Автор: Никитин В.А.
Теги: электротехника радиосвязь и радиовещание радиотехника радиоэлектронные аппараты
ISBN: 978-5-477-01062-2
Год: 2007
Текст
УДК 621.38
ББК 32.884
ВИ
Подписано в печать 26.06.2007. Формат 84х1081/32. Гарни-
тура New Baskerville. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3,36.
Тираж 3000 экз. Заказ № 6933.
В11 В помощь радиолюбителю. Выпуск 21 : Информацион-
ный обзор для радиолюбителей / Сост. В. А. Никитин. -
М.: НТ Пресс, 2007. - 64 с. : ил. - (Электроника свои-
ми руками).
ISBN 978-5-477-01062-2
В этой книге приведены краткие описания и принципи-
альные схемы конструкций, ранее опубликованных в радио-
любительской литературе, которых вполне достаточно для
сборки и налаживания различных приборов. Учтены интере-
сы начинающих радиолюбителей самого разного возраста.
Для широкого круга радиолюбителей.
УДК 621.38
ББК 32.84
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного
разрешения владельца авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку
вероятность технических ошибок все равно остается, издательство не может га-
рантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В свя-
зи с этим издательство не несет ответственности за возможный ущерб любого
вида, связанный с применением содержащихся здесь сведений.
ISBN 978-5-477-01062-2
© Никитин В. А., составление, 2007
© «НТ Пресс», 2007
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1
Блоки питания...................................5
1.1. Маломощный блок питания..................5
1.2. Блок питания аудиоплеера ................6
1.3. Маломощный лабораторный блок питания.....7
1.4. Блок питания с защитой от коротких замыканий..8
1.5. Блок питания напряжением 5 В.............9
1.6. Простой лабораторный....................10
1.7. Лабораторный блок питания 0...20 В......11
Глава 2
Радиомикрофоны.................................14
2.1. Простой ЧМ-радиомикрофон................14
2.2. УКВ-радиомикрофон.......................15
2.3. Простой радиомикрофон.....„.............16
2.4. Портативный УКВ-ЧМ......................17
2.5. Сетевой радиомикрофон...................18
Глава 3
Кодовые замки..................................20
3.1. Кодовый замок на электромагнитных реле..21
3.2. Кодовый замок...'.......................22
3.3. Кодовый замок на тиристорах.............24
3.4. Кодовый замок с сигнализацией...........25
Глава 4
Применение ламп дневного света.......................28
4.1. Питание лампы дневного света постоянным током.28
4.2. Резонансный преобразователь напряжения........29
4 В помощь радиолюбителю
4.3. Регулируемый преобразователь напряжения...31
4.4. Экономичный преобразователь...............33
Глава 5
Миниатюрные радиоприемники.........................35
5.1. Простой приемник с фиксированной настройкой.35
5.2. Простой рефлексный приемник............... 36
5.3. Простой приемник на микросхеме..............38
5.4. Миниатюрный приемник на ОУ..................40
Приложение
Активные фильтры...................................42
Фильтры нижних частот............................44
Фильтры верхних частот...........................47
Полосовые фильтры................................48
Режекторные фильтры..............................51
Сложные фильтры..................................51
Литература........................................ 54
ГлаваИ
Блоки питания
1.1. Маломощный блок питания.
Аристов А. [1]
В маломощных блоках питания первичные обмотки сетевых
трансформаторов содержат тысячи витков очень тонкого
провода, что сильно затрудняет их намотку. Попытки осуще-
ствить необходимое натяжение приводят к обрыву провода.
Предлагаемый блок питания свободен от этого недостатка,
хотя питается от электросети. Принципиальная схема блока
питания приведена на рис. 1.
Напряжение сети 220 В поступает к первичной обмотке
трансформатора через гасящий конденсатор С1, который на
частоте 50 Гц обладает емкостным сопротивлением около
3 кОм. Резистор R1 служит для разряда этого конденсатора
после отключения блока питания от сети. Дополнительное
Рис. 1. Принципиальная схема маломощного блока питания
6 Глава И 1 Блоки питания
гашение напряжения осуществляется резистором R2, благодаря
чему в потребляемом токе увеличивается активная составляю-
щая. Конденсатор С2 устраняет проникающие из сети помехи.
