения отрезков спаяны). ^ При соединении активных вибраторов по схеме на рис. XVI.28, б четвертьволновые отрезки соединительной линии могут быть использованы в качестве трансформаторов сопротивлений (см. § 6 этой главы). В этом случае волновое сопротивление соединительной линии должно быть определенной величины. Чтобы облегчить конструирование линии, следует повышать входное сопротивление каждой отдельной антенны, используя петлевые активные вибраторы, выполненные из трубок различных диаметров (см. выше). В четырехэтажных антеннах обычно комбинируют обе схемы, приведенные на рис. XVI.28, соединяя активные вибраторы соседних этажей по- парноперекрещенной линией, а активные вибраторы двух средних этажей—прямой. Для соединения активных вибраторов в синфазных антеннах часто применяют коаксиальные кабели. Один из вариантов схемы соединения ви-
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 9/7 браторов для двухэтажной антенны, состоящей из пятиэлементных антенн с размерами по табл. XVI.2, приведен на рис. XVI.29. Все отрезки соединительных линий выполняются из кабеля с волновым сопротивлением 75 ом. Электрическая длина отрезков h и /2 равна половине длины волны, отрезков /3 и h— четверти длины волны в линии (см. стр. 993). Двойная зигзагообразная антенна представляет собой синфазную антенну, выполненную из двух зигзагообразных антенн (см. стр. 968). Такая антенна схематически представлена на рис. XVI.30. Антенны, образующие решетку, разнесены по вертикали и соединены с общим фидером при помощи тройника (рис. XVI.31). Тройник представляет собой металлическую (медь, латунь, луженая жесть) коробку в форме куба. В трех стенках коробки сделаны отверстия по размерам внутренней изоляции кабелей. Равные концы кабелей без экранов вставляют в отверстия, а распушенные экраны припаивают к стенкам тройника. В центре коробки тройника центральные проводники кабелей соединяют £ между собой. Коробку герметизируют, пропаивая все швы. Для соблюдения правильной фазировки отдельных антенн решетки экраны обоих распределительных кабелей нужно подключать к правым (или левым) половинам антенного полотна, а их центральные проводники соответственно к левым (или правым). В противном случае антенна работать не будет. Двойная зигзагообразная антенна с размерами по рис. XVI.30 может работать на каналах 1—5 или 6—12 (размеры в скобках). Конструкция отдельной антенны показана на рис. XVI.23. Более подробные сведения о двойной зигзагообразной антенне приводятся в [11]. Рамочные синфазные антенны образуют из простых рамочных антенн (см. стр. 971) путем синфазного подключения их к общему фидеру. Схема двухэтажной рамочной антенны с рефлекторами показана на рис. XVI.32. Этажи антенны можно подключить к фидеру соединительными линиями из коаксиального кабеля (рис. XVI.32,6). Соединительные линии являются четвертьволновыми трансформаторами с волновым сопротивлением 104 ом, поэтому входное сопротивление антенны в точках а—а равно 75 ом. Фидер из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом должен подключаться к точкам а*—а при помощи симметрирующего устройства, приведенного на рис. XVI.59. Рис. XVI. 30. Двойная зигзагообразная антенна с рефлектором: / _ коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 150 ом\ 2 — тройник; 3 — полотно антенны; 4 — рефлектор; 5 — коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом', 6 — мачта.
978 АНТЕННЫ ) С ~ а' а' f \ 1 . Г 4 4(7 -Л 4 | а' я' _Z_ ,' С' (7' Приводим длины четвертьволновых трансформаторов для 12 телевизионных каналов: Каналы . . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 Длины, мм 1000 840 640 580 530 280 270 260 250 240 230 220 Расстояние между этажами антенны определяется длинами трансформаторов. При отсутствии кабеля с волновым сопротивлением 52 ом этажи двухэтажной рамочной антенны можно соединить линией, из двух одинаковых по ширине полос из алюминия, меди или латуни толщиной 1—2 мм (рис. XVI.33). Расстояние между полосами b должно быть равно 0,77 ширины полос. На тепе центр Рис. XVI. 31. Конструкция кабельного тройника. О' а1 Рис. XVI. 32. Двухэтажная рамочная антенна: а — схема; б — конструкция соединительных линий. Экраны кабелей спаять в точках О. Приводим длины четвертьволновых трансформаторов из металлических полос для 12 каналов: Каналы . . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 Длины, мм 1500 1260 970 880 800 430 410 390 375 360 350 335 Коэффициент усиления двухэтажной рамочной антенны с рефлекторами приблизительно равен И. Более подробно синфазные рамочные антенны описаны в [9]. Антенны из длинных проводов характеризуются высокой направленностью и просты по конструкции, однако они занимают большую площадь, для их установки требуется несколько опор, кроме того, нельзя изменять направление приема.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 979 Однопроводная и V-образная антенны являются наиболее простыми. Они применяются сравнительно редко вследствие многонаправленности. Эти антенны подробно описаны в [8 и 14]. Ромбическая антенна является широкодиапазонной направленной антенной с большим коэффициентом усиления. Она состоит из двух согнутых горизон- j> •Ь тр Ч •(W з? а' Рис. XVI. 33. Фидерная линия из металлических полос. тальных проводов, образую щих стороны ромба (рис. XVI.34). К точкам А и В подключается фидер, а кточ? кам С и D — активное сопротивление, равное входному сопротивлению антенны (600—800 ом). Высота подвеса антенны над землей должна быть не менее четверти средней длины волны А, рабочего диапазона. Геометрические размеры ромба подсчитываются по следующим формулам: d = nX; Z, = A,(2n — l); /«M^n — l. Рекомендуется выбирать п в пределах от 3 до 7. Чем больше коэффициент я, тем больше коэффициент усиления антенны, но тем больший участок нужен для ее установки. Примерные значения коэффициента усиления ромбической антенны можно определить по рис. XVI.35. Если построить синфазную антенну из ромбов, располагаемых этажами один над другим, то можно увеличить коэффициент усиления приблизительно вдвое. Однако для уста нов- Сопротивление ки такой антенны требуются высо- 600-вООдмЦ и ю 8 6 4 2 / u г / л з / К 4 Я S X 6 U 1 X Рис. XVI. 34. Конструкция ром» бической антенны. Рис. XVI. 35. График для определения коэффициента усиления ромбической антенны. кие опоры, поэтому чаще применяется двойная ромбическая антенна Айзенберга. Двойная ромбическая антенна Айзенберга состоит из двух ромбов, соединенных синфазно и подвешенных приблизительно на одной высоте, но смещенных один относительно другого в направлении малой диагонали на расстояние 0,85А. При таком расположении обеих антенн взаимно компенсируются боковые лепестки диаграмм направленности, вследствие чего понижается восприимчивость антенны к внешним помехам.
980 АНТЕННЫ ; Конструкция двойной ромбической антенны показана на рис. XVI.36. Диаграмма направленности ромбических антенн сравнительно узкая. Поэтому при постройке таких антенн, прежде чем устанавливать опоры, необходимо определить направление на телецентр с точностью не менее ±(3—4)°. Способ ориентирования антенн описан в [17]. Входное сопротивление одинарной ромбической антенны составляет около 700 ом. Поэтому согласовать ее с 300-омным фидером удобно с помощью фидерного трансформатора (рис. XVI.58). Если фидером является Сопротидления Ш-800 ом Ктелебизору (Rfo -300ОМ) Высота мачт 2-h+3M 3-h + iM Рис. XVI. 36. Конструкция двойной ромбической антенны. коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом, то между трансформатором и кабелем необходимо включить симметрирующее устройство в виде петли (рис. XVI.60). Входное сопротивление двойной ромбической антенны вдвое меньше сопротивления одинарной, поэтому для согласования с 300-омным кабелем фидерный трансформатор не требуется. Симметричный кабель присоединяется непосредственно к средней точке соединительного фидера, который выполняется воздушным двухпроводным с волновым сопротивлением 700 ом (см. § 6 этой главы). Если ромбическая антенна предназначается для приема передач в нескольких каналах, то применять симметрирующие устройства нельзя. В этом случае нужно применять симметричный фидер и телевизор с симметричным входом. В качестве нагрузочного сопротивления применяется сопротивление типа ВС или МЛТ (1—2 вт) со сплошным (не спиральным) покрытием. К выводам сопротивления припаиваются гибкие многожильные проводники для присоединения к проводам антенны. Для защиты от воздействия окружающей среды сопротивление помещают в стеклянную трубочку, которую с двух сторон заливают расплавленным воском с канифолью.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 981 Нагрузочное сопротивление может сгореть при ударах молнии. Чтобы сопротивление можно было легко заменить, его размещают в нижней части мачты, соединяя с антенной двухпроводным фидером с волновым сопротивлением около 700 ом. Иногда параллельно сопротивлению включают защитный разрядник. Для удобства подъема и спуска антенну подвешивают с помощью тросов или веревок, перекинутых через бло- *^пт ки, укрепленные на верхних антвнныУ концах мачт. К прием- никам Групповые и коллективные телевизионные антенны Рис. XVI. 37. Подключение двух телевизоров к одной антенне: / — медная или латунная пластина; 2 — стойка из диэлектрика с контактным лепестком; 3 — сопротивления. К одной антенне можно подключить несколько телевизионных приемников, если обеспечить согласование фидеров в месте их соединения. Для согласования фидеров включают сопротивления соответствующей величины (рис. XVI.37). Количество телевизоров .... 23 4 Величина сопротивления, ом . 25 37,5 45 Напряжение на входе каждого телевизора при этом ослабляется во столько раз, сколько телевизоров подключается к антенне. Недостатком описываемого способа подключения является возможность проникновения высокочастотного напряжения гетеродина одного из телевизионных приемников на вход другого. Подключить несколько телевизоров к одной антенне можно также с помощью направленных ответвителей [4]. При этом исключается возможность проникновения напряжения гетеродина одного телевизора на вход другого. Антенны коллективного пользования (ТАКП) удобно устанавливать на крышах больших домов в городах и рабочих поселках. При этом повышается качество принимаемых передач и, кроме того, улучшается архитектурный вид зданий. Чтобы обеспечить достаточно высокое отношение сигнал/помеха на входе телевизионного приемника, следует применять направленные антенны. Скелетная схема ТАКП приведена на рис. XVI. 38. При малых расстояниях от телецентра усилитель устанавливать не обязательно. Рис. XVI. 38. Скелетная схема антенны коллективного пользования: 1 — антенна; 2 —»антенный усилитель; 3 — основной фидер; 4 — телевизоры; 5 — распределительные коробки; 6 — абонентские отводы.
982 Антенны I У У п- чг -а. -0 Н*Т Основные фидеры и абонентские отводы следует выполнять из коаксиального кабеля. Схема распределительной коробки представлена на рис^ XVI. 39. Данные деталей сле- f( ОСНОбному сридеру дующие: конденсаторы С типа КТК или КДК емкостью 7пф± ±10%, сопротивления типа ВС-0,25 75 ом ±10%. Катушки индуктивности наматываются медным посеребренным проводом (в крайнем случае проводом ПЭЛ) диаметром 0,9—1,1 мм в виде спиралей с внутренним диаметром 4 мм и шагом 1,4 мм. Катушки Li должны содержать по 4 витка, катушки 1г — по 9 витков. Данные деталей приведены для случая, когда число абонентских отводов не превышает 40. Ослабление сигнала между входом распределительной коробки и абонентским отводом получается: на 1-м канале — в 11 раз (по напряжению), на 5-м канале — в 5,5 раза. Ослабление сигнала между входом и выходом распределительной коробки на 1-ом канале составляет 1,3 по напряжению. Конструкция распределительной коробки показана на рис. XVI.40. На основании из изоляционного материала закреплена пластина из меди или латуни, на которой размещается монтажная плата из тетина кса или текстолита. К лепесткам, приклепанным к монтажной плате, припаиваются детали схемы. Коаксиальные кабели крепятся скобками поверх защитной оболочки. Медная оплетка кабелей расплетается, свивается в два жгутика и припаивается к корпусным лепесткам. Распределительная коробка закрывается металлической крышкой —- экраном. Другие конструкции распределительных Рис. XVI. 39. Схема ной коробки. К ОСНОбному фидеру распределитель- Рис. XVI. 40. Конструкция распределительной коробки: 1 — основание; 2 — медная или латунная пластина; 3 — монтажная плата; 4 — коаксиальный кабель; 5 — экран. коробок описаны в [4]. Выбор типа антенны для приема телевидения В ближней зоне приема (до 20—25 км от телецентра) обычно применяются простейшие малонаправленные антенны (линейный1 или петлевой ви-
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ 983 братор) и только в случаях сильно выраженного действия отраженных от местных предметов сигналов или помех применяются двухэлементные или трехэлементные антенны типа «волновой канал». На расстояниях свыше 20—25 км, но в пределах прямой видимости (зона прямолинейного распространения волн) применяются четырех- и пятиэлементные антенны «волновой канал», рамочные, зигзагообразные антенны и антенны с логарифмически периодической структурой. За пределами зоны прямой видимости следует применять синфазные антенны или антенны из длинных проводов. Во многих случаях непосредственно за пределами зоны прямой видимости могут применяться такие же антенны, как и в пределах этой зоны. Радиус зоны прямой видимости Rnp можно определить по формуле *пР = 3.55(1/А, пер + v4P) км> где Апер и hnp — высота передающей и приемной антенны, м. Для выбора типа антенны, обеспечивающей прием в дальней зоне (за пределами прямой видимости), необходимо определить напряженность поля Е в месте приема с учетом рефракции (криволинейного рас- яг пространения УКВ в атмосфере) £ = бУ^перУ^ 1—2 пр 1 150 200 15 20 30 40 60 80 Ю0 %Мгц Рис. XVI. 41. График для определения показателя степени затухания волн. где Е — амплитуда напряженности поля, мкв/м; Р — эквивалентная мощность передатчика, т. е. мощность, подводимая к антенне, умноженная на коэффициент усиления передающей антенны, квт\ f — несущая частота принимаемого сигнала, Мгц; п — показатель степени затухания волны за пределами зоны прямой видимости (определяется по графику на рис. XVI. 41); R — расстояние между передающей и приемной антеннами, км. Приведенная формула для расчета напряженности поля является весьма приближенной, так как условия распространения ультракоротких волн зависят от метеорологических процессов в тропосфере, а также от рельефа местности, состава и влажности почвы. Необходимый коэффициент усиления антенны по мощности при полном согласовании антенны с фидером и фидера с входом телевизора *м = 8. КГ7Ч/5 СфЛфЯа где U — необходимое напряжение на входе телевизора, мкв; f — несущая частота принимаемого сигнала, Мгц; q — волновое сопротивление фидера, ом; г\ф — к. п. д. фидера (см. § 7 этой главы); Е — амплитуда напряженности поля в месте приема, мкв/м.
984 АНТЕННЫ Таблица XVI. 6 Коэффициент усиления и входное сопротивление для антенн разных типов Тип антенны Коэффициент усиления по мощности Полуволновый линейный вибратор Петлевой вибратор Тройной петлевой вибратор Двухэлементная антенна (рефлектор на 5% длиннее активного вибратора): расстояние между активным вибратором и рефлектором 0,25Я расстояние между активным вибратором и рефлектором 0.15Л Двухэлементная антенна (размеры по табл. XVI. 2) Трехэлементная антенна (директор на 4% короче, а рефлектор на 5% длиннее активного вибратора; расстояние активный вибратор — рефлектор 0,15 А,, активный вибратор — директор 0,1 Я) Трехэлементная антенна (размеры по табл. XVI. 2) Четырехэлементная антенна (рефлектор на расстоянии 0,15А,, директоры на расстоянии через 0,1 Я) Пятиэлементная антенна (рефлектор на расстоянии 0.15Х, директоры на расстоянии через 0,1 Ц . . Пятиэлементная антенна (размеры по табл. XVI. 2) Зигзагообразная антенна одноканальная многоканальная Зигзагообразная антенна с рефлектором одноканальная многоканальная Рамочная антенна с рефлектором одноканальная многоканальная . Антенна ЛПА (а = 60°) •...„.. Двухэтажная антенна (расстояние между этажами 0.5А,): из двухэлементных антенн » трехэлементных » . » пятиэлементных » . ъ рамочных антенн с рефлекторами .... Двойная зигзагообразная антенна Двойная зигзагообразная антенна с рефлектором V — образная антенна: с длиной стороны 21 Я/4 , г » » ЗЗЯ/4 2,8 3,1 2 6 3,2—3,8 7,5 9 7,3—8,4 6 3-6 12 6—12 6-7 4 5 3-3,2 5-6 11—13 10—11 10-11 20-22 5 8
АНТЕННЫ ЛЮБИТЕЛЬСКИХ РАДИОСТАНЦИЙ 985 Продолжение табл. Тип антенны Ромбические антенны: одинарная с длиной стороны ЗА, двойная с длиной стороны ЗА, ....... Коэффициент усиления по мощности 7 20 14 40 XVI. 6 Входное сопротивление, ом 700 700 300 300 Примечания: 1. Входные сопротивления для многовибраторных антенн указаны в предположении, что активным вибратором является линейный полуволно- вый. При использовании петлевого вибратора входное сопротивление антенны изменится во столько раз, во сколько раз сопротивление петлевого вибратора отличается от сопротивления линейного вибратора. 2. Для многоэтажных антенн указано входное сопротивление одного этажа. 3. Для двухэтажных антенн размеры приведены в табл. XVI. 2, XVI. 3, XVI. 4 и XVI. 5. При выборе типа антенны можно пользоваться табл. XVI.6. Учитывая, что реально нельзя получить полного согласования в антенно-фидерном тракте, следует выбирать антенну, имеющую несколько больший коэффициент усиления, чем рассчитанный по формуле. При выборе типа антенны нужно также учитывать возможности ее изготовления, наличие тех или иных материалов, места для установки и т. п., а также назначение антенны. § 6. АНТЕННЫ ЛЮБИТЕЛЬСКИХ РАДИОСТАНЦИЙ Горизонтальные антенны эффективно работают на малых и средних расстояниях и хуже на дальних, так как они слабо излучают под малыми углами к горизонту. Полуволновый линейный вибратор является одним из наиболее распространенных типов антенн для работы на любительских диапазонах. Классическим образцом такой антенны является симметричный разрезной вибратор (см. § 5 этой главы). Полуволновый вибратор лучше всего питать с помощью симметричного кабеля с волновым сопротивлением 75 ом. Если применяется коаксиальный кабель, то необходимо использовать симметрирующие устройства, а если двухпроводная линия — согласующие устройства (см. § 7 этой главы). Однако при этом антенна может работать нормально только в пределах одного любительского диапазона. Чтобы можно было использовать полуволновый разрезной вибратор для работы в нескольких диапазонах, следует питать его с помощью фидера, работающего в режиме стоячей волны. Один из вариантов схемы питания приведен на рис. XVI.42. Если длина поло-
986 АНТЕННЫ кЛ kb® 500 М м \500 вин вибратора и фидера равна 10,4 м, то антенна может работать на 40-, 20-, 14- и 10-метровом диапазонах. Величина волнового сопротивления фидера существенного значения не имеет. Наиболее часто применяется фидер из проводов диаметром 1,5—2 мм. Расстояние между центрами проводов линии равно 100—150 мм. На, 40- и 14-метровом диапазонах антенна работает при резонансе тока, поэтому добротность системы сравнительно низка и можно работать в пределах каждого диапазона при настройке антенны на среднюю частоту. На 20- и 10-метровом диапазонах антенна работает при резонансе напряжения, поэтому ее необходимо подстраивать при изменении частоты передатчика. При настройке антенны на любом диапазоне необходимо добиваться минимальных и равных между собой показаний амперметров, включенных в оба провода фидера (рис. XVI.42). Диаграммы направленности симметричного вибратора для разных диапазонов при высоте подвеса над землей 10—12 м изображены на рис. XVI.43. Изменение диаграммы при переходе с одного диапазона на другой следует учитывать в практической работе. ptt~l^ KJ^AJ n Рис.. XVI. 42. Схема питания полуволнового вибратора фидером, работающим в режиме сто- ячей волны. 4У 36* 909 40м 20м 14 м Юм Рис. XVI. 43. Диаграммы направленности симметричного вибратора на разных диапазонах. Диполь Надененко представляет собой симметричный вибратор, каждое плечо которого состоит из нескольких проводов, расположенных по образующим цилиндра (рис. XVI.44). Для работы на любительских диапазонах 40, 20, 14 и 10 м следует принять следующие размеры антенны: / = 8jk; k = 3 м; /2 = 1 м; D =* = 1 м. Диаметр проводов 1,5—3 мм. Входное сопротивление антенны составляет около 300 ом. Диаграмма направленности диполя Надененко приблизительно такая же, как у полуволнового вибратора из одиночного провода (см. рис. XVI. 13). В файл внесены изменения в соответсвии с листком о замеченных опечатках
АНТЕННЫ ЛЮБИТЕЛЬСКИХ РАДИОСТАНЦИЙ 987 Распорки, определяющие форму сечения антенны, могут быть изготовлены как из металла, так и из дерева. Провода от распорок изолировать не требуется. Деревянные распорки необходимо пропитать парафином, олифой, лаком для предохранения от гниения. Сходящиеся провода на середине вибратора следует тщательно спаять и присоединить к проводам фидерной линии. Рис. XVI. 44. Диполь- Надененко. Комбинированная антенна схематически показана на рис. XVI.45. Эта антенна очень похожа на петлевой вибратор, однако подобно ромбической антенне нагружена на сопротивление R. Питается антенна двухпроводным фидером с волновым сопротивлением 300—600 ом. Комбинированная антенна хорошо работает в широком диапазоне частот и, в отличие от всех горизонтальных антенн, хорошо излучает как под малыми, так и под большими углами к горизонту. Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости в пределах рабочего диапазона частот практически круговая. Размеры комбинированной антенны можно подсчитать по эмпирическим формулам: - 3000 А = —т— мм; Б = 5- 10* / * мм у Рис. XVI. 45. Схема комбинированной диапазонной антенны. где / — самая низкая рабочая частота антенны, Мгц. Для нормальной работы угол наклона антенны к плоскости горизонта должен составлять 30°. Практически проще выдержать определенную высоту мачт и расстояние между ними. Для диапазона 3,5—17,5 Мгц размеры антенны должны быть: А = 86 см, Б = 1428 см, В = 1730 см и Г = = 2440 см, а для диапазона 7—35 Мгц — А = 46 см, Б == 715 см, В = s=s 975 см и Г = 1340 см, диаметр провода 2—3 мм. Антенна для диапазона 7—35 Мгц достаточно хорошо работает и на волне 80 м.
938 АНТЕННЫ Величина сопротивления R зависит от волнового сопротивления фидерной линии (>ф, которая должна работать в режиме бегущей волны. Экспериментально установлено, что оптимальная величина этого сопротивления 390 ом при Рф = 300 <ш, 500 ом при q^ = 450 ом и 650 ом при р^ = => 600 ом. Сопротивление R должно быть безындукционным и достаточной мощности, так как на нем рассеивается до 35% мощности передатчика. Вертикальные штыревые антенны весьма эффективны при дальних связях, так как они интенсивно излучают под малыми углами к горизонту. Четвертьволновый штырь можно представить как полуволновой вибратор, у которого одна половина находится под поверхностью земли (зеркальное отражение). Входное сопротивление четвертьволнового штыря составляет около 50 ом. При работе в диапазоне частот изменяется входное сопротивление антенны, что приводит к рассогласованию с фидером и, следовательно, к снижению излучаемой мощности. Поэтому вертикальная штыревая антенна без специальных диапазонных согласующих устройств может работать только в одном любительском диапазоне. М но годиапазон- ная штыревая антенна с согласующим устройством представлена на рис. XVI.46. Она предназначена для работы в диапазонах 40, 20, 14, и 10 м. Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости представляет собой круг. Антенна излучает под небольшими углами к горизонту. Согласующее устройство антенны состоит из индуктивности Lb конденсатора С и закороченного отрезка коаксиального кабеля, изменяющего параметры согласующего устройства при переходе с одного диапазона на другой. В диапазоне 40 м последовательно с антенной включается катушка индуктивности L2. На остальных диапазонах контакты реле закорачивают эту катушку. Если фидерная линия выполнена из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом (РК-1, РК-3), то данные элементов согласующего устройства должны быть следующими: L\ = 0,8 мкгн, Ц = 7 мкгн, С = = 68 пф, длина закороченного отрезка кабеля 11,4 м. Вибратор представляет собой дюралюминиевую трубу длиной 5,3 м и диаметром 4 см. Противовес выполняется в виде четырех горизонтальных медных или бронзовых проводников диаметром 2 мм и длиной 5,3 м. При установке антенны над металлической крышей противовесом может быть сама крыша. Более подробные сведения об этой антенне приведены в (3]. Полуволновая штыревая антенна характеризуется высоким к. п. д. и может работать на нескольких диапазонах. Входное со Рис. XVI. 46. Схема штыревой антенны. многодиапазонной
АНТЕННЫ ЛЮБИТЕЛЬСКИХ РАДИОСТАНЦИЙ 989 противление такой антенны очень большое (до нескольких тысяч ом), поэтому она может быть присоединена непосредственно к контуру. Однако для улучшения фильтрации гармоник чаще всего применяют сложную схему выхода (рис. XVI.47). Для работы на всех пяти коротковолновых диапазонах штыревая антенна должна быть выполнена из медного провода длиной 38,6 м и диаметром 2—3 мм. Настраивать антенну в резонанс можно по максимуму показания амперметра, измеряющего анодный ток оконечного каскада передатчика при предварительно настроенном анодном контуре, по максимуму показания амперметра, измеряющего ток в антенном контуре, или по максимуму показания лампового вольтметра, измеряющего напряжение на антенном контуре. Многоэлементные антенны применяются в тех случаях, когда требуется повышенная направленность при относительно небольших размерах. Антенны типа «волновой канал» применяются наиболее широко, так как они относительно просты. Их недостаток — возможность нормальной работы в пределах только одного диапазона. Основные сведения об антеннах типа «волновой канал» приведены в § 5 этой главы. Размеры антенн типа «волновой канал», предназначенных для любительских связей, сле- Рис. XVI. 47. Схема подключения полуволновой штыревой антенны. дует выбирать в соответствии с данными табл. XVI.6, т. е. так, чтобы получить максимальный коэффициент усиления. Резонансная длина активного вибратора определяется так же, как и для телевизионных антенн. Приводим данные трехэлементной антенны типа «волновой канал» для диапазона 144—146 Мац. Антенна изготовляется из трубок диаметром 10 мм. Длина активного (петлевого) вибратора 995 мм, рефлектора — 1052 мм и директора •— 945 мм, расстояние между трубками петлевого вибратора 60 мм, между рефлектором и активным вибратором — 414 мм и между активным вибратором и директором — 310 мм. Коэффициент усиления по мощности не менее 6. В качестве фидерной линии можно использовать кабель с волновым сопротивлением 75 ом, включенный через компенсационное симметрирующее устройство (рис. XVI.59). Синфазные антенны, широко применяемые для любительских радиосвязей в УКВ диапазоне, описаны в § 5 этой главы и в [4 и 14]. Рамочные антенны отличаются сравнительно малыми размерами и большим усилением. Они широко применяются радиолюбителями для дальних связей, особенно в УКВ диапазоне. Антенна «двойной квадрат» схематически представлена на рис.XVI.24. Ее элементы выполняются в виде двух квадратных рамок с периметром, приблизительно равным длине волны. Диаграмма направленности антенны сильно сжата в вертикальной плоскости и достаточно широка в горизонтальной. Длину каждой стороны активной рамки и рефлектора можно опреде-
990 АНТЕННЫ лить по формулам: , 78 _ 93 где / — рабочая частота антенны, Мац. Расстояние между рамками должно быть равно 0,18А,. Рамки могут быть выполнены из медных или алюминиевых прутков или трубок диаметром 3—10 мм. Входное сопротивление такой антенны составляет 100—110 ом. Если необходимо работать в нескольких диапазонах, то можно применить либо отдельные системы для каждого диапазона, либо дополнительные шлейфы для перестройки. Наиболее простая антенна «двойной квадрат», предназначенная для работы в трех диапазонах, состоит из трех активных рамок, расположенных в одной плоскости, одна внутри другой, и трех пассивных рамок, расположенных таким же образом. Расстояние между активными и пассивными рамками выбирается равным 0.18А, одного из рабочих диапазонов. Если антенна рассчитана для работы в диапазонах 20, 14 и 10 ж, то расстояние между рамками окажется равным соответственно 0,12; 0,18 и 0,24Яг, а входное сопротивление антенны составит 50, 70 и 88 ом (без учета взаимного влияния рамок, расположенных в одной плоскости). Лучшие результаты можно получить, если рамки каждого диапазона располагать на расстоянии 0,18А,. При этом возрастает коэффициент усиления, но усложняется конструкция. При расположении рамок на расстоянии 0,18А, длину каждой стороны для диапазонов 20, 14 и 10 м следует определять по формулам: , 79,5 / 76,5 , 75,5 «20 = —"Г" М* «14 = —J- м\ «10 = —Г~ М* где f — Мац. Экспериментально установлено, что наилучшие результаты при работе в телеграфных и телефонных участках коротковолновых диапазонов удается получить при настройке элементов антенны на частоты 14 106, 21 231, 28 650 кгц. Существенное влияние на работу трехдиапазонной антенны оказывает способ питания активных рамок. В радиолюбительской практике распространены четыре варианта питания: 1. Все три квадрата соединены параллельно двухпроводной линией с волновым сопротивлением 150 ом. В качестве линии можно использовать два одинаковых отрезка ленточного кабеля К AT В, которые соединяются параллельно, либо ленточный двухжильный провод для скрытой электрической проводки. Для фидера также используется двухпроводная линия с волновым сопротивлением 150 ом. 2. Все три квадрата соединены параллельно аналогичным способом. Фидер выполняется из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75—100 ом. Асимметрия антенны при этом незначительна. 3. Индивидуальное питание каждой рамки коаксиальным кабелем через диапазонное коммутирующее устройство. 4. Индивидуальное питание каждой рамки отдельным коаксиальным кабелем. Коэффициент усиления антенны для первых двух вариантов питания не превышает 6, а для четвертого варианта достигает 15. При третьем вари-
АНТЕННЫ ЛЮБИТЕЛЬСКИХ РАДИОСТАНЦИЙ 991 анте питания антенны коэффициент усиления составляет .10—12 (в зависимости от качества исполнения коммутирующего устройства). В УКВ диапазоне более целесообразно применять рамочную антенну стройной квадрат», которая отличается наличием третьей рамки — директора. Коэффициент усиления антенны «тройной квадрат» приблизительно в 3 раза больше, чем антенны «двойной квадрат». Длину каждой стороны активной рамки, рефлектора и директора можно определить по формулам: L •"•* L 95 м, к фидеру 78 / "" 'р — / "*» *д — у где / — Мгц. Оптимальное расстояние между активной рамкой и рефлектором составляет 0,16Я, а между активной рамкой и директором 0,11 Я. Входное сопротивление антенны 70 ом, а коэффициент усиления по мощности 25—30. Антенны «двойной квадрат» и «тройной квадрат» можно применять в виде двухэтажных и двухэтажных двухрядных антенн. Коэффициент усиления двухэтажной антенны из «двойных квадратов» составляет 25—30, двухэтажной антенны из «тройных квадратов» — 60—80; двухэтажной двухрядной антенны из «двойных квадратов» — 80—100 и двухэтажной двухрядной антенны из «тройных квадратов» — 200—300 (по мощности). Расстояние между центрами рамок отдельных антенн выбирается в пределах (0,5—\)Х. Способы соединения активных элементов синфазных антенн см. в § 5 этой главы. «Всеволновая» антенна, представленная на рис. XVI. 48, сочетает свойства V-образной и рупорной антенн и иногда называется рупорной. Она представляет собой плавный переход от двухпроводной линии с волновым сопротивлением 300—450 ом в два треугольных излучателя, образующих своеобразный рупор. Оптимальный угол раствора антенны 51°. Излучатели антенны могут быть изготовлены на деревянном основании. Из вершины угла натягиваются расходящиеся провода в таком количестве, чтобы расстояние между ними не превысило 30 мм. Концы проводов в вер- ВиО сберху Рис. XVI. 48. Конструктивная схема «всеволновой» антенны.
992 АНТЕННЫ шине спаиваются и присоединяются к фидеру, а с другой стороны припаиваются к медной или латунной полосе. Представленная на рис; XVI.48 антенна может работать в диапазоне частот от 20 до 500 Мгц. На частоте 20 Шц диаграмма направленности антенны несколько уже, чем у полуволнового вибратора. Коэффициент усиления антенны в указанном диапазоне частот изменяется от 1 до 400 (по мощности). § 7. ФИДЕРНЫЕ ЛИНИИ, СОГЛАСУЮЩИЕ И СИММЕТРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА КОРОТКОВОЛНОВЫХ И УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВЫХ АНТЕНН Фидерные линии __ Фидерная линия передает энергию принятого сигнала от антенны ко входу приемника или от передающего устройства к антенне. Требования, предъявляемые к фидерным линиям: 1) высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.), особенно при дальнем приеме, а также при передаче; 2) удовлетворительное согласование антенны с фидером и фидера с приемником или передатчиком; 3) отсутствие антенного эффекта (фидер не должен принимать и излучать электромагнитные волны). К. п. д. т]ф — отношение мощности на выходе фидера Рвык к мощности на его входил* Рвы* _ „-23/ 1р 09 0,8 и%о 05 ол аз 0,2 L 1 С t/ 4 - 2 а >3 0 ,4 0 >5 й ,6 0 S t %%не п Рис. XVI. 49. График для определения к. п. д. фидера. " ВЛ где Р — погонное затухание (см. § 7 гл. II) фидерной линии, неп/м; / — длина линии, м. На рис. XVI.49 приведен график, по которому можно определить, к. п. д. фидера, подсчитав предварительно затухание {М дЛя данного типа фидера. Величины 0 для некоторых линий приведены в табл. 11.12 и 11.13. К. п. д. фидерной линии т]ф зависит от ее конструкции и от свойств материалов (провод, изоляция). Кроме того, к. п. д. фидерной линии повышается при улучшении согласования входного сопротивления антенны и входного сопротивления приемника или передатчика. Согласование антенны и приемника (или передатчика) с фидером обеспечивается применением специальных согласующих устройств. Антенный эффект проявляется в тех случаях, когда нарушается симметрия антенно-фидерной системы. При этом возрастает уровень помех на входе приемника, так как фидер принимает помехи, которые в большинстве случаев имеют вертикальную поляризацию.
ФИДЕРНЫЕ ЛИНИИ 993 . Симметрия антенно-фидерного тракта нарушается при подключении несимметричного коаксиального кабеля непосредственно, (без специальных симметрирующих устройств) к антенне или к симметричному входу приемника (или выходу передатчика), а также при подключении симметричного фидера без переходного симметрирующего устройства к несимметричному входу приемника (или выходу передатчика). Свойства фидерных линий. Если линия разомкнута или короткозамкну- та, то в ней образуется стоячая волна. Если же линия нагружена на сопротивление, равное волновому, то в ней образуется чисто бегущая волна. Во всех других случаях в линии существуют бегущие и стоячие волны. Энергия передается только бегущей волной. Электрическая длина фидера — это длина фидера, выраженная в долях длины волны в фидере. Длина волны в фидере Яф меньше длины волны А, в свободном пространстве в У г раз, где е — диэлектрическая проницаемость изоляции (заполнителя) кабеля. Для большинства типов коаксиальных кабелей V& « 1,5. Для двухпроводных воздушных линий уменьшение длины волны составляет всего 2—2,5%. Пример. Длина волны в свободном пространстве А, = 4 м {f = = 75 Мгц). Определить электрическую длину отрезка кабеля РК-3 длиной / = 2 м. Длина волны в кабеле ■■■«_- Л _ 4 Электрическая длина отрезка " _J_ 2» 1,5 _ 3 9Л~ Ч& 4 ~ 4 ' Входное сопротивление линии, нагруженной на сопротивление, равное волновому, имеет чисто активный характер, не зависит от длины линии и равно волновому сопротивлению. Входное сопротивление разомкнутой или короткозамкнутой линии зависит от ее длины, принимая значения от нуля до бесконечности (для линии без потерь), и является чисто реактивным. Так, например, у разомкнутой линии входное сопротивление равно нулю при электрической длине, равной.нечетному числу четвертей волн. У короткозамкнутой линии входное сопротивление равно нулю при электрической длине ее, равной четному числу четвертей волн. Входное сопротивление равно бесконечности у разомкнутой линии, имеющей электрическую длину, кратную четному числу четвертей волн, и у короткозамкнутой линии, имеющей электрическую длину, кратную нечетному числу четвертей волн. Входное сопротивление той и другой линии не изменяется, если электрическая длина линии увеличивается на любое целое число полуволн. ,.,-•. -Характер реактивного: входного сопротивления также определяется длиной линии. Так, например, короткозамкнутая линия длиной / < Яф/4 имеет индуктивное входное сопротивление. При длине А,ф/4 < / < Хф/2 входное сопротивление становится ёмкостным. Разомкнутая линия при длине / < Хф/4 имеет емкостное сопротивление и при длине Хф/4 < / < < Лф /2 — индуктивное. Такие отрезки линий называются. реактивными шлейфами. 32 120
994 АНТЕННЫ Свойства разомкнутых и короткозамкнутых линий широко используются на практике. Отрезки линии длиной в четверть волны являются трансформаторами сопротивлений, или четвертьволновыми трансформаторами. Сопротивление нагрузки RH, включенной на конце четвертьволнового трансформатора, трансформируется на вход в величину ^вх^ е?! тр где q^ -— волновое сопротивление отрезка линии (трансформатора). Таким образом, можно путем изменения волнового сопротивления четвертьволнового трансформатора изменять его входное сопротивление, не изменяя сопротивления нагрузки. Полуволновый отрезок линии можно рассматривать как трансформатор с коэффициентом трансформации, равным единице, независимо от волнового сопротивления линии. Типы фидерных линий Симметричная воздушная фидерная линия (рис. XV 1.50,а) выполняется из медных проводов диаметром 2—3 мм, располагаемых параллельно на определенном расстоянии один от другого (а < Я). Для сохранения фиксированного расстояния между проводами вдоль фидера устанавливаются распорки из высокочастотных изоляционных материалов, не ухудшающих свойств ■ при воздействии окружающей среды. Наилучший изолятор— фарфор. Потери в таком фидере меньше, чем в кабелях марок РК и РД. При монтаже фидера необходимо располагать провода симметрично относительно окружающих предметов и относительно земли. Волновое сопротивление двухпроводной воздушной линии определяется по формуле еф = 2761е-~-ол!, Рис. XVI. 50. Типы фидерных линий. где а — расстояние между осями проводов, мм; d — диаметр проводов, мм. На рис. XVI.51 приведен график, построенный по этой формуле. Симметричный двухпроводный фидер из двух свитых проводов в виниловой или резиновой изоляции (рис. XVI.50,«) обладает большими потерями и применяется только в ближней зоне приема. Волновое сопротивление такого фидера около 50—100 ом. Симметричный двухпроводный фидер из проводов, заключенных в виниловую изоляцию, выпускается под маркой КАТВ (гл. II). При монтаже этот кабель следует располагать на изоляторах возможно дальше от металлических предметов. . .>.,..'..
ФИДЕРНЫЕ ЛИНИИ 995 Фидер из симметричного-высокочастотного экранированного кабеля марки РД (гл. II) характеризуется малыми потерями и не подвергается воздействию помех. Несимметричные фидеры выполняются из коаксиальных кабелей марки РК (гл. II). Помехозащищенность таких фидеров при правильном выполнении симметрирующих устройств выше, чем у симметричных. Волновое сопротивление коаксиального кабеля определяется по формуле 9ф- 138 f D г* 600 50С W ЗОС 200 too >ом J 1 1 / г /- 0 Ю 20 30 40 50 60 10 < щ Рис. XVI. 51. График для определения волнового сопротивления двухпроводного фидера. где D — диаметр внешнего провода, мм; d — диаметр внутреннего провода, мм; V Г—коэффициент укорочения (табл. 11.12 и 11.13). Для большинства марок кабелей у г *** *»5- Согласующие устройства Чтобы не было потерь энергии, между зажимами антенны и зажимами фидера включают согласующие устройства или согласующие трансформаторы, позволяющие трансформировать входное сопротивление антенны в величину, равную волновому сопротивлению фидера. Согласующие устройства приходится включать также между фидером и входом* приемника, если вход приемника рассчитан на фидер с иным волновым сопротивлением. В этом случае согласование особенно важно при приеме телевидения, так как при рассогласовании, кроме добавочных потерь энергии, возникают вторичные изображения на экране. Четвертьволновый трансформатор представляет собой отрезок линии длиной в четверть волны в линии Хф. Свойства таких отрезков описаны выше (стр. 993). Волновое сопротивление QTp четвертьволнового трансформатора для согласования входного сопротивления антенны /?А с волновым сопротивлением фидера (>ф можно определить по формуле Пример. Определить волновое сопротивление трансформатора для согласования обычного пол у вол нового вибратора (RA = 73 ом) с фидером, имеющим волновое сопротивление q = 300 ом, ^ = ^73. 300 «150 ом. На рис. XVI.52 показаны примеры выполнения согласующих четвертьволновых трансформаторов. Диаметр проводов и расстояние между ними 32*
996 АНТЕННЫ - для трансформатора на рис. XVI.52,a выбираются так, чтобы получить необходимое волновое сопротивление (см. стр. 994). Четвертьволновые трансформаторы можно применять как для повышения, так и для понижения сопротивления. Для повышения сопротивления может быть использован трансформатор, представляющий собой разомкнутый отрезок воздушной фидерной линии длиной четверть волны в линии (рис. XVI.53). Вблизи антенны входное сопротивление мало и повышается по мере перемещения к другому концу. Максимальная величи- 73ом 1дом 4J Р^том Фидер гргЗООомШВ) № %=ЗООом ЧНЙТд) Рис. XVI. 521 Четвертьволновые трансформаторы: в — в виде отрезка симметричной воздушной фидерной линии; б — из кабеля К А ТВ. Ртр'^0'250ом рф-75ом * к приемнику Рис. XVI. 53. Пример применения трансформатора, повышающего сопротивление: / — вибратор; 2.— трансформатор; 3 —• симметрирующая петля. на входного сопротивления определяется по формуле **%жаип Утр где RA — входное сопротивление антенны; QTp — волновое сопротивление отрезка фидерной линии. Место подключения фидера к трансформатору выбирается обычно экспериментально по максимальной величине сигнала на входе телевизора. Во многих случаях не удается добиться полного согласования фидера с антенной. Согласование улучшается при укорочении разомкнутого четвертьволнового трансформатора. Необходимое укорочение зависит* от отношения волнового сопротивления фидера к входному сопротивлению антенны. Если волновое сопротивление трансформатора равно волновому сопротивлению фидера, то длину трансформатора и место подключения фидера можно определить по графику, приведенному на рис. XVI.54. Трансформатор в виде разомкнутой линии удобно применять для согла-' сования сложных синфазных антенн, а также однопроводных антенн. Недостаток четвертьволновых трансформаторов — узкая полоса пропускания. При использовании таких трансформаторов для согласования многопрограммных антенн невозможно достичь достаточно высокого коэффициента бегущей волны во всем диапазоне частот, что приводит к потерям энергии принятого сигнала.