Трансформатор служит исключительно для гальванической
развязки между нагрузкой и сетью. Напряжение вторичной
обмотки выпрямляется диодным мостом V1-V4 и стабилизи-
руется с помощью стабилитрона V5. Балластным сопротивле-
нием стабилизатора служит провод вторичной обмотки транс-
форматора.
Трансформатор собирается на сердечнике из пластин Ш10
при толщине пакета 10 мм. Каркас делится изоляционной пе-
регородкой пополам для намотки первичной и вторичной
обмоток. Они содержат по 600 витков провода ПЭВ-1 диамет-
ром 0,2 мм. Намотка ведется виток к витку с бумажными про-
кладками между слоями.
1.2. Блок питания аудиоплеера.
Тужилин С. [2]
Блок предназначен для питания трехвольтовых плееров
и диктофонов. При остановке двигателя из-за заклинивания
магнитной ленты обычно резко возрастает ток потребления,
который приводит к повреждениям. В предлагаемой схеме
в подобных случаях резко уменьшается напряжение питания,
предотвращая аварийные последствия. Принципиальная схе-
ма блока питания показана на рис. 2.
VD7 КС139А
Рис. 2. Принципиальная схема блока питания аудиоплеера
Маломощный лабораторный блок питания
Сетевой трансформатор Т1 содержит две вторичные об-
мотки: основную II и вспомогательную IIL Напряжение основ-
ной обмотки выпрямляется двухполупериодным выпрямите-
лем на диодах VD1, VD2, сглаживается конденсатором С1
и стабилизируется электронным стабилизатором на транзис-
торе VT1. Опорное напряжение вырабатывается стабилитро-
ном VD7, который питается от вспомогательной обмотки
с выпрямительным мостом VD3-VD6 и сглаживающим фильт-
ром, собранным на конденсаторах С2, СЗ и резисторе R1.
Сетевой трансформатор собран на сердечнике из пластин
Ш10 при толщине пакета 10 мм. Первичная обмотка наматы-
вается внавал проводом ПЭВ-2 диаметром 0,05 мм и содер-
жит 9000 витков. Вторичная обмотка II наматывается после
изоляционной прокладки проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм
и содержит 800 витков с отводом от середины. Далее следует
вспомогательная обмотка III, которая содержит 600 витков
провода ПЭВ-2 диаметром -0,1 мм.
Автор справедливо предупреждает читателей, что замена
двухполупериодного выпрямителя на двух диодах мостовой
схемой на четырех диодах в целях уменьшения вдвое обмот-
ки II недопустимо из-за увеличения в два раза падения напря-
жения на диодах.
1.3. Маломощный лабораторный блок
питания. Арлетов А. [3]
Этот блок питания вырабатывает выходное напряжение, ко-
торое можно плавно регулировать в пределах от 0,4 до 10 В
при токе нагрузки до 500 мА и напряжении пульсаций не бо-
лее 0,1 мВ. Допустимые изменения напряжения сети от 165 до
250 В. Принципиальная схема блока приведена на рис. 3.
Выпрямленное отрицательное напряжение со средней
точки вторичной обмотки трансформатора стабилизируется
элементами R2, V5, образуя на базах транзисторов (стабили-
заторов тока) V4 и V7 опорное напряжение -0,8 В. Стабиль-
ным током питается стабилитрон V3, на котором создается
стабильное напряжение 10 В. Транзистор V7 создает стабйль-
ный ток 500 мА, а падение напряжения 0,5 В на резисторах
R7 и R9 используется для питания транзисторов V6 и V8.
8 Глава И 1 Блоки питания
F1 0,25 А
V2
V1.V2 Д246
V3.V5 Д810
V4.V6 МП39
V8 МП38
V7.V9 П215
R5 I
ПООК
kV8
I R6
470
ci . V6^ V9K
2000,oLJJ ' х25В JLV4- + зз3У \ V5 ГЯ71^ V7L h R8 1 470 [ R91
CD
1Л
CXJ
см
со
ф
Рис. 3. Принципиальная схема маломощного лабораторного блока питания
Транзисторы V6, V8, V9 образуют усилитель тока, благода-
ря чему стабилизируется выходное напряжение за счет тран-
зистора V9. В режиме холостого хода коллекторный ток V9
составляет 500 мА. Этот ток уменьшается при наличии на-
грузки так, что суммарный ток остается равным 500 мА. Вы-
ходное напряжение регулируется с помощью переменного
резистора R4.
В качестве сетевого трансформатора использован выход-
ной трансформатор кадровой развертки цветных телевизо-
ров ТВК-90ЛЦ2. Вместо транзистора МП39 можно устано-
вить ГТ108, вместо МП38 - КТ315А.
1.4. Блок питания с защитой от коротких
замыканий. Иванов Б. [4]
Предлагаемый блок питания рассчитан на стабилизирован-
ное выходное напряжение 9 В при токе нагрузки до 400 мА.
При появлении в цепи нагрузки короткого замыкания авто-
матически прерывается ее питание. Принципиальная схема
этого блока питания изображена на рис. 4.
Напряжение сети 220 В понижается трансформатором Т1
и выпрямляется диодным мостом V2-V5. Тиратрон с холодным
катодом VI сигнализирует о включении питания после замыка-
ния тумблера S1. Конденсатор С1 служит для сглаживания пуль-
саций выпрямленного напряжения, которое поступает на элек-
тронный стабилизатор, собранный по общеизвестной схеме на
регулирующем транзисторе V9 и стабилитроне V8 с балласт-
ным резистором R3.
Блок питания напряжением 5 В Q
Рис. 4. Схема блока питания с защитой от коротких замыканий
При исправной цепи нагрузки транзистор V7 заперт поло-
жительным напряжением на базе относительно эмиттера, так
как прямое падение напряжения на диоде V6 мало. При появ-
лении короткого замыкания эмиттер транзистора V7 оказыва-
ется подключен к аноду диода V6, на базе V7 относительно
эмиттера появляется отрицательное напряжение (падение
напряжения на диоде), транзистор V7 отпирается, замыкая
стабилитрон V8, что приводит к запиранию транзистора V9.
Сетевой трансформатор собирается на сердечнике из пла-
стин Ш20 с толщиной пакета 20 мм. Первичная обмотка со-
держит 2200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,18 мм, вто-
ричная - 150 витков ПЭВ-1 диаметром 0,45 мм.
Вместо транзистора МП42Б можно установить ГТ108Б.
1.5. Блок питания напряжением 5 В.
Степанов А. [5]
Этот сетевой блок питания предназначен для обеспечения по-
требителей напряжением 5 В при токе нагрузки до 300 мА. Он
собран по традиционной схеме, которая приведена на рис. 5.
Напряжение сети 220 В поступает на первичную обмотку
сетевого понижающего трансформатора Т1. Напряжение вто-
ричной обмотки выпрямляется диодной сборкой V3 и сглажи-
вается конденсатором СП. Далее следует электронный стаби-
лизатор с регулирующим транзистором V6, управляющим
транзистором V5 и опорным стабилитроном V4. Светодиод V9
сигнализирует о включенном состоянии блока питания.
В качестве сетевого трансформатора применяется готовый
трансформатор блока питания от кассетного магнитофона
10 Глова И 1 Блоки питания
Рис. 5. Принципиальная схема блока питания
«Электроника-302». Транзистор П214А установлен на само-
дельный радиатор, изготовленный из дюралюминиевого угол-
ка размерами 30x30x30 мм.
1.6. Простой лабораторный...
Нечаев И. [6]
Этот блок питания специально рассчитан для использования
в любительской лаборатории. Он обеспечивает на выходе
напряжение, которое можно регулировать вручную в преде-
лах от 8 до 25 В при токе нагрузки до 400 мА. Напряжение
пульсаций выходного напряжения не превышает 2 мВ, а схе-
ма защищена от коротких замыканий в цепи нагрузки. Прин-
ципиальная схема блока приведена на рис. 6.