ФИДЕРНЫЕ ЛИНИИ 997 ь ог Т-согласование (рис. XVI.55) может применяться, если входное сопротивление антенны меньше, чем сопротивление фидерной линии. По ме-^ ре передвижения перемычек / от средней точки вибратора Зтвходное сопротивление антенны растет и достигает максимума при X = к/8. Максимальное значение входного сопротивления можно увеличить, если диаметр S2 выбрать меньшим, чем диаметр d\. Расстояние между вибраторами 2 и 3 выбирается равным 60— 80 мм. Г-согласование (рис. XVI.56) может применяться для согласования входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением несимметричного фидера, если входное сопротивление антенны меньше волнового сопротивления фидера. Практически — это половина Т-звёна. Дельта-согласование представляет собой видоизменение Т-согласованйя." Оно показано на рис. XVI.57. Если полуволно- 0,1 IX г V—LJB лу х7* л • РтряЯр I Рф>ка I J I 1 ~ Нл ПТ" СМ; | 1 4 . 6 8 Ю ЛЛ Рис. XVI. 54. График для определения размеров четвертьволнового трансформатора. вый вибратор должен быть согласован с 600-омным фидером, то размеры, указанные на рисунке, можно определять по формулам: Я * „ 34500 ■i^r—> г п )2Щ К фидеру / • мм; & '45100 D = •— ММ, Рис. XVI. 55. Т-согласование: 1 — металлическая перемычка; 2 — дополнительный вибратор; S ~ основной вибратор. где та, ра / —рабочая частоЕсли в качестве фиде- используется коаксиальный кабель, то применяется несимметричное дельта-согласование (рис. XVI.57,6). • Экспоненциальный трансформатор представляет двухпроводную линию с плавно меняющимся волновым сопротивлением (по экспоненциальному закону). На рис. XVI.58 показан эскиз экспоненциального трансформатора, используемого для согласования входного сопротивления одинарной ромбической антенны с волновым сопротивлением фидера 300 ом
998 АНТЕННЫ Точками а—а трансформатор подключается к симметричному фидеру с волновым сопротивлением 300 ом или к симметрирующему устройству с входным сопротивлением 300 ом. Трансформатор располагается вертикально и является частью снижения антенны. Расстояние между проводами фиксируется распорками из изоляционного материала. Расстояние между соседними распорками 420 мм. Для изготовления трансформатора применяется медный провод диаметром 3 мм. Экспоненциальный трансформатор имеет очень широкую полосу пропускания и обеспечивает работу антенного устройства на всех каналах телевизионного вещания. Симметрирующие устройства Симметрирующие устройства применяются в тех случаях, когда необходимо соединить антенну, представляющую собой симметричную цепь, с несимметричной фидерной динией, или когда необходимо осуществить переход с симметричного фидера на несимметричный. Иногда симметрирующие устройства включаются между фидером и входом приемника, если вход приемника симметричен, а фидер несимметричен, и наоборот. Компенсационное симметрирующее устройство позволяет получить полное согласование фидера с антенной, входное сопротивление которой равно волновому сопротивлению применяемого фидера. Конструктивно такое устройство может быть выполнено либо из отрезков кабеля (рис. XVI.59,a) либо из трубок (рис. XVI.59,6). Расстояние между кабелями или трубками должно составлять 60—-80 мм. Симметрирующая петля представляет собой отрезок коаксиального кабеля с электрической длиной 1/2, который соединяет оба симметричных зажима антенны (рис. XVI.60). Несимметричный фидер присоединяется к одному из зажимов антенны. Длина отрезка кабеля, из которого изготовляется симметрирующая петля, определяется по формуле \ '■ 2УГ' где X —длина волны; уТ—- коэффициент укорочения (см.. табл. 11.12 и 11.13). " , Симметрирующее устройство этого типа является одновременно трансформатором сопротивлений. Для полного согласования с несимметричным фидером с помощью симметрирующей петли входное сопротивление антенны RA должно быть в 4 раза больше волнового сопротивления применяемого фидера (и. Величина волнового сопротивления кабеля, из которого изготовляется петля, не имеет значения. Приводим длины симметрирующей петли для 12 телевизионных каналов: Каналы . 1 2 3 4 5 6 Длины, мм . . . 1900 1600 1240 1120 1030 564) Каналы . . 7 8 9 10 И ' 12 Длины, мм 535 515 495 475 455 440 Симметрирующее устройство типа U-колена (рис. XVI.61) так же, как и симметрирующая петля, является одновременно трансформатором сопротивлений. Отрезки а—а! и б—б' образуют четвертьволновый трансфор-
ЗАЗЕМЛЕНИЯ 999 матор, а отрезок а'—б' представляет собой обычную симметрирующую петлю. Длина отрезка а—а! и б—б' определяется по формуле тр аУ7' Волновое сопротивление кабеля, из которого изготовляется четвертьволновый трансформатор, можно определить по формуле °тР=К#А<>ф> где RA'— входное сопротивление антенны; q^ — волновое сопротивление фидера, идущего к приемнику или передатчику. к антенне 700ом 507- Рис. XVI. 57. Дельта-согласование: а — с симметричным фидером; б — с коаксиальным кабелем. 20 f аа < И фидеру 300 ом * Рис. XVI. 58. Экспо- ненциальный трансформатор. Если входное сопротивление антенны равно волновому сопротивлению фидера, то четвертьволновый трансформатор изготовляется из кабеля с таким же волновым сопротивлением, как у фидера. § 8. ЗАЗЕМЛЕНИЯ Заземление необходимо при использовании некоторых типов антенн для любительских радиостанций. Приемники, питающиеся от сети переменного тока, не нуждаются в специальном заземлении, так как они заземляются по высокой частоте через питающую сеть благодаря емкости между первичной обмоткой силового трансформатора и сердечником. В некоторых случаях специальное заземление улучшает прием.
10J30 АНТЕННЫ Батарейные приемники всегда работают лучше с заземлением. Хорошее заземление особенно необходимо при приеме на детекторный приемник. . с да Х>5см ХНт 3 I 4к Оплетку кобеля спаять с трубкой ^приемнику Кприемнику а 6 Рис. XVI. 59. Компенсационные симметрирующие устройства. Для заземления приемник (или передатчик) присоединяют к трубам водопровода или центрального отопления (лучше к специальному зазем- 1 ) <£— спаять № TV ■ fty-i ti приемнику Рис. XVI. 60. Симметрирующая петля. КьПриемнику Рис. XVI. 61. U-колено. лителю). Прежде чем присоединить провод заземления к трубе, ее очищают от ржавчины и краски. На очищенное место накладывают свинцовую прокладку, а на нее — скобу (хомутик). Провод заземления припаивают к скобе и по кратчайшему пути подводят к приемнику.
ЗАЗЕМЛЕНИЯ 1001 Для устройства специального заземлителя необходимы 3—4 металлические трубы (стержни) диаметром до 5 сж,и длиной 2—3 м. Трубы очищают от ржавчины, краски и других изолирующих материалов и забивают в землю так, чтобы верхние концы были ниже поверхности земли на 0,5—1 м. К трубам приваривают или припаивают стальную проволоку диаметром 4—5 мм. Место пайки закрашивают асфальтовым лаком. Если затруднительно устроить хорошее заземление, то вместо него лучше применить противовес. Противовес представляет собой систему проводов, натянутых под антенной и изолированных от земли.
ГЛАВА ИЗМЕРЕНИЯ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ VV/II = АППАРАТУРА А V 11 § 1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СТРЕЛОЧНЫХ ПРИБОРОВ Системы приборов. Электроизмерительные стрелочные приборы предназначены для преобразования измеряемой электрической величины (тока, напряжения) в механическую силу, необходимую для перемещения стрелки измерительного механизма. В зависимости от характера явления, используемого для такого преобразования, электроизмерительные приборы разделяются на определенные группы (системы). Данные о принципе действия электроизмерительных приборов наиболее часто применяемых систем и их условные обозначения приведены в § 7 этой главы. Погрешности и деление на классы. По степени точности измерений приборы разделяются на 8 классов (0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0). Класс точности прибора определяет наибольшую допустимую погрешность, выраженную в процентах к предельному значению шкалы прибора. Приборы с погрешностью свыше 4% называются внеклассными и обычно используются лишь в качестве индикаторов. ' С большей точностью измеряется величина, отсчитываемая при положении стрелки прибора ближе к пределу шкалы. Чувствительность. Отношение углового перемещения стрелки прибора к изменению измеряемой величины, вызвавшей это перемещение, определяет его чувствительность. Чувствительность выражается числом делений шкалы, приходящихся на единицу измеряемой величины, и является величиной, обратной цене деления. О чувствительности прибора принято также судить по значению предела шкалы измерений: чем меньше предел шкалы измерений, тем прибор чувствительней. В радиотехнике часто требуется измерять малые величины, поэтому необходимы приборы высокой чувствительности. Собственное потребление энергии приборами. Приборы, включенные в измерительную цепь, потребляют электрическую мощность. Величина расходуемой приборами мощности зависит от системы прибора, его конструкции и от измеряемой величины. Величина потребления мощности приборами несущественна i при измерениях в цепях мощных источников (источники питания радиоустройств). При измерениях же в маломощных цепях собственное потребление энергии приборами может привести к большим погрешностям измерений, если потребляемая прибором мощность соизмерима с мощностью, действующей в цепи. В радиоизмерениях наиболее часто применяются приборы магнитоэлектрической системы, потребляющие небольшую мощность. Гальванометры и микроамперметры этой системы потребляют всего от 0,00001 до 0,001 вт. Описание измерительных механизмов магнитоэлектрической системы приведено в следующем параграфе.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 1003 § 2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Измерительные механизмы магнитоэлектрической системы могут применяться лишь для измерений в цепях постоянного тока. Однако в сочетании с выпрямляющими устройствами они служат и для измерений в цепях переменного тока, образуя приборы детекторной и электронной систем (см. § 7 этой главы). Принцип действия измерительного механизма и его характеристики. Взаимодействие магнитного поля постоянного магнита с электрическим током, текущим ||П» по обмотке, надетой на стальной сердечник подвижной рамки, создает вращающий момент, поворачивающий рамку вместе со стрелкой на угол, пропорциональный величине измеряемого тока. Устройство измерительного механизма показано на рис. XVI 1.1. Измерительный механизм характеризуется следующими показателями: 1) током/р, вызывающим отклонение стрелки на всю шкалу (ток полного отклонения, называемый иногда чувствительностью механизма); 2) напряжением полного отклонения ^р-^ величиной напряжения на рамке прибора при протекании через нее тока полного отклонения; 3) сопротивлением рамки/? связанным с предыдущими величинами в соответствии с законом Ома, ип ■ •■■■ •■••'•;- Jp ■ ■'. •■■ Данные промышленных типов ччувствительных магнитоэлектрических : измерительных механизмов приведены в табл. XVII.1. •-'•' :- ■ - ! Для того чтобы можно было измерять большие токи и напряжения чувствительными механизмами, расширяют пределы измерений. Рис. XVII. 1. Устройство измерительного механизма магнитоэлектрической системы: / — подковообразный магнит; 2 — полюсные наконечники из мягкой стали; 3 — неподвижный стальной сердечник; 4—подвижная рамка, намотанная тонким медным проводом на алюминиевом каркасе; 5 — спиральные токоподводящие пружины, создающие также момент, противодействующий повороту рамки; 5 —ось рамки; 7— поводок с вилкой; 8 — винт установки стрелки на нуль шкалы; 9 — противовесы для .уравновешивания подвижной части механизма; 10 — стрелка, укрепленная по оси рамки. § 3. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Шунты применяются для расширения пределов измерений магнитоэлектрических приборов по току. Шунт *— сопротивление, включенное параллельно рамке прибора, уменьшает ток, текущий через нее. Шунты изготовляются из манганиновой или константановой проволоки, а также из полосок манганина.
1004 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Таблица XVII. I Технические данные чувствительных магнитоэлектрических измерительных механизмов Тип ИТ М-24 М-592 . М-494 4 М-20 М-49 Класс ! точности 1,5 1; 1,5; 2.5 * 2.5 2,5 2,5 2,5 'р. ма 0,15 0,05 0,10 : 0,15 . 0,20 : 0,30 0,05 0,10 ■ 0,20 0.30 * 0,50 0,05 0,10 1,00 0,20 ! 0,30 | 0,50 «Р. ом 1500 3000 850 900 900 2000 800 800 500 500 2000 700 ,3& 700 350 350 U9. в 0,225 0,300 0,130 0.180 0.270 0.130 . .0,080 0,160 0,150 0,250 0,100 0,070 . 0,350 . 0,140 0,105 0.175 Длина шкалы, мм 60 80 50 60 60 60 Отношение измеряемого тока /„ к току, текущему через рамку /р, называется коэффициентом шунтирования .' /„ - •'' К,. Хш",{р При заданном Кш величина шунта R^ определяется сопротивлением рамки Яр R*= ^р /г — 1 ' Пример. Ток полного отклонения рамки /р = 1 ма. Максимальное значение нового предела измерения /и = 5 ма. Сопротивление рамки 4 . #р = 50 ом; . . 1 5-1 Переключая соответствующим образом подобранные шунты, можно получить многопредельный прибор (рис. XVII.2). В приборах для радиоизмерений широко применяется универсальный шунт. * .
РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ ^€05 Величина шунта Яш (рис. XVI1.3) выбирается из условия #ш > 40/?р. В этом случае коэффициент шунтирования /(ш = — и не зависит от сопротивления самой рамки. Здесь R — часть общего шунта /?ш, включенная параллельно входным зажимам. Рис. XVII. 2. Схема многопредельного амперметра: А, Б — двухплатный переключатель на четыре положения. W*3 Рис. XVII. 3'. Схема с универсальным шунтом. Пример. /Hj«/p=l ло;/?р= 100 ом. Рассчитать универсальный шунт на пределы /и = 10 лш и Уи = 100 ма (рис. XVU.3): . . •.-..- * . *^=7£Т7Гз = 10; лш, ~rT Принимаем /?=/?, + /?,+ Я3==10/?о== 10. 100=1000 ом; Ra + Яз = " хш, 1000 inn = -щ- = 100 ом; /?8 = Тоо==10ол<; /?а = 100 — /?3 = 100—1.0 = 90 ом' /?! = 1000— 100 = 900 ом. Добавочные сопротивления применяются для расширения пределов измерения по напряжению. Они включаются последовательно с рамкой магнитоэлектрического прибора, вследствие чего возрастает общее падение напряжения на зажимах прибора. Добавочные сопротивления наматываются из манганиновой или кон- стантановой проволоки. Применение проволочных сопротивлений от десятков килоом и выше нерационально. Поэтому в высоковольтных вольтметрах используют непроволочные сопротивления типа МЛТ, выбранные с пятикратным запасом по рассеиваемой на них мощности.
1006 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА муле Величину добавочного сопротивления к прибору определяют по фор- D /1000. U D\ *дв( 7^ Rp)om> где /р — ток полного отклонения стрелки прибора, ма\ V — максимальное значение измеряемого напряжения, в; Переключая добавочные сопротивления, можно получить многопредельные вольтметры постоянного тока, схемы которых приведены на рис. XVII.4,a и б. Добавочные сопротивления встраиваются в корпус прибора. Пример. Рассчитать величину добавочных сопротивлений для вольтметра по схеме на рис.,XVII.4,а с пределами измерений: Uj. = 10 в; U = 50 в; 1/д ='■ 300 в. Используется магнитоэлектрический микроамперметр типа М-24 с током ного отклонения поляка и сопротивлением рамки R = 900 ом. /р = 200 1000 • 10 900 = Рис.. XVII. 4. Схемы многопредельных вольтметров. ХД1 0,2 = 49100 ом ж 49 ком. _ 1000.50 = 249 100 ом « 249 ком; хд» 1000 «■ 300 0,2 ■ 900 = 1 499 100 « 1,5 Мом. Мощность, потребляемая вольтметром из цепи, обратно пропорциональна величине его., входного сопротивления Я = #вх**'Яд+Яр- ГДе В многопредельных вольтметрах величина входного сопротивления различна для каждого предела измерения и возрастает с увеличением измеряемого напряжения. Чем выше чувствительность используемого в вольтметре измерительного механизма, тем выше'входное сопротивление вольтметра на всех пределах. Сравнительную оценку качества вольтметров с различными по чувствительности магнитоэлектрическими приборами ведут по величине входного сопротивления для предела измерений U' = 1 в
ИЗМЕРЕНИЕ ТОКОВ 1007 / Отсюда следует, что чем чувствительнее прибор, тем выше величина Лвх- Для точного измерения напряжений в радиоцепях необходимы вольтметры, входное сопротивление которых не менее 1000 ом/в. § 4. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКОВ Измерение постоянного тока проводится приборами магнитоэлектрической системы — миллиамперметрами и микроамперметрами. При измерении токов в цепях электродов электронных ламп миллиамперметры необходимо включать так, чтобы через них не протекали переменные составляющие токов (рис. XVI 1.5). Величину тока можно определить и косвенным путем, измерив вольтметром V падение напряжения на сопротивлении известной величины R. При этом необходимо выполнить условие Rm > R. Величина тока затем * определяется по закону Ома. Измерение переменных токов низкой частоты. Для измерений тока промышленной частоты (50 гц) применяются электромагнитные и электродинамические приборы, измеряющие эффективное значение тока (см. гл. I). Они применяются для измерения тока накала электронных ламп и токов в обмотках силовых трансформаторов. В диапазоне звуковых частот для измерения токов применяются также приборы детекторной системы, измеряющие среднее значение тока (см. гл. I). Их главное преимущество — возможность измерения малых токов. При двухполупериодной схеме, применяя магнитоэлектрический прибор с током полного отклонения в 1 ма, получим шкалу для переменного тока в 1,1 ма. Измерение переменных токов высокой частоты. Для измерения переменных токов в широком диапазоне от 50 гц до высоких радиочастот наиболее пригодны термоэлектрические приборы, представляющие собой соединение термопреобразователя (термопары с подогревателем) с измерителем магнитоэлектрической системы. Так как э. д. с. термопар (см. гл. I) при допустимой температуре нагрева мала (измеряется десятками милливольт), то в термоэлектрических приборах применяются обычно микроамперметры. Термопреобразователи могут быть контактными (рис. XVII.6,о)-и бесконтактными (рис. XVI 1.6,6). В бесконтактных термопреобразователях подогреватель изолируется от термопары слоем окисла тяжелого металла (например, тантала), вследствие чего резко ослабляется связь измеряемой цепи с термопарой. Они используются при измерениях на частотах свыше 10 Мгц. Рис. XVII. 5. Схема для измерения режима электронных ламп по току.
1008 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА —■' cf б / 1 — подо- Промышленными. термоэлектрическими приборами являются амперметр типа Т-12 и миллиамперметр типа Т-13 с верхним пределом измерений, по частоте до 50 ЬАщ. В практике радиолюбителей для весьма грубого определения величины тока ВЧ в контуре или антенне можно применять индикаторные лампочки, включаемые последовательно в измеряемую . цепь. Значение тока, при котором лампочка начинает слабо светиться, определяется заранее. Лампочки можно соединять параллельно между собой (при большом токе); для уменьшения их емкости баллоны необходимо снимать с цоколей. Градуировка. Приборы для измерения постоянного тока градуируются на постоянном токе, а детекторной системы — на переменном токе частотой 50 гц. Термоэлектрические приборы градуируются на переменном токе той частоты, в диапазоне которой они будут работать. На рис. XVII.7,a показана схема градуировки амперметра с применением эталонного амперметра. На рис. XVI 1.7,6 показана схема с применением эталонного вольтметра, в которой R9 —эталонное сопро- сопротивления градуируемого о Рис. XVII. 6. Схема приборов с термопреобразователями: a — контактным; б — бесконтактным; греватель; 2— термопара. градуировки ампер- Рис. XVII метров: а — по эталонному амперметру; б — по эталонному вольтметру; R — сопротивление, ограничивающее ток; R3 — эталонное сопротивление; А •— градуируемый прибор; V9, A9 — эталонные приборы. тивление прибора. в 50—100 раз большее входного § 5. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ Измерение постоянных напряжений. Низкоомным вольтметром можно измерять напряжение лишь на.низкоомных участках схемы (сопротивления смещения в катоде лампы, на источнике питания и т. д.). Для измерения напряжения. на высокоомных участках пригодны лишь вольтметры с большим входным сопротивлением (не менее 5000 ом/в). Точно.измерить напряжение непосредственно на управляющей или экранной сетке лампы при последовательно включенном в цепь; большом (сотни килоом) сопротивлении можно только ламповым вольтметром постоянного тока. Как измерять, режим электронных ламп по напряжению в различных схемах, показано на рис. XVH.8,a и б. Напряжение на электродах необходимо измерять по отношению к точке нулевого потенциала (обычно— шасси). Потенциал анода по отношению к катоду определяется разноетью двух
ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ 1009 измеренных напряжений: анод— шасси и катод— шасси. При измерениях напряжений на аноде и экранной сетке лампы необходимо выбрать такой предел высокоомного вольтметра, на котором его входное сопротивление не менее чем в 15— 20 раз больше сопротивления цепи между точками подключения вольтметра. Рис. XVII. 8. Схемы для измерения режима электронных ламп по напряжению. Для измерения напряжения на аноде электронно-лучевой трубки телевизора наиболее пригодны электростатические вольтметры. Однако для этой цели можно использовать и магнитоэлектрические приборы чувствительностью около 100 мщ. При этом трубка из схемы отключается, а ее нагрузка заменяется потреблением прибора. На. шкалу 5 к$ необходимо добавочное сопротивление 50'Мои, которое составляется из цепочки непроволочных сопротивлений так, чтобы к каждому сопротивлению было приложено допустимое напряжение (см. гл. III). , Измерение переменного напряжения низкой частоты. Для измерения напряжения переменного тока промышленной частоты в низкоомных цепях -можно применять вольтметры электромагнитной и электродинамической систем. В диапазоне звуковых частот наиболее часто применяются вольтметры детекторной системы, представляющие собой соединение выпрямительной схемы на полупроводниковых приборах (купроксныХ выпрямителях, кристаллических диодах) с магнитоэлектрическим измерительным механизмом. Простейшая однополупериодная схема вольтметра детекторной системы пригодна лишь для измерения относительно малых Напряжений, вследствие того, что в один из полупериодов к полупроводниковому выпрямителю приложено почти все'измеряемое напряжение. Наиболее часто используется схема со встречным выпрямителем (рис. XVII.9,a); в которой основной выпрямитель предохранен от пробоя в полупериод, когда он за-
1010 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА перт, и двухполупериодная мостовая схема (рис. XVI 1.9,6), обеспечивающая при одной и той же чувствительности прибора более высокое входное сопротивление. При использовании в детекторных вольтметрах микроамперметра с током полного отклонения 50— 100 мка можно получить входное сопротивление 2— 5 ком/в и более. Для расширения пределов измерений детекторных вольтметров включают добавочные сопротивления. Для схемы на рис. XVII.9,a величина /?доп определяется по формуле R - U доп 2,22/_ ком, а для схемы на рис. XVI 1,9,6— по формуле U /?А0П""1,П/о ком, где [/— требуемый предел шкалы, в\ /р — ток полного отклонения, ма. Рис. XVII. 9. Схемы детекторных вольтметров: в —однопблупёриодная со встречных* купроксным выпрямителем; б — . двухполупериодная* Шкала детекторных вольтметров равномерная (несколько сжата лишь вначале). При использовании купроксных выпрямителей, имеющих значительную собственную емкость, требуется компенсация частотной погрешности, возникающей на частотах выше 2-*-3 кгц. Используй германиевые диоды, можно получить частотно-независимые показания до частоты 1 Мгц. Допустимое обратное напряжение у германиевых диодов значительно выше чем у купроксных выпрямителей, поэтому, применяя простейшую однопо- луперйодную схему, например с диодом Д2Д можно измерять напряжение до 40 в (с купроксным выпрямителем можно в этом случае измерять напряжение лишь до 5— 6 в). %: Промышленный вольтметр детекторной системы — измеритель выхода ИВ-4— применяется для измерения напряжений звуковой частоты на выходе приемников и усилителей с выходом, рассчитанным на головные телефоны. Детекторные схемы используются в авометрах (см. § 8 этой главы) для измерения переменного тока и напряжения и обеспечивают достаточную для практики точность на частоте до 5—10 кгц. Детекторные приборы измеряют среднее /ср (за полупериод) значение переменного тока, а градуируются в единицах эффективного У вистующего) значения синусоидального тока. При этом учитывается коэффи-
ЛАМПОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ 1011 циент формы /Сф, равный отношению 7//ср. Для синусоидальной формы тока и напряжения Кф= 1,11. Поэтому показания детекторного прибора будут неверны, если форма кривой тока или напряжения отличается от синусоидальной. Это следует иметь в виду, например, при измерении величины напряжения на выходе феррорезонансного стабилизатора напряжения: форма кривой его выходного напряжения несинусоидальна, почти прямоугольная » значение /Сф близко к единице. Вследствие этого по шкале детекторного прибора будет отсчитано завышенное эффективное значение выходного напряжения. 3 23$ Напряжение на выходе феррорезонансного стабилизатора напряжения следует измерять приборами электромагнитной и электродинамической системы, предпочтительно астатическими, которые мало чувствительны к полям рассеяния маг- Рис. XVII. 10. Схемы градуировки нитного потока стабилизатора. вольтметров: Измерение напряжения высо- а — по эталонному вольтметру; б-по КОЙ частоты. Для измерения напря- эталонному амперметру; Дэ — эталонное жения на радиочастотах чаще всего сопротивление; V — градуируемый вольт- применяются ламповые вольтметры мегР; v*> А* ^ эталонные приборы. с верхним пределом по частоте около 50 Мгц. На более высоких частотах сказывается влияние входной емкости прибора, вследствие чего падает входное сопротивление и растет частотная погрешность. Более высокое входное сопротивление на частотах, превышающих 50 Мгц, имеют вольтметры детекторной системы с кристаллическим (германиевым) детектором. Такими приборами можно измерять напряжения частотой в несколько сот мегагерц и применять их при налаживании аппаратуры УКВ. Для измерения напряжения высокой частоты применяются также приборы термоэлектрической системы. В них используются термопреобразователи на малые токи (до 10 лш), а добавочные сопротивления включаются в цепь подогревателя. Промышленными приборами этого типа являются милливольтметры типа М80, ЛМ и другие. Градуировка вольтметров. Вольтметры для постоянного напряжения градуируют на постоянном напряжении. Детекторные и ламповые вольтметры градуируют на переменном напряжении частотой 50 гц. Для градуировки применяются образцовые приборы, Схема градуировки с применением эталонного вольтметра приведена на рис. XVII. 10,д. Для схемы на рис. XVII. 10,6 входное сопротивление вольтметра должно быть в 15—20 раз больше сопротивления R9. § 6. ЛАМПОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ Ламповые вольтметры представляют собой соединение электронной схемы с магнитоэлектрическим измерительным механизмом. Они отличаются высокой чувствительностью (единицы микровольт) и высоким входным сопротивлением. Ими можно измерять напряжения постоянного и переменного тока в широком диапазоне звуковых и радиочастот. Ламповый вольтметр постоянного тока. Измеряемое напряжение подводится ко входу лампового усилителя постоянного тока (рис. XVII. 11),
1012 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА /*- 0- Усипитель постоянного тома Рис. XVII. 11. Блок-схема лампового вольтметра постоянного тока. на выходе которого включается магнитоэлектрический измерительный механизм. Усилитель работает в режиме без сеточного тока, поэтому входное сопротивление вольтметра очень высокое, ток из измеряемой цепи практиче- ски не потребляется и обеспечивается наибольшая точность измерений постоянного напряжения в цепях. Наличие усилителя позволяет применить в вольтметре магнитоэлектрический механизм меньшей чувствительности. Усилитель постоянного тока обычно выполняется на триоде по схеме катодного повторителя. На рис. XVII. 12 приведена схема трехпредельного лампового вольтметра постоянного тока. При переключении катодных сопротивлений получается несколько диапазонов измерений: чем больше /?к, тем выше предел измерений. - ■ • Начальный ток триода /ао, протекающий через измерительный механизм, приводит к неполному использованию шкалы прибора. Поэтому, в практических схемах ламповых вольтметров применяется компенсация начального тока лампы: через миллиамперметр пропускается ток в противоположном направлении, равный по величине току /ао. Регулировкой величины компенсирующего тока стрелка прибора устанавливается на нуль. На рис. XVII. 12 источником тока компенсанции является часть напряжения анодного питания триода. Устанобка нуля 1ft *UQ Рис. XVII. 12. Трехпредельный Рис. XVII. 13. Балансная (мо- ламповый вольтметр постоянного стовая) схема лампового вольт- тока с переключением катодных метра постоянного тока, сопротивлений. На рис. XVII. 13 приведена балансная (мостовая) схема лампового вольтметра постоянного тока с использованием дополнительного триода. Установка на нуль производится выравниванием потенциалов обоих анодов потенциометром R. В этой схеме установка нуля более устойчива и точность измерений повышается. Предельные значения диапазонов измерений однокаскадного многопредельного трйодного лампового вольтметра могут быть от десятых долей вольта до 200—300 в. Наиболее высокая точность измерений и стабильность градуировки шкалы имеет место на самом высоковольтном пределе,
ЛАМПОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ Ю13 который характеризуется сильной отрицательной обратной связью. Для повышения устойчивости показаний ламповых вольтметров, питаемых от сети переменного тока, стабилизируют напряжение питания. Иногда для расширения предела измерения в сторону больших напряжений используют входные делители напряжения. Достоинством такого вольтметра является одинаковый режим работы усилителя на всех пределах, обеспечивающий возможность применения общей отсчетной шкалы. Однако в такой схеме снижается величина входного сопротивления. Ламповые вольтметры переменного тока представляют собой соединение детектора, лампового усилителя и магнитоэлектрического измеритель* ного механизма. На рис. XVII.14,a приведена блок-схема лампового вольтметра с усилителем постоянного тока. В этой схеме входное сопротивление вольтметра определяется схемой детектора. Верхний предел частот измеряемых напряжений достигает нескольких сот мегагерц и ограничивается входной емкостью (7— 20 пф). Такими вольтметрами можно измерять и напряжение постоянного тока, если подвести его непосредственно к усилителю постоянного тока, минуя детектор. По приведенной блок-схеме собраны промышленные приборы типов ВКС-7Б, А4-М, ВЗ-4 (МВЛ-4), ВЗ-6 (МВЛ-6), ВК7-3 (А4-М2) и др. На рис. XVII. 14,6 приведена блок-схема лампового вольтметра с предварительным усилением измеряемого напряжения до детектора. Входное сопротивление прибора определяется величинами сопротивления делителя напряжения, служащего для получения нескольких пределов измерения. Шкала прибора — общая для всех пределов. Верхний предел измеряемых частот ограничивается полосой пропускания усилителя. По этой блок-схеме построены промышленные приборы типов Л В -9-2, МВЛ-1, ВЗ:2А (МВЛ-2м), ВЗ-3 (МВЛ-3), В4-1 (МВИ-1) и др. Распространены также ламповые вольтметры простейшего типа, представляющие собой соединение диода с прибором магнитоэлектрической системы. Принцип действия и схемы диодных вольтметров ничем не отличаются от схем вольтметров детекторной системы (см, § 5 этой главы). Отличием диодных вольтметров является лишь необходимость компенсации начального тока диода для установки нуля шкалы. Диодный вольтметр с открытым входом (рис. XVII. 15,а) измеряет среднее значение выпрямленного напряжения. Линейность шкалы вольтметра обеспечивается при условий R > Rr где Я,— внутреннее сопро тивлёние диода. С увеличением добавочного сопротивления R растет входное сопротивление вольтметра, но снижается чувствительность, поэтому вольтметром можно измерять переменные напряжения не менее нескольких вольт. Шкала вольтметра градуируется в действующих (эффективных) значениях переменного напряжения и справедлива лишь для напряжения синусоидальной формы. При этом в схеме .должна быть замкнутая цепь для постоянной составляющей тока прибора. шетентор Усилитель\ постоянного тона Ь@ Усилитещ измеряемого напряме^ ния ■ РЭ Рис. XVII. 14, Блок-схема ламповых вольтметров переменного тока: а —с усилителем постоянного тока; б — с усилителем измеряемого напряжения.
1014 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Начальный ток выпрямительного диода компенсируется начальным током дополнительного диода, пропускаемым через миллиамперметр в обратном направлении (направление тока компенсации показано штриховой стрелкой). На рис. XVII. 15,6 приведена схема амплитудного (пикового) диодного вольтметра, показания которого пропорциональны амплитудным значениям иы измеряемого переменного напряжения при соблюдении условия CR > > 7\ где Т — период измеряемого напряжения. Шкала вольтметра, про- градуированная в значениях амплитуды напряжения, верна при любой R 6X6 Рис. XVII. 15. Схемы диодных вольтметров переменного тока: а — с открытым входом; б — амплитудного (пикового). форме измеряемого напряжения. Если шкала вольтметра проградуирована в действующих значениях синусоидального напряжения, то при любой форме измеряемого напряжения .. и =-^- -• _ м 0,707 • ■ где U •— отсчет по шкале. Начальный ток диода в этой схеме, как и в схеме, приведенной на рис. XVI 1.15,а, компенсируется начальным током дополнительного диода. Так как постоянная составляющая тока в этой схеме не проходит через внешнюю цепь, то прибором можно измерять переменное напряжение в цепях, содержащих постоянную составляющую. При соединении диодного детектора с многопредельным усилителем постоянного тока по блок-схеме, приведенной на рис. XVI 1.14,а, получается высокочувствительный ламповый вольтметр переменного тока с высоким входным сопротивлением на всех пределах. Сопротивление нагрузки детектора в этом случае может быть выбрано равным 10— 20 Мам. Схема триодного лампового вольтметра приведена на рис. XVII. 16. Здесь применено анодное детектирование. В таком режиме вольтметр обладает большим, чем диодный вольтметр,, входным сопротивлением и чувствительностью. Стрелка измерителя устанавливается на нудь изменением величины постоянного отрицательного смещения потенциометром #2» Показания вольтметра прямо пропорциональны амплитуде измеряемого
ЛАМПОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ Ю15 напряжения, что обусловливает линейность шкалы. Пределы измерений амплитудного триодного вольтметра устанавливаются переключением катодного сопротивления RK (чем больше величина сопротивления, тем выше предел). Общий диапазон измерений может быть установлен от единиц до сотен вольт. При необходимости измерения малых напряжений схема дополняется предварительным широкополосным усилителем, либо усилителем постоянного тока после детектора. Триодный вольтметр переменного тока можно применить и для измерения постоянных напряжений. Для этого постоянное напряжение подается непосредственно на сетку лампы через согласующее высокоомное сопротивление, величина которого подбирается при регулировке прибора. На рис. XVIL17 приведена практическая схема простого лампового вольтметра для измерения постоянных и переменных напряжений. Схема представляет Собой соединение диодного амплитудного детектора с усилителем постоянного тока через делитель напряжения. Сопротивления Rl9 Кг* Rs,— проволочные, их точная величина устанавливается при наладке для компенсанции погрешностей делителя напряжения. Питание ламповых вольтметров. При питании от сети переменного тока выпрямитель обычно выполняется по однополупериодной схеме. Нагруз- Рис. XVII. 16. Схема триодного лампового вольтметра переменного тока. §300в Рис. XVII. 17. Практическая схема лампового вольтметра для измерения постоянных и переменных напряжений. ка выпрямителя невелика (10—15 леа), поэтому фильтром является конденсатор емкостью 2—5 мкф, включенный параллельно. Нить накала лампы диодного детектора желательно подключать к отдельной обмотке. Для повышения устойчивости работы вольтметра при возможных колебаниях питающего напряжения желательна стабилизация режима питания цепей анодов и накала ламп. Вольтметры, питаемые от батарей или сухих элементов, работают стабильно, их недостатками являются ограничения в выборе типов ламп и режима работы.
1016 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА § 7. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Таблица XVI]. 2 Электроизмерительные приборы Условное обозначение 1 D * 1 1 ' о О -и- 9 Техническая характеристика Система магнитоэлектрическая. Шкала равномерная. Приборы отличаются чувствительностью и точностью, малым потреблением мощности. Ток полного отклонения не более 10—20 ма. Применяются для измерений в цепях постоянного тока и с различными преобразователями в цепях переменного тока Система электромагнитная.- Шкала неравномерная, сжатая слева, потребление мощности значительное. Наименьший ток полного отклонения 10—15 ма, вследствие чего внутреннее сопротивление вольтметров не превышает 100 ом/в. Применяются для измерений в целях постоянного тока и переменного тока промышленной частоты Система электродинамическая. Шкала неравномерная, собственное потребление мощности большое. Приборы отличаются высокой точностью. Применяются для измерений в цепях постоянного тока и переменного тока промышленной частоты, а также как эталонные приборы при градуировке Система термоэлектрическая. Шкала неравномерная. Приборы применяются для измерения переменного тока высокой частоты Система детекторная. Приборы отличаются высокой | чувствительностью по току. Шкала несколько сжата вначале. Применяются для измерений на промышленной и звуковой частотах Система ламповая. Шкала прибора почти равномерная. Приборы отличаются незначительным потреблением мощности из измеряемой цепи. Применяются в широком диапазоне частот от единиц герц до нескольких сот мегагерц.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ю17 Продолжение табл. XVII .2 Условное обозначение i Цг1 ! ® •—. г^ ?Ч> Техническая характеристика Система, электростатическая. Прибор практически не потребляет мощности. Применяется для измерения высоких напряжений маломощных источников постоянного и переменного тока промышленной частоты Класс точности прибора 2,5 Прибор предназначен для включения в цепь постоянного тока Прибор предназначен для включения в цепь переменного тока Прибор может включаться в цепи постоянного и переменного тока I /ч>50 72kV f Частота 50 гц Изоляция прибора испытана напряжением 2 кв Вертикальная установка прибора Горизонтальная установка прибора
1018 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Рис Схема омметра последовательного включения /? § 8. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ Метод вольтметра и амперметра. По вольтметру и амперметру отсчиты- ваются величины падения напряжения U на измеряемом сопротивлении Rx и ток /, протекающий по нему и определяют Rx = -у. Омметры. По шкале омметра непосредственно отсчитывают величину сопротивления. На рис. XVII. 18 приведена схема омметра последовательного включения Rx. Нуль шкалы омов устанавливается при закороченных клеммах Rx регулировкой вспомогательного сопротивления R. Включая между клеммами .R ряд образцовых сопротивлений, можно отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Шкала омов неравномерна; она растянута и сильно сжата слева в области больших значений Rx. Применяя батарейку от карманного фонаря (4,5 в) и миллиамперметр чувствительностью 0,5 ма, можно измерять сопротивления от единиц омов до нескольких сот килоом. Подбирая величину добавочных сопротивлений для многопредельного омметра, необходимо иметь в виду, что полезно используемой частью шкалы является диапазон сопротивлений от 0,1 Яд до ЮЯД. При Rn = Rx стрелка прибора будет находиться примерно на средине шкалы. Йа рис. XVII.19 приведена схема омметра параллельного включения Ryt применяемая для измерения малых величин сопротивлений— от единиц до сотых долей омов. При отключенном измеряемом сопротивлении Rx, регулируя вспомогательное сопротивление R, устанавливают в цепи ток, при котором стрелка миллиамперметра перемещается на край шкалы. Эта точка по шкале омов соответствует величине Rx = оо и обозначается оо. Нуль шкалы слева соответствует Rx = 0, т. е. закороченному прибору. Подключая параллельно прибору ряд образцовых сопротивлений, можно програ- дуировать шкалу в омах. Шкала неравномер- Рис. XVII. 19. Схема омметра параллельного включения /? . ная, сжатая в сторону больших значений Rx. Величина регулировочного сопротивления R должна быть в 20— 25 раз больше сопротивления рамки прибора. Точность измерений сопротивлений омметрами составляет ±10% . Омметр с равномерной шкалой. Источник постоянного напряжения Е0 питает цепь из соединенных параллельно измеряемого сопротивления Rx и эталонного R9 (рис. XVII.20,a). Если при различных величинах Rx^ соответствующих условию Rx < Яэ, устанавливать постоянную величину тока через сопротивление Rx (например ток максимального отклонения микроамперметра /макс), то величина тока /, протекающего через сопротив-
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ Ю19 ление Яэ, связана линейной зависимостью с величиной Rx: 1% = /макс -JL # В практических схемах (рис. XVI 1.20,б) используется один измерительный прибор. Процесс измерения состоит из двух операций. Переключатель устанавливают в положение А и регулируя потенциометр /?д, уста- а б Рис. XVII. 20. Омметр с равномерной шкалой. навливают ток /макс. Затем переключатель устанавливают в положение Б и снимают отсчет. При Rx = R9 стрелка будет на краю шкалы —это верхний предел измерения Rx. Нижний предел ограничивается максимально допустимой для источника величиной тока /о. При переключении прибора из положения Л в Б возникает погрешность, обусловленная некоторым изменением тока /о. Эта погрешность обычно невелика (доли процента) и уменьшается при увеличении сопротивления /?д. Коммутируя эталонные сопротивления, можно получить многопредельный прибор [4]. Мосты. На рис. XVII.21,a приведена простейшая схема уравновешенного моста постоянного тока. Индикатором равновесия моста (ток в диагонали моста равен нулю) обычно является микроамперметр или гальванометр. Если мост уравновесь шен, то Rx= ~ /?4« При из- вестном отношении -=£ (которое А2 в многопредельных мостах выбирается Рис. XVII. 21. Схемы мостов постоянного тока для измерения сопротивления: Б — источник э. д. с.; )и А — индикатор равт новесия моста с нулем по середине шкалы. кратным десяти) величина Rx опр'еделяется значением /?4- На рис* XVII.21,6 приведена схема* линейного моста. Отношение плеч Ri и R2 отсчитывается как отношение длин -у- отрезка проволоки, называемой реохордом, по которому перемещается ползунок. _.'...; Мостовые схемы дают наибольшую точность.
№0 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Ламповый омметр. Ламповый вольтметр постоянного тока измеряет постоянное напряжение, величина которого зависит от измеряемого сопротивления. Измеряемое напряжение создается в специальной входной цепи, которая вместе с ламповым вольтметром образует ламповый омметр. На вход вольтметра (рис. XVII.22,а) подается напряжение U с измеряемого сопротивления R где U0 — напряжение батареи; R9— постоянное сопротивление. Кламповому вольтметру И ламповому дол а б Рис. XVII. 22. Входные цепи ламповых омметров. Нуль шкалы вольтметра соответствует нулю шкалы омов, при этом напряжение источника Щ должно быть равно предельному напряжению, измеряемому вольтметром. При Rx=.R0 входное напряжение U = -Л) и значение *#х'отсчйтывается на середине, шкалы. , Другой вариант входной цепи показан на рис. XVII.22,6. На вход вольтметра подается напряжение с постоянного сопротивления RQ. Градуи- ровка шкалы .омметра обратная по сравнению с предыдущей схемой,- В. .многопредельных, ламповых омметрах переключаются постоянные сопротивления #о- Обычно сопротивления R0 смежных пределов отличаются в 10 раз. Для отсчета используется общая шкала с десятичными множителями. .. . . Ламповые омметры используются для измерения средних и больших значений сопротивлений. Верхний предел достигает значений в десятки тысяч мегом. .. § 9. АМПЕРВОЛЬТОММЕТРЫ ' В радиотехнической практике широко применяются универсальные измерительные приборы — ампервольтомметры (авометры), представляющие Собой компактные переносные приборы, заменяющие несколько приборов, необходимых при налаживании и ремонте радиоаппаратуры. ~ Авометры предназначены для измерения токов, напряжений и электрических сопротивлений. *
ампервольтомметры 1021 На рис. XVI 1.23 приведена схема простого любительского авометра, в котором использован миллиамперметр с током полного отклонения /о= 1 ма. Прибор позволяет измерять: 1) величину постоянного тока; 2) напряжение постоянного тока; 3) напряжение переменного тока низких частот; 4) электрическое сопротивление. Для каждого вида работы установлены пределы, определяющие возможность измерения как малых, так и больших электрических величин. Входное сопротивление при измерении напряжения постоянного тока опре- Яутч 0 I Рис. XVII. 23. Схема простого авометра. Рис. XVII. 24. Схема Сопротивления, отмеченные звездочкой,, ампервольтомметра типа подбираются при наладке; переключате- Ц-20. ли /7i и #2 спарены. деляёгся чувствительностью магнитоэлектрического измерителя и равно 1000 ом/в. Переменное сопротивление 1—2 ком служит для установки нуля при измерении сопротивлений. Коммутация осуществляется при помощи двухплатного переключателя. В промышленных а во мет pax (ТТ-1, ТТ-2, Ц-20) используются более чувствительные магнитоэлектрические механизмы (/-порядка 10Ф—300 мка). На рис XVI 1.24 приведена схема прибора типа Ц-20, а спецификация деталей схемы дана в табл. XVII.3. На передней панели прибора расположены 15 штепсельных гнезд. Гнездо, отмеченное знаком «—» (минус), является общим для всех видов измерений. Каждое из остальных гнезд соответствует обозначенному возле него пределу измерений и присоединяется к цепи только при работе на этом пределе. Цепи омметра при измерениях до 5лом .питаются от двух элементов ФБС-0,25, до^500 коле. — дополнительно от батареи КБС-0,35 или трех элементов, батареи БАС-80, соединенны^.последовательно. Измеритель прибора — микроамперметр /типа M494-J? на §5 мка с сопротивлением рамки 1500 ом. Входное сопротивление вольтметра постоянного тока равно 10 000 ом/в.
1022 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Таблица XVI 1.3 Спецификация деталей схемы прибора Ц-20 Наименование Тип Электрические данные Сопротивление регулировочное Реостат Сопротивление регулировочное Сопротивление Выпрямители медно- закисные Микроамперметр Переключатель Батарея Проволочное Проволочный Проволочное ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% Проволочное » » » » » ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% ВС-0,5±5% ВХВ-7 М494-12 ФБС-0,25 КБС-0,35 0—400 ом 3—5 ком 100—800 ом 2 ком 2 » 800±4 ом 0,68 ±0,006 ом 1,02 ±0,008 15,3 ±0,1 153±1 1530±10 2600 ±20 12,5±0,1 134,5±1 1820 ±10 28 900 ±580 1985±15 12,25 ±0,1 ком 45 ±0,4 » 240±2 » 900±7 » 48 ±0,04 Мом /р = 85 мка 3 положения 2 элемента
АМПЕРВОЛЬТОММЕТРЫ 1023 На рис: XVII.25 приведена схема авометра на транзисторах [10]. Прибором можно измерять напряжения постоянного и переменного тока до 1000 в, постоянный ток до 1 а и сопротивления до 10 Моя. Пределы измерений и'входное сопротивление прибора на каждом из пяти диапазонов приведены в табл. XVI 1.4. Ri300k о—Е^ Я Цма) *t 0,1 *wo ю °зоо *woo юо ыооо > wopo woo Рис. XVII. 25. Схема авометра на транзисторах. Технические данные Диапазоны 1 2 3 4 .5 авометра Постоянное напряжение Предел, в 3 10 100 300 1000 Входное сопротивление, Мом 0,3 1,0 10,0 30,0 100,0 на транзисторах Переменное напряжение Предел, в 3 10 100 300 1000 Входное сопротивление, Мом 0,1 0,33 3,3 10,0 33,0 Таблица XV11. 4 Постоянный ток, ма 0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0 Сопротивление 1000 ом 10 ком 100 » 1 Мом 10 » Два транзистора типа П14 используются в схеме усилителя постоянного тока при измерении напряжений постоянного и переменного тока и сопротивлений. В качестве измерительного механизма использован микроамперметр типа М-24 с чувствительностью 100 мка и сопротивлением рамки
1024 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА 700 ом. В качестве переключателя Я3 использованы два перекидных двухполюсных тумблера типа ПВГ, ручки которых спарены. Переключатель Я,а переключает добавочные сопротивления вольтметра постоянного тока, П1б—добавочные сопротивления вольтметра переменного тока, П1в и П1г — сопротивления входной цепи омметра (см. § 7 этой главы), П1д —сопротивления шунтов при измерении постоянного тока. Сопротивления шунтов (Ran -г /?йз) рассчитываются по величине сопротивления рамки микроамперметра (см. § 3 этой главы) и окончательно подгоняются при наладке прибора. Назначение переменных сопротивлений: Язо — установка стрелки микроамперметра на нуль при измерении напряжений, Rz7 — то же, при измерении сопротивлений (при закороченных входных клеммах), /?35—установка напряжения питания (батарея Bi) по контрольной черте при нажатии кнопки Кн. Оси этих сопротивлений выведены на лицевую панель. При наладке используются следующие сопротивления: #25 и Ям— для регулировки чувствительности измерительного блока при измерении постоянного и переменного напряжения соответственно, R33 — для выравнивания токов без транзисторов, которые следует выбирать с возможно близкими параметрами. Элементы питания Z>i, Б2 и Б9 — гальванические элементы типа 1,6-ФМЦ-У-3,2 («Сатурн») напряжением по 1,5 е. § 10. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ <. Измерительные генераторы звуковой частоты применяются для определения технических показателей, испытания и налаживания низкочастотных устройств радиоаппаратуры. Они также используются как источники напряжения низкой частоты для питания различных измерительных схем, для модуляции колебаний высокочастотных генераторов, градуировки частотомеров и ламповых вольтметров. Генераторы звуковой частоты перекрывают диапазон частот от 20 гц до 20 кгц и состоят из возбудителя и усилителя колебаний- В качестве возбудителей колебаний используются генераторы на биениях и широкодиапазонные маломощные генераторы, чаще всего, реостатногемкостные. , Генераторы на биениях содержат два высокочастотных гетеродина, один из которых имеет фиксированную настройку на частоту /ь а.другой ллавно перестраивается изменением емкости контура в пределах от /i до /а = fi -f- F, где F — крайнее значение звуковой частоты диапазона. Оба напряжения подаются на нелинейный высокочастотный смеситель, на выходе которого низкочастотный фильтр выделяет разностную частоту биений колебаний высокочастотных генераторов. Разностная частота затем посту- -пает на выходной усилитель. Генераторы.на биениях отличаются.постоян-! ством'выходной мощности по диапазону, хорошей.формой синусоидального напряжения и перекрывают широкий диапазон частот. Промышленными генераторами такого типа являются приборы ЗГ-2А и ЛИГ-40. Эти приборы весьма громоздки и сложны по схеме и конструкции, и в радиолюбительской практике используются сравнительно редко. ....,.-. Наиболее широко применяются в качестве возбудителей низкочастотные /?С-генераторы, более простые по схеме и конструкции и лишь немногим уступающие по -качеству генераторам на биениях. ' * Диапазонный /?С-генератор представляет собой реостатно-емкостный усилитель, охваченный положительной обратной связью с выхода на вход через перестраиваемую частотно-избирательную /?С-цепь. Глубина поло-
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ 1025 жительной обратной связи и фазовый сдвиг в цепи должны обеспечивать возникновение самовозбуждения на частоте настройки цепи. Для улучшения формы синусоидальных колебаний и стабилизации частоты в схему вводится также отрицательная образная связь. Принципиальные схемы возбудителей ЯС-генераторов приведены на рис. XVII.26. В схеме на рис. XVII.26,a Г-образный фильтр включен между выходом и входом двухкаскадного усилителя и создает на определенной частоте нулевой сдвиг фазы для проходящего через него колебания. 2-х каскад] ный усилитель] 1 \однокас- цкаднш \усили- Птело R R R 1 п*3 Рис. XVII. 26. Возбудители колебаний #С-генераторов: а — с Г-образным фильтром; б — с трехзвенной фазовращающей цепочкой С-па- раллель. В этом случае выполняется условие баланса фаз и усилитель возбуждается на частоте настройки фильтра. Частоту генератора мржцо перестраивать изменением величин С или R фильтра. В схему введена также цепь отрицательной обратной связи, которая вместе с Г-образным фильтром образует мост, поэтому такую схему иногда называют мостовой. Частота генерации F для мостовой схемы определяется по формуле F = 1 2nRC В схеме на рис. XVI 1.26,6 фазовращающая цепочка включена между выходом (после катодного повторителя) и входом рднокаскадного усилителя. Баланс фаз на входе усилителя соблюдается при фазовом сдвиге в цепи, равном 180°, поэтому число звеньев п цепочки должно быть не менее трех. Частоту генератора можно перестраивать изменением величин С или R всех звеньев цепочки. Частота генерации определяется для трехзвенной цепочки С-параллель по формуле 2,45 F = 2я/?С для трехзвенной цепочки /^-параллель (С и R меняются местами) F = 0,41 2nRC 33 120
1026 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Из приведенных формул видно, что перекрытие частоты по диапазону при изменении величин R или С цепочки значительно выше, чем в 1С-ге- нераторах. На рис. XVII.27 приведена схема генератора звуковой частоты с возбудителем колебаний на RO, собранным на мостовой схеме с Г-образным фильтром в цепи положительной обратной связи. Диапазон частот 20 гц — 20 кгц разделен на три поддиапазона: I — 20—200 гц; II — 200—2000 гц; III — 2—20 кгц. Переход с диапазона на диапазон осуществляется переключением емкостей Г-образного фильтра. Для плавного изменения частоты в пределах диапазона предназначены сдвоенные переменные сопротив- Рис. XVII. 27. Практическая схема #С-генератора с возбудителем, собранным по мостовой схеме.- ления Ri и Я4- В цепь отрицательной обратной связи двухлампового возбудителя включен термистор ТП2/0,5, стабилизирующий величину выходного напряжения. Индикатором выходного напряжения является диодный вольтметр, в котором используется магнитоэлектрический прибор чувствительностью 1 ма. Сердечник выходного трансформатора набран из пластин типа Ш-18 в пакет толщиной 20 мм, обмотка / содержит 1000 витков провода ПЭЛ-1 0,2; // — 4000 витков провода ПЭЛ-1 0,08; /// — 900 витков провода ПЭЛ-1, 0,2 и IV — 100 витков провода ПЭЛ-1 0,64. Потребляемая прибором мощность — до 30 вт. На рис. XVII.28 приведена схема генератора звуковой частоты на транзисторах с трехзвенной фазовращающей цепочкой /^-параллель в возбудителе колебаний [15]. Общий диапазон частот от 40 до 15 000 гц разделен на 4 поддиапазона: 40—200; 200—1000 гц; 1—4; 4—15 кгц. Переход с одного поддиапазона на другой осуществляется переключением элементов С фазовращающей цепочки, плавное изменение частоты в пределах каждого поддиапазона — изменением элементов R (сдвоенный потенциометр RsR*)- Возбудитель колебаний собран на транзисторах Т\ и Т2: транзистор Т\ является усилителем колебаний, 7*2 — эмиттерным повторителем. Фазовращающая цепочка включена между эмиттером транзистора Тч и базой транзистора Т\. Для стабилизации амплитуды колебаний возбудителя применена автоматическая регулировка усиления: после детекти-
ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ Ю27 рования в цепи Ri, Д, Сз постоянная составляющая сигнала подается на базу транзистора Ти изменяя смещение в соответствии с амплитудой выходного напряжения. Возбудитель колебаний отделен от нагрузки буферным каскадом на транзисторе 7Y Амплитуда выходного сигнала регулируется в пределах от 0 до 2в потенциометром R6 типа СПО-0,5. Рис. XVII. 28. Практическая схема ЯС-генератора на транзисторах с возбудителем, собранным по схеме с фазовращающей цепочкой. Дроссель Др собран на броневом сердечнике типа СБ-2а. Катушка намотана на каркас проводом ПЭВ 0,1 до заполнения. Сдвоенное переменное сопротивление R8Rq выбрано типа СП-III-B. Для питания генератора использованы две соединенные последовательно батареи типа 4,1-ФМЦ-0,7. § 11. ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ Генераторы сигналов применяются главным образом для налаживания и измерения технических показателей радиоприемников, телевизоров, высокочастотных усилителей, настройки контуров и т. д. Различают два вида измерительных высокочастотных генераторов: сигнал-генераторы и генераторы стандартных сигналов. Первые — более простые (обычно радиолюбительские) градуированы по частоте, но не имеют точной калибровки по выходному напряжению, вторые — промышленного типа, имеют более точную градуировку по частоте, калиброванное выходное напряжение и указатель глубины модуляции. Для плавной и точной настройки на необходимую частоту предназначены верньерные устройства со значительным замедлением. На рис. XVI 1.29 приведена схема батарейного сигнал-генератора [11], в котором диапазон частот от 100 кгц до 16 Мгц разделен на 5 поддиапазонов: 100—250 кгц; 250—700 кгц; 700—2000 кгц; 2—5 Мгц; 5,5—16 Мгц. Высокочастотный (ВЧ) генератор собран на лампе Л* по транзитрон- ной схеме. На лампе Л\ собран /?С-генератор с фиксированной частотой 400 гц, используемый для модуляции ВЧ генератора. Напряжение с частотой 400 гц подводится также к гнезду НЧ и используется при налаживании усилителей низкой частоты. Выходное напряжение генератора ВЧ достигает 0,3 в. Внешнее напряжение звуковой частоты для модуляции высокочастотного генератора подается на клеммы НЧ. При этом тумблер ВК следует выключить. 33*
1028 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Некоторые конструктивные данные генератора: контурные катушки намотаны на керамических каркасах диаметром 10 мм, тип намотки — «Универсалы» (кроме катушки 15). катушка L\ содержит 850 витков провода ПЭШО 0,12, L2 — 275 витков ПЭШО 0,2, L8 — Н2 витков ЛЭШО 10 X X 0,07, L4 — 42 витка ЛЭШО 10 X 0,07 и Ц — 11 витков ПЭШО 0,5. Контуры ВЧ генератора тщательно экранируются. В крышке экрана имеются отверстия для доступа к магнетитовым сердечникам. Прибор потребляет от батареи накала около 120 ма и от анодной батареи 3,5 ма. Размер кожуха прибора 210 X 150 X 145 мм. Рис. XVII. 29. Схема батарейного сигнал-генератора. На рис. XVI 1.30 приведена схема любительского сигнал-генератора на транзисторах [15]. Перекрываемый генератором диапазон частот 50 кгц — 1,5 Мгц разделен на четыре поддиапазона. Высокочастотный генератор собран на транзисторах Ts и Г4 и представляет собой каскодный усилитель с индуктивной положительной обратной связью. Колебательный контур (переменный конденсатор Cis и одна из катушек индуктивности L\ — L4) включен в коллекторную цепь транзистора Т$, катушки обратной связи (15 — Ls) — в цепь базы транзистора Г4. Напряжение высокой частоты подается на выходной ступенчатый делитель через эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах Тъ и 7V Максимальное выходное высокочастотное напряжение при нагрузке не менее 600 ом составляет 0,8 в. На транзисторах Т\ и Т2 собран /?С-генератор на фиксированную частоту 400 гц. Это напряжение снимается с потенциометра #в и подводится к гнезду НЧ, а также к высокочастотному генератору для его модуляции. Глубина модуляции регулируется потенциометром /?б. Для получения неискаженного модулированного сигнала переменным сопротивление R9 выбирается необходимое напряжение смещения на базе транзистора Г4. Контурные катушки L\—L4 с соответствующими обмотками обратной связи Lh—L8 наматываются проводом ПЭВ 0,1 внавал на пластмассовых каркасах и помещаются в броневые сердечники: катушки L\ и Ц — в сердечник типа СБ-2а, остальные — в сердечники типа СБ-la. Число витков
ОСЦИЛЛОГРАФЫ 1029 катушки обратной связи должно быть приблизительно в десять раз меньше числа витков соответствующих контурных катушек. Конденсатор &з — двухсекционный переменной емкости от радиоприемника «Минск», обе его секции включаются параллельно. Источник питания генератора — 4 гальванических элемента типа 1,3-ФМЦ-0,25. Рис. XVII. 30. Схема сигнал-генератора на транзисторах. Широкополосные генераторы. Для наладки широкополосных усилителей разного назначения, в том числе видеоусилителей, необходим генератор с диапазоном частот от низких звуковых (50—100 гц) до высоких (5— 6 Мгц). Такие генераторы называются широкополосными. Если отсутствует широкополосный генератор, то можно использовать два генератора, например ГЗ-3 и Г4-1А, перекрывающие вместе указанный диапазон частот. Генераторы прямоугольных импульсов. Эти генераторы используются при налаживании импульсных и широкополосных усилителей, а также усилителей видеочастоты телевизионных приемников. Импульсы на выходе генератора должны иметь правильную прямоугольную форму, так как по искажению формы импульсов при их прохождении через испытываемый усилитель выявляются частотные и фазовые искажения в нем. Схемы генераторов прямоугольных импульсов приведены в гл. XII. § 12. ОСЦИЛЛОГРАФЫ Осциллограф (осциллоскоп) представляет собой прибор для визуального наблюдения электрических процессов на экране электронно-лучевой трубки. Осциллограф является одним из самых необходимых приборов как при налаживании, так и ремонте радиоаппаратуры. При помощи осциллографа можно измерять величину переменного и импульсного напряжений, частоту, коэффициент глубины модуляции, ширину полосы пропускания усилителя. Наблюдая на экране осциллографа форму напряжения в различных участках радиосхемы, можно судить
1030 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА о вносимых искажениях, появлении самовозбуждения, срыве генерации и т. д. Схема осциллографа. Типовая блок-схема осциллографа приведена на рис. XVII.31. Основные узлы схемы: 1. Усилитель сигнала (вход У), с выхода которого напряжение подается на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. 2. Генератор пилообразного напряжения развертки, которое используется для равномерного перемещения электронного луча трубки в горизонтальном направлении. Ч_П **-х\ Делитель \напряжения\ У-усилитель* V. Генератор развертки х- усилитель "NH Гашение обратного хода луча |—| =м -, || J. J. У\ ttiNl Делитель напряжения Выпрямитель [питания уси- штелейц развертки Выпрямитель литания трубки Рис. XVII. 31. Блок-схема осциллографа. 3. Усилитель горизонтального отклонения луча, используемый для усиления пилообразного напряжения генератора развертки или внешнего напряжения развертки луча (вход К). С выхода усилителя напряжение подается на горизонтально отклоняющие пластины трубки. 4. Индикаторная часть с электронно-лучевой трубкой и блок питания. В схемах осциллографов предусматривается также синхронизация генератора развертки исследуемым напряжением или напряжением сети. В осциллографах, предназначенных для исследования периодических импульсных напряжений, предусматривается работа генератора развертки в заторможенном режиме (так называемая «ждущая развертка»): генератор срабатывает в момент прихода исследуемого импульса. На рис. XVII.32 приведена схема портативного осциллографа на трубке 5Л038 [3]. Усилитель канала вертикального отклонения (вход У) собран на трех лампах: Л\ (6НЗП), Л2 и Лз (6ЖШ). Коэффициент усиления равен 200 в полосе частот 20 щ — 1,7 Мгц. На входе усилителя включен ступенчатый компенсированный по частоте делитель напряжения. Генератор развертки собран на лампе Ль (6Ж2П) и генерирует пилообразное напряжение в диапазоне частот 5 гц — 50 кгц, состоящем из 4 поддиапазонов. Синхронизация осуществляется от исследуемого напряжения либо от внешнего сигнала различной полярности (гнезда Гь и Г9). Переклю-
Входу 120 г,* $0стта\ц**7 MQbng Язя „ . ._ J*43 . ,, ШхТс"1с»ТТс» fro <гЩ r m II I 7 w мСгб йиапозошрвзбертки ТфОСбХ 0*» DN *4 ДфФШС J. J. X. ^28 ^29 ^31 1.*типами и^^П *-S 0^ ft Уоп. на ладной "з, Jft о>э 0 9 ппнрли two оК панели Рис. XVII. 32. Схема портативного осциллографа на трубке 5Л038.
1032 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА чателем Яа генератор переводится в режим ждущей развертки. Усилитель горизонтального отклонения собран на лампе Лв (6НЗП). Блок питания состоит из двух выпрямителей: высоковольтного.на селеновом столбике АВС-7 для питания трубки и низковольтного на полупроводниковых диодах Д7Ж — для питания анодных цепей ламп. Силовой трансформатор собирается из пластин Ш-16; толщина набора 20 мм. Данные обмоток: 1а — 1500 и 16 — 1000 витков провода ПЭВ 0,23; II — 6000 витков ПЭВ 0,09; /// — 3700 витков ПЭВ 0,12; IV — 87 витков ПЭВ 0,51; V — 87 витков ПЭВ 0,51. Размеры осциллографа 90 X 100 X 400 мм, вес — 3,6/ег. > Спецификация деталей к принципиальной схеме портативного осциллографа приведена в табл. XVII. 5. При измерениях с помощью осциллографа необходимо учитывать его входную емкость и сопротивление. Измерение глубины модуляции. На вертикальный вход осциллографа подаются модулированные колебания высокой частоты. По изображению на экране трубки определяются величины Рис. XVII. 33. К определению коэффициента глубины модуляции по осциллографу. и Атах (рис. XVII.33). Коэффициент глубины модуляции определяется по формуле т = - ^min : + А min 100%. Измерение переменного напряжения. Измеряя размер изображения на экране трубки по вертикали и зная чувствительность трубки, можно определить амплитудное значение измеряемого напряжения при подаче его непосредственно на отклоняющие пластины трубки. Если измеряемое напряжение подается на вход усилителя вертикального отклонения, то необходимо предварительно определить чувствительность со входа при определенных положениях ручки регулировки усиления. Для этого на вход усилителя вертикального отклонения подается синусоидальное напряжение (например от сети), величина которого измеряется на входе вольтметром. Длина / изображения на экране по вертикали пропорциональна двойной амплитуде измеряемого напряжения. Чувствительность со входа при данном положении ручки усиления а = 2 . i 41 . У где U ~~" АействУющее значение подаваемого на вход напряжения. Зная чувствительность со входа а, определяют измеряемое напряжение Ux по величине его изображения 1Х: Ux = alt.
ОСЦИЛЛОГРАФЫ 1033 Таблица XVII. 5 Спецификация деталей к принципиальной схеме портативного осциллографа Обозначение по схеме Ri Кг Яз /?4 /?в R» Ят Rs R* #10 Rn #12 #13 #14 *15 #ю Rn #18 Rib R20 #21 /\22 #23 #24 #25 #26 #27 #28 #29 #30 #3! #32 #33 #34 #85 * #36 Величина 14 Мом 750 ком * 10 Мол* ПО ом 180 » 5,1 /СОЛ! 2,2 » 6,2 » 1,1 » 5,6 » 620 » 10 » 120 » 10 » 240 ом 470 » 2,4 ком 39 » 100 » 10 » 110 ол* 120 ком 16 » 120 » 680 » 27 » 18 » 510 » 100 » 120 » 180 ком 10 » 47^ » 380 » 120 » 120 » Обозначение по схеме #37 #38 #39 #40 #41 #42 #43 #44"—- #46 #46 #47 . #48 #49 #60 #61 #62 #63 #54 #55 #56 #57 #58 #59 #00—63 #64 #65 Ci с2 Сз Q с5 Со с7 с8 Величина 27 КОМ 150 » 9,1 » 2,0 Мол 8,2 » 510 ОЛ1 62 /сол* 27 » "20 » 3,9 х» 360 ом 6,8 /сол* 2,2 Мом 47 кол 2,2 » 20 » 62 » 110 ом 160 /СОЛ! 47 » 2,4 » 1 » 27 ом 130 /сол1 270 » 680 » 4—15 пф 0,5 мкф 0,1 » го мкф, зоо в 1000 пф 15 лш£, 50 в 820 пф 0,5 лс/сф Обозначение по схеме с, Сю Сп Cl2 С13 Си- cw с» с17 с18 С19 Сго C2i С22 Оз—25 - Сгв С27 Лг Л2 Лз Лх Ль Лв Лч Дх д* Дз-Дв д7 Трг Гх-Г8 Пг п2 Яз в/с Величина 0,1 мкф 1200 П0 0,25 мкф 0,1 » 0,5 » 6800 пф 6800 » 0,1 мкф 32 пф 220 » 2400 » 0,02 Л£/сф 1000 пф 180 » 30 л</сф, 300 в 0,5 лмсф 0,5 мкф 6НЗП 6ЖШ 6ЖШ 5Л038 6Ж2П 6НЗП МН-8 Д2-Е Д2-Е Д7Ж АВС-7 Силовой тр-р Гнездо Переключатель на 5 направлений Переключатель на 2 направления Перемычка Тумблер
1034 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА § 13. НАБЛЮДЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Для наблюдения на экране осциллографа частотной характеристики усилителя необходимо дополнительное устройство в виде частотно-модулированного генератора, напряжение которого подается на вход исследуемого усилителя. Если диапазон «качания» частоты генератора полностью охватывает полосу пропускания частот усилителя, то, продетектировав напряжение на его выходе и подав его на вертикальный вход осциллографа, можно получить на экране изображение частотной характеристики, например, Рис. XVII. 34. Схема генератора качающейся частоты. резонансной кривой. Прибором такого типа является прибор ПНТ, предназначенный для настройки и ремонта телевизоров. ПНТ имеет на всех поддиапазонах широкую полосу «качания» частоты (порядка 10 Мгц), что позволяет визуально наблюдать на экране трубки и корректировать частотные характеристики УКВ ступеней на всех диапазонах телевизионного вещания, усилителей промежуточной частоты каналов изображения и звука, ограничителя и дискриминатора в канале звука. На рис. XVII.34 приведена схема генератора качающейся частоты любительской конструкции [2]. Генератор предназначен для наблюдения резонансных характеристик контуров трактов ВЧ и ПЧ радиоприемных устройств при совместном использовании с осциллографом. Средние частоты генератора, относительно которых качается частота, равны 465 кщ и
ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ 1035 3 Мгц. Соответствующие этим частотам полосы качания можно плавно изменять * пределах от ±500 гц до ±50 кгц и от ±20 до ±200 кгц. Генератор собран по трехточечной схеме на гептодной части лампы Лг. Параллельно емкостям контуров подключена реактивная лампа Л2, эквивалентная емкость которой периодически изменяется при подаче на ее сетку через катодный повторитель Лз пилообразного напряжения развертки от осциллографа (Вх. пил.). Потенциометром R12 можно регулировать среднюю частоту качания, полоса качания регулируется потенциометром R20- Прибор содержит и дополнительные устройства. На левой половине лампы Лз собран кварцевый генератор частотой 465 кгц, напряжение которого используется для контроля основной частоты генератора 465 кгц, а также для настройки каскадов ПЧ приемников (гнездо 465 кгц). На три- одной части лампы Л\ собран звуковой генератор частотой 400 гц, напряжение которого можно использовать для модуляции кварцевого генератора и при налаживании УНЧ (гнездо 400 гц). Прибор можно использовать также для градуировки гетеродинов по методу биений (нижнее положение переключателя /7i), при этом-гаезда Вых. ГКЧ и Вх. пил. перемыкаются, а в гнездо Выход биений включаются высокоомные головные телефоны. Моточные данные контуров и\дросселей прибора: катушка L* — 20 + + 30 витков провода ПЭЛ-1 0,23 (сердечник карбонильный горшкообраз- ный типа СБ-1), катушка L4 — 65 + 20 витков провода ПЭЛ-1 0,12 (сердечник ферритовый броневой типа СБ-1), дроссель ВЧ L6 — 300 X 3 витков (три секции) провода ПЭЛ-1 0,1 (эбонитовый каркас диаметром 28 мм и длиной 10 мм). Силовой трансформатор намотан на сердечнике из пластин типа Ш-20, толщина набора 30 мм. Данные обмоток: / — 840 витков про* вода ПЭЛ-1 0,44; // — 1200 витков провода ПЭЛ-1 0,2; /// — 35 витков провода ПЭЛ-1 1,2. Прибор питается от сети переменного тока 127—220 в через ферроре- зонансный стабилизатор'напряжения (обмотка /, конденсаторы С27 и С28), стабилизирующий анодное и накальное напряжения при изменении напряжения сети на —20% и +10%. § 14. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ Частота измеряется одним из следующих способов: 1. Сравнение измеряемой частоты с частотой генератора сигналов звуковой или радиочастоты (этот принцип используется в осциллографических и мостовых схемах измерения звуковой частоты и в гетеродинных частотомерах). 2. Настройкой в резонанс с измеряемой частотой градуированного по частоте колебательного контура (на этом принципе построены резонансные волномеры). 3. Измерением среднего значения тока заряда или разряда конденсато- . ра, периодически перезаряжаемого напряжением измеряемой частоты. При фиксированной емкости конденсатора и постоянной величине измеряемого напряжения значение тока прямо пропорционально измеряемой частоте (на этом принципе построены конденсаторные частотомеры). 4. Преобразованием колебании измеряемой частоты в импульсы определенной формы и длительности с последующим использованием электронных счетчиков импульсов (на этом принципе построены электронно-счетные частотомеры).
1036 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Гетеродинный измеритель частоты содержит образцовый перестраиваемый генератор сигналов радиочастоты (гетеродин), частота которого в схеме прибора сравнивается с измеряемой частотой по методу биений (см. § 10 этой главы). При равенстве частот обоих сигналов, частота биений на выходе смесителя равна нулю (нулевые биения). Индикаторами нулевых биений обычно являются головные телефоны, а также лампа типа «магический глаз» и др. Точность измерения частоты при наличии дополнительного кварцевого генератора для проверки и коррекции градуировки шкал гетеродина достигает 0,0001%. Наиболее распространенным промышленным прибором такого типа является измеритель частоты 44-1 (526 у). Резонансный волномер (частотомер) содержит колебательный контур, состоящий из образцовой катушки индуктивности и образцового конденсатора переменной емкости, снабженного графиком градуировки. Напряжение измеряемой частоты наводится в контуре за счет индуктивной связи с источником. Индикатором резонанса является термоэлектрический миллиамперметр, неоновая лампочка (включается параллельно контуру), лампочка накаливания (включается последовательно в контур). Для перекрытия диапазона радиочастот до 100 Мгц используются сменные катушки. Наибольшая точность измерения частоты с помощью резонансных волномеров — 0,1%. Промышленным резонансным волномером является прибор типа 513. О настройке резонансного волномера на частоту исследуемого гетеродина можно также судить по минимуму тока в его сеточной цепи (так называемый метод реакции). Для определения частоты настройки пассивной системы (контура, резонансного усилителя) применяются гетеродинные измерители резонанса {ГИР). ГИР представляет собой соединение резонансного волномера с маломощным гетеродином, причем калиброванный по частоте контур волномера является колебательным контуром гетеродина. Индикатором резонанса служит измерительный прибор (миллиамперметр) в цепи сетки гетеродина. ГИР может быть использован также в качестве сигнал-генератора при испытании радиоприемников. Практическая схема гетеродинного измерителя резонанса (ГИР) приведена на рис. XVII.35 [17]. Колебательный контур высокочастотного генератора (рис. XVII.35,а) состоит из спаренных переменных конденсаторов Сх и С2 (Смакс= 50 пф) и сменной катушки LK, индуктивно связанной с контуром, частота настройки которого должна быть определена. Сменные Сеть Рис. XVII. 35. Схема гетеродинного измерителя резонанса: а — компактный выносной генератор; б — блок питания с индикаторным прибором.
ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ Ю37 катушки LK рассчитаны на перекрытие диапазона частот 1;4—150 Мгц, их данные приведены в табл. XVI 1.6. Таблица XVII. 6 Данные сменных катушек ГИР Диапазон частот, Мгц 1,4—2,6 2,4—5 4,6—8,5 8,3-15 14,5-25 24,9—48 47—95 75-М50 Число витков 150 90 35 18 11 8 8 з-\ Тип и диаметр провода, мм ! ПЭЛ-1 0,2 ПЭЛ-1 0,2 ПЭЛ-1 0,4 ПЭЛ-1 0,4 ПЭЛ-1 0,6 ПЭЛ-1 0,6 МГ 2 МГ 2 Диаметр катушки, мм 30 30 30 30 30 30 15 15 Длина намотки, М 33 20 20 12 8 5 25 20 Индикатором резонанса служит миллиамперметр чувствительностью 0,5 ма, включенный в сеточную цепь^высокочастотного генератора и расположенный в блоке питания (рис. XVI 1.35,6). Оба блока соединяются между собой штепсельным разъемом. Рис. XVII. 36. Схема конденсаторного частотомера на транзисторах. Резонансные частоты контуров аппаратуры следует измерять при выключенном напряжении питания и небольшой связи между контуром и измерительным прибором. Конденсаторный частотомер состоит из усилителя напряжения измеряемой частоты, ограничителя и электронного реле, управляющего зарядом и разрядом образцового конденсатора. Частота отсчитывается по отклонению стрелки прибора магнитоэлектрической системы, включенного в цепь заряда конденсатора. Диапазон частот, измеряемых конденсаторными частотомерами, лежит в пределах 10 гц — 200 кгц. " На рис. XVI 1.36 приведена схема любительской конструкции конденсаторного частотомера/собранного на транзисторах [7]. В качестве измери-
1038 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА теля частоты использован микроамперметр типа М-24 чувствительностью 100 мка. Батарея Б± типа ГБ-СА-45 (используется половина). Диапазон измеряемых частот разделен на 4 поддиапазона: 10 — 100 гц; 100—1000 гц; 1—10 кгц; 10—100 кгц. Первый каскад на транзисторе типа П14 является усилителем напряжения, второй каскад на таком же триоде — ограничителем напряжения. Конденсаторы Сб — С8 (зарядные емкости) подбираются в отношении 1 t 10 i 100 I 1000. Уровень входного напряжения контролируется кнопкой /C«iS лри нажатии кнопки микроамперметр М-24 включается по схеме вольтметра с пределом измерений 1 е. />-7 ft '/ h 1 fy~3 Fx 2 fy'j / 00 v\ f-0° О \J ш <P'45° О 00 юо X) ^ А т 9*Ш° \ 00 /V Ъ=Г80° 1 Рис. XVII. 37. Фигуры Лиссажу. Измерение частоты при помощи осциллографа производится методом сравнения. Напряжение измеряемой частоты и напряжение генератора сигналов подводят через усилители вертикального и горизонтального отклонения к отклоняющим пластинам. Если частоты сравниваемых напряжений равны или относятся друг к другу как целые числа, то на экране индикатора устанавливается неподвижная фигура, называемая фигурой Лиссажу. На рис. XVI 1.37 приведены фигуры Лиссажу для различных величин соотношения между частотой Fx (подаваемой на вход горизонтального отклонения луча) и частотой Fy (подаваемой на вход вертикального отклонения луча) при равенстве их амплитуд. Для каждого соотношения частот форма фигуры также зависит от сдвига фаз между сравниваемыми колебаниями. На высоких частотах фигуры Лиссажу, вследствие нестабильности частоты колебаний, становятся неустойчивыми. Поэтому измерение частоты с помощью осциллографа обеспечивает достаточную .точность (до 1%) лишь в диапазоне звуковых и низких радиочастот.
ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ Ю39 § 15. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ Методы измерения емкости и индуктивности выбираются, исходя из требуемой точности. С высокой точностью должны быть, например, измерены величины индуктивности и емкости для настраивающихся контуров радиоустройств, с большим допуском (до ±10%) по точности могут измеряться индуктивности дросселей и трансформаторов, емкости блокировочных и фильтровых конденсаторов. Перед измерением емкости конденсаторов и индуктивности контурных катушек, дросселей, трансформаторов необходимо проверить их исправность. Проверка исправности конденсаторов. Конденсатор необходимо проверить на отсутствие короткого замыкания, пробоя или обрыва между обкладками и выводами от них. Для выявления пробоя пользуются омметром или пробником. В некоторых конденсаторах пробой может про- явиться лишь при приложении к нему напря- 4,5(ГГ жения, поэтому проверятЬ\ИХ желательно на ' рабочем напряжении. Конденсаторы большой емкости (за исключением электролитических) проще всего проверить на обрывч включением Рис- XVII. 38. Схема в сеть переменного тока последовательно с лам- индуктивного проб- почкой накаливания. Конденсатор емкостью ника. свыше 100 пф можно проверить на утечку при включении в цепь с телефонами и низковольтной батареей: при большом сопротивлении утечки (хорошем конденсаторе) прослушивается щелчок только при первом включении. Точное значение сопротивления утечки измеряется на рабочей частоте конденсатора с использованием мостовых схем. Проверка исправности катушек индуктивности. Неисправности катушек индуктивности: обрыв или короткое замыкание витков. Обрыв обнаруживается омметром или пробником. Чтобы обнаружить короткозамкнутые витки, испытываемую катушку помещают вблизи другой катушки, входящей в настроенный в резонанс колебательный контур. При наличии корот- козамкнутых витков в катушке настройка контура резко нарушится. В качестве настроенного контура можно использовать контурные катушки радиоприемника при настройке его на хорошо слышимую станцию. При расстройке контура громкость резко снизится. Проверять катушку следует при настройке приемника на две различные станции. На рис. XVII.38 приведена схема индуктивного пробника, при помощи которого можно обнаружить короткое замыкание в обмотках дросселей и трансформаторов НЧ и судить о правильности соединения нескольких обмоток. Пробник состоит из батареи, ограничивающего сопротивления и неоновой лампочки. При размыкании цепи кнопкой Кн в исправной обмотке Lx, подключенной к клеммам пробника, возникает э. д. с. самоиндукции и лампочка вспыхивает. Сопротивление R включено для ограничения э. д. с. самоиндукции при испытании обмоток с малым сопротивлением. При коротком замыкании части витков или обрыве лампочка не зажигается. Емкость и индуктивность можно~измерять: а) методом вольтметра и амперметра (измерением величины реактивного сопротивления хс или xL
1040 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА в цепи переменного тока); б) методом косвенных измерений с использованием мостовых и резонансных схем. Метод вольтметра и амперметра используется для относительно грубого измерения величин С и L. Конденсатор или катушка включается в цепь переменного тока последовательно с миллиамперметром. Напряжение на конденсаторе или катушке измеряется вольтметром переменного тока. Зная частоту F, напряжение U и ток /, величину емкости можно вычислить по формуле С* ~~ 2nFU а величину индуктивности формуле L --2- *"" 2nFl * по Рис. XVII тока. Мост переменного Приборы, в которых величины измеряемых емкостей отсчитывают- ся непосредственно по шкале стрелочного измерительного прибора, ф называются фарадометрами. Для обеспечения постоянства питающего напряжения используют ламповые ограничители напряжения. При измерении емкостей свыше 0,005—0,01 мкф измерительная схема питается от сети переменного тока, при измерении малых емкостей — от генератора с частотой несколько тысяч герц. Промышленным фарадометром, основанным на описанном принципе, является прибор типа НИЕ-1. Мосты переменного тока (рис. XVII.39) используются для измерения величин емкости и индуктивности с большой точностью. Измеряемые емкость или индуктивность включаются в плечо моста. Их величины определяются по значениям сопротивлений в других плечах при уравновешивании моста (ток в диагонали минимальный). Условиями равновесия моста переменного тока являются: I) равенство произведений пол» ных сопротивлений г противоположных плеч: zAz2 = Zi*3; 2) равенство сумм углов сдвига фаз между током и напряжением этих же плеч моста: ф4 + ф2 = ф1 + фЗ- Индикаторами равновесия моста могут быть головные телефоны, оптический индикатор настройки, детекторные и ламповые приборы. Мост питается через входной трансформатор от источника переменной э. д. с. с частотой 400—1000 гц или от сети переменного тока (при измерении больших емкостей и индуктивностей). Провода питания к мосту и другие его цепи тщательно экранируются для устранения паразитных связей. На рис. XVI 1.40 приведена схема моста для измерения емкости конденсаторов (Сх) и активных потерь в них(/?^). Рис, XVII. 40. Мост для измерения емкости конденсаторов и величины активных потерь.
ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ I'04'l При равновесии моста: С.-<Ф **"~*Т5" Рис. XVII. 41. Мосты для измерения индуктивности. где /?i и Rz — постоянные активные сопротивления; Сэ — образцовая емкость (магазин емкостей); R — переменное сопротивление, компенсирующее сдвиг фаз в плече моста с конденсатором Сх. На рис. XVII.41,а приведена схема моста для измерения индуктивности Lx по эталонной индуктивности, а на рис. XVI 1.41,6 —по эталонной емкости. Переменное сопротивление R (рис. XVII. 41,а) служит для установления необходимого соотношения между активными сопротивлениями обеих катушек. При равновесии моста ток в диагонали минимальный и Условие равновесия моста (рис. XVII. 41,6): Lx = C9R!R2; Сэ — обычно магазин емкостей; ^и^- выбираются постоянной величины. При Rx = #3 =: 1000 ом Lx = Сэ, где Lx — мкгн, Сэ — пф. Сопротивление R предназначено для компенсации сдвига фаз в плечах. Резонансный метод используется для измерения емкостей до 0,01— 0,05 мкф и индуктивностей высокочастотных катушек. Образуя контур из измеряемого конденсатора Сх и известной по величине образцовой индуктивности L, или из индуктивности Lx и известной по величине образцовой емкости С, можно по значению резонансной частоты /0 вычислить искомую величину. Наиболее точная индикация резонанса контура получается при использовании метода нулевых биений. Для этого контур с неизвестной индуктивностью или емкостью включается в схему гетеродина, напряжение которого подается на одну сетку смесителя, а к другой сетке прикладывается напряжение высокочастотного измерительного генератора (рис. XVII.42). Нулевые биения прослушиваются в телефонах, включенных на выходе смесителя. Упрощенная схема измерения индуктивности ВЧ контуров приведена на рис. XVI 1.43. Момент резонанса устанавливается по максимуму показаний лампового вольтметра при изменении частоты генератора сигналов. Уровень сигнала на выходе генератора должен поддерживаться постоянным. При резонансе 2,53 • lQio £.= ■ PC* где Lx — мкгн; f — кгц; Сэ — пф.
1042 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА При измерении индуктивностей необходимо учитывать, что наличие распределенной емкости у катушек приводит к несоответствию полученной ~+2Q0 Рис. XVII. 42. Схема для измерения индуктивности и емкости резонансным методом с индикацией по нулевым биениям. величины действительному значению индуктивности. Чтобы погрешность не превышала 1%, необходимо определить собственную частоту катушки, представляющей вместе с распределенной емкостью параллельный контур, и производить измерения на частоте, меньшей одной десятой собственной частоты катушки. Для этого подбирается соответствующей величины эталонный конденсатор. Собственную емкость Со высокочастотных катушек индуктивности можно измерить также резонансным методом. Изменяя частоту генератора, определяют две частоты резонанса /i и /& соответствующие двум величинам эталонной емкости Сэ и вычисляют Рис. XVI 1.43. Схема для измерения индуктивности высокочастотных катушек резонансным методом. Л В — ламповый вольтметр переменного тока. С0 = ■ ff»-ff» Резонансные схемы используются также для измерений индуктивности и емкости с помощью мостов переменного тока (рис. XVI 1.44). Мост уравновешивается изменением частоты питающего напряжения на частоте последовательного резонанса индуктивности L и емкости С. При этом ©L = —-^ и Рис. XVII. 44. Схема резонансного моста.
ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ 1043 RxRt s=x R2Rs- При известных значениях L и С можно определить также частоту напряжения питания моста. На рис. XVI 1.45 приведены номограммы, по которым можно определить искомую величину Lx или Сх при измерениях резонансным методом. Номо- 200 -а Формую 300 А 400 \ 500 Л 600 4 700 800 i 900 А 1000-1 4000 J Ркгцуг 159000 L /гК%ц А ]Ш!УВ 120 •* 2500 я \ •мкгн^пф 1200 1000- * 5004 Э 400 \ 300 \ 3 ^чЯЮ-а 1500 «3 ^ Лч-1 оллл Ъеишл юо А 2000 -^ПаноМ65кгц4 Г С"125пЧпЗ ,ллл ЩНоходим 2(^ 3 30 3 я? J I 350 f X^oo-f №%-2000 200 -£1500 %W0 §/300 \l200 I f ЯГО | <з 250 \1200 | | зоо-\-юоо% f-900 , £-700 4$0< 500+600 550 i 500 20' 30-j §40 i § 60 1 2 70 I 90 i Г150 I ' *oo4' r 300-I 400-1 500 fo-v£ ^^QSm^ssoTsso C/\ 6Ш$г500 мкгн^пт йоно\ Ответ I /ООО-з i / 500-g «г 300A Ж юо 4 a 50 4 40 \ 30 20 < Mm. \с*380°Ф<™т тодим Ж1/60 >2 q$gp Ял* £450 7004 . Щ-400 I -350 I 900-1 5 1000^300% 1100 I о 1300 f #00 f /500 «И0 *00 /50 -j l/ООН 50-4 40 1 30 I i /0-J 5H 4 I 5004 4teTw * ¥LMMHгПф400 .300 HiiH 5*f Sfjl^2* « ,' 15*20 f 3 \4шш?°Х*5^®f\ 0 l Дано: 30-bipL Л l£a/30/w40f <5 J/=6,5Afc«30-| j j Находим L-262mkzh J Схема 20А \f m 5** Рис. XVII. 45. Номограммы для определения индуктивности и емкости при измерениях резонансным методом. граммы а, б и в относятся соответственно к диапазонам длинных, средних и коротких волн. Метод замещения используется при мостовых и резонансных измерениях обычно малых величин емкости и индуктивности. Достоинстовом этого метода является исключение влияния паразитных емкостей схем. Кроме того, при резонансных измерениях результаты не зависят от точности настройки и градуировки шкалы ВЧ генератора. На рис. XVI 1.46 приведена мостовая схема для измерения малой величины емкости (Сэ — эталонный конденсатор переменной емкости, Сп — магазин емкостей). Сначала уравновешивают мост при подключенной
1044 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА, емкости сх- Затем отсоединяют емкость Сх и снова уравновешивают мост. Приращение емкости Сэ равно измеряемой емкости Сх. Для измерения малых величин индук- тивностей таким методом необходимо иметь эталонный вариометр. На рис. XVII.47 приведена схема, в которой используется метод замещения при резонансных измерениях. Вначале при отключенной емкости Сх и максимальной величине Сэ = Сэ изменяют частоту генератора ВЧ до наступления резонанса в контуре L0C9i. Затем параллельно контуру подключают измеряемую емкость Сх и уменьшают емкость Сэ до величины Сэ^ при которой восстанавливается резонанс. Очевидно, что Сх =з C3t — Сэ<. Емкости большие Сэ при измерении подключают к контуру через известную емкость Ci (клеммы/ и 3). Величина емкости Сх в этом случае подсчитывается по формуле Phc.XVII. 46. Схема моста для измерения малых величин емкостей методом замещения. ■с%> *~Cx-(CSi-c8tr Измерение взаимоиндуктивности. Взаимную индуктивность М двух катушек можно определить, измерив индуктивности этих катушек при их последовательном согласованном (//) и встречном (IS) включении уенеротоа Yfc\ frjfb of-»** -4fc" TZ± Рис. XVII. 47. Схема для измерения емкости, в которой используется метод замещения при резонансных измерениях. -L" Точность измерения более высока при сильной связи. § 16. ИЗМЕРЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ Измерение добротности контура по его резонансной кривой. Добротность колебательного контура можно определить по его резонансной кривой (гл. I), снимаемой при помощи генератора сигналов и лампового вольтметра. Для определения добротности достаточно определить резонансную частоту контура — /рад и частоты /i и /г по обе стороны от резонанса, при которых напряжение на контуре становится равным 0,7 величины напряжения при резонансе <г= /. рез h^fx
ИСПЫТАНИЕ РАДИОЛАМП И ТРАНЗИСТОРОВ Ю45 квч генератору Измерители добротности (куметры) предназначены для измерения добротности Q элементов колебательных контуров на их рабочей частоте. Куметр состоит из генератора ВЧ, перекрывающего диапазон частот от 50—100 кгц до 10—20 Мгц, измерительного контура с эталонной емкостью и лампового вольтметра. Напряжение ВЧ генератора вводится последовательно в измерительный контур на небольшом сопротивлении R (рис. XVI 1.48). Так как при резонансе напряжения на одном из элементов контура (L и С) в Q раз больше напряжения, введенного последовательно в КОНТур, TO Q = тг- Контур настраивается в резонанс изменением емкости или перестройкой частоты генератора. Напряжение на контуре измеряется ламповым вольтметром ЛВ.~Так-как ток через сопротивление R держивается d© ё Рис. XVII. 48. Принципиальная схема определения добротности контура при помощи куметра. поддерживается постоянным, то шкала вольтметра может быть отградуирована непосредственно в величинах Q. Полученное значение Q относится к катушке, так как потерями в воздушном конденсаторе Сэ можно пренебречь. При помощи измерителя добротности можно также измерять величину индуктивности или емкости, применяя метод замещения (см. § 15 этой главы). Промышленностью выпускаются измерители добротности типов Е9-1 КВ-1) и Е9-2 (УК-1). § 17. ИСПЫТАНИЕ РАДИОЛАМП И ТРАНЗИСТОРОВ Простейшие испытания приемо-усилительных радиоламп заключаются в проверке отсутствия короткого замыкания между электродами и обрывов между электродами и их выводными штырьками, целости нити накала и эмиссионной способности катода. ! Схема испытателя радиоламп, обеспечивающего выполнение перечисленных простейших испытаний, приведена на рис. XVI 1.49. Переключатель вида работ Яг имеет три положения: К — проверка короткого замыкания между электродами, О—проверка обрывов в цепи электродов, Э — измерение эмиссионной способности катода. Электроды ламп подведены к контактным гнездам а.с (аноды и сетки), к.м (катоды и штырьки экранов) и н (нить накала). Если переключэтель Я2 установлен в положение К, то при поочередном переключении электродов в цепь миллиамперметра и источника питания UB включается одно из сопротивлений R0, определяющее ток в цепи / « _?. При коротком замыкании двух электродов в цепь R6 будут включены два параллельно соединенных сопротивления R0 и ток в цепи вырастет приблизительно вдвое. В положении О переключателя Яа и поочередном переключении электродов на них подается напряжение UB (минус UB подключен к катоду), вследствие чего через цепь миллиампермет-
1046 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Рис. XVII. 49. Схема испытателя радиоламп. ра при отсутствии обрыва должна протекать часть тока эмиссии. Проверку на обрыв проводят сначала для электрода, ближайшего к катоду, последовательно удаляясь от него, так как в случае обрыва в цепи катода или накала ток через миллиамперметр будет отсутствовать при измерениях в цепи всех электродов. В положении Э переключателя П2 через миллиамперметр и его шунты про- /7/ текает суммарный ток всех [Электроды. /& 1 анодных и сеточных цепей лампы, который, однако, не равен току эмиссии, так как в цепи электродов остаются включенными сопротивления R0. Для определения годности ламп по их эмиссионной способности необходимо составить по опытным данным испытания годных ламп таблицу минимальных показаний для различных типов ламп. Испытания на эмиссию необходимо проводить короткое время, меньший предел измерений миллиамперметра при этом включается кнопкой /Ci. Лампа к схеме испытателя присоединяется через соответствующую ламповую панель с использованием шнуровой коммутации. В промышленных испытателях ламп применя- ется система штепсельной ком- | 0/<Д2 мутации электродов. В них предусмотрена также возможность испытания ламп при типовых режимах. ~ Простейшее испытание транзистора заключается в проверке двух его параметров — величины коэффициента Р усиления постоянного тока в схеме с заземленным эмиттером, характеризующего усилительную способность транзистора, и величины обратного тока коллектора /к 0, характеризующего температурную стабильность. В любительских схемах испытателей транзисторов в цепь базы включается постоянное сопротивление R такой величины, чтобы ток базы /б был независимым от типа транзистора и имел постоянную величину /к для данного режима. В этом случае величина РСр= "Т" пропорциональна б ЖР1 "П Рис. XVII. 50. Схема проверки транзисторов. прибора для
ИСПЫТАНИЕ РАДИОЛАМП И ТРАНЗИСТОРОВ 1047 RA19850Mf\ о-. току /к. Поэтому измерительный прибор можно проградуировать непосредственно в величинах Рср. На рис. XVI 1.50 приведена схема любительского прибора для проверки транзисторов [6]. В приборе используется микроамперметр типа М-494 (/р = 50 мка, Rp = 660 ом) и переключатель рода измерений П\ на пять положений: положение -. * / — прибор выключен; по- о ~/1\+ о ^[RiO-wOOM ложение 2 — измерение тока /к 0 (разомкнута цепь эмиттера); положение 3—регулировка тока базы потенциометром /fo положение 4 — измерение коэффициента Р; положение 5 — контроль напряжения батареи типа 4£Щ>П-0,50 при токе на- грузюгЧО^ш. При измерении коэффициента Р к микроамперметру подключается шунт/?5, расширяющий предел шкалы до 5 ма, что соответствует Р = 500 (если устанавливается ток /б = 10 мка). Переключатель #а устанавливается в верхнее положение при проверке транзисторов с проводимостью р—п—р, и в нижнее — при их проводимости п—р—п. Для измерений параметров р и IK 0 транзисторов с проводимостью p—n—р можно легко приспособить авометры типов ТТ-1 и Ц-20[1]. На схеме авометра типа Ц-20 (рис. XVII.51) жирными линиями нанесены необходимые для этого дополнительные цепи и сопротивление /?2з» включаемое в цепь базы транзистора. Значения коэффициента Р отсчитываются непосредственно по шкале постоянного тока /макс= 3 ма, показания которой увеличиваются в 10 раз, так как при токе базы 10 мка это соответствует пределу измерения рмакс= = 300. Сопротивление /?гз выбирается из условия А23 = 600 120 и ^п *2/П А*Д А$У Ъв\\ ~оП М 600 900К\ 150 2Мк\ 30 ш\ 15 12Ш 30 1,5 Рис. XVII. 51. Схема переделки авометра Ц-20 для испытаний транзисторов. -бРмакс 'макс и 7макс ПРИ Еб = !'5 в получаем #23= Для приведенных значений fy = 150 ком. Для измерения /к 0 транзистор отключается от контактов э, б, к и присоединяется базой к гнезду «х 100», а коллектором — к гнезду «— ». Величина тока /к 0 измеряется при Ек = 4,5 в. Дополнительные три контакта для транзистора монтируются на лицевой панели прибора.Ц-20.
1048 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА § 18. НОВЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Все радиоизмерительные приборы разделяются на 16 укрупненных функциональных групп, обозначаемых прописными буквами русского ал-^ фавита. Подгруппы в каждой группе обозначаются цифрами по порядку," приборы в подгруппе отличаются порядковым номером. Таким образом, обозначение прибора складывается из буквы группы, цифры подгруппы и (через черточку) цифры присвоенного ему порядкового номера (например В5-1)! Для обозначения модернизированной модели прибора добавляется прописная буква по порядку русского алфавита: А — первая модернизация, Б — вторая и т. д. Комбинированные приборы относятся к группе и подгруппе, соответствующей основному измеряемому параметру, но к обозначению группы добавляется прописная буква К. Ниже приводится перечень групп и подгрупп, объединяющих виды приборов, используемых в радиолюбительской практике. Приборы для измерения тока — группа А. Подгруппы: контрольные установки — 1, амперметры постоянного тока — 2, переменного тока — 3, универсальные — 4. Приборы для измерения напряжения— группа В. Подгруппы: контрольные установки — 1, вольтметры постоянного тока — 2, переменного тока — 3, импульсные— 4, фазочувствительные — 5, селективные — 6, универсальные — 7. Приборы для измерения мощности— группа М. Подгруппы: контрольные установки — 1, ваттметры проходящей и поглощаемой мощности — 2, 3, мосты для измерителей мощности на термисторах и болометрах — 4, головки термисторные и болометрические — 5. Приборы для измерения электрических величин — группа Е. Подгруппы: контрольные установки — 1, меры (эталоны) активных сопротивлений — 2, индуктивностей — 3, емкостей —4, проводимостей — 5, измерители активных сопротивлений — б, индуктивностей — 7, емкостей — 8, добротностей — 9, полных сопротивлений и проводимостей — 10, магнитных свойств материалов — 11, универсальные — 12. Приборы для измерения частоты — группа Ч. Подгруппы: контрольные установки и эталоны частоты —-1, частотомеры (измерители частоты) резонансные — 2, электронно-счетные — 3, гетеродинные — 4, калибраторы кварцевые — 5. Приборы для наблюдения и исследования формы сигналов и их спектра—группа С. Подгруппы: осциллографы— 1, измерители коэффициента амплитудной модуляции — 2, измерители девиации частоты — 3, анализаторы спектра — 4, анализаторы гармоник — 5, измерители коэффициента нелинейных искажений — 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств — группа X. Подгруппы: приборы для исследования характеристик частотных ^- 1, переходных — 2, фазовых — 3, амплитудных — 4, измерители коэффициента шума — 5. Генераторы измерительные — группа Г. Подгруппы: установки для проверки генераторов — 1, генераторы шумовых сигналов — 2, звуковой и ультразвуковой частоты — 3, стандартных сигналов — 4, импульсов — 5, сигналов специальной формы — 6. Приборы специальные для импульсных измерений — группа И. Подгруппы: контрольные установки — 1, измерители временных интервалов —•■•
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ю4Э 2, счетчики импульсов — 3, анализаторы импульсов — 4, линии задержки — 5. Приборы для измерения напряженности поля и радиопомех — группа П. Подгруппы: контрольные установки — 1, индикаторы поля — 2, измерители напряженности поля — 3, измерители радиопомех — 4, приемники измерительные — 5, антенны измерительные — б, приборы для антенных измерений — 7. Приборы для измерения параметров ламп и полупроводниковых приборов — группа Л. Подгруппы: измерители параметров ламп и характерио- графы — 1, измерители параметров полупроводниковых приборов и ха- рактериографы — 2, измерители параметров электровакуумных приборов сверхвысоких частот — 3. § 19. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ В этом параграфе приведены краткие технические характеристики не которых промышленных радиоизмерительных приборов, наиболее широко применяемых радиолюбителями. В наименовании приборов указывается старое заводское обозначение (тип), имеющееся на большинстве приборов, находящихся в эксплуатации в настоящее время. Новое обозначение (см. § 18 этой главы), если оно присвоено данному прибору, приводится в скобках. Ампервольтомметр типа ТТ-1. Пределы измерения величины постоянного тока 0,2—1—5—20—100—500 ма\ напряжения постоянного и переменного тока 10—50—200—1000 в; сопротивлений 1—2000—20000—200000— —2 000 000 ом. Погрешность измерений постоянного тока и напряжения не превышает ±3% от предельного значения шкалы, переменного напряжения частотой 50 гц не более ±4% от предельного значения шкалы, сопротивлений не более ±10% от измеряемой величины. Измеритель прибора — микроамперметр типа ИТ-1 на 150 мка с сопротивлением рамки 1500 ом. Входное сопротивление вольтметра постоянного тока равно 5000 ом/в. Вес 1,6 кг. Ампервольтомметр типа Ц-20. Пределы измерения величины постоянного тока 0,3—3—30—300—750 ма\ напряжения постоянного тока 1,5— 6—30—120—600 в; напряжения переменного тока 7—5—30—150—600 в; сопротивлений 500—5000—500 000 ом. Погрешность измерения величины постоянного тока и напряжения постоянного и переменного тока не превышает ±4%, сопротивлений — не более ±2,5%. измеритель прибора — микроамперметр типа М494-12 на 85 мка с сопротивлением рамки 1500 ом. Входное сопротивление вольтметра постоянного тока 10 000 ом/в. Вес не более 1,3 кг. Ампервольтомметр (прибор для радиолюбителя). Пределы измерения величины постоянного тока 0,06—0,6—6—60—600 ма\ напряжений постоянного и переменного тока 6—30—150—600 в; сопротивлений 500—5000— 50 000—500 000—5 000 000 ом. Погрешность измерения величины и напряжения постоянного тока, а также переменного напряжения частотой 50г^не превышает ±4% от предельного значения шкалы, сопротивлений — не более ±2,5% от длины рабочей части шкалы. Измеритель прибора — микроамперметр типа М494 на 50 мка с сопротивлением рамки 1800 ом. Входное сопротивление вольтметра постоянного тока 16 670 ом/в. Вес 1,3 кг.
1050 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Ампервольтомметр типа Ц-52. Пределы измерения величины постоянного тока 75—150 мка; 3—15—30—150 ма; 1,5—15 а; переменного тока — 3—15—30—150 ма; 1,5—15 а; напряжения постоянного и переменного тока — 3—7,5—15—30—150—300—600 в; сопротивлений постоянному току 3—300 ком; 3—30 Мом. Диапазон частот 3Q гц — 10 кгц. Основная погрешность измерения не превышает ±1% на постоянном токе и ±1,5% на переменном токе. Входное сопротивление вольтметра на постоянном токе 20 000 ом/в; на переменном — 2000 ом/в. Вес 4 кг. Ампервольтомметр типа АВО-5м. Пределы измерения величины постоянного тока 60—300 мка; 3—30—120 ма; 1,2 и 12 а; величины переменного тока 3—30—120 ма; напряжения постоянного^ и переменного тока 3—12—30—300—600—1200 и 6000 в; сопротивлений 3—300 ком и 30 Мом. Погрешность измерений напряжения и величины постоянного тока не превышает ±3% от предельного значения шкалы, напряжения и величины переменного тока частотой 50 гц — не более ±5% от предельного значения по шкале, сопротивлений не более ± 10% от измеряемой величины. Измеритель прибора — микроамперметр типа М-24 на 50 мка с сопротивлением рамки 2500.ом. Входное сопротивление вольтметра постоянного тока равно 20 000 ом/в. Вес 8,5 кг. Ламповый вольтметр переменного тока типа ВКС-7Б. Частота измеряемого напряжения 25 гц — 100 Мгц. Пять пределов измерений напряжения с отдельными шкалами 1,5—5—15—50—150 в. Входное сопротивление на низких частотах 4 Мом; на частоте 50 Мгц снижается до 0,3 Мом. Погрешности измерений ±3%, а в диапазоне 50—100 Мгц — до ±7%. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц при напряжении от 100 до 240 в. Потребляемая мощность 20 ва. Вес 13 кг. Ламповый вольтметр переменного тока типа ЛВ-9-2. Частота измеряемого напряжения 25 гц — 200 кгц. Десять пределов измерений с общей шкалой 10—30—100—300 мв; 1—3—10—30—100—300 в. Входное сопротивление на частоте 1000 гц равно 500 ком. Погрешность измерений ±2,5% при частотах до 50 кгц, ±10% — на частотах свыше 50 кгц. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 110, 127 и 220 в. Потребляемая мощность 25 ва. Вес 9 кг. Ламповый вольтомметр типа А4-М2 (ВК7-3). Прибором можно измерять напряжения переменного и постоянного тока, величину сопротивлений индуктивностей и емкостей. Основные параметры прибора: 1. Диапазон измерения напряжений постоянного тока от ОД до 1000 в при 7 поддиапазонах. При помощи высоковольтного щупа с выносным делителем можно измерять напряжения постоянного тока до 8 кв. Погрешность измерений не превышает ±5%. Входное сопротивление прибора при измерении напряжений постоянного тока 11 Мом. 2. Диапазон измерения напряжений переменного тока частотой до 60 Мгц от 0,1 до 1000 в при 7 поддиапазонах. Входное сопротивление не ниже 4,3 Мом, входная емкость выносного пробника — 7 пф. 3. Диапазон измерения сопротивлений от 1 ом до 100 Мом при 7 поддиапазонах. 4. Диапазон измерения индуктивностей от 100 мгн до 100 гн на 6 поддиапазонах при питании измерительного моста от сети 50 гц. 5. Диапазон измерения емкостей от 100 пф до 100 мкф при 6 поддиапазонах. 6. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 127 или 220 в или от сети частотой 400 гц напряжением 150 в. Потребляемая мощность 35 ва. Вес 8 кг. Вольтметр ламповый универсальный типа ВЛУ-2 (В7-2). Предназначается для измерений в цепях постоянного тока и переменного тока высокой частоты. Шкала прибора используется на пяти диапазонах измерения
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 1051 с верхними пределами 1,5—5—15—50—150 в напряжения постоянного и переменного тока. К вольтметру придаются делители напряжения, расширяющие пределы измерения по постоянному напряжению до 15 кв, по переменному напряжению частотой до 30 Мгц — до 5 кв. Погрешность измерений в цепях постоянного и переменного тока частотой 50 гц составляет ±2,5%, в цепях переменного тока частотой до 100 Мгц и от 100 до 400 Мгц — соответственно ±3 и ±15%. Входное сопротивление при измерении напряжений постоянного тока не менее 25 Мом, при измерении напряжений переменного тока частотой 50 гц — не менее 10 Мом, частотой 100 Мгц — не менее 50 ком. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 110, 127 и 220 в, потребляемая мощность 65 ва. Вес 10 кг. Вольтметр ламповый типа МВЛ-2М (ВЗ-2А). Измеряет напряжения переменного тока в диапазоне от 1 мв до 300 е. 12 пределов измерений: 1—10—30—100—300 мв и 0,1—1—3—10—30—100—300 в. Диапазон измеряемых частот от 20 гц до 1 Мгц. Основная погрешность от ±3 до ±5%. Входное сопротивление 1 Мом, входная емкость 25 пф. Питание от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением ПО, 127 и 220 в. Потребляемая мощность 70 ва. Вес около 9 кг. Милливольтметр ламповый типа МВЛ-3 (ВЗ-3). Предназначен для измерения малых напряжений переменного тока в широком диапазоне от звуковых до видеочастот. Пять пределов измерения: 10—30—100—300— 1000 лев. Диапазон частот 30 гц — 10 Мгц. Основная погрешность измерений не превышает ±3% от предела шкалы на звуковых частотах, а в диапазоне 5—10 Мгц — не более ±10%. Входное сопротивление на звуковых частотах 1 Мом. Входная емкость пробника не более 10 пф. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением ПО, 127 и 220 в. Потребляемая мощность ВО ва. Вес около 9 кг. Милливольтметр ламповый типа МВЛ-4 (ВЗ-4). Технические характеристики такие же, как и у прибора МВЛ-3 (ВЗ-3), однако частотный диапазон выше + (до 30 Мгц). Вольтметр ламповый типа МВЛ-6 (ВЗ-6). Предназначен для измерения напряжений переменного тока от 150 мкв до 200 в. Имеет 17 диапазонов с пределами измерения 0,5—1 —5—10—20—50—100—200 мв и 0,5—1—i2— 5— 10—20—50—100—200 в. Диапазон измеряемых частот от 5 гц до 1 Мгц. Основная погрешность на частоте 1000 гц ± 3%. Входное сопротивление 5 Мом, входная емкость 25 пф. Питание от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением ПО, 127 и 220 в. Вольтметр ламповый импульсный типа ВЛИ-3 (В4-2). Предназначен для измерения амплитудных значений видеоимпульсов положительной и отрицательной полярности напряжением до 150 в (с делителями напряжения — до 50 кв). Диапазон частот следования импульсов от 20 гц до 4 Мгц. Основная погрешность измерений ±3—4%. Входное сопротивление не менее 200 ком на частоте 4 Мгц и 20 Мом на частоте 50 гц. Входная емкость И пф. Питание от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 110, 127 и 220 в. Вес около 7 кг. Детекторный вольтметр типа ИВ-4 (измеритель выхода). Диапазон измеряемых частот 50—5000 гц. Предназначен для измерения напряжений звуковой частоты на выходе радиоприемников, а также в низкочастотных цепях радиоаппаратуры. Пределы измерения: 3—6—15—30—60— 300 в. Основная погрешность измерения напряжения частотой 50 гц не превышает ±5% от предельного значения шкалы. Входное сопротивление прибора на всех шкалах 20 000 ом. Вес 1,2 кг. Ламповый мегомметр МОМ-З (Е6-2). Пределы измерения сопротивле-
1052 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ний: 100—10 000—100 000 ом; 0,1—1,0—10—100—1000 Мом. Погрешность измерений от ±5 до ±10% от показания по шкале. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением от 100 до 240 в. Вес 9 кг. Низкочастотный измеритель емкости типа НИЕ-1. Предназначается для ориентировочного измерения емкостей на переменном токе частотой 50 и 5000 гц в диапазоне от 10 пф до 100 мкф. Пределы измерений: 1000— 100 000 пф; 10—100 мкф. Погрешность измерения составляет ±5 — ± 10% от показания по шкале. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 110, 127 или 220 в. Вес 10 кг. Универсальный мост типа УМ-3(Е12-2). Предназначается для измерения сопротивлений, индуктивностей, емкостей, а также добротности катушек индуктивностей и тангенса угла потерь конденсаторов. Сопротивления измеряются на постоянном токе, получаемом от выпрямителя, емкости и индуктивности — на переменном токе частотой 100 и 1000 гц от внутреннего генератора. Диапазон измеряемых величин: сопротивлений — от 0,1 ом до 5 Мом, емкостей — от 10 пф до 100 мкф, индуктивностей — от 10 мкгн до 10 г«, тангенса угла потерь — от 0,001 до 0,1, добротности катушек индуктивностей от 0,5 до 500. Основная погрешность измерения сопротивления, емкости и индуктивностей не превышает ±3%. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 127 или 220 в. Потребляемая от сети мощность 30 ва. Вес не более 21 кг. Высокочастотный измеритель индуктивностей и емкостей ИИЕВ-1 (Е12-1). Предназначен для измерения малых индуктивностей и емкостей с малыми потерями резонансным методом с индукцией по нулевым биениям. Пределы измерения индуктивностей 0,05—10—100—1000 мкгн, 10— 100 мгн с основной погрешностью ±1,5%. Пределы измерения емкостей от 1 до 5000 пф. Основная погрешность измерения емкостей свыше 10 пф не превышает ±0,5%. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением НО, 127 или 220 в. Вес около 25 кг. Генератор стандартных сигналов типа ГСС-6 (Г4-1А). Диапазон частот 100 кгц — 25 Мгц. Погрешности установки частоты" ±1%. Выходное сопротивление на выходе «0,1» и «1 в» составляет 40 ом. Выходное напряжение устанавливается в пределах от 0,1 мкв до 1 в с частотной погрешностью, не превышающей ±10%. Внутренняя модуляция на частоте 400 гц с коэффициентом глубины модуляции 10—100%. Питание прибора от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 100 и 220 в с допустимыми изменениями в пределах 100—140 и 160—230 в. Вес 27 кг. Генератор стандартных сигналов типа ГСС-7 (Г4-7А). Диапазон частот 20—180 Мгц. Погрешность установки частоты не более ±1%. Выход коаксиальный, сопротивление выхода 75 ом. Выходное напряжение устанавливается в пределах от 1 мкв до 1 в с основной погрешностью ±10%. Внутренняя модуляция синусоидальным напряжением 400 и 100 гц, & также прямоугольными импульсами с частотой следования 1000 гц. Коэффициент глубины модуляции 10—80%. Питание от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением ПО, 127, 220 в. Потребляемая мощность 200 ва. Вес 30 кг. Сигнал-генератор типа СГ-1. Диапазон генерируемых частот 13—330 Мгц. Погрешность установки частоты ±2%. Выход коаксиальный, выходное сопротивление 100 ом. Выходное напряжение от 4 мкв до 20 мв устанавливается с основной погрешностью ±25% и частотной в диапазоне 13—100 Мгц до ±15%. Внутренняя модуляция на частоте 1000 гц при глубине модуляции от 10 до 50%. Питание от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 127 и 220 в. Вес 17 кг.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ю53 Генератор метровых волн типа ГМВ (ГЗ-8). Диапазон частот 20—400 Мгц. Погрешность установки частоты ±1,5%. Выход коаксиальный, выходное сопротивление 75 ом г Выходное напряжение от 4 мкв до 50 мв устанавливается с максимальной частотной погрешностью ±15%. Внутренняя амплитудная модуляция синусоидальным напряжением 1000 гц, а также прямоугольными импульсами длительностью 4—20 мксек при частоте следования 200—3000 гц. Питание от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением ПО, 127, 220 е. Потребляемая мощность 300 ва. Генератор звуковой частоты типа ЗГ-2А. Диапазон частот 20 гц — 20 кгц. Погрешность градуировки ±2%. Дополнительный переменный конденсатор позволяет производить плавную расстройку в любой точке диапазона в пределах ±100 гц. Выходное напряжение до 150 в, выходная мощность 2 вт. Потребляемая мощность 200 ва от сети частотой 50 гц напряжением ПО, 127 и 220 в. Вес 50 кг. Генератор звуковой частоты типа ЗГ-10 (ГЗ-2). Диапазон частот 20 гц — 20 кгц. Погрешность градуировки ±2% ±1 гц. Выходное напряжение до 150 в при выходной мощности до 5 вт. Потребляемая мощность 150 ва от сети частотой 50 гц напряжением НО, 127 и 220 в. Вес 35 кг. Генератор звуковой и ультразвуковой частоты типа ЗГ-11 (ГЗ-3). Диапазон частот 20 гц — 200 кгц. Погрешность градуировки ±1%. Выходное напряжение на нагрузке 200 ом не менее 1 в. Потребляемая мощность 90 ва от сети частотой 50 гц напряжением 110,127 и 220 в. Вес 25 кг. Генератор звуковой и ультразвуковой частоты типа ЗГ-12 (ГЗ-4). Диапазон частот 20 гц — 200 кгц. Погрешность градуировки генератора по частоте ±2%. Выходное напряжение до 150 в, максимальная выходная мощность 5 вт. Потребляемая мощность 150 ва от сети частотой 50 гц напряжением 220 е. Вес 30 кг. Широкополосный генератор сигнала видеочастоты типа 100И. Диапазон частот 20 г^ — 10 Мгц. Погрешность по частоте ±3%. Выходное напряжение от 3 мв до 30 в. Сопротивление выхода 75 и 1000 ом. Потребляемая мощность 625 ва от сети частотой 50 гц напряжением НО, 127 и 220 в. Генератор прямоугольных импульсов типа 26И (Г5-1А). Генератор вырабатывает импульсы любой полярности. Длительность импульсов от 0,1 до 10 мксек (20 значений). Частота повторения импульсов — ряд из двадцати значений от 50 до 1000 гц и тот же ряд, умноженный на 10. Амплитуда импульсов на выходе при нагрузке 1000 ом не менее 130 в, при нагрузке 75 ом параллельно с емкостью 50 пф — не менее 20 в. Генератор содержит осциллографический индикатор с калибратором длительности импульсов и устройство для измерения амплитуды импульсов. Потребляемая мощность 275 ва от сети частотой 50 и 400 гц напряжением 115, 127 и 220 в. Гетеродинный волномер типа 527 (44-1). Диапазон измеряемых частот (в двух поддиапазонах) 125 кгц — 20 Мгц. Погрешности измерения частоты: на первом поддиапазоне ±50 гц, на втором ±400 гц. Прибор питается от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 110, 127 и 220 в. Измеритель частоты типа ИЧ-6 (43-1). Диапазон измеряемых частот 10 гц — 200 кгц. Погрешность измерения частоты ±2%. Входное напряжение, подаваемое на прибор,— от 0,5 до 200 в. Входное сопротивление
1054 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА прибора не менее 50 ком. Питание от сети частотой 50 гц напряжением 110, 127 и 220 в. Вес 15 кг. ч Кварцевый калибратор типа КК-6 (45-1). Диапазон измеряемых ча стот 125 кгц — 20 Мгц. Погрешность измерения частоты ±0,01%. Основные частоты кварца 125 и 1250 кгц. Питание анодных цепей от сухих батарей напряжением 150 в, накальных цепей — от аккумулятора 6 в. Вес 1,2 кг. Измеритель добротности типа КВ-1 (Е9-1). Диапазон измерения добротности 25—625. Погрешность измерения добротности от ±5 до ±10%. Диапазон частот высокочастотного генератора 50 кгц — 50 Мгц перекрывается семью поддиапазонами. Погрешность градуировки по частоте ±1%. Питание от сети частотой 50 гц напряжением 110, 127 и 220 в. Потребляемая от сети мощность 60 ва. Вес 14 кг. Измеритель добротности типа УК-1 (£9-2). Диапазон измерения добротности 80—1200. Погрешность измерения добротности не превышает ±10%. Диапазон частот генератора 30—200 Мгц перекрывается тремя поддиапазонами. Погрешность градуировки по частоте ±1%. Питание от сети частотой 50 гц напряжением ПО, 127 и 220 в. Потребляемая мощность 60 ва. Вес 10 кг. Электронный осциллограф типа ЭО-7 (С1-1). Коэффициент усиления вертикального усилителя не менее 1800, чувствительность 0,25 см/в, полоса усиливаемых частот от 20 гц до 500 кгц, сопротивление входа 2 Мом. Коэффициент усиления горизонтального усилителя 35, чувствительность не менее 4,5 см/в. Полоса усиливаемых частот 2 гц — 300 кгц, сопротивление входа 5 Мом. Диапазон частот генератора непрерывной развертки от 2 гц до 50 кгц. Синхронизация развертки предусмотрена исследуемым сигналом (внутренняя), внешним сигналом и от сети 50 гц. Индикатор — электронно-лучевая трубка типа 13Л037. Потребляемая мощность 120 ва от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 115, 127 и 220 в. Вес 24 кг. Электронный осциллограф типа ЭО-бм. Чувствительность с входных клемм усилителя вертикального отклонения не менее 2,4 см/в, полоса усиливаемых частрт от 10 гц до 3 Мгц, сопротивление входа не менее 1,8 Мом. Чувствительность с входных клемм усилителя горизонтального отклонения не менее 3, см/в, полоса усиливаемых частот от 10 гц до 500 кгц, сопротивление входа не менее 80 ком. В приборе имеются две системы разверток: 1. Непрерывная с шестью диапазонами частот: 2—-20; 20—200 гц; 0,2—2; 2—20; 20—100; 100—500 кгц. 2. Ждущая с четырьмя диапазонами длительностей: 2,5; 5; 25 и 250 мксек при частоте следования импульсов от 200 гц до 10 кгц. Калибра- ционные яркостные метки лежат через 0,5; 1; 5 и 20 мксек в соответ- v ствйи с диапазонами ждущей развертки. *-| Индикатор — электронно-лучевая трубка типа 8Л029. Потребляемая мощность 140 ва от сети переменного тока частотой 50 гц напряжением 115 127 и 220 в. Вес 18 кг.. Импульсный синхроскоп типа СИ-1 (С1-5). Прибор позволяет наблюдать периодические и импульсные процессы и измерять длительность импульсов в пределах от 0,1 до 3000 мксек. Чувствительность со входа усилителя вертикального отклонения на частоте 100 кгц не менее 25 мм от пика до пика на 0,3 в эффективного значения напряжения. Полоса усиливаемых частот от 10 гц до 10 Мгц (при неравномерности в полосе 3 дб). Входное сопротивление усилителя не менее 0,5 Мом. Чувствительность со входа
КОМБИНИРОВАННЫЕ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ПРИБОРЫ Ю55 усилителя горизонтального отклонения на частоте 100 кгц не менее 25 мм от пика до пика на 0,3 в эффективного значения напряжения, полоса усиливаемых частот от 20 гц до 400 кгц при неравномерности в 3 дб, сопротивление входа не менее 80 ком. В приборе имеются две системы разверток: непрерывная, с девятью диапазонами частоты в пределах от 20 гц до 200 кгц; ждущая с девятью фиксированными диапазонами длительности развертки в пределах от 1 до 3000 мксек. Калибрационные яркостные метки для измерения длительности импульсов следуют через интервалы времени 0,05; 0,2; 1,0; 5 и 20 мксек. Погрешность калибровки временных интервалов не превышает 5%. Прибор содержит также калибратор по уровню импульсных и эффективных значений напряжений с непосредственным отсчетом величины на отдельных шкалах с погрешностью, не превышающей ±10%. Индикатор — электронно-лучевая трубка типа 8Л029. Прибор потребляет 165 ва от сети переменного тока частотой 50 или 400 гц напряжением 115, 127 и 220 в. Вес не более 18 кг. Прибор для настройки телевизоров типа ПТН-3 (XI-3). Предназначен для настройки УВЧ, УПЧ и дискриминаторов. Рабочие диапазоны частот: 6—9 Мгц; 27—70 Мгц\ 68—102 Мгц; 174—232 Мгц. Полоса частот, одновременно наблюдаемых на экране, плавно регулируется в пределах рабочих диапазонов. Выходное напряжение частотно-модулированного генератора 150 мв ±50%. Выходное сопротивление прибора 75 ом. Входная емкость детектора около 5 пф. Чувствительность со входа усилителя вертикального отклонения осциллографа 0,3 мм/мв, полоса пропускания до 250 кгц. Частота горизонтальной развертки 25, 500 и 5000 гц. Питание прибора от сети частотой 50 гц напряжением ПО, 127 и 220 в. Измеритель частотных характеристик типа ИЧХ-1 (XI-2). Используется для настройки широкополосных усилителей и видеотракта телевизионных приемников. Рабочий диапазон частот 0,1—20 Мгц. Полоса частот, одновременно наблюдаемых на экране прибора, 1—8 Мгц. Наименьший интервал между частотными маркерными отметками наблюдаемой на экране характеристики 1 Мгц. Чувствительность осциллографа со входа детектора 100 мм/в. Индикатор — электронно-лучевая трубка. Вес 200 кг. Генератор качающейся частоты 102-И (XI-1). Предназначен для визуальной настройки усилителей ВЧ и ПЧ связных и телевизионных приемников. Диапазон несущих частот 10—100 Мгц. Качание частоты в пределах от ±0,5 до ±1,5 Мгц. Кварцевые калибровочные метки следуют через 1 и 10 Мгц. Чувствительность со входа вертикального усилителя 0,3—0,5 в при размахе изображения на 60 мм. Вес IS кг. § 20. КОМБИНИРОВАННЫЕ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ПРИБОРЫ Ламповый авометр и LC-метр на базе прибора ТТ-1 [5] представляет собой приставку к авометру ТТ-1, при помощи которой можно измерять: 1. Постоянное напряжение от 50 мв до 1000 в при входном сопротивлении, равном 12 Моя. Диапазон измерений разделен на семь поддиапазонов с пределами: 1—2,5—10—25—100—250—1000 в. 2. Переменное напряжение до 100 в при частоте до 100 Мгц. 3. Сопротивления от 1 ом до 1000 Мом (7 пределов измерений, кратных десяти, в приставке).
1056 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА 4. Емкости конденсаторов от 5 пф до 25 мкф. 5. Индуктивности (на частоте 50 гц) от 1 до 1000 гн. При этих измерениях авометр ТТ-1 используется как миллиамперметр со шкалой 0,2 лея. По этой шкале отсчитываются все величины, кроме индуктивности. Схема приставки приведена на рис. XVII.52. Ее основным узлом является ламповый вольтметр постоянного тока, собранный по схеме моста, плечами которого являются внутренние сопротивления триодов Л2 и сопро- л^/гвнгп 1Шб* °1000в Р*1 &U0 ЙЩ С*0,1 MOO CxQftl R*1K MOW R*10K CxfOO RWQkMO Rxlfl Cxi Рис. XVII. 52. Схема лампового авометра и LC-метра (приставка к прибору ТТ-1). тивления #25 и /?2в. Прибор ТТ-1 включается в диагональ моста, который до начала всех измерений уравновешивается потенциометром #2i («установка нуля»). Ламповый вольтметр используется при всех видах измерений: постоянного и переменного напряжения высокой частоты (положение У переключателя рода измерений П\), сопротивлений (положение 2), емкости й индуктивности (положение 3). Напряжения отсчитываются по шкале постоянных напряжений прибору ТТ-1. Для этого при наладке потенциометром R& устанавливается полное отклонение стрелки прибора при подаче на вход (клемма 2) постоянного напряжения 1 е. Для измерения напряжений выше 1 в предусмотрен входной делитель напряжения с переключателем Я«^ (градации 2; 5; 10; 25; 100; 250 и 1000). Для измерения переменных напряжений звуковой и высокой частоты к клемме 2 подключается детекторный каскад в виде выносного пробника.
КОМБИНИРОВАННЫЕ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ПРИБОРЫ 1057 Сопротивления (клеммы / и 5) намеряются по схеме лампового омметра (см. § 8 этой главы). Источником питания входной цепи омметра служит напряжение, выпрямленное диодом Дь подключенным к обмотке б силового трансформатора. Эталонные сопротивления входной цепи (R9 — Rib), коммутируемые переключателем Я^, обеспечивают кратность отсчета в 10, 100, 1000 и т. д. раз, при этом шкала совпадает, со шкалой омов прибора ТТ-1. Перед измерением сопротивлений при замкнутых клеммах 1—5 стрелка гальванометра устанавливается на нуль шкалы омов потенциометром /?2з («установка LCQ*). Индуктивность L и емкость С (клеммы 1 и 4) измеряются путем определения величины падения переменного напряжения U# на одном из эталонных сопротивлений /?9—/?i5, включаемых последовательно в цепь с измеряемой индуктивностью или емкостные и источником э. д. с. (обмоткой б трансформатора). Напряжение U^ усиливается каскадом на триоде ЛХа и после выпрямления диодом Д2 подается на вход вольтметра постоянного тока. Шкала емкости линейна, так как величины R9—Rib выбираются намного меньшими *с = — вследствие чего напряжение 0# прямо пропорционально измеряемой емкости С. Шкала для индуктивностей нелинейна и их величины отсчитываются по заранее составленной таблице или графику. Перед измерением L и С нажатием кнопки Кн на вход усилителя <ЛХа подается с делителя /?19—/?2о часть напряжения (1 в) с обмотки накала ламп и с помощью ручки «Установка LCQ» (/?гз) стрелка гальванометра устанавливается на последнее деление шкалы постоянных напряжений прибора ТТ-1. Силовой трансформатор выполнен на сердечнике типа УШ-18, толщина пакета 20 мм. Сетевая обмотка — 3300 витков провода ПЭЛ 0,1, повышающая — 3600 витков провода ПЭЛ 0,1, обмотка накала ламп — 95 витков ПЭЛ 0,8. Обмотка питания омметра и LC-метра — 30 витков провода ПЭЛ 0,45. Таблица XVII. 7 Данные катушек Номер катушки I II- III IV V VI VII VIII Поддиапазон частоты, Мгц 0,43-0,75 0,75—1,2 1,2-4,9 1,9—3,5 3,5—7,0 7,0—13,0 12,5—21 21 —31 Число витков 550 290 174 ПО 60 30 9 ' ! 6 Провод ПЭШО 0,1 * ПЭШО 0,1 ПЭШО 0,12 ПЭШО 0,15 ПЭЛ 0,41 ПЭШО 0,69 ПЭШО 0,69 ПЭШО 0,69 Диаметр каркаса, мм 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 Намотка Внавал » * Рядовая » 1 » •с_ ' » » Гетеродинный измеритель резонанса (ГИР) и авометр [18]. Принципиальная схема прибора приведена на рис. XVI 1.53. Прибор представляет собой комбинацию ГИР, перекрывающего диапазон частот от 430 кг^ до 31 Мгц, вольтметра постоянного и переменного тока с пределами измере- 34 120
1058 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ний 15—150—600 в и омметра для измерителя сопротивлений от 10 ом до 2 Мом. Высокочастотный генератор гетеродинного измерителя резонанса собран по емкостной трехточечной схеме на пальчиковой лампе Л\ типа 6А2П. Колебательный контур состоит из конденсатора С2, Сз и сменной катушки LK. Данные катушек /,кдля восьми поддиапазонов приведены в табл. XVII.7. Рис. XVII. 53. Схема гетеродинного измерителя резонанса и авометра* В пределах поддиапазона частота перестраивается изменением индуктивности LK катушки контура с помощью альсиферового сердечника диаметром 9,5 мм (два сердечника от фильтра промежуточной частоты приемника «Родина»). Величина сеточного тока контролируется миллиамперметром, включенным в сеточную цепь. На лампе типа 6А2П (JIi) собран также генератор звуковой частоты на LC, предназначенный для модуляции высокочастотного генератора. В качестве трансформатора Трх можно применять любой междуламповый или микрофонный трансформатор. Дроссели ДрЛ Др2 выполнены на каркасах диаметром 6 мм и имеют по 1000 витков провода ПЭЛ 0,08. . Микроамперметр — индикатор резонанса используется также в схеме авометра. Его чувствительность 150 мка, сопротивление рамки 1500 ом.
20,0*300в_= \331л fii Лг 6Ф1П ЮК 6НЗП 20,0*3006Ькг л3 6П1П спь " W*\ I 20,0*3000 \fк г Т + f L-L , . /Л/ Рис. XVII. 54. Схема широко диапазон но го генератора звуковой и ультразвуковой частоты. 20М хЗООв л7сгт J. л6спп
л8бжт Лдбжт выходвч l w 3 5 > Я я > •а 2 I —6,36 Рис. XVII. 55. Схема широкодиапазонного генератора высокой частоты.
КОМБИНИРОВАННЫЕ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ПРИБОРЫ Ю61 Омметр питается от двух последовательно соединенных элементов типа ФБС-0,25, выполнен по последовательной схеме и имеет один предел измерений. Прибор подключается к налаживаемому приемнику или усилителю через переходную колодку и при измерении потребляет от него мощность 12 вт. Широкодиапазонный генератор [9]. Прибор состоит из #С-генератора звуковой и ультразвуковой частоты и высокочастотного LC-генератора. Схема #С-генератора приведена на рис. XVI 1.54. Возбудитель колебаний собран по мостовой схеме на лампах JJi и Л^ В цепи отрицательной обратной связи (катод лампы Л1а) включены две лампы накаливания (6 вт, 115 в). Диапазон частот разделен на 4 поддиапазона: 17—170 гц; 170— 1700 гц; 1,7—-17 кгц; 17—170 кгц. В пределах поддиапазона частота регулируется плавно сдвоенными переменными сопротивлениями R2 и R6. На лампе Л^ собран однокаскадный усилитель, на лампе Лз — выходной катодный повторитель. Выходной делитель ослабляет напряжение в 10, 100, 1000 и 10 000 раз. Схема высокочастотного генератора приведена на рис. XVII.55. Возбудитель колебаний собран по трехточечной схеме на лампе Л8. Диапазон частот разделен на пять поддиапазонов: 150—430 кгц; 430—1100 кгц; 1,0—2,9 Мгц; 2,9—7,9 Мгц; 7,9—24 Мгц. На лампе Л9 собран буферный усилитель. В пределах каждого поддиапазона частота перестраивается плавно двухсекционным блоком переменных конденсаторов Сзъ емкостью Таблица XVII. 8 Данные катушек контуров и дросселей ВЧ генератора Обозначение на схеме (рисунок XVI 1.55) и и и и и и и 1г h Lio Ln L12 L13 Lu Lu ДР1 ДРг Дрз Др* Марка и диаметр провода пэлшоод ПЭЛШО0Л2 ПЭЛШО0,2 ПЭЛШО0,38 ПЭЛ-1 0,64 ПЭЛШО0,1 ПЭЛШО 0,12 ПЭЛШО0,2 ПЭЛШО 0,38 ПЭЛ 0,64 ПЭЛШО 0,15 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛШО 0,2 ПЭЛШО 0,38 ПЭЛШО 0,38 ПЭЛШО 0,64 ПЭЛШО 0,15 ПЭЛШО 0,15 ПЭЛШО 0,1 Число витков 3x325+180+45 ЗХ75+50+25 ЗХ30+15+15 25+5 6,5+2,5 4x225 4X75 4X30 27 9 45 1 -20 14 5 2 60 230 230 2700 . Ширина намотки, мм з1) У) а*) 13 8 З1) З1) З1) 13 8 3 3 3 2 1,5 12 12 12 15 Диаметр каркаса, мм 8 8 8 16 16 8 8 8 16 16 8 8 8 16 16 8 8 1 в 1 8 Вид намотки Внавал » ъ Рядовая » Внавал » » Рядовая » Внавал » 1 » Рядовая » » Внавал » 1- * 1) Ширина намотки одной секции.
1062 ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА 10—495 пф. Выходной ступенчатый делитель аналогичен делителю /регенератора и расположен в отдельном кожухе. Модулирующее напряжение частотой 400 гц подается на высокочастотный генератор с /?С-генератора при следующих положениях переключателей (рис. XVI 1.54): П\ — в положении, соответствующем второму поддиапазону, #2 — в левом положении. Глубина модуляции регулируется сопротивлением Ri8 (рис. XVI 1.54), а напряжение ВЧ — сопротивлением /?4б (рис. XVI 1.55). Выходное напряжение обоих генераторов контролируется диодным вольтметром, в котором используется микроамперметр на 300 яка. Силовой трансформатор выполнен на сердечнике из пластин типа Ш-16, толщина набора 46 мм. Данные обмоток: / — 762 витка провода ПЭЛ 0,31; // — 564 витка провода ПЭЛ 0,25; /// — 1650 витков провода ПЭЛ 0,2; IV — 42 витка провода ПЭЛ 0,8. Данные катушек контуров и дросселей ВЧ генератора приведены в табл. XVI 1.8. В текстолитовые каркасы катушек ввинчиваются карбонильные сердечники длиной 22 мм диаметром 6 мм. Размеры кожуха прибора — 280 X 210 X 135 мм. /
ГЛАВА ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ V \/111 = И ТЕЛЕМЕХАНИКИ /V V 111 § 1. ДАТЧИКИ Датчики температуры. В зависимости от назначения электрические датчики температуры называются термометрами, термосигнализаторами, реле температуры, терморегуляторами и др. Термометры ртутные контактные изготавливаются следующих типов: ТКМП и ТКМУ — с магнитной регулировкой переменного контакта с пределами шкалы температур 0—50; 0—100; 50—150; 100—200; 100— 300° С. ТК-ЮЗ — пределы шкалы от —10 до +120° С, точка контакта постоянная при температуре 95° С; ТК-Ю4 — с постоянными впаянными контактами (до трех штук) в диапазоне температур 30—90; 40—180; 50—250° С по требованию в соответствующих пределах шкал 0—100; 0—200; 0—300° С. I Допустимая нагрузка в цепи контактов до 2 в/п при напряжении до 6 в. Манометрические термометры основаны на использовании зависимости давления газа или насыщенного пара жидкости, кипящей при низкой температуре, от изменения температуры. Приборы этого типа имеют два контакта, механически связанные с контрольными стрелками, выведенными на шкалу температур. Когда температура объекта достигает температуры, заданной установкой контрольной стрелки, связанной с рабочей стрелкой, контакт замыкается с контактом соответствующей контрольной стрелки. Манометрические термометры выпускаются следующих типов: ЭКТ-1 — термометр электроконтактный с пределами измерения температур 0—250° С, давление измеряемой среды до 10 кГ/см2; ЭКТ-2 — термометр электроконтактный с пределами измерения 0— 400° С при давлении до 40 кГ/см2\ ТС-100 — термосигнализатор с пределами измерения 0—100° С, температурные интервалы 0—40 и 40—100° С; " ТС-200 — термосигнализатор с пределами измерения 100—200° С, температурные интервалы 100—150 и 150—200° С; ТПГ-278 — термометр манометрический, показывающий, с трехпози- ционным электроконтактным устройством; ТСГ-618 — термометр манометрический самопишущий, диаграмма круглая на 24 ч с приводом от синхронного электродвигателя. Термореле типа КР-1 — КР-4 — комбинированные реле для автоматического управления и защиты по температуре и давлению в водяных и масляных системах двигателей внутреннего сгорания от 30 до 105° С на одну, две, три и четыре точки соответственно. Зона нечувствительности не более 3° С.
1064 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ ТРДК-3 — термореле дифференциальное с пределами настройки от —2 до +12° С и от —25 до 0° С. Зона нечувствительности регулируется в пределах 2—8° С. . ТРД-3 — термореле двухпозиционное, дистанционное с пределами настройки от —25 до 0° С. Предназначено для холодильных агрегатов. ТДД — терморегулятор двухпозиционный дистанционный с пределами настройки от —30 до +5° С и от —10 до +30° С; чувствительность 1,5%. Разрывная мощность ртутного выключателя 300 ва при 220 в переменного тока. ТДК — терморегулятор двухпозиционный комнатный с пределами настройки: ТДК-50 (51) — от 15 до 25° С; ТДК-60 (61) — от 10 до 30° С. Разрывная мощность ртутного выключателя 300 ва при: напряжении 220 в. Зона нечувствительности регулируется от 3,5 до 10° С. Рис. XVIII. 1. Проволочный тер- Термометры сопротивления мометр сопротивления: представляют собой проволочные 1 — металлическая проволока; 2 — каркас; ИЛИ полупроводниковые СОПрОТЙВ- з — защитный чехол. ления с большим температурным коэффициентом. Полупроводниковыми термометрами сопротивления являются терми- сторы. Проволочные термометры сопротивления (рис. XVIII. 1) изготавливаются из тонкой металлической проволоки диаметром 0,04—0,08 мм, намотанной на каркас из слюды, кварца или фарфора, заключенный в защитный металлический чехол. Градуировочные данные термометров сопротивления медных (ТСМ) и платиновых (ТСП) приведены в табл. XVIII. 1. Точность этих приборов 0,5-1%. „ Таблица XVIII. 1 Градуировочные данные термометров сопротивления Обозначение типа термометра ТСП ТСП ТСП ТСМ ТСМ Обозначение градуировки 20 21 22 23 24 -50 8,0 36,8 80,0 41,71 78,70 0 10,0 46,0 100,0 1 53,0 100,0 Температура, °С 50 100 Сопротивление, ом 11,97 55,06 119,7 ! 64,49 121,3 13,91 63,99 139,1 75,58 142,6 180 650 16,954 77,99 169,54 93,64 176,68 33,325 154,30 333,25 Приборы ТСМ применяются при темнературах до 180° С, а ТСП — до 650° С. Термометры сопротивления включаются в плечи сбалансированного моста. При изменении температуры, воздействующей на датчик, изменя-
датчики 1065 ется его сопротивление, нарушается балансировка моста и срабатывает специальное устройство, показывающее или сигнализирующее изменение температуры. Датчики перемещения. Контроль за различного рода перемещениями в пространстве деталей механизмов осуществляется датчиками перемещения. Датчики перемещения могут быть: индукционными, трансформаторными, емкостными, пьезоэлектрическими, магнитострикционными. Индукционный датчик перемещения (рис. XVIII.2) состоит из катушки с двумя обмотками, индуктивности которых Li и £2- Внутри этих катушек находится сердечник, жестко связанный с объектом, перемещение которого необходимо измерять. В исходном положении сердечник находится посре- Рис. XVIII. 2. Устройство индукционного датчика. Рис. XVIII. 3. Датчик взаимоиндукции. дине катушки, при этом индуктивности Li и L2 равны, схема моста сбалансирована и напряжение на ее выходе #вых равно нулю. При перемещении сердечника вверх или вниз индуктивность одной обмотки увеличивается, а второй уменьшается, балансировка схемы нарушается и на ее выходе появляется напряжение, пропорциональное перемещению сердечника. Некоторой разновидностью индукционного датчика является датчик взаимной индуктивности (трансформаторный датчик). Конструкция этого датчика приведена на рис. XVII 1.3. При перемещении сердечника изменяется взаимоиндуктивность между двумя включенными навстречу вторичными обмотками. Вследствие этого на выходе датчика появляется напряжение, пропорциональное перемещению сердечника. Чаще всего индукционные и трансформаторные датчики питаются от сети с частотой 50 гц, реже — от источников высокой частоты. • Схемы емкостных датчиков для контроля перемещения приведены на рис. XVIII.4,a, б. Перемещение тела А вверх или вниз передается подвижной обкладке конденсатора, в результате чего изменяется его емкость. Это изменение емкости управляет работой специальной схемы. Преимуществом емкостного датчика является возможность контролировать некоторые параметры без механического контакта, например, толщину диэлектрической ленты, непрерывно движущейся между обкладками датчика (рис. XVIII.4,e). Недостатком емкостных датчиков является то, что их емкость одновременно зависит от многих факторов. Например, в схеме, приведенной на рис. XVIII.4,e, изменение емкости зависит не только от перемещения тела, но и от температуры, влияющей на линейные размеры обкладок и влажности, от изменения которой зависит диэлектрическая проницаемость.
1066 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ Датчики усилий. Проволочные датчики или тензометры (рис. XVIII.5) выполняются из тонкой проволоки диаметром 0,015—0,06 мм (обычно из константана для уменьшения влияния температуры), уложенной в виде к схеме прибора 1 .1 т в а б Рис. XVIII. 4. Емкостные датчики: а — поступательного движения; б — вращательного движения; в — толщины движущейся диэлектрической ленты. петель и заключенной между двумя тонкими бумажками толщиной 0,02— 0,05 мм. К концам проволоки припаяны или приварены два медных латунных вывода. Датчик наклеивается на поверхность детали и деформируется вместе с ней, в результате чего изменяется его сопротивление. Максимальное изменение сопротивления тензометров составляет около 1%, поэтому они делаются высо- коомными (несколько сот ом) и часто соединяются последовательно. Весьма прост по конструкции угольный датчик, выполненный в виде цилиндрическо- -и Е ^кишшшиши а Рис. XVIII. 6. Угольный датчик усилий: / — угольные диски; 2 — контактная пластина. Рис. XVIII. 5. Проволочный датчик усилий: / — проволочная обмотка; 2 — бумажный каркас; 3 — выводы. го столбика (рис. XVIII.6), состоящий из тонких угольных дисков (от нескольких штук до нескольких десятков). Действие датчика основано на свойстве столбика угольных дисков изменять сопротивление при действии внешних усилий.
ДАТЧИКИ 1067 2еА лх ъщ л* /Длллллд; 3 Л А Рис. XVIII. 7. Датчик давления: / — сильфон; 2 — рычаг; 3 — реостатный датчик. Для измерения усилий могут быть также использованы пьезоэлектрические и магнитострикционные датчики. Датчики скорости вращения. Простейший датчик скорости вращения состоит из постоянного магнита, насаженного на вал, и катушки, закрепленной на неподвижной части конструкции. При каждом обороте вала в катушке индуктируется э. д. с, создающая в цепи импульс тока. Частота этих импульсов пропорциональна скорости вращения. Датчиком скорости вращения может служить тахогенератор, представляющий генератор постоянного или переменного тока, э. д. с. которого пропорциональна скорости вращение ротора. Так как ротор механически соединяется с вращающимся валом машины, то по величине э. д. с. тахогенератора можно судить о скорости вращения. Датчики давления. Датчиками давления являются сильфоны (гофрированный цилиндр), U-образные диф- манометры и др. В этих датчиках давление преобразуется в перемещение или усилие, а затем с помощью соответствующих датчиков — в электрические сигналы. Вариант схемы датчика давления с применением сильфона приведен на рис. XVIII.7. В этой схеме изменение размеров сильфона под действием F давления передается через рычаг реостатному датчику, который в конечном итоге, преобразовывает изменение давления в пропорциональные изменения величины тока. В U-образном дифманометре (рис. XVIII.8) изменение давления F приводит к перемещению сердечника индукционного датчика, принцип работы и схема включения которого были приведены выше. Датчики расхода жидкости или газа. Для контроля изменения расхода жидкостей и газов используются системы с индукционными, электромагнитными и другими датчиками. Одна из схем индукционного расходомера с дистанционным отсчетом показания приведена на рис. XVIII.9 . Расход определяется по положению поплавка, находящегося в конической трубке, через которую протекает жидкость или газ. Изменение положения поплавка передается индукционному датчику, включенному в мостовую схему, измерительная диагональ которой включена на вход усилителя. Мост уравновешивается перемещением движка^ реохорда Rq. Рис. XVIII U-образный дифма- нометр.
1068 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ Выходное напряжение моста подается на усилитель напряжения, собранный на двойном триоде Ли и с него на фазочувствительный усилитель мощности на лампах Лг и Лз- Этот усилитель управляет работой реверсив- Рис. XVIII. 9. Индукционный расходомер жидкости или газа. ного двигателя РД ротор которого связан с движком реохорда. Мотор вращает движок реохорда в ту или другую сторону до уравновешивания моста. На оси мотор — движок реохорда закреплена стрелка указателя У расходомера, по положению которой можно определить расход жидкости или газа. На рис. XVIII. 10 приведена схема расходомера электромагнитного типа. В трубке, по которой протекает проводящая жидкость, находятся два электрода, присоединенные ко входу усилителя. Трубка помещается в пере- 1_f^t_l , и ,_^. менное поле электромагнита, наводя- ^j^|| J mj^" |" щего в движущейся электропроводя- тт^ЁЦ. : I t [-*- щей жидкости э. д. с, величина которой пропорциональна скорости движения жидкости, т. е. ее расходу. При напряженности магнитного поля 2— 5 • 103 э наводятся э. д. с. 10—15 мв. Датчики влажности. В датчиках влажности сыпучих и твердых тел (зерно, дерево, ткань и т. п.) используется связь между электропроводностью, диэлектрической проницаемостью и другими электрическими свойствами тел, зависящая от степени влажности. На рис. XVIII. U приведена упрощенная схема электронного влагомера непрерывного действия, работающего на принципе измерения электропро- Рис. XVIII. 10. Электромагнитный расходомер: / — *рубка; 2—электроды.
ДАТЧИКИ Ю69 Рис. XVIII. 11. Электронный влагомер непрерывного действия. водности ткани, движущейся между двумя металлическими роликами, включенными в схему прибора. При изменении влажности ткани изменяется ее сопротивление Rx> которое включено последовательно с сопротивлением /?4 в цепь катода. Это приводит к изменению напряжения на сетке, схема лампового моста разбаланси- руется и через прибор проходит ток, пропорциональный влажности ткани. Первоначально мост уравновешивается при заданной величине влажности потенциометром R7. Датчиком влажности окружающей среды может служить сопротивление, выполненное в виде пленки солей стронция, резко изменяющей сопротивление при изменении влажности. Датчики концентрации растворов. Работа датчиков концентрации растворов основана на измерении (определении) плотности или электропроводности раствора. Интересен безэлектродный датчик концентрации растворов, представляющий собой катушку, погруженную в раствор. При прохождении тока по катушке создается магнитное поле, индуктирующее в жидкости токи, величина которых зависит от электропроводности (концентрации) жидкости. Так как величина этих токов влияет на сопротивление катушки, то по изменению сопротивления можно судить о концентрации раствора. Датчики состава газов (газоанализаторы). Для непрерывного определения состава газовых смесей применяются электрические газоанализаторы, в которых используется зависимость физических свойств газовых смесей от их состава. На рис. XVIII. 12 приведена схема магнитного анализатора для определения концентрации кислорода. На трубку намотаны два платиновых сопротивления, включенные в плечи моста и нагретые до 200—300° С. Одно из этих сопротивлений находится в магнитном поле постоянного магнита. Кислород "втягивается в магнитное поле, нагреваясь, частично теряет магнитные свойства. Нагретый газ выталкивается вдоль трубки холодным газом и создается непрерывное движение газа, называемое термомагнитной конвенцией. В результате движения газа, скорость которого определяется содержанием кислорода, происходит изменение температур платиновых проволок, что приводит к разбалансиррвке моста. Величина напряжения ^Ч Рис. XVIII. 12. Схема магнитного анализатора для определения концентрации кислорода: / — трубка; 2 — сопротивление из платиновой проволоки.
1070 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ 'БЕСКОНТАКТНЫЕ ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ-ВЫКЛЮЧАТЕЛИ Ю71 на выходе моста, в конечном итоге, пропорциональна содержанию кислорода в газовой смеси. В настоящее время выпускаются автоматические газоанализаторы содержания кислорода типа МН5112, МН5113, МН5144. Для измерения содержания окиси углерода и метана в газовых смесях применяются автоматические оптико-акустические газоанализаторы типов ОА2109, ОА2209 и ОА2309. Содержание водорода в газовых смесях определяется автоматическими газоанализаторами типа ТП1120, основанными на измерении теплопроводности газовой смеси. Для измерения количества окиси углерода, углекислого газа, аммиака и метана используются газоанализаторы типа ГИП-5, работа которых основана на принципе избирательного поглощения анализируемыми компонентами инфракрасного излучения. § 2. БЕСКОНТАКТНЫЕ ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ-ВЫКЛЮЧАТЕЛИ : Бесконтактные индуктивные датчики-выключатели применяются вместо электрических реле в устройствах автоматического управления на логических элементах, но не во всех случаях, так как они не могут ни разрывать, ни соединять независимые электрические цепи. Работа индуктивных датчиков-выключателей основана на изменении индуктивности катушки выключателя при смещении якоря, которое производится под действием внешней силы (например, суппорта токарного станка). Основные параметры бесконтактных датчиков-выключателей приведены в табл. XVIII.2, а схемы их магнитных систем —- на рис. XVIII. 13. Датчики типа ВИ-1 и ВИ-2 (рис. XVIII. 13, а, б) эквивалентны выключателю с размыкающими (нормально замкнутыми) контактами, к схеме на магнитных логических элементах оба датчика подключаются через делитель напряжения, собранный на сопротивлениях. Датчики-выключатели типов ВИ-1, ВИ-2, ВИ-5 и ВИ-6 работают как переменное индуктивное сопротивление, последовательно включенное в электрическую цепь. При этом датчик типа ВИ-6(рис. XVIII. 13, г) по своим Бесконтактные индуктивные датчики-выключатели ГП < —^•т <и •-- b<f | 0 «v> Рис. XVIII. 13. Схемы магнитных систем датчиков-выключателей: а —ВИ-2; б —ВИ-i; в —ВИ-5; г —ВИ-б; а—БИКВ-1; в —БИКВ-3. коммутационным возможностям эквивалентен реле с одним замыкающим (нормально разомкнутым) и одним размыкающим контактом. При последовательном включении переменного индуктивного сопротивления не всегда обеспечивается требуемая кратность по напряжению Таблица XVIII. 2 Наименование Индуктивный выключатель Индуктивный датчик- выключатель То же Тип ВИ-1 ВИ-2 ВИ-5 1 ВИ-6 БИКВ-1 1 БИКВ-3 Рекомендуются вместо контактных выключателей типа ВК-111 ВК-211 ВК-511КШ Минимальное выходное напряжение, в ' 17,5 0.4 0,35 Максимальное выходное напряжение, в 100 9,0 9,8 Напряжение питания, в 127 36 36 Кратность тока 17 15 6 6 напряжения 22,5 28 Вес, кг 3,0 1 0,405 Максимальная мощность, ва 58 36 0,5 ] 0,5 0,09 j 0,107 Ход якоря, мм 7—12 12-7-15° 6-г7 Габариты, мм 70X121X60 115x90x52 1152x90x52 115x90x52 76X52X45 Контакты, которым эквивалентен выключатель Размыкающий Замыкающий Размыкающий
1072 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ и необходимая мощность сигнала, подаваемого на вход логического элемента. Поэтому в этих случаях рекомендуется переменную индуктивность включать в мостовую схему, так как в датчиках-выключателях типов БИКВ-1 и БИКВ-3 (рис. XVIII. 13, д, е). управления § 3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ НЕЙТРАЛЬНЫЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА Нейтральные электромагнитные реле (рис. XVIII. 14) состоят из сердечника, обмотки, корпуса, якоря со штифтом отлипания и контактных пружин с контактами. Качество работы реле в значительной степени определяется надежностью и долговечностью работы контактов. В зависимости от разрываемой контактом мощности (величины тока) выбирается форма и материал контактов, а также расстояние между ними. Наиболее часто встречающиеся формы контактов приведены на рис. XVIII. 15. Контакты изготовляются о 6 д г д Рис. XVIII. 14. Электромагнит- Рис. XVIII. 15. Формы контактов ное нейтральное реле: реле: / — обмотка; 2 — сердечник; 3 — кор- а — плоскоострые; б — плоскосферические; пус; 4 — контактные пружины; 5 — в — двойные сферические; г — сферические; контакты; 6 — якорь; 7 — штифт от- д — плоскостные, липания. из латуни, бронзы, серебра, нейзильбера,вольфрама. Если контакты рассчитаны на небольшие токи, то их рекомендуется делать из серебра, а при больших токах— из вольфрама. При напряжениях в коммутирующей цепи до 100 в допустимое значение тока через контакты составляет для плоскоострых 0,3 а » плоскосферических . . 0,3 » » двойных сферических 0,5. » » сферических . .- 0,5 » » плоскостных 2,0 » Если коммутируемая цепь содержит только активную нагрузку, то допустимое значение тока через контакты может быть увеличено примерно в два раза. Контакты реле, работающих в цепях с индуктивной нагрузкой, при больших токах и значительной частоте срабатываний должны защищаться искрогасящими контурами, чтобы не обгорали контакты вследствие искрения. Схемы искрогасящих контуров приведены на рис. XVIII. 16. Наилучшие результаты дает контур, состоящий из последовательно соединенных
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ Ю73 сопротивления и емкости. Величины элементов искрогасящих контуров зависят от многих факторов, в частности от сопротивления и индуктивности а + - 6 + - 6 + - г + - + д - * е - Рис. XVIII. 16^ Схемы искрогасящих контуров. обмоток реле. Несмотря на то, что методика расчета искрогасящих контуров разработана, рекомендуется радиолюбителям данные этих контуров подбирать практически в действующих схемах. В большинстве случаев Таблица XVIIL 3 Основные группы контактов давления {наименование контактной \ группы Замыкание Размыкание Переключение Плавное переключение. Положение покоя izi =* ^ з Промежуточное положение =2 3 Рабочее положение =ж Z2 ■3 В сопротивление в схемах искрогасящих контуров (рис. XVIII. 16, г, д) выбирают от 50 до 200 оле, а емкости — от 0,1 до 0,5 мкф. В табл. XVII 1.3 приведены основные группы контактов давления. Для коммутации в сложных электрических цепях применяются комбини-
1074 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ рованные многоконтактные группы, состоящие из простейших контактных групп. Время срабатывания и отпускания обычных реле лежит в пределах от 2 до 100 мсек. Для увеличения времени срабатывания и отпускания применяются конструктивные и схемные способы замедления. Конструктивные способы замедления осуществляются медной втулкой, плотно надетой на сердечник, или короткозамкнутой обмоткой из толстой медной луженой проволоки, наматываемой в один или несколько слоев непосредственно на сердечник. При этом, чем толще втулка и диаметр провода короткозамкнутой обмотки, тем больше замедление. Втулка, расположенная у основания (сзади катушки) дает замедление на отпускание, а втулка, расположенная спереди катушки, дает замедление на срабатывание. Схемные способы замедления сводятся к шунтированию части обмотки или отдельной обмотки сопротивлением или емкостью. 1 ~г У1 д_j IrrJi j=J г о е ж Рис. XVIII. 17. Схемы замедления срабатывания реле: а, д, ж — схемы с двухсторонним замедлением; б, г, в — схемы с замедлением при отпускании; е — схема с замедлением при срабатывании. Схемы на рис. XVIII. 17, а, д, ж обеспечивают двухстороннее замедление. Схемы на рис. XVIII. 17, б, г, е дают замедление только на отпускание, так как* в этих схемах шунтирующий элемент уменьшает скорость спадания тока (в схеме на рис. XVIII. 17, б контакты 3—4 замыкаются только после срабатывания реле). Схема на рис. XVIII. 17, в дает замедление только на срабатывание, так как после срабатывания реле его контакты S—4 размыкаются и отключают шунт от второй обмотки. Применяя конденсаторы емкостью от 100 до 1000 мкф можно получить замедление от нескольких секунд до нескольких минут. Легче получить большое замедление на отпускание, чем на срабатывание. Ампер-витки срабатывания для данного типа реле определяются количеством контактных пружин и контактным давлением. Поэтому заводы изготавливают реле с различными обмотками. Радиолюбитель при отсутствии реле с необходимыми ампер-витками срабатывания может перемотать обмотку реле или изменить в некоторых пределах напряжение на зажимах 5еле. При этом необходимо учитывать изоляционные свойства обмотки, [анные обмоток реле различных типов приведены в табл. XVIII.4. Ниже приводятся типы реле, получивших наибольшее распространение в различной аппаратуре радио и проводной связи, устройствах автоматики и сигнализации.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ 1075 Таблица XVIII. 4 Данные обмоток реле Тип реле РПН РКН РКМ РС-13 Сопротивление, ом 5 60 300 1000 5 000 15000 . ю 39 200 1000 4 000 18 000 18 170 500 2 000 6000 80 250 400 800 60 250 525 750 Количество витков 1000 3100 7 800 13 500 18 000 49000 1700 3 300 7 200 14 600 20 700 60 000 1400 5 600 7 400 11700 | 28 300 1 2 400 5400 6200 28 000 1400 3000 4 500 5000 Диаметр провода, мм 0,44 0,22 0,15 0,12 0,10 0,06 0,44 0,31 0,20 0,12 0,09 1 0,06 0,25 0,16 0,10 0,10 0,06 0,14 0,13 0,11 0,05 0,12 0,08 0,07 0,06 Ток срабатывания, ма 82,0 28,0 15,0 8,0 4,5 , 2,5 75,0 56,0 35,0 9,0 6,0 ■1.3 80,0 45,0 24,0 14,0 4,5 220,0 65,0 37,0 10,0 68,0 40,0 26,0 25,0 Прлмечание. Обмотки выполнены проводом марки ГОЛ. 1. Реле типа РПН с плоским сердечником и плоским якорем (рис. XVIII. 18, а). 2. Реле типа РКН с круглым сердечником и изогнутым якорем (рис. XVIII. 18, б). Реле типа РКН выпускаются с контактной системой, рассчитанной на токи до 3 а (РКС-2) и до 20 а (РКС-3). 3. Малогабаритные реле с круглым сердечником типа РКМ рис. XVIII. 18, в). 4. Реле РКМП (рис. XVIII. 18, г), представляющее по конструкции некоторое видоизменение реле РКМ. Реле выдерживает воздействие вибрации при частоте 20—70 гц и ускорении 5 g при жестком креплении и воздействие ударной тряски с ускорением 75 g. Поэтому оно применяется в передвижных и переносных устройствах. Реле рассчитано для работы
1076 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ Рис. XVIII. 18. Нейтральные электромагнитные реле типа: а — РПН; б — РКН; в — РКМ; г — РКМП; д — РС-13; е — РСМ. при температурах от —60 до ф70° С при влажности 65% (допускается работа при влажности 98%). 5. Малогабаритное реле типа РС-13 (рис. XVIII. 18, д), предназначенное для работы в подвижных установках. 6. Миниатюрное реле типа РСМ (рис. XVIII. 18, е), предназначенное для работы в переносной и подвижной аппаратуре. Некоторые данные реле типов РПН, РКН, РКМ, РС-13 и РСМ приведены в табл. XVIII.5.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ 1077 Таблица XVIII.5 Параметры электромагнитных реле Параметры Типы РПН РКН PC-13 PCM РКМ Количество контактных групп Ампер-витки срабатывания (при одной группе на замыкание) Потребляемая мощность при номинальной нагрузке, вт . .' . . Время срабатывания нормальных реле, мсек ........ Время срабатывания . замедленных реле, мсек\ Время отпускания нормальных реле, мсек Время отпускания замедленных реле, мсек Наибольшая допустимая" мощность рассеяния в обмотке, вт Регулировочные параметры, мм: ход якоря ...... высота штифта . . Давление в контактах на замыкание, г Давление в контактах на размыкание, г Габаритные размеры реле, мм: ширина ...... высота длина Наибольшее допустимое напряжение на обмотке и контактах, в Номинальный ток в цепи контактов, а Номинальное напряжение на контактах, в Количество срабатываний 3 94 0,64 7—70 20—80 6—50 20—300 5 1,1-1,5 0,1—0,5 18—25 18—25 26 38 108 100 0,2 60 107 2 75 0,4 7—80 10—120 8—100 30—600 6 0,8 0,1-0,5 17—22 17—22 28 - 56,5 95 100 0,2 60 107 1 2 | 155 2,5 ' 3-30 ; — 3-8. 12—50 2,5 0,75—1,1 0,1—0,2 16—24 15-20 16 44 59,5 100 1 24 Юз 70 ПО 2—10 — 1,5—3 — Ы 0,5 0,1 . 12-15 8—12 14,5 24 34 100 1 24 105 4—30.1 8—30 5-15 30—70 3,5 f 1",Г 0,1—0,2 15-20 10-15 21 38 75 100 0,2 60 105
1078 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ 7. Кодовые реле типа КДР (рис. XVIII. 19) отличаются простой конструкцией и надежностью в работе. Кодовые реле разделяются на основные реле (КДР-1, КДР 1-М, КДР-2, КДР-3, КДРЗ-М, КДР-4, КДР-5, КДР-6, КДР-7, КДР-8 и КДР-9); реле, приспособленные для работы в условиях тряски (КДРТ); реле для кодирования рельсовых и линейных цепей (КТР); медленнодействующие реле со временем отпускания до 10 сек (КМР); реле, заключенные в индивидуальные ячейки (УКДР и УНР). Данные некоторых кодовых реле приведены в табл. XVIII.6. Рис. XVIII. 19. Кодовое реле. Кодовые реле Таблица XVIII.6 9 »г Тип КДР1-М . . . КДР-2 .... КТР-1 .... КМР-1 .... КМР-4 .... УНР-2Б . . . Ампер-витки притяжения 340 300 300 95 175 210 отпускания 175 250 60 15 — 35 Время, мсек притяжения 15-120 14—100 — 50 60 80 отпускания 7—85 1—7 — 5000 2700 440—450 Номиналы»* напряжение, в 6—110 12—220 6,12—24 50 50 50 я I Рабочие контакты Рис. XVIII. 20. Реле переменного тока с блокировочной обмоткой. § 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА При включении в цепь переменного тока якорь обычного нейтрального реле вибрирует. Устранить этот недостаток можно, применяя реле с блокировочной обмоткой (рис. XVIII.20). При прохождении переменного тока по рабочей обмотке / срабатывает реле, при первом замыкании его контактов 3—4 включается блокировочная обмотка //, надежно удерживающая якорь реле. Одновременно контактами 1—2 закорачивается обмотка /, чтобы переменный магнитный поток не смог вызвать отпускание якоря реле. Для приведения реле в исходное состояние необходимо нажать кнопку Кн. При этом размыкается цепь питания блокировочной обмотки от вспомогательного источника постоянного тока. Реле переменного тока можно получить, применяя описанные выше однообмоточные или двухоб- моточные нейтральные реле при включении их обмоток через купроксные,
УНИФИЦИРОВАННЫЕ РЕЛЕ 1079 Рис. XVIII. 22. Реле переменного тока типа РКП. Рис. XVIII. 21. Реле переменного тока: а — однообмоточное с двухполупериодным выпрямителем; б — двухобмоточ- ное с двухполупериодным выпрямителем; в — однообмоточное с шунтированием второго полупериода. селеновые или германиевые выпрямители по одной из схем, приведенных на рис. XVIII.21. На рис. XVI 11.22 приведена конструкция реле переменного тока типа РКП. При прохождении переменного тока по обмотке реле в надетых на сердечник медных кольцах индуктируется переменный ток, создающий магнитный поток, сдвинутый по фазе примерно на 90° относительно основного магнитного потока. В результате этого в моменты времени, когда основной магнитный поток проходит через нулевые значения, магнитный поток в кольцах достигает максимума и удерживает якорь реле. § 5. УНИФИЦИРОВАННЫЕ РЕЛЕ На рис. XVIII.23 приведена конструкция унифицированного реле типа МКУ-48. Реле широко применяется в схемах автоматики и связи на постоянном и переменном токе. Реле постоянного тока потребляет мощность 3 em, переменного тока — до 5 вт. Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока при напряжениях до 220 в без искрогасящих контуров не должна превышать 50 вт, а в цепи переменного тока при напряжении до 220 в — 500 ва. Данные некоторых реле типа МКУ-48 приведены в табл. XVIII. 7. Рис. XVIII. 23. Унифицированное реле типа МКУ-48.
1080 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ Реле типа МКУ-48 Таблица XVIIL7 Сопротивление, ом 85 280^ 1200 1900 4600 6000 4600 20000 7,3 115 810 1000 1900 2700 4600 12000 Обмотка Число витков 210 400 8000 10000 15000 17000 15500 27000 650 2600 6700 7500 10000 12000 15000 23000 Диаметр провода, мм 0,21 0,16 0,11 0,1 0,08 0,07 0,08 0,05 0,41 0,20 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,06 Ток срабатывания, ма 120 72 . 14 - 22 18 12 7 5 360 130 40 30 22 22 18 11 Рабочее напряжение, ! в 12 24 24 60 т ПО ПО 220 220 12 60 127 127 220 220 220 380 | Род тока «S3 ЯННЫ g м Е •я 3 X О» си Е § 6. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ Термореле типа ТР применяется для получения выдержек времени от 2 сек до 2 мин. Термореле нормально работает при температуре окружающей среды от 15 до 25° С и отно- ^ От датчика сительной влажности 60—70%. В зависимости от назначения термореле изготовляются с контактами на замыкание и переключение. Контактная группа с биметаллической пружиной и обмоткой подогревания называется термогруппой. Схемы и данные некоторых термогрупп приведены в табл. XVIII.8. На рис. XVIII.24 приведена простейшая схема термоэлектрического реле с контактом на замыкание. При подключении термообмотки ТР к положительному полюсу батареи нагревается биметаллическая пружина, которая, прогибаясь вверх, замыкает контакты, 7—5 и присоединяет положительный полюс батареи к обмотке сигнального реле Р. Это реле срабатывает и блокируется своими контактами 1—2, одновременно размыкаются контакты 3—4 и обрывают цепь термоэлектрического реле, предохраняя Рис. XVIII. ческого реле кание. Схема термоэлектри- контактом на замы-
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ Ю81 его от перегрева, кроме того, замыкаются контакты 5—-б, включающие рабочую (сигнальную) цепь. Таблица XVIII.8 Термогруппы Схема термогруппы Щ й П П Г Ц\ < \J • || т S3 1 П ID J Сопротивление, ом 170 800 30 600 | 800 Число витков 200 670 240 413 j 670 Диаметр провода, мм 0,1 0,08 0,08 0,007 0,08 Ток срабатывания, ма 280 60 80 80 30 Время срабатывания, сек 2,5 15 15 3 100 Примечание. Провод марки ПЭШОК. Чтобы привести схему в исходное положение, следует нажать кнопку Если положительный полюс батареи будет Кн и разблокировать реле Р, присоединен к обмотке термоэлектрического реле, то процесс работы повторится, т. е. будет вторично включена рабочая цепь. Такая схема обеспечивает замедление при включении до 30 сек. Схемы с использованием времени нагрева и остывания термопружины обеспечивают замедление при срабатывании до 2 мин. Одна из таких схем приведена на рис. XVIII.25. При подключении термообмотки ТР к положительному полюсу батареи нагревается биметаллическая пружина, которая прогибается и через определенное время замыкает контакты 1—2. При этом положительный полюс батареи рое, сработав, блокируется От датчика + -•- Кн 4\ ±,Х\Х rp VP №} Г' to{ e Цепь смнализации Рис. XVIII. 25. Схема термоэлектрического реле с переключающимся контактом. подключится к обмотке реле Pi, кото- контактами 4—-5, одновременно контактами 6—7 размыкается цепь" обмотки термоэлектрического реле, которое начи-
1082 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ нает охлаждаться, и биметаллическая пружина прогибается вниз. Замыканием контактов 8—9 подготавливается цепь для работы реле Р2- После остывания биметаллической пружины примерно через 60—80 сек замыкаются контакты 2—3 термореле, после чего срабатывает реле Рг, которое контактами 10—11 замыкает рабочую цепь. Чтобы привести схему в исходное положение, следует нажать кнопку Кн и разомкнуть цепь блокировки реле Pi. При размыкании контактов этого реле обрывается цепь питания реле Рг и схема приходит в исходное положение. § 7. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ РЕЛЕ Электромагнитные поляризованные- реле характеризуются высокой чувствительностью (во много раз больше, чем нейтральные), большой скоростью срабатывания. Направление перебрасывания якоря реле зависит от полярности напряжения на обмотке. Схема магнитной цепи поляризованного реле показана на рис. XVI 11.26. В исходном положении якорь реле находится у правого или левого контакта и удерживается в этом положении магнитным полем постоянного магнита Фо. При включении обмотки реле создается магнитный поток Фу, направление которого зависит от полярности приложенного напряжения. Магнитные потоки Фо и Фу складываются у одного конца магнито- провода (поток усиливается) и вычитаются у другого (поток ослабляется). Для случая, показанного на рисунке, магнитный поток усиливается у правой части магнитопровода и якорь под действием силы, созданной этим магнитным потоком, перебрасывается в правую сторону и замыкает контакт 2. Поляризованные реле имеют от одной до шести независимых обмоток. По числу позиций (положений) якоря поляризованные реле подразделяются на двухпозиционные нейтральные (рис. XVIII. 27, а), двухпозиционные с преобладанием (рис. XVIII.27, б) и трех- позиционные нейтральные (рис. XVIII.27, в). У нейтральных двухпози- ционных реле якорь перебрасывается от одного контакта к другому при одинаковой величине тока. В двухпозиционных реле с преобладанием якорь располагается по одну сторону относительно нейтрали и при выключенном реле всегда притянут к одному контакту (контакт покоя). Реле может быть отрегулировано и с частичным преобладанием. В этом случае при отсутствии тока в обмотках якорь может находиться у любого контакта. Но величина тока сраба- Рис. XVIII. 26. Схема маг нитной цепи поляризованного реле. о] 6\ 6 Рис. XVIII. 27. Позиции якоря поляризованного реле: а _ двухпозиционного нейтрального; б — двухпозидионного с преобладанием; в — трех- позиционного нейтрального.
Поляризованные реле Тип РП-4, РПБ-4 РП-5, РПБ-5 . РП-7, РПБ-7 РПС-4 . . РПС-5 . . РПС-7 . . ТРЛ . . . ТРМ . . . ИРЫ . . ИР-5 . . . ППР-3 . . . Мощность обрабатывания» мет 0,01—0,16 0,006—0,04 0,16—1,0 0,03—1,5 0,008—0,007 0,10—0,72 0,04 7—9 15,8 80—130 44—120 Ампер- витки срабатывания 1—4 1—4 4—10 1,5—3,5 0,8—1,65 3,9—10 0,8 18—28 50 60 80 Наибольшая частота включений гц 200 200 100 200 200 200 200 100 — — — О При индуктивной нагрузке. Таблица XVIII.9 Время срабатывания, м/мсек Число включений Номинальный ток через контакты, а Номинальное напряжение, в Вес, г Размеры, 2,5—4,5 7—13 3-5 2-3 2 3-4 107 107 107 4.10° 4-10* 4.10в 107 Ю7 107 Ю7 106 0,2 0,2 0,2 0,21) 0,21) 0,21) 0,06 1,0 0,5 0,5 51) 24 24 24 27 27 27 120 120 16 28 200 160 160 160 250 250 250 1170 250 2000 3400 3650 27,5x40x96,5 27,5x40x96,5 27,5x40x96,5 041x95,5 041x95,5 041x95,5 63x88x161 30X62X118 135x195x106 136x171x270 220x100x185
1084 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ тывания при переброске якоря к контакту с преобладанием будет меньше, чем в обратном направлении. Якорь трехпозиционных реле при отсутствии тока в обмотке занимает среднее (нейтральное) положение. а б Рис. XVIII. 28. Поляризованные реле типа: а — РП; б — TPM; / — катушка; 2 — неподвижные контакты; 3 — якорь; 4 — керамический мостик; б — магнитопровод; 5 —полюсные наконечники. Поляризованные реле, как правило, имеют одну контактную систему, но некоторые реле, например, ИР-5, имеют четыре контактных системы. Данные некоторых поляризованных реле приведены в табл. XVIII.9. Общий вид поляризованных реле типа РП и ТРМ приведен на рис. XVIII.28. § 8. ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ Электронные реле являются наиболее чувствительными быстродействующими из всех существующих типов реле. Мощность срабатывания (подводимая к сетке) составляет приблизительно 10~"6 em, в то время как мощность, управляемая в анодной цепи, составляет от 0,001 до 100 вт. Схема простейшего электронного реле приведена на рис. XVIII.29. Эта схема представляет собой обычный усилитель на триоде, в анодную цепь которого включено нейтральное электромагнитное реле. Выбором отрицательного смещения Uc в цепи сетки устанавливается такая рабочая
ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ Ю85 точка, при которой начальный анодный ток будет меньше тока отпускания реле. При подаче сигнала положительной полярности на сетку лампы анодный ток возрастает и срабатывает электромагнитное реле. Время срабатывания электронного реле определяется временем срабатывания электромагнитного реле. Недостатком этой схемы является наличие начального анодного тока, непрерывно протекающего через обмотку реле. Уменьшить этот ток можно увеличением отрицательного смещения на сетке, но при этом уменьшается чувствительность реле. Указанный недостаток можно также устранить, применяя мостовую '«Д [К — 1>а Рис. XVIII. 29. Схема простейшего электр'онного реле. 0+ Рис. XVIII. 30. Мостовая схема электронного реле. схему реле (рис. XVI 11.30). При отсутствии сигнала на сетках ламп схема сбалансирована и ток в обмотке реле равен нулю. Схема балансируется потенциометром R6. При включении в схему поляризованного реле, так как это показано на рисунке, получим электронное поляризованное реле. При подаче сигнала положительной полярности на сетку лампы Л\ через обмотку реле проходит ток в одном направлении, а при подаче сигнала положительной полярности на сетку лампы Л2 ток через обмотку реле проходит в другом направлении. Применение электронных ламп дает возможность создать реле времени с большими и регулируемыми выдержками времени. Принцип работы электронного реле времени ясен из рис. XVIII.31. При замкнутом ключе К на сетку подается такое отрицательное смещение, при котором лампа заперта и ток в анодной цепи практически отсутствует. Конденсатор С в цепи сетки заряжен до напряжения (70. Если разомкнуть ключ /С, то конденсатор начнет разряжаться через сопротивление R. Когда напряжение на сетке установится таким, при котором анодный ток достигнет величины тока срабатывания, электромагнитное реле сработает. Время срабатывания зависит от времени разряда конденсатора. Изменением величины сопротивления или емкости (а иногда одновременно обоих) можно регулировать выдержку времени в весьма широких пределах. тзм <т Рис. XVIII. 31. Принципиальная схема электронного реле времени.
1086 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ Простейшая схема реле времени на неоновой лампе Л\ приведена на рис. XVIII.32, а. Время срабатывания реле Р определяется скоростью "<Ч=3- v9 L R, ■ R2 "/i\ /£у* \g) \g) J Ы U Рис. XVIII. 32. Схемы реле времени на неоновых лампах: а — без стабилизации; б — со стабилизацией. нарастания тока через конденсатор С, т. е. постоянной времени т-= RC. Недостатком такой схемы является зависимость выдержки времени от стабильности напряжения источников питания. Для устранения этого недостатка применяются схемы со стабилитронами (рис. XVIII.32, б). Включение стабилитрона значительно уменьшает колебания напряжения источников питания. Одна из схем реле времени на транзисторах приведена на pHC.XVIII.33. В исходном состоянии конденсатор, включенный на входе схемы,, заряжается до напряжения источника питания. При разомк- Рис. XVIII. 33. Схема реле времени на транзисторах. нутом ключе /С конденсатор начинает разряжаться, в результате этого уменьшается потенциал базы первого транзистора и увеличивается ток коллектора. Это приводит к уменьшению потенциала на базе второго транзистора и увеличению тока его коллектора, вызывающего срабатывание электромагнитного реле Р. Выдержка времени приведенной схемы реле равна 2—2,5 сек. На рис. XVIII.34 приведена схема импульсного электронного реле на транзисторе, предназначенного для фиксации коротких одиночных импульсов длительностью в несколько микросекунд. В исходном состоянии транзистор заперт небольшим положительным напряжением, приложенным к.его 1&Щ ] Ц'Т* Рис. XVIII. 34. Схема импульсного электронного реле. базе! Запирающее напряжение снимается с сопротивления R9. При подаче на вход отрицательного импульса появляется ток в обмотке / реле,
ПРОГРАММНЫЕ РЕЛЕ 1087 который создает магнитное поле, пересекающее обмотку II и в ней наводится э. д. с. Вследствие глубокой положительной обратной связи увеличивается напряжение на базе транзистора, а это приводит к дальнейшему увеличению тока в цепи коллектора (обмотка / реле). Этот процесс продолжается уже неаависимо от действия запускающего импульса до момента достижения тока насыщения транзистора. При этом срабатывает реле и через свои контакты 1—2 и обмотку // блокируется. После срабатывания реле по мере насыщения сердечника ток в депи обратной связи уменьшается и транзистор выходит из режима насыщения. Кнопка Кн служит для разблокировки реле. В схеме может быть применено двухобмоточное реле типа РКМ, данные обмоток которого: wi = 7400 витков, Ri = 500 ом; до2 = 4000 витков, #2 = 350 ом. Для четкой работы реле необходимо на вход подавать импульсы длительностью 2—6 мсек с амплитудой 4—6 е. В различных быстродействующих приборах- автоматического управления широкое применение находят бесконтактные переключающие устройства, или, как их сокращенно называют, бесконтактные реле. К бесконтактным реле относятся усилители, работающие в режиме ограничения, триггеры (спусковые или курковые схемы), мультивибраторы, блокинг-генера- торы. Бесконтактные устройства выполняются на электронных лампах, тиратронах, полупроводниковых и ферромагнитных приборах. § 9. ПРОГРАММНЫЕ РЕЛЕ Программные реле представляют собой реле времени с несколькими контактами, имеющими, как правило, различные независимые одну от другой, выдержки времени. В реле применено электромеханическое замедление, осуществляемое синхронным двигателем или двигателем постоянного тока с регулируемой скоростью. Двигатель связан с главной осью реле, на которой размещены шкалы времени. Данные некоторых программных реле приведены в табл. XVIII. 10. Минимальный интервал времени между величинами соседних установок составляет 1,5—2 сек. После отработки программы исполнительный механизм реле возвращается в начальное положение возвратной пружиной. Время возврата составляет приблизительно одну секунду. § 10. РЕЛЕ-ИСКАТЕЛИ Реле-искатель (рис. XVIII.3.5) состоит из шагового электромагнитного механизма прямого действия, кулачкового механизма и контактных групп. Контактные пружины 3 переключаются при каждом притяжении якоря /. Одновременно с этим якорь с прикрепленным к нему рычагом 2 и движущей собачкой 4У воздействует на храповик 5 кулачковых дисков 6 и поворачивает их. По окружности дисков в различных местах имеются впадины, куда западают переключающие штифты контактных групп 7, расположенных над диском. Комбинируя расположение впадин на дисках, можно осуществить разновременное переключение контактных групп, расположенных над различными дисками, и этим создать требуемые выдержки времени при переключении электрических цепей.
1088 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ШАГОВЫЕ ИСКАТЕЛИ Ю89 Таблица XVII1J0 Программные Тип Е-58 Е-58Т ВС-2 РВТ-1200 РВТ-1200Т Е-512 РМУ-8 МВВ-1 4 реле Выдержка времени . (на срабатывание), сек 2-60 60—900 60—1200 60—3600 120—300 180—300 Точность выдержки времени, сек ±0,25 ±10 ±5 ±5% ±15 ±15 Номинальное напряжение» в * . -127; -220 -32(f=400 гц): =110 -220; -127 =110; =220 -220; =24 ~~ 220(f=400 гц); =110 Потребляемая [ мощность 25 ва 55 ва <6 вт 13 ва 6 » 25 » 30 вт — — Число 1 контактов 1з И 2р Зз, 2р и Зп или 2р и 5п 5з и 1з 4р и 1п 2з Зз и 2р 1р Длительный ток, а 5 — 10 5 5 — . — Нагрузка на контактах Напряжение. в 200 400 220 (/=50 гц); 400 (/=400 гц) = 110; =55 220 ; 220 | — -г Мощность 1 700 ва 100 вт 440 ва 800 » 220 вт НО » 100 вт 200 » 50 вт , 400 ва — — Iарантирован- ное число срабатываний без регулировки 1Q5 3 10* 104 2 103 — — Тип электро двигателя СД-2 Г4Н-021/8 СД-2 ДУ-43 СД-2 — Вес. кг <5 4 . 5,0 6,5 1,2 — Габариты, мм 230x175x165 .175x165x150 230x175x165 250x270x140 121x120x180 105x189x180 *7 & 54 Примечание. Здесь и" далее в обозначении контактов приняты следующие сокращения: з — замыкающий контакт, р — размыкающий, п — переключающий. На реле-искателе типа РИ может быть установлено до трех якорных контактных групп с общим числом пружин до 13. Реле-искатель типа РИПВ кроме кулачковых контактов имеет контактное поле (рис. XVIII.35, в) для дополнительной коммутации цепей. Реле-искатели рассчитаны для работы от прямоугольных импульсов постоянного тока, следующих с частотой 5—6 импульсов в секунду. Допустимая мощность рассеяния обмотки при длительной нагрузке (1 ч и более) при температуре окружающей среды -^20° С составляет 5 вт. Якорные и кулачковые контакты выполнены из серебра, контакты контактного поля реле-искателя типа РИ — медные, а типа РИПВ — палладиро- ванные. Данные некоторых реле искателей, выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в табл. XVIII. 11.. Рис. XVIII. 35. Реле-искатель: а, б — реле-искатель с кулачковым механизмом; в — контактное поле реле-искателя. § 11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ШАГОВЫЕ ИСКАТЕЛИ Для автоматического подключения к нескольким входам (выходам) аппаратуры или различным линиям применяются шаговые искатели. Искатель может подключаться к определенной заданной линии или произвести V2 120
1090 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ Реле-искатели Тип РИ РИ РИ РИПВ РИПВ-1 РИПВ-1а РИПВ РИПВ-1 РИПВ-1а РИПВ-3 РИПВ-За РИПВ-4 РИПВ-4а Паспорт РС4. 509. 008 РС4. 509. 007 РС4. 509. 009 РХЗ. 259. ОООД РХЗ. 259. 903Д РХЗ. 259. 901Д РХЗ. 259. 904Д РХЗ. 259. 908Д РХЗ. 259. 940Д Напряжение, в <60 <60' <60 <220 <220 <220 <220 <220 <220 Ток срабатывания, ма 45 60 80 19 30 75 75 30 75 отпускания, ма 5 16 2,9 4,0 10 10 4,0 10 Время срабатывания, 'мсек <70 <20 отпускания, мсек <70 Число шагов при полном обороте 30 24 30 24 24 24 24 24 24 х)Для серебра и платины. 2) Через контакты кулачковых и якорных групп и через контактное поле. поочередное подключение ко всем линиям, включенным в его контактное поле. У шаговых искателей может быть от 11 до 50 выходов, а к каждому выходу подключается 4 или 8 проводков. В соответствии с этим на искателе устанавливается 4 или 8 щеток (рис. XVIII. 36). Искатели бывают прямого и обратного действия. В искателях прямого действия щетки переводятся с одной контактной пластинки на другую в момент прохождения тока по электромагниту, а в искателях обратного действия — во время паузы между посылками тока. Щетки шаговых искателей вращаются со скоростью 30—50 шаров в секунду. Вращение щеток может быть вынужденным под действием определенного количества импульсов, посылаемых в электромагнит датчиком (ключ, номеронабиратель и др.), или свободным, под действием посылок импульсов от специального импульсного реле. При вынужденном вращении щетки останавливаются на номере контактных пластин, соответствующем количеству посылок тока в электромагнит, при свободном вращении щетки вращаются до тех пор, пока не поступит сигнал остановки. / ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ШАГОВЫЕ ИСКАТЕЛИ Ю91 Таблица XVIIIJ1 Контактное поле, число пластин 24 24 24 24 24 24 24 щеток 1 2 1 2 1 2 1 * Число кулачков 3 2 2 1 2 1 2 1 Число контактов кулачковых 1р,3п 33 1п 1п 1п 1п 1п In якорных 2з, 1р 1з, 1р 2з 1з, 1п 1з, 1п 1з, 1п 1з, 1п 1з, 1п Зз, 1п Нагрузка на контактах Ток, а 0,2 0,41) 0,2 0,41) 0,2 0,41) 0,3 0,12) 0,3 Q,l2) 0,3 0,12) 0,3 0,12) I 0,3 0,12) 0,3 0,Р) Напряжение, в 60 60 60 220 220 220 | 220 220 220 Количество срабатываний 15-1 Об8) 7,5.10е3) 15-10*8) 36.10&4) 36-105*) 36.10&4) 36- W4) 36-1054) 36.1054) Обмоточные данные Сопротивление. | ом 1000 126 500 2000 2600 1200 170 170 1200 170 Число витков 10 000 5900 7300 биф. 20 700 14 000 5500 •5500 14 000 ^5500 3)С подрегулировкой, чисткой и смазкой через каждые 3«106 срабатываний. 4)С подрегулировкой, чисткой и смазкой через каждые 6* 104 оборотов. В табл. XVIII. 12 приведены данные некоторых типов шаговых вращательных искателей,* выпускаемых отечественной промышленностью. Электромагнит искателя может быть рассчитан для работы от любого напряжения (обычно 24,48 и 60 в). Для нормальной работы искателя требуется около 1500—2000 ампер- витков при потребляемой мощности 60 вт. Контактное давление щеток на контактные пластины составляет 25— 30 г. Через каждые 50 000 оборотов искатель требуется чистить, смазывать и регулировать. На рис. XVIII.37 приведена одна из схем пульс-пары (пульс-реле), применяемой для свободного вращения щеток искателя, работающего от батареи 60 в. Электромагнит Э искателя под действием определенное серии импульсов, получаемых отдатчика, переводит свои щетки на определенный контакт и через щетки а, Ь, с создаются рабочие цепи. Для возвращения искателя в исходное (нулевое) положение следует нажать кнопку Кн и создать цепь для работы пульс-пары. В этом случае положительный полюс батареи через щетку d, контакты 6—7 реле Р2» обмотку реле Pi, контакты кнопки Кн подключается к электромагниту искателя, но электромагнит Vi*
Шаговые Тип ШИ-11 ШИ-11 ШИ-11 ШИ-17 ШИ-17 ШИ-25/4 ШИ-25/8 ШИ-25/4 ШИ-25/8 ШИ-50/4 ШИ-50/4 искатели , Число пластин 1 1 в ряду | 11 12 11 17 17 25 25 25 25 50 50 Число рядов 4 4 4 4 4 4 8 4 8 4 4 Число щеток с перекры- | тием | — — — — — 2 4 2 4 4 4 без пере- 1 | крытия | 4 4 4 4 4 2 4 2 4 4 4 Количество контактов в группе 1 якоря 1 1з 1р 1з — 1з 1р 1р 1р 1р 1р 1р в головной группе — 1 — — — — — — 1п, 1з 1п, 1з — —. Данные обмотки Сопротивление, ом 25 50 60 50 60 25 40 60 60 25 60 Число витков 1700 2400 2300 2400 2330 1700 2000 2800 2600 1700 2600 Марка и диаметр провода, мм ПЭВ-1 0,27 ПЭВ-1 0,23 ПЭВ-1 0,19 ПЭВ-1 0,23 ПЭЛ 0,19 ПЭЛ 0,31 ПЭЛ 0,27 ПЭЛ 0,25 ПЭЛ 0,25 ПЭЛ 0,31 ПЭЛ 0,25| 40 | Напряжени 24 48 60 48 60 24 24 48 48 24 48 Таблица XVIII. 12 Срок службы (число оборотов ротора х 104) 15 15 15 22,5 22,5 30 30 20 20 30 30 Вес, г 260 260 260 290 290 710 840 710 840 840 840 Габариты, мм ИОх 90x35 110Х 90x35 110Х 90x35 110x108x40 110x108x40 150x136x60 150x136x72 150x136x67 150x136x72 150x136x67 150x136x67 Паспорт РС3.250.012Д РС3.250.011Д РС3.250.007Д РС3.250.025Д РС3.250.021Д РС3.250.048Д РС3.250.040Д РС3.250.038Д РС3.250.042Д РС3.250.045Д РС3.250.047Д
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ШАГОВЫЕ ИСКАТЕЛИ Ю93 не срабатывает, так как величина тока ограничивается высокоомной обмоткой реле Pi. Реле Pi срабатывает, его контакты /—2 замыкают цепь для работы реле Р2, которое, сработав, сначала контактами /—2 подключает положительный полюс батареи через сопротивление 50 ом, а затем через контакты /—2—3 подключает положительный полюс батареи непосредственно к обмотке электромагнита, который, срабатывая, переводит щетки на следующий контакт. При размыкании контактов 4—5 и Рис. XVIII. 36. Шаговый искатель типа ШИ-11. Рис. XVIII. 37. Схема пульс-реле. 6—7 реле'Р2 последовательно с обмотками реле Pi и Р2 включаются сопротивления 2 ком и 20 ком. Реле Р% через сопротивление 2 ком удерживает свой якорь. При подключении положительного полюса батареи . через контакты /—2—3 шунтируется обмотка реле Pi, которое отпускает и размыкает контакты 1—2. При размыкании этих контактов обесточивается реле Pi и оно также отпускает. При этом электромагнит искателя отключается от батареи и отпускает свой якорь. Схема пульс-пары приходит в исходное положение. Но так как щетка d движется по сплошной дуге, то обмотка реле Pi остается подключенной к положительному полюсу батареи, вторично -срабатывает и повторяется описанный процесс подачи очередного импульса для работы электромагнита. Пульс-пара будет работать до тех пор, пока щетка d станет в нулевое положение и батарея отключится. Для уменьшения искрообразования в схеме пульс-пары применяется искрогасящий контур (5 ом, 4 мкф) и ступенчатое замыкание и размыкание контактов 1—2—3 реле Р2. Сопротивления 2 и 20 ком, включенные последовательно с обмотками реле, уменьшают постоянную времени реле (увеличивают быстродействие). Рассмотренная схема пульс-пары вырабатывает 40 импульсов в секунду. Если применить замедленные реле, то скорость срабатывания пульс-пары можно значительно уменьшить. Схема пульс-пары может запускаться не только вручную кнопкой /С«, но и автоматически специальным реле, В тех случаях, когда на якоре искателя имеются самопрерывающиеся контакты, для свободного вращения щеток искателя может применяться пульс-пара, состоящая из одного реле, а второе реле заменяется действием электромагнита искателя с самопрерывающимися контактами. 35 + V2 120
1094 ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ § 12. РЕЛЕ СЧЕТА ИМПУЛЬСОВ Реле счета импульсов предназначены для подачи команды после отсчета заранее заданного числа импульсов. Обычно эти реле используются для подсчета числа операций и подачи команды для выполнения следующей операции. Число отсчитываемых импульсов устанавливается ручкой, выведенной на лицевую панель кожуха. Таблица XVIII. 13 Реле счета импульсов Тип РСИ-1 Е-531 РСИ-2 * о со устав пульсо I! с 2 §1 1—25 1-75 1—675 СО Si к . 2 и УСТИ! ульсс 5 с as 200 14 000 200 ДЛИ- льсов, льная ь импу 2 н о и Мак тель сек 0,05 0,05 про- ни IMH ьный време гдельнь и, сек я >.ко> Мин меж меж отсч 1 1 Номинальное напряжение. в 127; 220; 380 220; 380 127; 220; 380 Тип РСИ-1 Е-531 РСИ-2 •ff Потребляемая мо ность, ва — 20 — S Количество конт тов 1п 1з 1п Нагрузка на контакты при размыкании Ток, а 0,15 0,1 0,15 0,15 0,1 Напряжение, в ПО 220 220 ПО 220 S Гарантированное число срабатывав без регулировки 3-105 ыо« j 3-105 Габариты, мм 195x260x175 175x130x175 195X260X175 Данные некоторых реле счета импульсов приведены в табл. XVIII. 13. Реле типа РСИ состоят из переключателя, шагового искателя, исполнительного реле, выпрямителя и трансформатораv.
ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Х1Х: ГЛАВА § 1. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ Различные схемы, осуществляющие простейшие логические операции и (схема совпадений), или (буферная или разделительная схема), не (схема отрицания) являются основой построения счетных и управляющих цепей вычислительных устройств дискретного действия [1], [4J. и&, Чх2 Щ* Рис. XIX. 1. Логические схемы или,. Схема типа или (разделительная схема). В логической схеме или имеется несколько входов и один выход. Схема выдает сигнал на выходе при поступлении сигнала на любой из входов или на несколько входов одновременно. 35 + V2*
1096 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Логическая схема или на диодах приведена на рис. XIX. 1. Если на любой из входов поступает импульс положительной полярности, то соответствующий диод открывается и на выходе появляется импульс положительной полярности. Все же остальные диоды запираются, поэтому шунтирующее действие генераторов друг на друга исключается. Если сигналы поступают одновременно на несколько входов схемы, то амплитуда выходного импульса будет равна наибольшей из амплитуд входных импульсов. В схеме на рис. XIX. 1, б и в все лампы в исходном состоянии заперты источником смещающего напряжения. **Ш7 +2306 4,7к -0+1506 ивых цМ "6х 0,91 -2506 а Рис. XIX. 2. Логические схемы не: а— ып¥ ^ин = 160в, иЬХт макс = 230 в, «вых^ "вх. мин = 60 •. "вх. ивх. мин ■ ев 230 в; б — «„ , == 160 в, 'вых. макс : подбирают. 60 в, «вх< макс = 120 *, сопротивления Rt и Rt ,/При поступлении хотя бы на один из входов сигнала положительной полярности и достаточной амплитуды открывается соответствующая лампа и на нагрузочном сопротивлении возникает импульс напряжения. Преимуществами приведенных схем по сравнению с диодной являются более высокое входное сопротивление и лучшая развязка источников входных сигналов. | Этими преимуществами характеризуется и схема на рис. XIX. 1, г. При поступлении на любой из входов схемы импульса отрицательной полярности анодный ток уменьшается и на нагрузочном сопротивлении возникает импульс положительной полярности. Схема типа не (инверторная схема). Логическая схема не, или инвертор, выдает напряжение на выходе при отсутствии сигнала на входе. При подаче входного сигнала выходное напряжение становится минимальным. Схема типа не должна не только изменять полярность входного сигнала, но также находиться только в одном из двух состояний, соответствующих наличию или отсутствию входного сигнала. Промежуточного состояния схемы не не фиксируют. Схема не должна обеспечить изменение выходного напряжения в тех же пределах, в каких изменяется напряжение на входе. Логические схемы не на электронных лампах приведены на рис. XIX.2. Схема запрещения не — и. Логическая ячейка не — и представляет "собой схему, на которую поступают N входных сигналов и запрещающий сигнал (рис. XIX.3, а). На выходе схемы сигнал появляется только тогда, когда импульсы одновременно присутствуют на N входах, а запрещающего импульса нет.
регистры 1097 Логическая схема не — и на электронных лампах приведена на рис. XIX. 3, б. Лампа Л1 выполняет операцию не, остальные — и. Если на все входы одновременно поданы отрицательные импульсы одинаковой длитель- Рис. ХГХ. 3. Логическая схема не — и. ности и подан импульс запрета, то на выходе схемы сигнала не будет, так ^ как лампа Л2 откроется и зашунтирует остальные лампы. Схема типа исключительно — или. Логическая ячейка исключительно _ цЛц представляет собой схему с двумя входами. На выходе схемы на- 0 -*-•* а | J д Рис. XIX. 4. Блок-схема логической ячейки типа исключительно — или (и — не). блюдается сигнал при подаче входного сигнала только на один из входов. Если сигналы поступают одновременно на оба входа схемы, то выходной импульс отсутствует. Блок-схемы устройств, выполняющих операцию исключительно — или, приведены на рис. XIX.4. § 2. РЕГИСТРЫ При выполнении различных арифметических операций часто необходимо иметь устройство, называемое регистром, которое может хранить цифровой код сколь угодно долго до прихода нового кода [1], [4]. Для запоминания и хранения двоичного числа, состоящего из п цифр, можно использовать п двоичных схем (например, триггеров), расположенных в ряд. 1!гв;^ не % не Ми Heriu Выход
1098 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Регистры с двоичными ячейками. Двоичное число можно представить последовательностью сигналов «1» и «0». Принято считать сигналом «Ь наличие импульса, а сигналом «0» отсутствие импульса в определенном временном интервале. Двоичная ячейка находится в состоянии «0», если к моменту считывания числа на нее поступил сигнал «0», и в состоянии «Ь, если поступил сигнал «1». Один из способов введения двоичного числа в регистр двоичной схемы иллюстрируется рис. XIX.5. Последовательность входных импульсов, представляющих некоторое число, поступает на линию задержки, имеющую ряд отводов, расположенных на расстояниях, равных интервалу времени Т между импульсами для случая, если бы число было составлено только из сигналов «Ь. N выходных каналов • ■0Импульс регистра Рис. XIX. 5. Блок-схема N-разрядного регистра на триггерах. х-- ^ В момент поступления последнего импульса последовательности на отводах линии задержки одновременно имеются сигналы «1» либо «0», соответствующие коду числа. Подав в этот момент импульс регистра на схемы и переносят число двоичного кода на триггеры. Регистр может быть «очищен» импульсом «Сброс». . Сдвигающий регистр. В цифровых системах часто бывает необходимо перейти от последовательного представления импульсных кодов к параллельному. Схема, выполняющая такое действие, называется сдвигающим регистром. Сдвигающий регистр накапливает информацию таким образом, что последовательность входных импульсов, представляющая число, может быть считана параллельным способом. Сдвигающие регистры состоят из триггерных каскадов, соединенных так, что при подаче импульса сдвига одновременно на все каскады каждый отдельный каскад переходит в состояние, в котором находился предыдущий каскад до подачи сигнала сдвига. Блок-схема сдвигающего регистра, выполненного на статических триггерах, приведена на рис. XIX.6. Выход одной ячейки соединен со входом следующей через линии задержки ЛЗ. Величина задержки значительно меньше интервала времени между импульсами. Последовательность импульсов, представляющая код числа, поступает на ячейку наибольшего разряда регистра. В качестве сдвигающих импульсов используется непрерывная последовательность импульсов, расставленных таким образом,
регистры 1099 что они располагаются примерно посредине между импульсами, представляющими входное число. Сдвигающие импульсы всегда переводят двоичные ячейки в состояние «0». Связь между ячейками такова, что последующая двоичная ячейка срабатывает только в том случае, если предыдущая ячейка переходит из состояния «1» в состояние «0». Импульс, получающийся в результате этого перехода, переводит следующую двоичную ячейку в От бысшего\ разряда 0 0- V Г©"] 7 Т° '2 >г-~Ш~] LJ г-Ш Выход регистра Импульсы сдбига Рис. XIX. 6. Блок-схема сдвигающего регистра. состояние «1». Линии задержки необходимы для того, чтобы разделить во времени сдвигающие импульсы и импульсы, возникающие во время опрокидывания триггера и используемые для запуска последующей триггерной ячейки. С помощью указанного способа записи и сдвига, освобождающего место для следующего импульса, входное число фиксируется в регистре. Для считывания показаний регистра необходимо, чтобы сдвигающие импульсы продолжали подаваться после окончания поступления импульсов числа. При этом на выходе регистра появится первоначальное число. 0- с 0ГП I Высшего] разряда Импульсы сдвига Рис. XIX. 7. Блок-схема регистра на динамических триггерах. Операция сдвига числа может быть выполнена и в регистре на динамических триггерах (см.. § 7 гл. XII). Каждая ячейка этого регистра (рис. XIX.7) состоит из динамического триггера ДТ, который имеет общий вход для сдвигающих импульсов. В зависимости от состояния «0» либо «Ь, в котором находится предыдущий (слева) триггер, тактовый импульс поступает на левый (первый) либо на правый (второй) входы динамического триггера. Таким образом, каждый сдвигающий импульс как бы передает код высшего разряда в код низшего разряда, т. е. происходит сдвиг всего числа на один разряд.
1100 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ § 3. ДЕШИФРАТОРЫ Дешифраторами, или избирательными схемами, называются схемы; на выходе которых появляется сигнал только в том случае, если на входы схемы поступает определенная комбинация сигналов [1], [4]. Двоичный дешифратор представляет собой обычную схему м, на выходе которой наблюдается перепад напряжения только при одной комбинации единиц и нулей на входе, соответствующей данному числу. На рис. XIX.8 изображена схема, которая дешифрирует восемь возможных положений трехразрядного двоичного счетчика. Дешиф-' ратор состоит из восьми схем и с тремя входами. Каждая из схем тройных совпадений выполнена на диодах. Обычно такая схема называется диодной матрицей, так как в ней диоды расположены по рядам и строкам. Управление матрицей осуществляется с помощью триггеров Ть Т2, Т3. Матрица имеет восемь выходных цепей, обозначенных цифрами 0—7. В зависимости от установки триггеров в то или иное положение сигналами, поступившими на вход дешифратора, избирается тот или иной выход. Матрица работает следующим образом. Каждая строка матрицы представляет собой схему совпадения на сопротивлении и трех диодах. Если на всё три диода какой- либо строки с триггеров будет подан высокий потенциал, то и на данном выходе будет высокий потенциал. Из рисунка видно, что матричная схема дешифратора обеспечивает равномерную нагрузку триггеров. Число выходов при наличии дополнительных входов может быть расширено, но число диодов в этом случае резко увеличивается, так как В = = п • 2", где В — число диодов, а /г — число входов. Дешифрирование может быть осуществлено более экономичным способом, показанным на рис. XIX.9 для шести двоичных разрядов. В этом случае выполняется раздельное дешифрирование трех первых и трех последних двоичных разрядов счетчика, и образуются две группы выходов — по 8 в каждой группе. Выходы обеих групп комбинируются Рис. XIX. 8. Трехразрядный счетчик с дешифратором на схемах ы, вырабатывающих последовательно во времени выходные сигналы на 8 выходных линиях. ,
АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА 1101 друг с другом, образуя 8 • 8 = 64 отдельные комбинации или 64 выходные шины. Для последней операции совпадения требуется 64 схемы и с двумя входами (128 диодов). Для двух групп, состоящих каждая из 8 схем и с тремя входами потребуется 2 • 3 • 23 = 28 диодов. Следовательно, для этой схемы понадобится всего 128 + 48 =176 диодов, а не 6 . 2е = 384 диода, как в первом варианте. Следует заметить, что преимущества такого построения схем не так уже велики, как это кажется, поскольку каждая из 64 последних выходных шин получена в результате каскадного соединения одной схемы и с двумя входами и двух схем и с тремя входами по одному для каждой группы. На выходах 16 схем и с тремя входами обычно ставят буферные усилители, так как каждый из этих выходов нагружен на 8 из 64 выходных вентилей с двумя входами. § 4. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА Арифметические устройства предназначены для выполнения арифметических и логических операций над числами и командами [3]. В состав арифметического устройства входит обычно несколько отдельных узлов различного функционального назначения, основным из которых является сумматор, выполняющий арифметическое сложение и вычитание чисел. Выполнение всех других действий (умножение, деление, сравнение и др.) большей частью сводится к выполнению арифметических действий сложения и вычитания, так как умножение представляет собой повторное сложение, а деление — повторное вычитание. Арифметические операции, как правило, выполняются над числами в двоичном коде. При суммировании чисел должны выполняться правила поразрядного сложения 0 + 0=0; 0+1=1; 1 + 0 = 1; 1 +Л = 0 + перенос Пер быв 3 двоич- ных разряда {Вторые Здвоич- ных разряда 64 бходные шины от £4 схем ,.и'с двумя входами Till 1111 пи 1 1 1 1 Mil 1 1 1 1 1 1 Т1 1111 lilt ТТТТ 1111 '•III T т 11 мм Till till ><оСз оо 5wg Рис. XIX. 9. Блок-схема дешифрирования 64 возможных состояний шести разряд но го двоичного счетчика путем отдельного дешифрирования первых и последних трех двоичных разрядов и объединения этих двух групп по 8 с помощью 64 схем и с двумя входами.
И 02 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ и вычитания 0—0 = 0; 1 — 1=0; 1 — 0 = 1; 0—1 = 1+ заем. Рассмотрим сложение и вычитание двух чисел на следующих примерах. Пример 1. ,13 = 0 • 24+1 -23 + 1 -22 + 0. 21 + \ • 2° = 01101 "ПО = 0 • 24 + 1 • 23 + 0 . 22 + 1 • 21 + 0 • 2° = 01010 23: Пример 2. 10111 13 = 01101 "10 = 01010 3 = 00011 го -Л- 2/ 2^ 2^ 2^ I -№1101 IU4W -10=01010 На рис. XIX.10 показаны типичные последовательности импульсов, представляющие собой соответственно числа 13 и 10, а также сумму 23 и разность 3 этих чисел. Основной частью арифметических устройств является сумматор. Сумматор одного из типов состоит из двух полусумматоров, цепи задержки и схемы или. Полусумматор имеет два входа и три выхода. Блок-схема полусумматора приведена на рис. XIX. 11. Полусумматор составлен из логических схем исключительно — или и и. На входы А и Б подаются синхронизированные последовательности импульсов, подобные изображенным на рис. XIX. 10. Три выходные последовательности импульсов дают соответственно: Ц — цифра, 3 — заем, Я — перенос. В полусумматоре для сложения используются выходы Ц и Я, а h L L ' h для вычитания — Д и 3. 11 П П ' П Рассматривая последовательность —»'—■ *—| ■—J ■ I—1—23=ЮМ импульсов как периодические перехо- п п ' I ды из состояния «Ь (наличие импуль- || Ml i - nnntf ca) в состояние «0» (отсутствие им- 1 ' о-ииип пульса) в соответствии с блок-схемой на рис. XIX. И можно составить табл. XIX. 1, характеризующую работу полусумматора. В ней даны состояния на выходах Д, Я и 3 для всех возможных комбинаций состояний на входах А и Б. Связь табл. XIX. 1 с арифметическими действиями в двоичной системе счисления видна из следующего. Столбец Ц представляет собой сумму А + Б, если сумма может быть представлена одной цифрой. Если сумма больше той величины, которая может быть представлена одной цифрой, то столбец Ц даст в сумме цифру того же разряда, что и складываемые Рис. XIX. 10. Последовательности импульсов, представляющие различные числа.
АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ПОЗ JE не 1 или не JU цифры. Так, в первых трех строках табл. XIX.1 Ц дает А + 5 непосредственно. В последней строке Ц = О, так как 01 ^ 01 = 10 в двоичной системе счисления. Колонка П (перенос) дает цифру, которая должна быть перенесена в следующий более высокий разряд. При вычитании (А — Б) столбец 3 (заем) дает цифру, которую необходимо заимствовать у следующего, более высокого разряда, если вычитание нельзя выполнить непосредственно (Б > А). Сумма двух чисел, состоящих из нескольких цифр, может быть образована путем добавления к сумме цифр г одинакового разряда переноса, если он существует, от следующего младшего разряда. По отношению к последовательностям импульсов, изображенным на рис. XIX. 10, это указание эквивалентно утверждению, что в любой момент времени нужно прибавить (в двоичной форме) к импульсам чисел 13 и 10 импульс переноса из результата, полученного на период Т раньше. Импульс переноса может явиться следствием непосредственного сложения двух цифр (каждая равна «1») или сложения цифр «Ь и «0» и единицы переноса «1» от предыдущего разряда. Такая логическая операция выполняется схемой полного сумматора, изображенной на рис. XIX. 12. Она состоит из двух полусумматоров, соединенных каскадно. Цепь задержки, соединенная последовательно с устройством переноса, создает задержку, равную интервалу времени Т между импульсами. Таким образом, импульс переноса от любого из указанных выше двух источников за- Рис. XIX. 11. Блок-схема полусумматора. Таблица XIX. 1 Состояния на выходе полусумматора при всех возможных комбинациях состояний на входах держивается на Т сек и прибавляется к цифровым импульсам чисел 13 и 10 так, как это требуется. Устройство сложения, блок- схема которого приведена на рис. XIX. 12, можно преобразовать в устройство вычитания, если выходы П и 3 поменять1 местами. Умножение в двоичной системе можно выполнить при помощи последовательного суммирования и сдвигов на основании правила, приведенного в табл. XIX.2, где х — множимое, у — множитель иг — произведение. Если очередная цифра множителя /, то множимое с соответствующим весом добавляется к сумме частных произведений, если — 0, то суммирование не производится. В схемах, выполняющих операцию умножения, часто используются накапливающие сумматоры, которые могут иметь либо два входа (по од- ному на каждое из слагаемых), либо один вход для обоих слагаемых. А 0 0 1 1 Б \ 0 1 0 1 ц 0 1 1 0 п 0 0 0 1 3 0 1 0 0
1104 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В том и другом случае складываемые числа подаются в сумматор не одновременно и значение суммы будет определяться результатом^ ожени я всех введенных в разное время в сумматор слагаемых. Накапливающий сумматор сохраняет значение суммы и после исчезновения сигналов, характеризующих слагаемые. Стирание суммы производится специальным сигналом. Сумматор, построенный из триггеров, будет являться накапливающим. Вводимое в накапливающий сумматор число прибавляется к числу, которое до этого находилось в сумматоре, и полученная сумма замещает прежнее число. Попу- [сумматор Полусумматор -3 Л I или \—АЗодержко\ Рис. XIX. 12. Блок-схема полного сумматора, построенного из двух полусумматоров. Таблица XIX. 2 Таблица правил умно- жения X 0 1 0 1 . У 0 0 1 1 г 0 0 0 1 На рис. XIX. 13, а показана блок-схема множительного устройства, в котором множимое поочередно умножается на все разряды множителя, начиная с младшего, и поступает в сумматор: Перед каждым умножением находящаяся там сумма сдвигается на один разряд вправо. При таком способе умножения требуется л-разрядный регистр множимого и 2 п-разрядный регистр частных произведений: последний, однако, может быть и «-разрядным, если младшие разряды произведения сдвигать в регистр множителя. Регистр множимого Регистр множителя и управляющая схема Регистр множимого Накапливающий сумматор произведений ± Регистр множителя и [управляющая схема Накапливающий сумматор произведении О б Рис. XIX. 13. Блок-схемы множительных устройств. На рис. XIX. 13, б показана другая блок-схема, в которой множимое поочередно умножается на все разряды множителя, начиная с младшего, и частичные произведения поступают в сумматор. Перед умножением на
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ВЕЛИЧИН 1105 очередной разряд множимое сдвигается влево. Для осуществления этого способа требуется 2я-разрядные регистры множимого и частных произведений и 2/1-разрядный сумматор. В рассматриваемом устройстве сумма частичных произведений неподвижна, а сдвигается множимое. Это дает возможность сократить время умножения при совмещении тактов суммирования с тактами сдвига множимого. Но для этого требуется сравнительно больше оборудования. § 5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕПРЕРЫВНЫХ АНАЛОГОВЫХ ВЕЛИЧИН В ЦИФРОВЫЕ При использовании электронных вычислительных машин для решения специализированных задач необходимо данные, полученные от какой-либо физической системы, передавать непосредственно в счетно-решающее устройство для дальнейшей обработки. Такие данные обычно получаются' в виде непрерывно изменяющихся (аналоговых) электрических величин [1]. Чтобы передать эти данные в счетно-решающее устройство, их Р к нужно представить в виде цифрового кода, обычно двоичного. Процесс преобразования непрерывно изменяющегося параметра в цифровой код можно разделить на два этапа: квантование и кодирование. Под квантованием понимается Q разбиение всего диапазона непрерыв- Время ,но изменяющейся величины на опре- деленное конечное число значений — Рис- XIX. 14. График квантования, квантовых уровней. Количество квантовых уровней определяется в первую очередь способностью датчика непрерывно изменяющегося параметра различать изменение параметра от уровня к уровню, а также требуемой точностью ввода параметра в машину. Квантование лишь приближенно отражает непрерывно протекающий процесс, так как из бесчисленного множества значений выбирается лишь конечное их число (рис. XIX. 14). Вторым этапом преобразования является кодирование соответствующих приращений или квантовых уровней параметра в форму, удобную для ввода в машину. Одним из наиболее распространенных способов преобразования напряжения в числовой код является метол, преобразования уровня напряжения во временные интервалы, длительность каждого из которых пропорциональна величине напряжения в момент квантования. Длительность интервала определяется путем счета числа импульсов генератора периодически повторяющихся импульсов известной частоты следования. Число импульсов, подсчитанных за. время измеряемого интервала, пропорционально уровню напряжения и может использоваться для ввода в машину. Способ преобразования уровня напряжения во временной интервал путем сравнения преобразуемого напряжения с пилообразным иллюстрируется рис. XIX. 15.
1106 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Блок-схема преобразователя, работающая по описанному принципу, приведена на рис. XIX. 16. В исходном состоянии счетчик установлен на нуль, цепь включения находит- Преобразуемое напряжение > ся в положении «Стоп», на выходе генератора пилообразного напряжения сигнал отсутствует. Как только с устройства управления поступит импульс запуска, цепь включения будет переведена в положение «Пуск», и через схему совпадения и в счетчик начнут поступать счетные импульсы. Пилообразное напряжение так же, как и преобразуемое напряжение, поступает на схему сравнения. В момент совпадения этих напряжений схема сравнения выработает импульс остановки, цепь включения перейдет в положение «Стоп», прекратятся дос гуп счетных импульсов через схему и в счетчик и выработка пилообразного напряжения. В этот момент число, зафиксированное счетчиком, Рис. XIX. 15. Графики сравнения преобразуемого напряжения с пилообразным. Преобразуемое напряжение * Схема сравнения \ ' Цепь включения Запуск \ Генератор пилообразного напряжения ♦ и , \ выход Генератор суетны* импупьсоб Устройство УЧ )06t енс 1Я тт т Счетчик 1 Импу пьс гаше ниа 1 Рис. XIX. 16. Блок-схема преобразователя, основанного на методе сравнения преобразуемого напряжения с пилообразным. будет соответствовать значению преобразуемого напряжения в точке А на рис. XIX. 15. На этом цикл преобразования заканчивается. Затем схема управления выработает импульс гашения на счетчик, потом импульс начала работы и цикл преобразования повторяются. § 6. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДИСКРЕТНЫХ ВЕЛИЧИН В НЕПРЕРЫВНЫЕ . Часто результаты расчетов, проведенных вычислительной машиной, требуется преобразовать в форму, удобную для использования в аналоговых устройствах. Для этого применяются преобразователи цифрового кода в напряжение.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЧЕТНО-РЕШАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И 07 Сумматор № ?' 2и S3 4U Выход В качестве преобразователя может быть использован двоичный счетчик импульсов на статических триггерах с устройством для сложения напряжений, снимаемых с анодов триггеров (рис. XIX. 17). Величины снимаемых напряжений регулируются с помощью делителей напряжений и подбираются при двоичном кодировании пропорционально 2. Наименьший уровень напряжения снимается с триггера наименьшего двоичного разряда. # Рис. XIX. 17. Блок-схема преобразователя цифрового кода в напряжение. В качестве устройства, суммирующего напряжения, может быть использован сумматор на сопротивлениях или суммирующий решающий усилитель (см. § 4 и 9 гл. XIX). § 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЧЕТНО-РЕШАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ При помощи счетно-решающих устройств непрерывного действия можно выполнять математические операции над различными функциями, представленными непрерывно изменяющимися напряжениями или токами [2]. • . , В зависимости от характера функции или математической операции, для воспроизведения которой предназначено простейшее счетно-решающее устройство, различают суммирующие, множительные, делительные и другие устройства. Суммирующие устройства. Наиболее распространенными являются суммирующие устройства, основанные на сложении токов. Схема такого устройства приведена на рис. XIX. 18. Сопротивления Rlt R2, ..., RN представляют собой сумму добавочных сопротивлений гдоб и внутренних сопротивлений гвн-источников напряжений ult иг, ..., uN. Как правило, гдоб ^ гвн» поэтомУ можно считать, что доб, = #Ь 'лоб =#2, Доб2 " ГДоб# = RN. Тогда выходное напряжение "1 + "2 + • • • + ". N i+^+-S+---+fe)(/?i+i?2+---+^) ^N *н = где = К (их + щ + ... + uN), /С=- l+i+i+'-+h^+^+-'+R^
1108 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Таким образом, выходное напряжение получается пропорциональным сумме входных напряжений. Если Rt = R2 = ... = R = Rt ut + u2 + ... + и N N + В этом выражении R„ 1 "+-£ — ко- Рис. XIX. 18. Схема суммирующего устройства на сопротивлениях. эффициенг пропорциональности, показывающий, во сколько раз выходное напряжение ивых отличается от истинного значения суммарного сигнала. Если количество слагаемых на входе цепи в процессе решения задачи изменяется, то изменяется и величина коэффициента пропорциональности, что приводит к существенным ошибкам в напряжении ывых. С увеличением числа слагаемых N коэффициент пропорциональности уменьшается. Изменение коэффициента пропорциональности при изменении числа слагаемых является существенным недостатком суммирующей, цепи, так как при этом возникает ошибка в значении суммы. Для уменьшения этой ошибки необходимо, чтобы выполнялось условие RH </?, а это приводит к тому, что величина ывых будет мала по сравнению с входными величинами. й г* —•»■ А 1 3 h ' 7 £ с 1 i \ug 1 п и Ш Чвых т ' т Рис. XIX. 19. Блок-схема множительного импульсного устройства. Схема, приведенная на рис. XIX. 18, может выполнять и операцию вычитания, если на входные клеммы подать напряжения разной полярности. Множительные и делительные устройства. Существует большое количество способов и схем перемножения и деления двух или нескольких функций. Наиболее распространены устройства импульсного типа. На рис. XIX. 19 приведена блок-схема устройства, в котором используются импульсы прямоугольной формы, модулированные по амплитуде напряжением, представляющим один из сомножителей. Второй сомножитель выражается длительностью этих импульсов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЧЕТНО-РЕШАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 1109 Блок-схема состоит из генератора / прямоугольных импульсов переменной длительности, амплитудного модулятора // и сглаживающего фильтра ///. Генератор / осуществляет линейное преобразование входного сигнала и\ в последовательность прямоугольных гмпульсов с амплитудой Еа и коэффициентом заполнения k, пропорциональным входному напряжению Mi, и т — где т — длительность импульса; Т — период повторения импульсов. Рис. XIX. 20. Схема множительного импульсного устройства. Модулятор // изменяет амплитуду этих импульсов так, что она становится пропорциональной второму входному сигналу, А = ш2, где А — амплитуда импульса; с — коэффициент пропорциональности. После усреднения напряжения шг сглаживающим фильтром /// на выходе получим "вЫХ = Ak = CU2-7p = CiUlU%. На рис. XIX.20 приведена принципиальная электрическая схема множительного устройства, соответствующего рассмотренной блок-схеме. В качестве генератора прямоугольных импульсов переменной длительности используется задержанный мультивибратор на лампе Л2, возбуждаемый пусковыми импульсами блокинг-генератора, собранного на лампе Л,а. Импульсы, сформированные мультивибратором, поступают на управляющую сетку лампы Л3, анодная цепь которой питается положительным напряжением и2. Амплитуда импульсов, возникающих в анодной цепи лампы Л3, будет равна величине сигнала и%. Эти импульсы затем сглаживаются /?С-фильтром на выходе устройства.
1110 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ С^ целью устранения искажения переднего фронта импульсов и связанной с ним погрешности, импульсы, возникающие в анодной цепи амплитудного модулятора «/73, поступают на сглаживающий фильтр через катодный повторитель, выполненный на лампе Л^б. При тщательной регулировке такого устройства удается получить относительную погрешность умножения порядка 1%. § 8. РЕШАЮЩИЕ УСИЛИТЕЛИ Решающим усилителем называется устройство, состоящее из усилителя с большим коэффициентом усиления и внешней цепи отрицательной обратной связи [2]. 0-3006 0-4306 Рис. XIX. 21. Схема решающего усилителя постоянного тока. В зависимости от структуры цепи обратной связи и значений параметров ее элементов решающие усилители могут выполнять операции суммирования, вычитания, дифференцирования, интегрирования и т. п. При этом точность выполнения этих операций может быть очень высокой. Усилитель (обычно усилитель постоянного тока) может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. XIX.21. Суммирующий решающий усилитель. Функциональная схема решающего усилителя показана на рис. XIX.22. Знаком < обозначен усилитель постоянного тока (УПТ) с коэффициентом усиления А в разомкнутом состоянии. /?i, #2, ..., /^ — добавочные сопротивления, a R^ — сопротивление обратной связи. Рис. XIX. 22. Функциональная схема решающего усилителя.
РЕШАЮЩИЕ УСИЛИТЕЛИ ИП Выходное напряжение суммирующего усилителя при А > 1 связано с входными напряжениями зависимостью *об гдет?г При ставить в При Ro6 "вых = - 1 *об ; Яг Ri = виде = R и т. д. Яа= ... ^вых : (. , = #об , ^06 коэффициенты RN = ^об R~ + •• , «об1 KN , суммирования. : R последнее («1 + «2 + ... выражение ■ + %)• можно пред- "вЫХ = — ("1 + "2 + . . . + UN). Точность операции суммирования зависит от степени выполнения неравенства А > 1, так как относительная погрешность суммирования до/ ~ Ш(} л. R°6 J- R°6 J- ' К°*У A \ Ri ' R2 ' "' ' RN Если требуется обеспечить заданную погрешность схемы суммирования, то величину коэффициента усиления следует выбирать из условия „ 100 Д . ^об .^об. , #об \ Например, при #i = R2 = ... = flv = #об, N = 100, б = 0,3% А>т'^ =ззооо. Величина R^ выбирается в пределах от нескольких десятков до тысячи килоом. С помощью решающих усилителей можно выполнять и вычитание. Для этого достаточно изменить знак вычитаемого напряжения на обратный при сохранении величины сигнала. Такая операция называется инвертированием и может выполняться либо переменой концов источника напряжения, подключаемых ко входу усилителя (если это возможно), либо путем использования инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления А= -1. В качестве инвертирующего усилителя может быть использован решающий усилитель с одним входом, у которого Ri = R^. Тогда ывых = Дифференцирующий решающий усилитель. Функциональная схема решающего усилителя, выполняющего операцию дифференцирования, приведена на рис. XIX.23. Выходной сигнал при А > 1 связан с входным сигналом выражением uah,xU)~Rc(l-e~™tUlU' И»вх *'
1112 ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Недостатком дифференцирующего усилителя является склонность его к самовозбуждению при большом значении коэффициента усиления Л. Для предотвращения самовозбуждения включают небольшое сопротивление (30—150 ом) последовательно с конденсатором С или параллельно сопротивлению /?, конденсатор Спар < С либо и то, и другое. Интегрирующий решающий усилитель. На рис. XIX.24 показана функциональная схема решающего усилителя, выполняющего операцию интегрирования.. 0-4 0- й< и6ых ufo I й< Рис. XIX. 23. Функциональная схема дифференцирующего усилителя. "бых Рис. XIX. 24. Функциональная схема интегрирующего усилителя. Выходное напряжение связано с входным выражением t "вых — ~Rc) и» {t)dt. Относительная ошибка интегрирования 5% « 50. RC(A + \)' а максимально допустимое время работы интегрирующего усилителя 'aon<^-(A + l)RC. Из последнего выражения видно, что время интегрирования решающего усилителя при сохранении заданной точности интегрирования больше, чем для простой /?С-цеии, в А + 1 раз.
ГЛАВА РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ УУ = ДЛЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА А А § 1. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЗАЩИТНЫХ И ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ Приборы предназначены для измерения толщины защитных покрытий по стали без разрушения защитного слоя. Схема прибора для определения толщины защитного слоя бетона в железобетонных конструкциях приведена на рис. ХХ.1 [7]. Прибором можно также определять направление залегания арматуры в конструкции, места ее пересечения, диаметр арматуры при известном расстоянии. Диапазон измерения толщины защитного слоя бетона зависит от диаметра арматуры и составляет 0—150 мм. Работа прибора основана на изменении индуктивного сопротивления датчика в зависимости от степени его близости к стальной арматуре. Прибор состоит из индуктивного преобразователя трансформаторного " типа, генератора питания первичной обмотки преобразователя, усилителя напряжения и выходного измерительного устройства детекторной системы. Индуктивный преобразователь состоит из двух частей: выносного датчика и устройства аналогичной конструкции, расположенного внутри корпуса прибора. Вторичные обмотки преобразователей включены по дифференциальной схеме, поэтому при значительном удалении выносного датчика от бетона э. д. с. на входе усилителя равна нулю. Предельную величину э. д. с. разбаланса устанавливают по выходному прибору путем изменения индуктивного сопротивления неподвижной части преобразователя. Для этого перемещают стальной стержень (ручка «Регулировка чувствительности»), помещенный внутри неподвижной части преобразователя, до отклонения стрелки выходного прибора на край шкалы. Полученный разбаланс компенсируется вследствие изменения индуктивного сопротивления выносного датчика при его приближении к арматурному стержню. Уровень компенсации прибора соответствует расстоянию до арматурного стержня. Генератор,* питающий датчик, собран по двухтактной схеме с трансформаторной обратной связью на двух транзисторах 7\, и Т^} включенных по схеме с общим эмиттером. Частота генерации составляет 170 гц, напряжение на выходе (на вторичной обмотке трансформатора Т/^), равняется 40 в. Усилитель напряжения разбаланса с реостатно-емкостной связью собран на двух транзисторах 74 и Т2 по схеме с общим эмиттером. Коэффициент усиления регулируется переменным сопротивлением /?4. В детекторном приборе используется микроамперметр типа М-24 с током полного отклонения 200 мка. Комплект питания прибора состоит из шести элементов типа 1,6-ФМЦ-у-3,2. Выносной датчик (как и смонтированная в приборе неподвижная часть индуктивного преобразователя) собран на П-образном сердечнике
Выносной и датчик^ п Н Торцу, устанаблидаемые на бетоне Зшт Зшт 4%ЪЬ 4$Ь § 5 01 S н т .в S m ч о н '£■ S Рис. XX. 1. Схема прибора для определения толщины защитного слоя бетона.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКРЫТИЙ 1115 из трансформаторной стали, размеры которого указаны на рис. XX.1. На полюсы сердечника надеты гетинаксовые каркасы. На каждом каркасе намотаны две обмотки: первичная 1000 и вторичная 2000 витков провода ПЭЛ 0,18. Трансформатор 7pi выполнен на сердечнике из пластин типа Ш-16, толщина набора 12 мм. Числа витков обмоток: /и // — 2 X 25, провод ПЭЛ 0,2; III и IV — 2 X 52, провод ПЭЛ 0,41; V — 520, провод ПЭЛ 0,1. Схема прибора (12], которым можно измерять толщины покрытий до 10 мм, приведена на рис. XX.2. Прибор используется для определения толщины изоляционного покрытия стальных труб больших диаметров, Рис. XX. 2. Схема прибора для определения толщины изоляционных покрытий стальных труб. применяемых для строительства магистральных газо- и нефтепроводов. Действие прибора основано на перераспределении магнитных потоков в сердечнике электромагнита (датчике) в зависимости от его расстояния до стали (толщины покрытия). Сердечник электромагнита имеет Н-образную форму. Пластины для сборки сердечника нарезаются из трансформаторной стали. Форма и размеры пластин показаны на рис. XX.2, толщина набора — 7,5 мм, сердечник собирается вперекрышку. Обмотка возбуждения датчика 10 уложена на средней части сердечника и питается от генератора, собранного по симметричной схеме на двух транзисторах типа П8 (проводимость п — р — п). На четырех полюсных наконечниках электромагнита помещены обмотки £ъ ^2. ^з и ^4. соединенные последовательно вместе с детекторным прибором в измерительную цепь. Датчик устанавливают двумя полюсными наконечниками непосредственно на металл (нулевая толщина покрытия), регулируют сопротивление R3 и устанавливают такой ток в цепи, при котором стрелка измерительного прибора отклоняется на край шкалы. Толщину покрытия отсчитывают по заранее отградуированной шкале.
1116 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ Обмотка возбуждения L0 и обмотки измерительной цепи L\ — L4 содержат каждая по 600 витков провода ПЭ 0,09. Они наматываются на отдельных каркасах. Комплект питания прибора состоит из двух соединенных параллельно элементов типа ФБС-0,25. В измерительном устройстве используется микроамперметр типа'М-592. Вес прибора (без микроамперметра) 150 г. Генератор можно • собрать и на транзисторах с проводимостью р — а — р. В этом случае необходимо изменить полярность присоединения источника питания и выбрать другие значения сопротивлений Ri и R2 (для транзисторов типов П13, П14, П16 приблизительно в десять раз меньше значений, указанных на схеме). § 2. ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЛАГОМЕРЫ Принцип действия электронных влагомеров основан на зависимости емкости и проводимости материала на переменном токе от степени его влажности при неизменной степени уплотнения массы. Схема прибора [10], предназначенного для измерения влажности строительных материалов (цемента, песка, глины), зерна, муки, пресс- порошков для приготовления 9 ~2206 q пластмасс и других сыпучих тел, приведена на рис. ХХ.З. Прибор состоит из емкостного датчика, электронного фа- зочувствительного усилителя и включенного на его выходе микроамперметра со шкалой, проградуированной в процентах влажности. Емкостный датчик Дт образован из двух коаксиальных цилиндров (диаметрами 40 и 60 мм), спаянных из оцинкованного же-, леза. Цилиндры образуют конденсатор с начальной емкостью 10 пф. Положение цилиндров фиксируется текстолитовыми днищами, в пространство между цилиндрами насыпается исследуемый материал, являющийся диэлектриком конденсатора. Датчик включен на вход усилителя через фазорегулирующую цепочку Я\С\Дри устанавливающую начальный сдвиг фаз в цепи датчика. Емкость и индуктивность цепочки должны быть настроены в резонанс на частоту 50 гц. Величина сдвига фаз выбирается из условий получения наиболее линейной шкалы влажности и устанавливается потенциометром R\. Электронный фазочувствительный усилитель собран по двухтактной схеме на лампе Лх (6Н2П) с нагрузками в цепях катодов. Для симметрирования усилителя по микроамперметру предназначен потенциометр R9. Микроамперметр включен на выход усилителя через фильтр Дрг и Сз- U^J&A Рис. XX. мера. 3. Схема электронного влаго-
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ФОТОПЕЧАТИ 11 17 Для различных видов исследуемых материалов устанавливаются соответствующие шунты /?з, включаемые переключателем П\. Величина /?3 = = 910 ом указана на схеме для измерения влажности цемента. Дроссель Дрх собран на сердечнике из пластин типа Ш-20 (толщина набора 30 мм) и содержит 7000 витков провода ПЭЛ 0,1, намотанных внавал. Воздушный зазор сердечника равен 1 мм. Регулируя зазор при сборке дросселя, настраивают цепь Дрх —Сг в резонанс (по максимуму тока в цепи). Дроссель Др2 собран на таком же сердечнике вперекрышку. Он содержит 10 000 витков провода ПЭЛ 0,1, намотанных внавал. В качестве силового использован трансформатор типа ЭЛС-2, в котором уменьшено число витков (часть витков отмотана) повышающих обмоток для получения напряжения 2 X 150 в. Градуировка прибора действительна для определения влажности только одного сорта материала. Если требуется большая точность определения влажности, то следует составлять градуировочные графики для различных партий одного материала. Прибором можно определять влажность до 25%. § 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ФОТОПЕЧАТИ Приборы предназначены для автоматизации отсчета выдержек времени и управления фотоувеличителем. Схема электронного реле выдержек времени на стабилитроне и двух- обмоточном реле приведена на рис. XX. 4. Для создания выдержки времени используется процесс заряда конденсатора Ci через постоянные сопротивления R2 — /?8 и потенциометр R9. Переключателем Я постоянных сопротивлений зарядной цепи устанавливаются выдержки 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 сек, промежуточные значения выдержек регулируются плавно потенциометром R9. Схема работает следующим образом. При кратковременном нажатии кнопки Кн напряжение от селенового выпрямителя £ь В2 подается на обмотку // реле, которое, сработав, контактами 3—4 блокирует контакты кнопки Кн, а контактами 5—6 замыкает цепь лампы Jlz фотоувеличителя. Одновременно размыкаются контакты /—2 и конденсатор Сх начинает заряжаться. Когда напряжение на конденсаторе достигнет .напряжения зажигания стабилитрона Ль он начнет разряжаться через обмотку / реле. Так как обмотки реле включены встречно, то под действием тока разряда реле.отпустит, контакты 5—6 разомкнутся и выключат лампу увеличителя. После этого схема придет в исходное состояние. Выпрямитель Въ £2, собранный по схеме удвоения напряжения, изготовляется из 24 селеновых шайб диаметром 18 мм с выводом от середины. Выпрямленное напряжение стабилизировано лампой Л2. Потенциометр /?9 (Ю—20 ком) — проволочный. Для того чтобы при перемещении движка потенциометра выдержка изменялась в 2 раза, необходимо выбрать сопротивление /?10 равным 3R9. Схема реле времени для фотопечати на тиратроне с холодным катодом приведена на рис. XX.5. При нажатии кнопки Кн напряжение сети подается на лампу Л* увеличителя и на схему реле времени. Когда напряжение на конденсаторе С2, заряжающемся через сопротивление /?2, достигнет потенциала зажигания тиратрона, замкнется цепь питания обмотки реле. При этом-контакты реле / и 2 размыкаются (прекращается экспозиция), а контакты 3 и 4 замыкаются (блокируется тиратрон). При отпускании кнопки конденсатор С2 разряжается через сопротивление /?б и схема
1118 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ приходит в исходное состояние. При указанных на рисунке величинах элементов схема обеспечивает интервал выдержек времени от 0,5 до 60 сек. о ofdDr Рис. XX. 4. Схема реле выдержки времени на стабилитроне для фотопечати. В качестве реле Р может быть использовано реле любого типа с током срабатывания 15—20 ма. Схема электронного реле выдержек времени на транзисторе типа ШЗ* приведена на рис. ХХ.6. Время выдержки определяется временем разряда конденсатора Сх че- 6Л7Ж /?6 5,7л л, МГХ-ДО рез сопротивление /?ь в те- ' ■ чение которого транзистор открыт. В исходном состоянии, когда кнопка Кн не нажата, напряжение на конденсаторе Сх равно нулю. При этом напряжение на базе транзистора Т\ отсутствует, коллекторный ток очень мал и якорь реле Pi не притянут. При нажатии кнопки конденсатор С\ мгновенно заряжается до напряжения источника питания. При отпускании кнопки напряжение на конденсаторе прикладывается к базе транзистора, вследстве чего коллекторный ток * Можно использовать и другие маломощные транзисторы: П6, П14, П15 и т. д. ~ть Рис. XX.5. Схема реле выдержки времени на тиратроне с холодным катодом для фотопечати.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ФОТОПЕЧАТИ И 19 резко возрастает и реле Pi срабатывает, включая своими контактами лампу увеличителя. Одновременно начинается разряд конденсатора С\, отрицательное напряжение на базе постепенно уменьшается и достигает Рис. XX.6. Схема реле выдержки времени на транзисторе для фотопечати. величины, при которой коллекторный ток снизится настолько, что станет недостаточным для удержания якоря реле. Контакты реле разомкнутся и выключат лампу увеличителя. Длительность выдержки времени устанавливается потенциометром /?i в пределах от долей секунды до 20 сек. Шкала потенциометра градуи* руется в единицах времени. Сопро- ??лл<Г~Pi тивления #2 и /?3 выбираются та- 0-^^%f^££££~ Ш,ЗЗОк R Юк кой величины, чтобы коллекторный ток был достаточен для срабатыва- „£еть ния реле Рг. Для увеличения чувствительности обмотку реле можно & перемотать более тонким проводом с большим числом витков. Выпрямитель собран по одно- полупериодной схеме со стабилизацией выпрямленного напряжения двумя кремниевыми стабилитронами типа Д811. Сердечник трансформатора набирается из пластин типа Ш-20, толщина набора 14 мм. Первичная обмотка содержит 2 X 1500 витков провода ПЭ 0,12, вторичная — 280 витков провода ПЭ 0,12. Для питания реле можно использовать также гальванические батареи или аккумуляторы. Схема экспонометра для проекционной фотопечати показана на рис. XX.7. Назначение прибора — определить необходимую выдержку времени (экспозицию), в зависимости от плотности негатива, мощности проекционной лампы, типа и сорта бумаги и других факторов. Прибор Рис. XX. 7. Схема экспонометра для проекционной фотопечати.
1120 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ собран по мостовой схеме, одним из плеч моста является датчик степени освещенности — фотосопротивление типа ФС-К1. В одну диагональ моста включен микроамперметр с током полного отклонения 100 мкау в другую— источник питания (однополупериодный выпрямитель на диодах типа Д7Е). Мост балансируется потенциометром /?4 при затемненном фотосопротивлении. При освещении сопротивление ФС-К1 уменьшается и через микроамперметр проходит ток, пропорциональный освещенности. Смонтированный прибор необходимо отградуировать. Для этого фотосопротивление помещают в наиболее светлое место спроектированного изображения. Затем, изменяя диафрагму объектива фотоувеличителя Рис. XX. 8. Схема электронного автомата для фотопечати. получают различные отклонения стрелки микроамперметра и, делая пробные отпечатки, устанавливают соответствующее им оптимальное время выдержки Такую градуировку следует выполнить для каждого сорта бумаги при данной мощности осветителя. Фотосопротивление ФС-К1 расположено на планке из органического стекла и соединяется с мостом проводом длиной 500 мм. Схема автомата для фотопечати, в котором совмещены фотоэкспонометр с реле выдержки времени, приведена на рис. XX.8 [3,4]. Прибор может автоматически определять и отсчитывать необходимую выдержку. Фотосопротивление экспонометра включено в зарядную цепь емкости реле времени и автоматически корректирует время выдержки в функции степени освещенности: чем плотнее негатив и меньше освещенность, тем больше величина сопротивления ФС-К1 и, соответственно, время выдержки. При нажатии кнопки «Пуск» конденсатор d разряжается через обмотку / поляризованного реле типа РП-4. Якорь реле Рх перебрасывается в положение, показанное на рисунке. При этом замыкается цепь лампы увеличителя и одновременно подключается питание к зарядной цепи реле выдержки времени: конденсатор С4 заряжается через сопротивление /?5 и фотосопротивление ФС-К1. Когда напряжение на конденсаторе С4 достигнет 60 в, загорается неоновая лампочка Л3 и конденсатор С4 разряжается через нее и обмотку // того же реле. При этом якорь реле возвращается в исходное положение, выключается питание лампы увеличителя
АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНА Ш1 и снимается напряжение со всех цепей — автомат готов к новому отсчету. Изменяя величину сопротивления /?5, можно менять время выдержки в зависимости от сорта и светочувствительности фотобумаги. Для такой коррекции на шкале потенциометра нанесены риски, соответствующие основным сортам бумаги. Время выдержки, установленное автоматом, . можно определить по числу вспышек неоновой лампы Л4 (МН-3), так как неоновая лампочка вместе с сопротивлением #ю и конденсатором С6 образует релаксационный генератор с периодом срабатывания 2 сек. В положении «Полуавтомат» переключателя Я2 схема работает как реле времени, управляя лампой фотоувеличителя в соответствии с величиной выдержки, устанавливаемой сдвоенным переменным сопротивлением #8 — ^9- В положении 1 тумблера Я3 диапазон выдержек можно установить в пределах от .0,5 до 20 сек, в положении 2 — от 20 до '115 сек. При установке кадра и наводке на резкость тумблер П\ переводится в положение «Кадр». Для питания схемы от сети 220 в необходимо заменить ста- биловольт типа СГ-16П на СГ-13П и неоновую лампу Л3 типа МН-3 на МН-5. § 4. ПРОСТОЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ РЕЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО Устройство может быть использовано для подсчета штучных изделий, автоматического открывания дверей и для сигнализации тревоги. Его схема приведена на рис. XX.9. Когда луч света попадает на фотосопротивление ФС-К1, его сопротивление резко уменьшается и возрастает отрицательное напряжение на базе транзистора Т\. Ток через транзистор Т\ возрастает и отрицательный потенциал на его коллекторе, а следовательно, и на базе транзистора 7*2, уменьшается. Транзистор Г2 запирается, реле Рх обесточивается и его контакты замыкают цепь исполнительного механизма. При перекрытии луча света, падающего на ФС-К1, происходит обратный процесс и контакты реле размыкаются. Потенциометр Ri регулирует порог срабатывания устройства. Пользуясь им, можно настроить устройство также для включения освещения, как только сила дневного света станет меньше определенной пороговой величины. К исполнительному мелонизму Рис. XX. 9. Схема- фотоэлектрического релейного устройства. § 5. АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНА Слабые периодически следующие импульсы электрического тока используются в лечебной практике для усыпления. Аппараты для электро- сна представляют собой обычно сложные генераторы прямоугольных импульсов с регулировкой амплитуды, длительности и частоты следования
1122 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ импульсов. На рис. XX.10 приведена схема крайне простого устройства того же назначения [2]. Импульсы тока формируются в нем из напряжения сети при помощи трансформатора], работающего в режиме насыщения, и выпрямителя на полупроводниковых диодах типа Д2Е. Длительность импульсов на выходе равна 1—3 мсек, их амплитуда достигает 40 в. Для регулировки выходного напряжения используется потенциометр R2. Частота следования импульсов равняется 100 имп/сек для двухполупериодной схемы выпрямления и 50 имп[сек — для однополупериодной. Схемы выпрямления переключаются выключателем Вкх. Мощность, потребляемая от сети, не более 5—6 em. Трансформатор Тр\ собран на сердечнике из пермаллоя с содержанием никеля до 45%. Сечение сердечника 0,5 см2. Первичная обмотка содержит 1000 витков провода ПЭЛ 0,08, вторичная — 2 X 100 витков того же провода. Сопротивление Ri проволочное, мощностью 15 em. Электроды, накладываемые на лоб и затылок больного, представляют собой свинцовые пластины размером 3 X 4 см, соединенные гибким проводом с выходом аппарата. Габариты аппарата — 120 X ПО X 40 мм, вес—-200 г. Рис. XX. 10. Схема аппарата для электросна. § 6. ЭЛЕКТРОННЫЙ МИЛЛИСЕКУНДОМЕР Прибор используется при наладке и регулировке устройств автоматики и телемеханики [11]. Им можно измерять интервалы времени от нескольких миллисекунд до 15 сек. Схема прибора приведена на рис. ХХ.11. Входные контакты /, 2 предназначены для пуска счетной схемы, а контакты 3, 4— для остановки. Первые контакты — замыкающие, а вторые — размыкающие и их срабатывание связано с контролируемым устройством. При измерениях переключатель Я2 устанавливается в положение /. После замыкания пусковых контактов / и 2 начинается заряд конденсаторов С\ или С2 от источника постоянного тока через сопротивления R2 — #4 и промежуток сетка — катод триодной части лампы Лх. Процесс заряда длится до размыкания контактов остановки. Постоянная времени зарядной цепи х = RC выбирается выше предела измерения на каждом диапазоне переключателем Пи чтобы можно было использовать начальную часть кривой заряда конденсатора. При этом связь между напряжением Uc на конденсаторе и временем / заряда можно считать линейной. Для отсчета времени t переключатель #2 переводится в положение //. Напряжение компенсации UK снимается с линейного потенциометра Ru шкала которого градуируется в единицах измеряемого времени. Напряжение Uc приложено к сетке лампы со знаком «минус», а напряжение UK — со знаком «плюс». При постоянной величине разности между ними, равной — 3 в, на электронно-оптическом индикаторе JIi появляется узкий теневой сектор в виде щели — в этот момент снимается отсчет по шкале потенциометра Ru
ПРИБОР ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ П23 Для следующего измерения переключатель П2 переводится в положение /// (конденсатор С\ разряжается), а затем снова в положение /. Конденсаторы С\ и С2 должны быть тщательно подобраны и иметь сопротивление утечки не менее 1000 Мом. ЬЗООк +3006 Рис. XX. 11. Схема электронного миллисекундомера. В качестве потенциометра Ri применяется высококачественное непроволочное переменное сопротивление со шкалой на 15 делений. Сопротивление Re предназначено для подгонки пределов шкалы потенциометра /?i. Пределы измерений устанавливаются переключателем #i и составляют: в положении / — 15 сек; II — 1,5 сек; III — 150 мсек; IV — 15 мсек. Возможный сдвиг шкал при замене лампы JIi компенсируется подгонкой сопротивлений /?7 и /?8- Трансформатор Tpi рассчитывается на мощность 10 ва. § 7. ПРИБОР ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ И ПРОМЫВКИ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ Прибор состоит из генератора электрических колебаний ультразвуковой частоты и магнитострикционногр вибратора, преобразующего электрические колебания в механические [И]. Схема'прибора приведена на рис. XX.12. Задающий генератор собран на лампе Л\. Рабочая частота генератора 18 кгц. Конденсатором d частоту можно плавно перестраивать в пределах 16—20 кгц. Усилитель мощности собран на лампе Л2. В ее анодную цепь включена обмотка возбуждения вибратора, намотанная на каркасе диаметром 15 мм (длина намотки 120 мм, провод ПЭЛ 0,41, число витков 600). Внутрь каркаса помещен излучатель ультразвуковых колебаний — ферритовый стержень от обычной магнитной антенны. Вибратор подмагничивается постоянной составляющей анодного тока лампы. При продольных колебаниях резонансная частота стержня где / — длина стержня, см.
1124 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ На верхнем конце стержня закрепляется обжимкой металлический стакан емкостью 50 мл, в котором происходит промывка. СО Р*1 Ц5Ю АЙ АЙ.тЙ 1'1 Ъо#< w У М506 ^^- ,С8 20,0x4506 20,0*506 Летьь 0 /V 0 Рис. XX. 12. Прибор для ультразвуковой очистки и промывки мелких деталей. Прибор работает от сети переменного тока и потребляет 80 вт при выходной электрической мощности 10—12 вт. Выпрямитель собран по однополупериодной схеме на лампе Л3; анодное напряжение равно 500 в. ИбНдС /ho ЧбнХ Рис. XX. 13. Схема переключателя двух цепей на электронной лампе. § 8. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Переключатели предназначены для периодического включения и выключения цепей световой рекламы, праздничной иллюминации, елочных гирлянд. Они состоят из схем релаксаторов, управляющих маломощными электромагнитными реле, контакты которых осуществляют необходимые переключения цепей. Если ток в переключаемых цепях велик, то маломощное реле управляет работой дополнительных силовых реле [9]. Простейшая схема электронного переключателя двух цепей' приведена на рис. XX.13. На двойном триоде собран симметричный мульти-
• ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 1125 вибратор. Обмотки двух реле включены в катодные цепи триодов. Так как оба триода открываются и закрываются попеременно, то и реле Pi и Р2 срабатывают поочередно. Частота срабатывания симметричного мультивибратора пропорциональна постоянной времени RiC2 = R2&. Приведенные на схеме данные соответствуют переключению через каждые 3 сек. Для питания схемы можно использовать любой маломощный выпрямитель. Рис. XX. 14. Схема переключателя двух цепей на транзисторах. На рис. XX. 14 приведена аналогичная jcxeMa с мультивибратором, собранным на транзисторах. В схеме используется одно реле типа РСМ-2. i Сопротивление Ri должно быть равно активному сопротивлению обмотки реле. На рис. XX.15,а приведена схема, включающая последовательно три цепи и выключающая их одновременно. На транзисторах Т\ и Т2 собрана схема мультивибратора с одним реле Рх, имеющим две пары размыкающих контактов (когда транзистор Т\ закрыт, а Т2 открыт, контакты Pi разомкнуты). На транзисторах Т3 и Т4 собрана схема триггера, делящего частоту мультивибратора на два. Триггер запускается положительными импульсами с базы транзистора Т2, поступающими через конденсатор С3 и диоды Д2 и Д3 на базы транзисторов Т3 и 7V Таким образом, реле Р2 срабатывает через один такт работы реле Pi. Переключение цепей (рис. XX. 15,6) проходит следующим образом: когда контакты реле Pi замкнуты, включена цепь /; при размыкании этих контактов и замкнутых контактов Р2 дополнительно включается цепь //; когда замкнуты контакты обоих реле, включены все три цепи; когда оба реле срабатывают (контакты разомкнуты), все цепи выключены. После этого начинается новый цикл. Переключатель питается от выпрямителя, собранного по мостовой схеме на четырех диодах типа Д7Ж. Силовой трансформатор собран на сердечнике из пластин типа Ш-12, толщина набора 25 мм. Первичная обмотка содержит 2 X 2090 витков провода ПЭВ 0,1; вторичная — 500 витков провода ПЭВ 0,25. При напряжении сети 127 в две секции первичной обмотки включаются параллельно. Выпрямленное напряжение должно быть хорошо отфильтровано. При питании от батарей (5 последовательно соединенных батареек от карманного фонаря) обеспечивается работа схемы в течение 10 ч.
1126 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ (ИИ ф1 ф* 'I А 1 m_j 427,2206 5 Рис. XX. 15. Схема переключателя трех цепей на транзисторах. § 9. АППАРАТ УПРАВЛЕНИЯ УЛИЧНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ На рис. XX.16 приведена схема аппарата для включения уличного освещения [5]. Схема работает следующим образом. При наступлении сумерек, когда освещенность фотоэлемента Л3 уменьшается, уменьшается ток, протекающий в его цепи через сопротивление RB> а также падение напряжения на этом сопротивлении. Напряжение смещения на лампе Л2 в этом случае определяется только положением движка потенциометра R2. Напряжение смещения выбирается так, чтобы лампа Л2 была заперта. При этом падение напряжения на сопротивлении /?в и напряжение смещения на правой половине лампы Л\ будут также равны нулю. В результате этого увеличится ток в правой половине лампы Ли что приведет к увеличению падения напряжения на сопротивлении /?4. Под действием этого напряжения начнет заряжаться конденсатор Ci через сопротивление Rs. При увеличении напряжения на конденсаторе, т. е. на сетке левой половины лампы Ли до 15 в она окажется запертой, реле, включенное в ее анодную цепь, отпустит якорь и замкнет контакты 7—2, включающие цепь управления уличным освещением. ' Утром при увеличении освещенности ток в цепи фотоэлемента возрастет, увеличится падение напряжения на сопротивлении R8 и лампа Л2 отопрется. При этом падение напряжения на сопротивлении Re будет увеличиваться, конденсатор С3 начнет заряжаться через сопротивление R5 и при определенном напряжении на этом конденсаторе правый триод лампы Лг окажется запертым. Падение напряжения на сопротивлении #4 уменьшится и конденсатор Ci начнет разряжаться через сопротивления
» ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИРНОСТИ МОЛОКА И27 /?а и /?4. Напряжение на сетке левого триода лампы Л\ увеличится, сработает реле Р и выключит освещение. .Задерживающие цепочки /?$C3 и R3C\ предохраняют автомат от ложных выключений при кратковременных (менее 30 сек) изменениях освещенности, например, при вспышке молнии. Рис. XX. 16. Схема аппарата для управления уличным освещением. Чувствительность автомата регулируется потенциометром R2. Реле Р может быть любого типа с током срабатывания 10 ма. Силовой трансформатор выполняется на сердечнике типа Ш-20, толщина пакета 30 мм. Данные обмоток: /■• — 1540 витков провода ПЭЛ 0,31; повышающая обмотка—1610 витков провода ПЭЛ 0,25 с отводами от 210 (/// 6), 350 (/// а) и 700 (// б) витков; обмотки IV и V состоят из 45 витков провода ПЭЛ 0,64. § 10. ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИРНОСТИ МОЛОКА Прибор состоит из генератора высокой частоты и измерительной мостовой схемы с емкостным датчиком жирности молока. Действие прибора основано на зависимости диэлектрических свойств молока от степени его жирности [6J. Емкостный датчик представляет собой небольшой стеклянный сосуд объемом 1 см3, в который помещены две металлические пластинки, являющиеся обкладками конденсатора. Заливаемое в сосуд молоко служит диэлектриком. . Схема прибора приведена на рис. XX.17. Генератор высокой частоты (1 Мгц) собран на транзисторе Ti по трехточечной емкостной схеме с V
1128 РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ общим эмиттером. Напряжение ВЧ подается через трансформатор на делитель, состоящий из емкостного датчика Сд и конденсатора постоянной емкости С2. Емкость С2 выбирается равной емкости датчика Сд, заполненного молоком с жирностью, равной двум жироединицам. Tpf Емкостный \— )1\ щ ш 1 -4№ Рис. XX. 17. Схема прибора для определения жирности молока. Мост измерительного устройства образован транзисторами Г2, Г3 и сопротивлениями /?4> Яв- Источник питания включен в одну диагональ моста, стрелочный прибор — в другую. При равенстве емкостей Сд и С2 мост балансируется переменным сопротивлением Rs (стрелка на нуле шкалы). Если датчик С„ заполнен молоком, жирность которого отличается от двух жироединиц, то баланс моста нарушается и по отклонению стрелки можно судить о жирности молока. Катушка контура генератора ВЧ наматывается на сердечник СБ-5 и содержит 180 витков провода ПЭШО с отводом от 45-го и 90-го витков. Трансформатор Тр\ выполнен на ферритовом сердечнике типа Ш-9; обмотка / содержит 30 витков провода ПЭЛ 0,25; обмотка // —210 витков провода ПЭЛ 0,12. Прибор питается от батарейки типа КБС-Л-0,5 для карманного фонаря. Потребляемый ток 3Q ма. Вес прибора 0,5 кг. § 11. СИГНАЛИЗАТОР ПРЕДЕЛЬНЫХ УРОВНЕЙ ВОДЫ В ПАРОВЫХ КОТЛАХ Прибор [8] предназначен для поддержания заданных уровней воды в паровых котлах и сигнализации при достижении критических пределов. Действие прибора основано на том, что величина отраженного водомерным стеклом светового потока от осветителя зависит от уровня воды в котле (если под водомерным стеклом находится вода, то падающий свет в значительной мере поглощается). Изменения отраженного светового потока преобразуются в электрические сигналы двумя фотосопротивлениями, расположенными вблизи предельно допустимых верхнего и нижнего уровней воды у водомерного стекла. Схема прибора приведена на рис. XX.18. Когда вода достигает верхнего уровня, световой поток, попадающий на фотосопротивление /?ь резкр
СИГНАЛИЗАТОР ПРЕДЕЛЬНЫХ УРОВНЕЙ ВОДЫ В ПАРОВЫХ КОТЛАХ П2Э уменьшается и величина сопротивления Ri возрастает. Вследствие этого ток в коллекторных цепях транзисторов Т1 и Г3 снизится, якорь реле Pi отпадет и контакты /, 2 разомкнут цепь магнитного пускателя, выключающего двигатель насоса, а контакты 3, 4 включат световую и звуковую сигнализации. При достижении нижнего предельного уровня отраженный световой поток попадает на фотосопротивление R2, сопротивление которого резко снижается. Это приводит к возрастанию тока в коллекторных г^4^ Сигнализаиий Стоп ' T"L*^« Сигнпли Пуск Сигнализаиио Рис. XX. 18. Схема сигнализатора предельных уровней воды в паровых котлах. ^. цепях транзисторов Т2 и Т^ и срабатыванию реле.Р2, замыкающие контакты которого замкнутся и включат цепи магнитного пускателя и сигнализации. Для обеспечения надежности коммутации цепей магнитного пускателя целесообразно контактами реле Pi и Р2 (типа РСМ) включать промежуточные более мощные реле (типа МКУ-48). Фотосопротивления Ri и /?2 укрепляются на пластмассовых подставках у водомерного стекла под некоторым углом к нему (оптимальная величина угла устанавливается экспериментально). В пластмассовых подставках пропиливаются конические отверстия в соответствии с выбранным углом. Осветитель (Л\ — лампа 12 в, 21 em) вместе с рефлектором укрепляется на кронштейне. 36 120 У
п РИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 Международная система единиц измерения СИ (по ГОСТ 9867—61) Наименование Величины Сокращенное обозначение единицы измерения 1 s M a S усек уква а\о а 2 а • я И* g&>o атин ли г ими ч к а Размер единицы измерения Основные единицы Длина Масса Время Сила электрического тока Термодинамическая температура Сила света метр килограмм секунда ампер градус Кельвина свеча м кг сек а °К ев m kg s А °К cd Дополнительные единицы Плоский угол Телесный угол Площадь Объем Частота i радиан стерадиан рад стер Производные единицы квадратный кубический метр герц ; м* JW3 гц rad sr m2 m3 Hz M2 At» 1 /сек
ПРИЛОЖЕНИЯ 1*31 Продолжение приложения 1 Наименование Величины Плотность (объемная масса) Скорость Угловая скорость Линейное ускорение Угловое ускорение Сила Давление Работа, энергия, количество теплоты Мощность Количество электричества Электрическое напряжение, разность потенциалов, э.д.с. Напряженность электрического поля Электрическое сопротивление Электрическая проводимость Электрическая емкость Магнитный поток Индуктивность Магнитная индукция Напряженность магнитного поля Магнитодвижущая сила Световой поток Яркость Освещенность Единицы измерения килограмм на кубический метр метр в секунду радиан в секунду метр на секунду в квадрате радиан на секунду в квадрате ньютон ньютон на квадратный метр 1 джоуль ватт кулон вольт вольт на метр ом сименс фарада вебер генри тесла ампер на метр ампер (ампер- виток) люмен свеча на квадратный метр, или нит люкс Сокращенное обо- 1 значение единицы измерения русскими буквами кг/м2 м/сек рад/сек м/сек2 рад/сек2 н н/м2 дж вт к в ' в/м ом 1/ом ф ' вб гн тл а/м а лм св/м2 нт лк Л~ II* ш 1 kg/m8j m/s rad/s m/s2 rad/s2 N N/m2 I W С V V/m Q S F Wb н i T A/m A lm cd/m2 nt lx Размер единицы измерения кг/мг м/сек рад/сек м/сек2 рад/сек2 кг* м/сек2 н/м2 н-м дж/сек а» сек вт/а в/м в/а а/в к/в в'сек вб/а вб/м2 а/м а ев стер св/м2 лм/м2 36*
1132 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 2 Приставки для образования кратных и дольных единиц измерения Наименование приставки Тера Гига Мега Кило Гекто Дека Деци Санти , основ — Si. ношение й единии 6§ 1012 10» 10® 10* 102 10 ю-1 ю-2 Сокращенное обозначение ССКИМИ квами т г м к г дк д с я 1 2 я . со ТИНСКИМ и гречес ми букв со ^ Я Ч Я * т G м к h da d с J Наименование приставки 1 Милли Микро Нано Пико Фемто Атто 1 « ОСНО х?> ношение й единиl | б§ 10_3 ю-6 ю-9 кг12 ,0-15 ,0-18 Сокращенное обозначение ССКИМИ квами аю М МК н п ф а , тинским и и гречески буквами S ч 5 Ч я 2 m И- п Р f а Буквенные обозначения основных электрических величин Приложение 3 Величины Обозначения Длина волны Добротность . . . ^ Емкость электрическая Заряд электрона Индуктивность; коэффициент самоиндукции Индуктивность взаимная; коэффициент взаимоиндукции Индукция магнитная Количество электричества; заряд электрический . . . Коэффициент магнитного рассеяния Коэффициент связи Коэффициент трансформации Коэффициент усиления Мощность активная Мощность кажущаяся , Мощность мгновенная Мощность реактивная Напряженность электрического поля ........ Напряженность магнитного поля . . . «• Плотность тока Поток магнитный Потокосцепление магнитное; полный магнитный поток Проводимость активная электрическая . % Q С е L М В Q,q о k п К Р Р Е И А, б Ф 8
ПРИЛОЖЕНИЯ ПЗЗ Величины Обозначения Проводимость полная электрическая . . . Проводимость реактивная электрическая Проводимость удельная электрическая . . Проницаемость диэлектрическая Проницаемость магнитная Разность фаз напряжений и тока Сопротивление активное электрическое . . Сопротивление полное электрическое . . . Сопротивление реактивное электрическое . Сопротивление удельное электрическое . . Сопротивление волновое Температурный коэффициент сопротивления Тек Угол диэлектрических потерь Фаза начальная Частота . . Частота угловая Энергия Электродвижущая сила Y Ь Y е Ф R. г Z, г х Q Q а /. i 6 Ч> Г (О W Е, е Приложение 4 Сокращенные обозначения некоторых терминов, применяемых в справочнике Наименование Сокращенные обозначения Температурный коэффициент емкости . . ... . . . . » » индуктивности .... » » сопротивления » » магнитной проницаемости » » частоты . -. Усилитель низкой частоты » высокой частоты . » промежуточной частоты фильтр нижних частот . » верхних частот ТКЕ ТКИ ТКС TKfi ТКЧ УНЧ УВЧ УПЧ ФНЧ ФВЧ
Литература К главе I 1. Г и н к и н Г. Г., Справочник по радиотехнике, М.—Л., Госэнер- гоиздат, 1948. 2. Войшвилло Г. В., Общий курс радиотехники, М., Воен- издат, 1950. 3. В о л и н М. Л., Паразитные связи и наводки, М., изд-во «Советское радио», 1960. 4. Жеребцов И. П., Радиотехника, М., Связьиздат, 1954 5. Из юмов Н. М., Курс радиотехники, М., Воениздат, 1950. 6. Калашников А. М., С т е п у к Я. В., Основы радиотехники и радиолокации, книга I, M., Воениздат, 1959. 7. Люто в С. А., Индустриальные помехи и борьба с ними, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 8. Справочник по радиотехнике, под ред. Смирении а Б. Л., М.—Л., Госэнергоиздат, 1950. К главе II 1. Рябчинская Г. И., Радиотехнические материалы, М.—Л., Госэнергоиздат, 1950. 2. Смоленский Г. А., Г у р е в и ч А. Г., Ферриты, ЛДНТП, 1957. 3. Соболевский А. Г., Провода, шнуры, кабели, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 4. Справочник по электрическим материалам, т. 1 и 2, М.—Л., Гос- энер гоиздат, 1958—1959. 5. Яма но в С. А., Смирнов С. А., Справочник по изоляционным материалам, М.—Л., Госэнергоиздат, 1947. К главе III 1. Вол го в В. А., Детали контуров радиоаппаратуры, М.—Л., Госэнергоиздат, 1954. 2. Г а л ь п е р и н Б. С, Непроволочные сопротивления, М.—Л., Госэнергоиздат, 1958. 3. Гинзбург 3. Б., Сопротивления и конденсаторы в радиосхемах, М.—Л., Госэнергоиздат, 1953. 4. Казарновский Д. М., Сегнетоэлектрические конденсаторы, М.— Л., Госэнергоиздат, 1956.
ЛИТЕРАТУРА 1135 5. М а л и н и н Р. М., Конденсаторы и сопротивления, М., Воен- издат, 1956. 6. Р е н н е В. Т., Электрические конденсаторы, М., Госэнерго- издат, 1959. К главе IV 1. Вол го в В. А., Детали контуров радиоаппаратуры, М.—Л., Госэнергоиздат, 1954. 2. М а т в е е в Г. А., X о м и ч В. И., Катушки с ферритовыми сердечниками, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 3. Си фо ров В. И., Радиоприемные устройства, М., Воениздат,* 1954. К главе V 1. Казанский Н. В., Автотрансформатор, М.—-Л.,.Госэнергоиздат, 1950. 2. К р и з е С. Н., Выходные трансформаторы, М<—Л., Госэнергоиздат, 1950. 3; М а м ы н и н Р. М., Выходные трансформаторы, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 4. Подъяпольский А.Н., Как намотать трансформатор, М.—Л., Госэнергоиздат, 1953. 5. Рогинский В. Ю., Электрическое питание радиотехнических устройств, М.—Л., Госэнергоиздат, 1957. 6. Цыкин Г. С, Трансформаторы низкой частоты, Связьиздат, 1955. К главе VI 1. Альбац М. Е., Справочник по расчету фильтров и линий задержки, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 2. Асеев Б. П., Колебательные цепи, М., Связьиздат, 1955. З.Асеев Б. П., Фазовые соотношения в радиотехнике, М., Связьиздат, 1959. 4. Босый Н. Д., Электрические фильтры радиочастот, М.—Л., \ Госэнергоиздат, 1957. 5. К о н а ш и н с к и й Д. А., Частотные электрические фильтры, М.—Л., Госэнергоиздат, 1959. 6. Моле Дж. X., Расчет электрических фильтров для аппаратуры связи, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 7. С п л а в и н с к а я К. А., Расчет выпрямителей и фильтров при помощи шаблонов, М., Связьиздат, 1963. 8. Петров А. Н., ШматченкоВ. Ф., Полосовые электромеханические фильтры радиочастот, М.—Л., Госэнергоиздат, 1961. К главе VII 1. Б е к т а б е г о в А. К., Звукосниматели, М.—Л., Госэнергоиздат, 1958. 2. Г а н з б у р г М. Д., Улучшение звучания приемника, М.—Л., Госэнергоиздат, 1958.
1136 ЛИТЕРАТУРА 3. Дольник А. Г., Громкоговорители, М.—Л., Госэнергоиздат, 1958. 4. Йофе В. К., Электроакустика, М., Связьиздат, 1954. 5. Каталог аппаратуры, разработанной ИРПА, ОНТИ, 1957. 6. Каталог аппаратуры, разработанной ИРПА, ЦБНТИ по радиоэлектронике, 1958. 7. Кольцов Б. В., Миниатюрные громкоговорители для приемников на транзисторах, М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 8. Эфрусси М. М., Акустическое оформление громкоговорителей, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. К главе VIII 1. Бергельсон И. Г., Дадерко Н. К., П а р о л ь Н. Р., Петухов В. М., Приемно-усилительные лампы повышенной надежности, М., изд-во «Советское радио», 1962. 2. Власов В. Ф., Электровакуумные приборы, М., Связьиздат, v 1949. 3. Г у р е в и ч СБ., Физические процессы в передающих телевизионных трубках, М., Физматгиз, 1958. 4. Карасе в Г., Декатроны, «Радио», 1962, № 2. 5. Каталог изделий Московского электролампового завода, М., 1959. 6. Лавриненко В. Ю., Справочник по полупроводниковым приборам, Киев, изд-во «TexHika», 1964. 7. Липки н В. М., Декатроны и их применение, М.—Л., Госэнергоиздат, 1950. 8. Справочник по радиотехнике, под ред. Б. Л.Смиренина, М.—Л., Госэнергоиздат, 1950. 9. Транзисторы и полупроводниковые диоды, справочник, под ред. Н. Ф. Николаевского, М., Связьиздат, 1963. 10. Т у р к у л е ц В. И., Удало в Н. П., Фотодиоды и фототриоды, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. К главе IX 1. Бол ь ш о в В. М., Радиолюбительские усилители низкой частоты, М.~Л., Госэнергоиздат, 1961. 2. В и т а л ь е в В., Экономический однотактный усилитель НЧ, «Радио», 1963, № 6. 3. Кононов и* ч Л., Усилители НЧ без выходного трансформатора, «Радио», 1959, № 6. 4. Кушманов И., Фазоинверсные схемы в усилителях низкой частоты, М.—Л., Госэнергоиздат, 1955. 5. Малинин Р. М., Усилители низкой частоты, М.—Л., Госэнергоиздат, 1953. 6. Мощаков В., Двухканальный усилитель, «Радио», 1961, № 5. 7. Флейшер С. М., Новое в ламповых радиовещательных приемниках, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 8. Ц ы к и н Г. С, Усилители низкой частоты, М.—Л., Госэнергоиздат, 1952. 9. Ши Р. Ф., Усилители звуковой частоты на полупроводниковых триодах, изд-во иностр. лит., 1957. 10. Ши по вс кий А. Н., Высококачественные усилители низкой частоты, М.—Л., Госэнергоиздат, 1952.
ЛИТЕРАТУРА П37 К главе X 1. Айнбиндер И. М., Вопросы теории и расчета УКВ каскадов радиовещательного приемника, М.—Л., Госэнергоиздат, 1958. 2. Бобров Н. В„ Радиоприемные устройства, М.—Л., Госэнергоиздат, 1958. 3. Га клин Д. И., Ко но вич Л. М., Корольков В. Г., Стереофоническое радиовещание и звукозапись, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 4. Гольдбе.рг Г. М., Коновалов В. Ф., Прием стереофонических радиопередач, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 5 Гурфин.кель Б. Б., Растянутые диапазоны, М—Л., Госэнергоиздат, 1947. 6. Джонс Д ж., Приемники частотно-модулированных сигналов, М.-Л., Госэнергоиздат, 1959! 7. Е н ю т и н В. В., Как наладить супер гетеродинный приемник, изд-во ДОСААФ, 1956. 8. Заварин Г. Д., Усилители, М., Воениздат, 1957. 9. Кольцов Б. В., Молоканов П. Л., Схемы, узлы и детали приемников на транзисторах, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 10. К о с т а н д и Г. Г., Самодельные ультракоротковолновые приставки и приемники, М.—Л., Госэнергоиздат, 1955. П. Куликовский А. А., Новое в технике любительского радиоприема, М.—Л., Госэнергоиздат, 1954. 12. Лебедев В. Л., Радиоприемные устройства, М., Связьиз- дат, 1956. 13. Л е в е н с т е р н И. И., Ультракоротковолновой тракт радиовещательного приемника, М.—Л., Госэнергоиздат, 1956. 14. Л у г в и н В. Г., Радиолюбительские конструкции транзисторных приемников, М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 15. М а р г о л и н Г. Г., Ремонт радиоприемников, Киев, Гостех- издат УССР, 1959. 16. Морозов В., Карманный радиоприемник, «Радио», 1961, № 6. 17. Н о в а ко вс к и й СВ., Самойлов Г. П., Техника частотной модуляции в радиовещании, М.—Л., Госэнергоиздат, 1952. 18. Плотников В., Карманный приемник прямого усиления, «Радио», 1962, J\fe 10. 19. С и ф о р о в В. И., Радиоприемные устройства, М., Воениздат, 1954. 20. Соколов М. А., Преобразователи частоты, М., Воениздат, 1957. 21. Т р о и ц к и й Л. В., Схемы радиолюбительских приемников. М.—Л., Госэнергоиздат, 1956. 22. Ф л е й ш е р С. М., Новое в ламповых радиовещательных приемниках, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 23. Чистяков Н. И., Радиоприем и работа радиоприемника, М., Воениздат, 1951. К главе XI 1. Белевич Г., Радиостанция на 420—435 Мгц, «Радио», 1960, № 8.
1138 ЛИТЕРАТУРА 2. Бе тин Б. М., Радиопередающие устройства, М.—-Л., Госэнергоиздат, 1956. 3. Г а н з ю к О., Передатчик на транзисторах «Радио», 1963, № 5. 4. Жомов Ю., SSB возбудитель для любительских диапазонов, «Радио», 1961, № 10. 5. Жомов Ю., KB передатчик первой категории, «Радио», 1961, № 11. 6. Иванович Н., Передатчик второй категории, «Радио», 1962, № 11. 7. Колесников А., Двухкаскадный передатчик на 144 Мгц, «Радио», 1961, № 9. 8. Моде л ь 3. И., Радиопередающие устройства, М., Связьиздат, 1961. 9. Ронжин И., Передатчик начинающего коротковолновика, «Радио», 1962, № 1. 10. Устья но в В., SSB приставка, «Радио», 1963, № 8. К глазе XII 1. Базь Г. А. и др.. Расчет импульсных схем, М., Воениздат, 1962. 2. Бонч-Бруевич, Применение электронных ламп в экспериментальной физике, М., Гостехиздат, 1955. 3. Васильева В. П. и др.,_ Расчет элементов импульсных радиотехнических устройств, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 4. Веденеев Г. М., Вершин В. Е., Кремниевые стабилитроны, М.—Л., Госэнергоиздат, 1961. 5. Ген и с А. А. и др., Приборы тлеющего разряда, Киев, Гостехиздат УССР, 1963. 6. Герасимов СМ. и др., Расчет полупроводниковых усилителей и генераторов, Киев, Гостехиздат УССР, 1961. 7. Ицхоки Я. С. , Импульсные устройства, М., изд-во «Советское радио», 1959. 8. Калашников А, М., С л у ц кий Е. 3., Основы радиотехники и радиолокации, М., Воениздат, 1962. 9. Кривицкий Б.Х., Элементы и устройства импульсной техники, М., изд-во «Советское радио», 1961. 10. Л и п к и н В. М., Декатроны и их применение, М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 11. Литвиненко О.Н., Сошников В. И., Расчет формирующих линий, Киев, Гостехиздат УССР, 1962. 12. П е т р о в и ч Н. Т., Ко зырев А. В., Генерирование и преобразование электрических импульсов, изд-во «Советское радио», 1954. 13. Полупроводниковые элементы в импульсной технике, ЦИНТИ, 1962. 14. Труды пятой научно-технической конференции по ядерной электронике, М., Госатомиздат, 1962. 15. Финкельштейн М. Н., Искусственные линии, Оборон- гиз, 1961. К главе XIII 1. А к се нто в Ю. В. и др., Телевидение, М., Связьиздат, 1960. 2. А л фее в В., Дедюкин Г., Параметрические усилители, «Радио», 1961, Я° 3, 5.
ЛИТЕРАТУРА Н39 3. А н г е л о в А. С, Кольцов В. Г., Телевизоры на транзисторах, «Техника кино и телевидения», 1959, №11. 4. А ш к и н а з и Г. И., Цвет в природе и технике, М.—Л., Госэнер- гоиздат, 1959. 5. Варбанский А. М., Телевизионная техника, М.—Л., Гос- энергоиздат, 1958. 6. Г у р е в и ч М. М., Цвет и его измерение, М.—Л., изд-во АН СССР, 1950. 7. Дедюкин Г., Модестов Л., Параметрический усилитель, «Радио», 1962, № 1. 8. Ельяшкевич С. А., Справочник по телевизионным приемникам, М.—Л., Госэнергоиздат, 1959. 9. Зворыкин В. К., Мортон Д. А., Телевидение, М., изд-во иностр. лит., 1956. 10. К а й в е р М. С, Основы цветного телевидения, М., изд-во иностр. лит., 1957. И. К а л и х м а н С. Г., Широкополосные усилители, «Радиотехника», 1953, № 6. 12. Катаев С. И., Генераторы импульсов телевизионной развертки, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 13. Клопов Л. Я., Рассадников Е. И., Основы телевизионной техники, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 14. Корниенко А. Я., Радиотрансляционный узел, М.—Л., Госэнергоиздат, 1950. 15. Крейцер В. Л., Видеоусилители, М., изд-во «Советское дадио», 1952. 16. Крейцер В. Л., Принципы цветного телевидения, «Радио», 1959, № 11, 12. 17. Крейцер В. Л., Одновременная совместимая система цветного телевидения, «Радио», 1960, № 2,3. 18. Ламповые усилители, т. I и II,' перевод с англ. под ред. В. И. Суш- кевича, М., изд-во «Советское радио», 1951. 19. Н е й м а н В. Е., П е в з н е р И. М., Новое в технике приема телевидения, М.—Л., изд-во «Энергия», 1964. 20. О р л о в с к и й Е. Л., X а л ф и н А. М. и др., Теоретические основы электрической передачи изображений, т. I и II, М., изд-во «Советское радио», 1962. 21. П е х т е н к о в А., Телевизор «Кристалл», «Радио», 1960, № 1. 22. П у х т е н к о А., Портативная телевизионная установка, «Радио», 1961, № 1, 1963, № 4. 23. С е л и в а н о в А. С, Генераторы строчной развертки на транзисторах, «Техника кино и телевидения», 1959, № 7. 24. Системы промышленного телевидения, сб. статей, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 25. Соколов Г., Судавский Д., Любительский телевизор «Цвет-I», «Радио», 1961, № 10, И, 12. 26. Справочник по телевизионной технике, перевод с англ. под ред. С. И. Катаева, т. I и II, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 27. С у т я г и н В. Я., Схемы развертывающих устройств телевизионных приемников, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 28. Теория и практика цветного телевидения, под ред. П. В. Шмакова, М., изд-во «Советское радио», 1962.
1140 ЛИТЕРАТУРА 29. X а л ф и н А. М., Основы телевизионной техники, М., изд-во «Советское радио», 1962. 30. Ч и стя ков Н. И., Сидоров В. М., Мел ьн и ков В. С, Радиоприемные устройства* М., Связьиздат, 1958. К главе XIV 1. Альтрихтер Э., Магнитная лента, М., изд-во иностр. лит., 1959. 2. Б у р г о в В. А., Основы записи и воспроизведения звука, М., изд-во «Искусство», 1954. 3. Зюзин Ю., Петров Е., Портативный магнитофон на транзисторах, «Радио», 1963, №5. 4. Иванов В., Панин А., Электрическая часть магнитофона «Репортер-3», «Радио», 1962, № 8. 5. ^ о з ы р е в А. В., Фабрик М. А., Конструирование любительских магнитофонов, М., изд-во ДОСААФ, 1959. 6. Корольков В. Г., Электрические схемы магнитофонов, М.—Л., Госэнергоиздат, 1959. 7. К о р о л ь.к о в В. Г., Магнитная запись звука, М.—Л., Госэнергоиздат, 1949. 8. Кушелев Ю. Н,, Магнитофон-приставка,-М., Госкиноиздат, 1953. 9. Л а з а р е в В. И., Пархоменко В. И., Магнитная запись телевизионных изображений, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. Ю.Лазаревич В., Миркин А., Магнитофон «Днепр-11», «Радио», 1961, No 10. 11. М а т в е е н к о А. С, Любительская звукозапись, М., изд-во «Искусство», 1959. 12. У п е н и к О., Запись звука на магнитной пленке, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 13. Я к у б а ш Г., Практика магнитной звукозаписи, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. К главе XV 1. Воронин А. Н., Полупроводниковые термоэлектрогенераторы, ЛДНТП, 1957. 2. Гершгал Д. А., Расчет и конструирование вибропреобразователей, М., изд-во ДОСААФ, 1956. 3. Доди к С. Д., Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока, М., изд-во «Советское радио», 1962. 4. Дольник А. Г., Выпрямители с умножением напряжения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1952. 5. Жеребцов И. П., Радиотехника, М., Связьиздат, 1954. 6. Журавлев А. А., М а з е л ь К. Б., Преобразователи постоянного напряжения на транзисторах, М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 7. Л и в ш и ц С. Я., Феррорезонансные стабилизаторы напряжения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 8. К о н а ш и н с к и и Д. А., Электрические фильтры, М.—Л., Госэнергоиздат, 1953. 9. Кузьменко М. И., С и в а к о в А. Р., Полупроводниковые преобразователи постоянного напряжения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1961.
ЛИТЕРАТУРА П41 , 10. М а з е л ь К. Б., Выпрямители и стабилизаторы напряжения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 11. М азе ль К. Б., Стабилизаторы напряжения и тока, М.—-Л., Госэнергоиздат, 1955. 12. Рог и'некий*-В. Ю., Полупроводниковые выпрямители, М.—Л., Госэнергоиздат, 1957. 13. Р о г и н с к и и В. Ю., Электрическое питание радиотехнических устройств, М.—Л., Госэнергоиздат, 1957. — 14. Терентьев Б. П., Электропитание радиоустройств, М., Связьиздат, 1951. 15. Ч е ч и к П. О., Новые источники питания радиоаппаратуры, М.—Л.,. Госэнергоиздат, 1959. 16. Э ф р у с с и М. М., Газовые стабилизаторы напряжения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1952. К главе XVI L А д а м с к и й В. К., К е р ш а к о в А. В., Приемные любительские антенны, М.—Л., Госэнергоиздат, 1949. 2. А н и с и м о в В., Дальний прием телевидения, М., изд-во ДОСААФ, 1956. 3. В о р о б ь е в В., Антенна с заземленным основанием, «Радио», 1958, № 6. 4. 3 а г и к С. Е., Капчинский Л. М., Приемные телевизионные антенны, М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 5. Ми наш Л., Широкодиапазонная приемная телевизионная ан-- тенна с большим усилением, «Радио», 1960, № 3. 6. М и н а ш Л., Широкодиапазэнная приемная телевизионная антенна, «Радио», 1960, № 8. 7. Н е л е п е ц B.C., Антенны метровых волн, М., Воениздат, 1957. 8. С а м о й л о в Г. П., Дальний прием телевизионных передач, М., Связьиздат, 1956. 9. Сотников С, Рамочные антенны для дальнего приема телевидения, «Радио», 1959, № 4, 1960, Я« 2. 10. X а р ч е н к о К., Антенна для дальнего приема телевидения, «Радио», 1961, № 4. 11. Харченко К., Двойные зигзагообразные антенны, «Радио», 1961, № 8. 12. Харченко К., Еще раз о зигзагообразных антеннах, «Радио», 1962, N° 11. 13. X о м и ч В. И., Приемные ферритовые антенны, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. 14. Шей ко В. П., Антенны любительских радиостанций, М., изд-во ДОСААФ, 1962. 15. Шелонин В., Трофимов Э., Антенна на 12 каналов, «Радио», 1960, Ко 8. 16. Шелонин В., Громов Б., Широкодиапазонная вибраторная антенна, «Радио», 1961, № 2. 17. Ш лионский Ш., Ориентировка антенн, «Радио», 1957, № 9. . . .
1142 ЛИТЕРАТУРА К главе XVII 1. Авометры для проверки транзисторов, «Радио», 1962, № 9. 2. Анисимов К., Генератор качающейся частоты, «Радио». 1963, № 5. 3. Атаев Д., Портативный осциллограф, «Радио», 1958, Nb 9. 4. Балабина А., Омметр с равномерной шкалой, «Радио», 1959, К* 3. 5. Б о л ь ш о в В., Ламповый авометр на базе ТТ-1, «Радио», 1958, № 9. 6. Борисов Е., Простой прибор для проверки транзисторов, «Радио», 1961, № 3. 7. Бурмистров Ю., Частотомер, «Радио», 1958, № 9. 8. В помощь радиолюбителю, вып. 5, изд-во ДОСААФ, 1958. 9. Жидков И., Комбинированный измерительный прибор, «Радио», 1961, No 12. 10. К а п у с т и н И., Авометр на полупроводниковых триодах, «Радио», 1959, № 10. 11. Левандовский Б., Батарейный сигнал-генератор, «Радио», 1952, No 6. 12. М е е р с о н А. М., Радиоизмерительная техника, М.—Л., Гос- энергоиздат, 1957. 13. Осипов К. Д., Пасынков В. В., Справочник по радиоизмерительным приборам, часть I, II, III и IV, М., изд-во «Советское радио», 1959. 14. Ремез Г. А., Радиоизмерения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1959. 15. С о н и н Е. К., Любительские измерительные приборы на транзисторах, М.—Л., Госэнергоиздат, 1961. 16. Т у р и ч и н А. М., Электрические измерения, М.—Л., Госэнергоиздат, 1961. 17. Т у т о р с к и й О., Д а в ы д о в Г., Измерения с гетеродинными измерителями резонанса. 18..Шатух И., Комбинированный портативный прибор, «Радио», 1958, No 10. К главе XVIII 1. Ацюковский В. А., Емкостные дифференциальные датчики перемещения, М.—-Л., Госэнергоиздат, 1960. 2. Декабрун И. Е., Т е д е р Н. Р., Справочник йо элементам автоматики и телемеханики. Реле, искатели, программные устройства, М.—Л., Госэнергоиздат, 1960. 3. Декабрун И. Е., Электромагнитные поляризованные реле и преобразователи, М.—-Л., Госэнергоиздат, 1959. 4. Дружинин Г. В., Реле времени, М.—Л., Госэнергоиздат, 1959. 5. Какуевицкий Л.' И., Крупицкий Л. Ю., С а- ков А. Д., Справочник реле защиты и автоматики, М.—Л., Госэнергоиздат, 1962. 6. К р а с и л ь с к и й СП., Основы автоматизации и телемеханизации производства, М., Профтехиздат, 1961. 7. М и х л и н Б. 3., Высокочастотные емкостные и индукционные датчики, М.-^Л., Госэнергоиздат, 1960.
ЛИТЕРАТУРА П43 8. Тимошенко Н. М., Бесконтактные магнитные реле, М.—Л., Госэнергоиздат, 1951. 9. Третьяков М. Н., Электронные реле и их применение, М.—Л., Госэнергоиздат, 1963. К главе XIX 1. Анисимов Б. В., Четвериков В. Н., Основы теории и проектирования цифровых вычислительных машин, М., Машгиз, 1962, 2. Лебедев А. Н., Счетнорешающие устройства, М., Машгиз, 1938. 3. Майоров Ф. В., Электронные цифровые интегрирующие машины, М., Машгиз, 1932. 4. Смолов В. Б. и др., Вычислительные машины непрерывного действия, изд-во «Высшая школа», 1964. К главе XX 1. Андреев И., Транзисторный прибор для определения толщины покрытий, «Радио», 1961, № 10. 2. Аппарат для электросна, «Радио», 1961, № 10. 3. Бортноволоков Э., Реле времени на транзисторах, «Радио», 1961, №7. 4. Казусь Н., Автомат для фотопечати, «Радио», 1961, № 10. 5. Л я м и н В., Аппарат управления уличным освещением, «Радио», 1958, № 12. 6. Прибор для определения жирности молока, «Радио», 1963 №, 4. 7. Приборы для измерения толщины защитного слоя бетона, «Радио», 1964, № 1. 8. Радиолюбители народному хозяйству, сборник под ред. А. Г. Дольника, М., изд-во ДОСААФ, 1963. 9. Электронные переключатели, «Радио», 1960, № 12, 1961, № 12. 10. Электронный влагомер, сборник «Лучшие конструкции 14 и 15 выставок творчества радиолюбителей», М., изд-во ДОСААФ, 1959. 11. Электронные приборы для народного хозяйства, библ. журнала «Радио», вып. 3, 1959. 12. Шахназаров Н., Прибор для измерения толщины гальванических покрытий, «Радио», 1961, № 10.
Предметный указатель •Автоматическая подстройка частоты 502, 783 — регулировка усиления 499, 732 яркости 732 Автомобильные антенны 956 — приемники 517 Автотрансформаторы 175 Аккумуляторы кислотные 905 — серебряно-цинковые 911 — щелочные 908 Акустические системы 239 Альсиферы 84 Ампервольтомметры 1020 Амплитудная модуляция 558 Амплитудные ограничители 509 — селекторы 771 Анодный детектор 497 Антенны автомобильные ч95б — антишумовые 957 — зигзагообразные 968, 977 — комнатные 956 — любительских радиостанций 985 — многоэлементные 967, 989 . — открытые 953 — рамочные 959, 971, 977, 989 — ромбические 979 — синфазные 975 — телевизионные 961 коллективные 981 — ферритовые 960 Аппарат для управления уличным освещением 1126 электросна 1121 Арифметические устройства 1101 Бесстрочный растр 769 Биения 214 Блок сходимости 828 — цветности 828 — цветовой синхронизации 833 Блокинг-генераторы 617, 738 Блокинг-трансформаторы 622 Борьба с помехами 795 Бумажные конденсаторы 108 В ариконды 105 Вариометры 148 -Взаимоиндуктивность 16, 147 Вибратор антенны 962, 967 Вибропреобразователи 939 J Видеодетекторы 697 Видеоусилители 677, 690 Влагомеры электронные 1116 Возбудители 566 Волновое сопротивление 31, 59 Волномеры 1036 Волны электромагнитные 38 Вольтметры ламповые 1011 Входные трансформаторы 166 — цепи приемников 467, 514, 715, 725, 731 Выпрямители 281, 283, 303, 316г 913 . • Высокочастотные кабели 59 Выходные каскады передатчиков 551 Выходные трансформаторы 170 Вычислительные устройства 1095 ^ареттеры 379 Батареи аккумуляторные 905 — гальванические 897 Бесконтактные датчики 1070 ■ азовые стабилитроны 367, 375 Газотроны 366, 370 Гальванические батареи 897 Гексоды 249
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 1145 Генераторные лампы 278 Генераторы для магнитофонов 888 — задающие 566 — звуковые 1024 — пилообразного напряжения 611, 738 тока 746 — прямоугольных импульсов 1029 — сигналов 1027 — с независимым возбуждением 531 Гептоды 249 Гетеродинный измеритель частоты 1036 Гетеродины приемников 485, 723 Гистерезис 79 Головки магнитные 864 двухдорожечные 868 Граничный режим 539 Громкоговорители 220 Громкость звука 212 Гуджи схема 764 А^авление звуковое 211 Датчики бесконтактные 1070 — влажности 1068 х — давлений 1067 — перемещения 1065 — расхода жидкости или газа 1067 — состава газа 1068 — температуры 1063 Двигатели для магнитофонов 850 Действие тока тепловое 12 Делители напряжения 8 Делительные устройства 1108 Детектор амплитудный 495, 697 — регенеративный 497 — сверхрегенеративный 498 — частотный 509 Дешифраторы 1101 Децибелы 211 Диапазон динамический 213 — растянутый 473 Диапазоны волн 38, 528 Динамические микрофоны 215 Диоды 244, 251, 282 Дифракция 213 Дифференцирующие усилители , 1111 — цепи 591, 771 Диэлектрическая проницаемость 12 Длина волны 18 Добавочные сопротивления к вольтметрам 1005 Добротность колебательного контура 29 — конденсатора 97 — электронной лампы 249 Дроссели 149 ^ мкость аккумуляторов и гальванических элементов 904 — кабеля погонная 61 . — катушек индуктивности 136, 138 — конденсаторов 16, 97 Ж ' 1 ' дущий мультивибратор 609 Железо карбонильное 84 Железо-никелевые сплавы 82 О ч-*адающие генераторы 566 Заземления 999 Закон Ома 5 Законы Кирхгофа 6 Запись магнитная 839 Затухание кабеля погонное 61 — контура колебательного 30 — фильтра 177 Звук 211 Звука громкость 212 Звуковое давление 211 Звуковые генераторы 1024 — колонки 229 Звуконосители магнитные 841 Звукосниматели 229 Зигзагообразные антенны 968,977 ■^■глы для звукоснимателей 236 Избирательность колебательного контура 30 — приемника 457 Измерение глубины модуляции 1032 — добротности контуров 1044 — емкости 1039 — индуктивности 1039 — напряжений 1008, 1032 — параметров приемников 523 — сопротивлений 1018
1146 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ — ТОКОВ 1007 — частоты колебаний 1035, 1038 Импульсные трансформаторы 595 Индикаторы настройки 260, 501, 736 — уровня записи 892 — цифровые 367 Индуктивность 16 — конденсатора 99 Индукция магнитная 15, 79 Интегрирующие усилители 1112 — цепи 591 Интерференция 213 Искажения в приемниках 457 — в усилителях 385 — при магнитной записи 840 Искатели шаговые 1089 Искрогасящие контуры 1073 Искусственные линии 593, 630 Испытательная телевизионная таблица 792 Испытания радиоламп 1045 — транзисторов 1046 К ■*абели высокочастотные 59 Кадровая развертка 738, 751 Карбонильное железо 84 Каскады выходные передатчиков 551 — промежуточные передатчиков 555 — усиления на сопротивлениях 405 оконечные бестрансформаторные 402, 438 двухтактные 395, 437 однотактные 388, 436 ультралинейные 401 парафазные 415 промежуточной частоты 488, 515, 698, 706 с каскадной нагрузкой 415 высокой частоты 476, 715 Каскодные схемы 479, 493, 715 Категории любительских радиостанций 528 Катодный повторитель 415 Катушки индуктивности 136 Кварц 95 Кенотроны 252 Кинескопы 360 — трехлучевой 825 Классы точности измерительных приборов 1002 конденсаторов 97 сопротивлений 125 — усилителей 387 Клеи 78 Колебательные контуры 26 Колонки звуковые 229 ^Колориметрия 811 Кольца альсиферовые 88 Кольцевые схемы 646 Комбинационные тона 385 Комбинированние АМ/ЧМ нрием- ники 513 — лампы 250 — микрофоны 215 — приборы измерительные 1055 Коммутаторы электронные 658, 1124 Комнатные антенны 956 Компаунды 78 Конденсаторные микрофоны 215 Конденсаторы бумажные 108 — керамические 104 — маркировка 99 — металлобумажные 109 — металлопленочные ИЗ — оксиднополупроводниковые 113 — переменной емкости 123 — пленочные ИЗ — подстроечные 122 — проходные 122 — сегнетокерамические 108 — слюдяные 100 — стеклокерамические 108 — стеклоэмалевые 108 — термокомпенсирующие 105 — термостабильные 104 — электролитические 113 Контуры колебательные 26 Коррекция частотных характерис* тик 421, 678 — четкости в телевизорах 694, 714 Коэрцитивная сила 79 Коэффициент взаимоиндукции 16 — гармоник 385 — использования анодного напряжения 539 — направленного действия антенны 952 — отдачи аккумулятора 904
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ . 1147 — пульсаций 918 — связи 17, 34, 147 — сглаживания фильтра 918 — температурной емкости 99 сопротивления 41, 126 — усиления лампы 245 — частотных искажений 386 Коэффициенты косинусоидального импульса 533 Кремниевые стабилитроны 289, 315, 598 Кривая видности 812 — намагничивания 79 — резонансная контура 29 Кривые равной громкости 213 . Критическая связь 33 Крутизна преобразования 276 — характеристики лампы 245 ^ "аки 77 Ламповые вольтметры 1011 Лампы генераторные 278 — комбинированные 250 — неоновые 367, 378 — частотопреобразовательные 276 Лентопротяжные механизмы 856 Ленты магнитные 841 измерительные 843 Линейная цепь 588 Линейный вибратор 962 Линии искусственные 593, 630 — фидерные 992 Литцендрат 48 Логические схемы 1095 ■^■агнитная запись, принцип 839 двухдорожечная 844 — индукция 15, 79 — проницаемость 16, 80 Магнитно-мягкие материалы 81 Магнитно-твердые материалы 91 Магнитные головки 864 — носители записи 841 Магнитный поток 15 Магнитодиэлектрики 84 Магнитостатическое экранирование 36 Магнитофоны 847 Магниты оксидные 93 Маркировка альсиферов 87 — бареттеров 379 — батарей гальванических 904 — конденсаторов 99, 104 — магнитных головок 867 — полупроводниковых приборов 301 — селеновых выпрямителей 281 — сопротивлений 126 — электронно-лучевых трубок 351 — электронных ламп 250 Материалы пьезоэлектрические 95 — ферромагнитные 79 — электроизолирующие 71 Междукаскадные трансформаторы 170 Металлобумажные конденсаторы 109 Механизмы лентопротяжные 856 Микрофонный эффект 387 Микрофон 214 Миллисекундомер электронный 1122.. Многоэлементные антенны 967,989 Множительные устройства 1108 Модуляция амплитудная 558 Монтажные провода 54 Мосты измерительные 1019 Мощность конденсатора реактивная 98 — номинальная сопротивления 125 — электрического тока 9, 23 Мультивибраторы 604 н ■■аблюдение частотных характеристик 1034 Налаживание магнитофонов 893 — телевизоров 682, 713, 790, 836 — фильтров 208 Намагничивания кривая 79 Направленности характеристика 215, 221 Напряженность поля магнитного 15 — электрического 11 Недонапряженный режим 537 Неоновые лампы 367, 378 Непроволочные сопротивления 126 Несинусоидальные токи 26 Носители записи 841
1148 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ^бертоны 214 Обмотки трансформаторов 155 Обмоточные провода 42 Обобщенная резонансная кривая 32 Обратные связи в усилителях 417, 435 Ограничитель амплитуды 509,596 Озвучивание 236 Оконечные каскады бестрансформаторные 402, 438 — двухтактные 395, 437 — однотактные 388, 436 — ультралинейные 401 Оксидные магниты 93 Октод 249 Омметры 1018 Основной тон 214 Осциллографы 1029 Отделение синхроимпульсов 771 Отклоняющие катушки 747 Открытые антенны 953 ■ * араметрические усилители 721 Параметры приемников 457 — телевизоров 671 Парафазные каскады 415 Пентагрид 249 Пентоды 247, 262 Передатчики, практические схемы 570 Передающие телевизионные системы 801 трубки 364 Переключатели телевизионных каналов 725 — электронные 658, 1124 Переменные сопротивления 128 Перенапряженный режим 537,549 Пересчетные устройства 643 Период 18 Пермаллой 83 Петлевой вибратор 936 Петля гистерезиса 79 Пластмассы 72 Пилообразное напряжение, формирование 738, 744 Пилообразный ток, формирование 751, 757 Повторитель катодный 415 Повышение четкости изображения 694, 714, 769 Подстройка частоты автоматическая 502, 783 Полиэтилен 71 Полоса пропускания контура 30 Полосовые усилители 488, 515, 698 Полупроводниковые диоды 282, 303 — стабилизаторы напряжения 925 Поляризованные реле 1082 Помехи в телевидении 795 Помехоустойчивая синхронизация 783 Порог болевого ощущения 213 — слышимости 213 Поток магнитный 15 Преобразователи аналог-цифра 1105 — упора-аналог 1106 — напряжения вибрационные 939 транзисторные 943 — частоты 479, 723 Приборы газоразрядные 366 — для измерения толщины покрытий 1113 фотопеч ати 1117 — измерительные комбинированные 1055 очистки и промывки деталей 1123 ' определения жирности молока 1127 — радиоизмерительные 1048 — фотоэлектрические 337 — электроизмерительные 1002 Приемники автомобильные 517 — карманные 521 — комбинированные АМ/ЧМ 5ГЗ — однополосной телефонии 505 — регенеративные 497 — сверхрегенеративные 498 — скелетные схемы 464, 506, 508, 514, 666, 822 — стереофонические 518 — телевизионные 671 -=- телеграфные 504 — ЧМ сигналов 508 — цветного телевидения 822 Принцип магнитной записи 839 — передачи изображений 661, 815 Припои 65 Провода высокого сопротивления 51
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ И 49 — монтажные 54 — обмоточные 42 высокочастотные 48 Проволочные сопротивления 131 Программные реле 1082 Промежуточные каскады передатчиков 555 Проницаемость диэлектрическая 12 — магнитная 15, 80, 143 Пульс-реле 1093 Пьезорезонатор 187 Пьезоэлектрические материалы 95 Р 1 абота электрического тока 10 Радиоизмерительные приборы 1048 Режим телеграфный генераторных ламп 539 Развертывающие устройства телевизоров 738, 790 Разделение импульсов синхронизации 776 — сигналов звука и изображения 732 Разрядная лампа 740 Рамочные антенны 959, 971, 977, 989 Растр бесстрочный 769 Растянутые диапазоны 473 Реверберация 214 Регенеративный детектор 497 — приемник 497 Регистры 1097 Регулировка громкости 372 — полосы пропускания 494 — тембра звука 425 — усиления 423, 445 автоматическая 499, 732 — яркости автоматическая 732 Режимы работы генераторов 537 Резонанс 27 Резонансная кривая 29 — частота колебательного контура 27 Резонансный волномер 1036 Реле времени 1085 Реле-искатели 1087 — поляризованные 1082 — программные 1087 г— счета импульсов 1094 — термоэлектрические 1080 — унифицированные 1079 — фотоэлектрические 1121 — электромагнитные 1072 — электронные 1084 Ретрансляционная станция 810 Решающие усилители 1110 Ромбические антенны 979 Р ^верхрегенеративиый приемник 498 Связанные колебательные контуры 32 Связи обратные в усилителях 417, 435 Связь критическая 33 Сглаживающие фильтры 918 Сдвиг фаз 19 Сегнетовая соль 96 Селекторы амплитудные 771 Селеновые выпрямители 281, 283 Сердечники катушек индуктивности 84, 92, 143 — трансформаторов 153 Сигнал-генераторы 1027 — цветных полос 836 Сигнализатор уровня воды 1128 Сигналы цветности 828 Сила звука 211 — коэрцитивная 79 Силовые трансформаторы 158 Симметрирующие устройства антенн 998 Синфазные антенны 975 Синхронизация генераторов развертки 780 — помехоустойчивая 783 — цветовая 833 Система сходимости 818 Системы акустические 239 — смесительные низкочастотные 427 — цветного телевидения 815, 818 Скелетные схемы магнитофонов 847 передатчиков 529 — приемников 464, 506, 508, 514, 519 телевизионных 666, 822 Слюдяные конденсаторы 100 Смесители 479, 723 Смесительные системы низкочастотные 427 Смолы электроизоляционные 71 *— эпоксидные 78
1150 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Согласующие устройства антенн 995 Соединение индуктивностей 17 — конденсаторов 13 — сопротивлений б, 22 Сопротивление вносимое 33 —входное 385 — удельное проводника 41 Сопротивления добавочные к вольтметрам 1005 — непроволочные 126 — переменные 128 — потерь 26 — проволочные 131 Сопряжение настроек контуров 486 Сплавы высокого сопротивления 42 — железо-никелевые 82 Стабилизаторы напряжения газовые 922 полупроводниковые 925 феррорезонансные 932 — тока 379, 937 Стабилизация режима транзисторов 433 Стабилитроны газовые 367, 375 — полупроводниковые 289, 315 Стали электротехнические 81 Стандарты телевизионные 662,665 Станция телевизионная трансляционная 810 Стереофонические приемники 518 Столбы выпрямительные 316 Строчная развертка 738, 757, 764 Суммирующие устройства 1107, 1110 Супергетеродинные приемники 465 Схема Гуджи 764 Схемы каскодные 479, 493, 715 — логические 1095 т 1 елевидение цветное 841 Телевизионная испытательная таблица 792 Телевизионные антенны 961 коллективные 981 — передающие системы 801 — стандарты 662, 665 — трубки 360, 364 Телевизионный . трансляционный узел 804 Телеграфные приемники 504 Телеграфный режим генераторных ламп 539 Телефоны 220 ~ Тембр звука 214 Температурные датчики 1063 ~ Температурный коэффициент емкости 99 — — магнитной проницаемости 81 сопротивления 41, 126 Тепловое действие тока 11 Термисторы 379, 382 Термопары 14 Термопреобразователи 379, 381 Термореле 1080 Термосопротивления 379, 382 Термоэлектрические реле 1080 Термоэлектричество 14 Термоэлектрогенераторы 950 Термоэлектроизмерительные приборы 1007 Тетроды 246, 248, 262 Тиратроны 367, 370 Титанат бария 96 Токи несинусоидальные 26 Тон 214 Транзисторные преобразователи напряжения 943 Транзисторы 289, 318 Трансляционный телевизионный узел 804 Трансформаторные усилители 410 Трансформаторы входные 166 — выходные 170 — импульсные 595 — междукаскадные 170 — силовые 158 — четвертьволновые 995 — экспоненциальные 997 Трехлучевой кинескоп 825 Триггеры 637 Триоды 245, 254 у ■* дельное сопротивление проводника 41 Узел телевизионный трансляционный 804 Умножители частоты 556 — фотоэлектронные 337, 342 Умформеры 943 Унифицированные реле 1079 Уровень громкости 212
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 1151 — звукового давления 211 — силы звука 211 — черного 685 Усилители воспроизведения 873 — высокой частоты 476, 708, 710, 718, 721 — записи 879 — мощности низкой частоты 387 — на сопротивлениях 405 — низкой частоты высококачественные 446 — пилообразного напряжения 744 — полосовые 488, 515, 698, 706, 713 — решающие 1110 — транзисторные 431 — промежуточной частоты 488, 515, 698, 706, 713 — стереофонические 445 Устройства арифметические 1101 — вычислительные 1095 — делительные 1108 — множительные 1108 — непрерывного действия 1107 — пересчетные 643 — развертывающие телевизионные 738 — симметрирующие антенные 998 — согласующие антенные 995 — суммирующие 1110 Фаза 18 Фазовая характеристика 185 Фантастроны 615 Ферритовые антенны 960 Ферриты 85 Ферровариометры 149 Феррорезонансные стабилизаторы напряжения 932 Фидерные линии 992 Фиксация уровня черного 685 Фильтры пьезоэлектрические 197 — сглаживающие 918 — сосредоточенной селекции 489, 491 — электрические 177 — электромеханические 197 Флюсы 65 Фосфат аммония 96 Фотодиоды 289, 344, 351 Фототриоды 289, 344, 351 Фотосопротивления 338, 346 Фотоумножители 337, 342 Фотоэлектрическое реле 1121 Фотоэлементы 337, 339, 351 Фторопласт 71 Y Характеристика затухания фильтра 181 — направленности 215, 221, 952 — фазовая 185 — частотная 215, 221, 386 Характеристики антенн 952 — электроизмерительных приборов 1002, 1016 Цветное телевидение 811, 815, 818 Цветных полос сигнал 836 Цветовые графики 814 Цепи входные приемников 467,514, 715 — дифференцирующие 591 — интегрирующие 591 — линейные 588 Цифровой индикатор 367 Ц ■астота колебаний 18 — резонансная 28 Частотная коррекция 421, 678 — характеристика 215, 221, 386 наблюдение 1034 Частотные детекторы 509 Частотометры 1036 Частотопреобразовательные лампы 276 Четвертьволновые трансформаторы 995 Чувствительность приемника 457 ^-^-■аговые искатели 1089 Шумы ламп 428 — сопротивлений 126 — транзисторов 428 — усилителей 428 Шунты 1003
1152 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ О Эквивалент антенны 524 Экранирование 35, 142 Экспоненциальный трансформатор 997 Электрические фильтры 177 Электроизмерительные приборы 1002 Электроизолирующие материалы 71 Электромагнитные волны 38 — реле 1072 Электромеханические фильтры 197 Электронно-лучевые трубки 351, 355, 358 Электронные влагомеры 1116 — коммутаторы 658, 1124 — лампы 244, 250 — реле 1084 — стабилизаторы напряжения 923 Электротехнические стали 81 Элементы гальванические 897 Энергия поля 26 Эпоксидные смолы 78 Эффект микрофонный 387
Оглавление Стр. Предисловие к пятому изданию 3 Глава /. Сведения по электро- и радиотехнике § 1. Закон Ома 5 § 2. Законы Кирхгофа 6 § 3. Соединение сопротивлений 6 § 4. Мощность, работа и тепловое действие тока 10 § 5. Характеристики электрического поля . . . . И § 6. Емкость. Соединение конденсаторов . . 13 § 7. Термоэлектричество 14 § 8. Характеристики магнитного поля 15 § 9. Индуктивность и взаимоиндуктивность 16 § 10. Соединение индуктивностей 17 § 11. Параметры синусоидального тока 18 § 12. Сопротивление в цепи переменного тока 20 § 13. Последовательное и параллельное соединение активных и реактивных сопротивлений 21 § 14. Мощность переменного синусоидального тока^ 23 § 15. Несинусоидальные токи 26 § 16. Последовательный колебательный контур ......... 26 § 17. Параллельный колебательный контур 28 § 18. Резонансная кривая колебательного контура. Добротность контура. Полоса пропускания. Избирательность 29 § 19. Связанные колебательные контуры 32 § 20. Экранирование 35 § 21. Диапазоны и некоторме особенности электромагнитных волн 40 Глава II. Электро- и радиоматериалы § 1. Проводники 41 § 2. Медные обмоточные провода 42 § 3. Обмоточные провода высокого сопротивления 51 § 4. Монтажные провода 54 § 5. Высокочастотные кабели 59 § 6. Припои и флюсы 65 § 7. Электроизолирующие материалы 71 § 8. Ферромагнитные материалы 79 § 9. Пьезоэлектрические материалы 95
1154 ОГЛАВЛЕНИЕ Глава III. Конденсаторы и сопротивления § 1. Основные параметры конденсаторов 97 § 2. Конденсаторы постоянной емкости 100 § 3. Подстроечные конденсаторы . .^ 122 § 4. Конденсаторы переменной емкости 123 § 5. Основные параметры сопротивлений 124' § 6. Непроволочные сопротивления 126 § 7. Проволочные сопротивления 131 Глава IV. Катушки индуктивности § 1. Катушки контуров и катушки связи 136 § 2. Экранированные катушки 142 § 3. Высокочастотные катушки с магнитными сердечниками ... 143 § 4. Методы подстройки индуктивности 146 § 5. Симметричные катушки индуктивности 146 | 6. Индуктивно связанные катушки 147 § 7. Вариометры 148 § 8. Дроссели высокой частоты 149 § 9. ^Низкочастотные катушки с сердечниками из ферромагнитных материалов 150 Глава V. Трансформаторы § 1. Конструкция трансформаторов . . . . 154 § 2. Маломощные силовые трансформаторы 158 § 3. Трансформаторы низкой частоты 166 § 4. Расчет выходных трансформаторов 170 § 5. Автотрансформаторы 175 Глава VI. Электрические фильтры § 1. Общие сведения 177 § 2. Фильтры типа К 178 § 3. Фильтры типа т 181 § 4. Фазовые характеристики фильтров 185 § 5. Пьезоэлектрические фильтры 187 § 6. Электромеханические фильтры 197 § 7. ЯС-фильтры 199 § 8. Влияние потерь в элементах фильтра на его характеристики • 207 § 9. Монтаж и наладка фильтров 208 Глава VII. Акустика и электроакустика § 1. Единицы и определения 211 § 2. Микрофоны 214 § 3. Громкоговорители и телефоны 220 § 4. Звукосниматели 229 § 5. Озвучивание 236 § 6. Акустические системы для воспроизведения звука . • . . 239 Глава VIII. Электронные и ионные приборы § 1. Электронные лампы 244 § 2. Полупроводниковые приборы 281
ОГЛАВЛЕНИЕ П55 § 3. Фотоэлектрические приборы 337 § 4. Электронно-лучевые трубки 339 § 5. Передающие телевизионные трубки 364 § 6. Газоразрядные приборы 366 § 7. Стабилизаторы тока, термопреобразователи, термосопротивления . . 379 Глава IX. Усилители низкой частоты § 1. Основные характеристики усилителей 384 § 2. Оконечные усилители низкой частоты 387 § 3. Однотактный оконечный каскад 388 § 4. Двухтактный оконечный каскад 395 § 5. Ультралинейный оконечный каскад 401 § 6. Бестрансформаторные двухтактные каскады 402 § 7. Взаимосвязь между оконечным.каскадом и громкоговорителем . 404 § 8. Усилители на сопротивлениях 405 § 9. Трансформаторные усилители • 410 § 10. Фазоинверсные каскады .............*... 412 §11. Каскад с катодной нагрузкой (катодный повторитель) . . . 415 § 12. Обратные связи в усилителях звуковых частот 417 § 13. Коррекция частотных характеристик 421 § 14. Регулировки в усилителях звуковых частот 423 § 15. Низкочастотные смесительные системы •. .-^ 427 § 16. Шумы в усилителях . . 427 § 17. Усилители на транзисторах • • 431 § 18. Стереофонические усилители . 445 § 19. Высококачественные усилители низкой частоты 446 § 20. Практические схемы усилителей низкой частоты 450 Глава X. Радиоприемные устройства § 1. Основные характеристики 457 § 2. Скелетные схемы радиоприемников . 464 § 3. Эскизный расчет супер гетеродинного радиоприемника .... 465 § 4. Входные цепи 467 § 5. Растянутые поддиапазоны 473 § 6. Каскады усиления высокой частоты (УВЧ) 476 § 7. Преобразователи частоты 479 § 8. Гетеродины 485 § 9. Сопряжение настроек контуров в супергетеродине 486 § 10. Усилители промежуточной частоты 488 §11. Детектирование 495 § 12. Регенеративный приемник 497 § 13. Сверхрегенеративный приемник 498 § 14. Автоматическая регулировка усиления 499 § 15. Индикатор настройки 501 § 16. Автоматическая подстройка частоты 502 § 17. Прием .телеграфных сигналов и однополосной телефонии . . 504 § 18. Особенности приемников частотно-модулированных сигналов 508 § 19. Амплитудные ограничители и частотные детекторы 509 § 20. Комбинированные АМ/ЧМ приемники 513 § 21. Особенности автомобильных приемников 517 § 22. Прием стереофонических радиопередач 518
1156 ОГЛАВЛЕНИЕ § 23. Практические схемы карманных радиоприемников .... 521 § 24. Измерения основных параметров вещательных приемников . 523 Глава XI. Любительские радиопередатчики § 1 Диапазоны для любительских радиосвязей . . 528 § 2. Блок-схема передатчика 529 § 3. Основные сведения о генераторах с независимым возбуждением 531 § 4. Расчет телеграфных режимов генераторных ламп ..... 539 § 5. Выходные каскады коротковолновых передатчиков 551 § 6. Промежуточные каскады 555 § 7. Амплитудная модуляция . 558 § 8. Задающие генераторы и возбудители 566 § 9. Передатчик первой категории 570 § 10. Передатчик второй категории 578 § 11. Передатчик начинающего коротковолновика . . . . ... . 580 § 12. Передатчик на 144 Мгц 583 § 13. Радиостанция на 420—435 Мгц . -. 583 § 14. Передатчик на транзисторах 584 Глава XII. Элементы и устройства импульсной техники § 1. Основные характеристики формы импульсов 587 § 2. Передача импульсов через линейную' цепь 588 § 3. Линейные цепи преобразования импульсов 591 § 4. Нелинейные цепи преобразования формы напряжения—ограничители 596 § 5. Генераторы импульсов релаксационного типа ....... 604 § 6. Генераторы сигналов специальной формы 624 . § 7. Триггеры ..;....... 637 § 8. Пересчетные устройства 643 § 9. Селекторы импульсов 653 § 10. Сравнивающие устройства 658 § 11. Электронные коммутаторы 658 Глава XIII. Телевидение § 1. Принцип передачи телевизионных изображений 661 § 2. Основные сведения о телевизионных стандартах 662 § 3. Скелетная схема телевизионного приемника 666 § 4. Эскизный расчет телевизионного приемника 675 § 5. Видеоусилители . . . . 677 § 6. Детекторы 697 § 7. Полосовые усилители ' 698 § 8. Входные устройства телевизионных приемников 715 § 9. Способы разделения сигналов изображения и звука .... 732 § 10. Автоматические регулировки усиления и яркости 732 §11. Визуальные индикаторы настройки телевизоров ...... 736 § 12. Развертывающие устройства . 738 § 13. Настройка телевизионного приемника по испытательной таблице 791 § 14. Борьба с помехами в телевидении "/95 § 15. Передающие телевизионные системы 801
ОГЛАВЛЕНИЕ 1157 § 16. Телевизионный трансляционный узел 804 § 17. Простейшая ретрансляционная телевизионная станция ... 810 § 18. Цветное телевидение 811 Глава XIV. Магнитная запись § 1. Принцип магнитной записи и воспроизведения 839 § 2. Характеристики системы магнитной записи и воспроизведения 840 § 3. Магнитные носители записи .....* 841 § 4. Двухдорожечная магнитная запись 844 § 5. Магнитофоны . 847 § 6. Лентопротяжные механизмы 856 § 7. Магнитные головки . 864 § 8. Усилители воспроизведения 873 § ^9. Усилители записи ; 879 § 10. Универсальные усилители 884 §11. Генераторы высокой частоты 888 § 12. Индикаторы уровня записи 892 § 13. Налаживание электрического тракта магнитофонов ч. . . . 893 Глава XV. Электропитание радиоустройств § 1. Гальванические элементы и батареи ' 897 § 2. Аккумуляторы 905 § 3. Выпрямители 913 § 4. Сглаживающие фильтры . „918 § 5. Стабилизаторы напряжения постоянного тока ....... 922 § 6. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения 932 § 7. Стабилизация тока бареттерами 937 § 8. Преобразователи постоянного напряжения 939 § 9. Термоэлектрогенераторы 951 Глава XVI. Антенны § 1. Назначение и основные характеристики антенн 952 § 2. Открытые приемные антенны 953 § 3. Антишумовые антенны . . 957 § 4. Магнитные антенны 958 § 5. Телевизионные приемные антенны 961 § 6. Антенны любительских радиостанций 985 ч § 7. Фидерные линии, согласующие и симметрирующие устройства коротковолновых и ультракоротковолновых антенн . . 992 § 8. Заземления 999 Глава XVII. Измерения и измерительная аппаратура § 1. Основные характеристики электроизмерительных стрелочных приборов ....... 1002 § 2. Измерительные механизмы магнитоэлектрической системы . 1003 § 3. Расширение пределов измерения электроизмерительных приборов 1003 § 4. Измерение токов 1007 § 5. Измерение напряжений 1008 § 6. Ламповые вольтметры 1011
1158 оглавление § 7. Технические характеристики и условные обозначения систем электроизмерительных приборов 1016 § 8. Измерение сопротивлений 1018 § 9. Ампер вол ьтомметры 1020 § 10. Измерительные генераторы звуковой частоты 1024 § 11. Генераторы сигналов 1027 § 12. Осциллографы 1029 § 13. Наблюдение частотных характеристик 1034 § 14. Измерение частоты . Г 1035 § 15. Измерение емкости и индуктивности 1039 § 16. Измерение добротности колебательных контуров 1044 § 17. Испытание радиоламп и транзисторов 1045 § 18. Новые наименования и классификация промышленных радиоизмерительных приборов 1048 § 19. Технические характеристики промышленных радиоизмерительных приборов 1049 § 20. Комбинированные радиолюбительские приборы 1055 Глава XVIII. Элементы автоматики и телемеханики § 1. Датчики 1063 § 2. Бесконтактные индуктивные датчики-выключатели 1070 § 3. Электромагнитные нейтральные реле постоянного тока . . . 1072 § 4. Электромагнитные реле переменного тока .^ 1078 § 5. Унифицированные реле 1079 § 6. Термоэлектрические реле 1080 § 7. Электромагнитные поляризованные реле 1082 § 8. Электронные реле 1084 § 9. Программные реле . 1087 *§ 10. Реле-искатели 1087 § 11. Электромагнитные шаговые искатели 1089 § 12. Реле счета импульсов 1094 Глава XIX. Элементы вычислительных устройств § 1. Основные логические схемы 1095 § 2. Регистры 1097 § 3. Дешифраторы 1100 § 4. Арифметические устройства 1101 § 5. Преобразователи непрерывных аналоговых величин в цифровые 1105 § 6. Преобразователи дискретных величин в непрерывные ... 1106 § 7. Электрические счетно-решающие устройства непрерывного действия 1107 § 8. Решающие усилители 1110 Глава XX. Радиолюбительские конструкции для народного хозяйства § 1. Приборы для измерения толщины защитных и изоляционных покрытий 1113 § 2. Электронные влагомеры 1115 § 3. Электронные приборы для фотопечати . .^ 1117 § 4. Простое фотоэлектрическое релейное устройство 1121 5 5. Аппарат для электросна 1121 § 6. Электронный миллисекундомер 1122
ОГЛАВЛЕНИЕ П59 § 7. Прибор для ультразвуковой очистки и промывки мелких деталей 1123 § 8. Электронные переключатели электрических цепей 1124 § 9. Аппарат управления уличным освещением 1126 § 10. ПрибЪр для определения жирности молока 1127 §11. Сигнализатор предельных уровней воды в паровых котлах . .1128 Приложения ИЗО Литература 1134 Предметный указатель . 1144
Ромуальд Михайлович Терещук, инж. Рем Матвеевич Домбру гов, канд. техн. наук Николай Дмитриевич Босый, канд. техн наук Самуил Исаакович Ногин, инж. Вадим Павлович Боровский, инж. Авраам Борисович Чаплинский, канд. техн. наук СПРАВОЧНИК РАДИОЛЮБИТЕЛЯ Редакторы издательства инженеры А. В. Ковальчук, Л. Н. Ткаченко Художественный редактор Я. Т. Лагутин Переплет художника Ф. И. Юрьева Технические редакторы В. Н. Куренной, Т. И. Разум Корректоры М. И. Козиненко, Т. Е. Царинская Сдано в набор 2/11 1965 г. Подписано к печати ЗГ/VII 1955 г. Формат 84хЮ8»/а»- Объем: 36,25 физ. л.; 60,9 усл. л.; 76,23 уч.-изд. л. Тираж 200 000 (1-й завод—50 000). Зак. № 120. БФ 03456. Цена 2 руб. 82 коп. Т. П.—1965—поз. 149. Издательство «Техн i к а», Киев, 4, Пушкинская, 2S Киевская книжная фабрика Государственного комитета Сеаета Министроз УССР по печати, Воровского, 24.
2 руб. 82 коп. К