Напряжение сети подается на первичную обмотку сетево-
го трансформатора. Вторичная обмотка имеет среднюю точ-
ку. Благодаря этому выпрямленное мостом VD1-VD4 выход-
ное напряжение 32 В, делится пополам на конденсаторах
С1 и С2. Электронный стабилизатор собран на транзисто-
рах VT1-VT3, операционном усилителе DA1 и стабилитроне
VD6. На транзисторе VT3 собран генератор тока для питания
стабилитрона. Переменный резистор R2 служит для регулиро-
вания выходного напряжения. Пока оно меньше 12-13 В, па-
дение напряжения на транзисторе VT2 оказывается не менее
3 В. Поэтому транзистор VT1 оказывается почти запертым.
При этом используется напряжение 16 В с конденсатора С2,
Лабораторный блок питания 0...20 В “|
КС147А
Рис. 6. Принципиальная схема простого лабораторного блока питания
а ток нагрузки протекает через диод VD5 и транзистор VT2.
Когда установлено выходное напряжение более 13 В, паде-
ние напряжения на VT2 становится менее 3 В, отпирается
транзистор VT1, а диод VD5 запирается. В результате исполь-
зуется суммарное напряжение 32 В с конденсаторов С1 и С2.
Благодаря этому при малых выходных напряжениях не при-
ходится гасить большое избыточное напряжение, чем улуч-
шается экономичность устройства. Кроме того, благодаря
применению полевых транзисторов предотвращается выход
из строя блока при коротком замыкании в цепи нагрузки.
Сетевой трансформатор должен быть рассчитан на напря-
жение вторичной обмотки 2x12 В при токе 0,5 А. Транзисто-
ры VT1 и VT2 устанавливаются на теплоотводе с площадью
рассеивания не менее 100 см2 с помощью изоляционных про-
кладок.
1.7. Лабораторный блок питания 0...20 В.
Бирюков С. [7]
При налаживании разных устройств в домашней лаборато-
рии удобно иметь блок питания, выходное напряжение кото-
рого можно уменьшать до нуля. Предлагаемый блок питания
12 Глава 1 Блоки питания
Рис. 7. Принципиальная схема лабораторного блока питания
обладает этим свойством и допускает получение тока нагрузки
до 1 А. Принципиальная схема блока представлена на рис. 7.
Напряжение сети через тумблер SA1 и предохранитель
FU1 подается на первичную обмотку унифицированного на-
кального трансформатора Т1 типа ТН32-127/220-50, кото-
рый имеет четыре вторичных обмотки по 6,3 В каждая.
В схеме они соединены последовательно, и с помощью пере-
ключателя SA2.1 можно выбрать один из трех диапазонов
выходного напряжения: 0-7 В, 6,5-13,5 В или 13-20 В. Это
напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 и поступа-
ет на интегральный стабилизатор DA1, с выхода которого
подается на выходную клемму XI. Регулировка выходного
напряжения производится с помощью переменного резисто-
ра R3 и измеряется вольтметром, образованным микроам-
перметром РА1 с добавочным резистором R8. Одновремен-
но с двух обмоток (с выводов 9 и 13) через конденсатор С4
напряжение поступает на выпрямитель VD2, VD3, С5, С6,
а выпрямленное напряжение подается на интегральный ста-
билизатор DA2. С его выхода отрицательное напряжение
-1,25 В подается на основной стабилизатор, благодаря чему
удается получить на его выходе нулевое напряжение.
Лабораторный блок питания 0...20 В “|3
Рис. 8. Чертеж печатной платы лабораторного блока питания
Элементы схемы размещены на печатной плате, эскиз ко-
торой приведен на рис. 8.
В качестве переключателя SA2 автор статьи рекомендовал
применить галетный переключатель типа ПГ2-17-ЗП4Н, кон-
такты которого допускают ток не более 0,5 А. Поэтому на
схеме контакты трех групп соединены параллельно. Однако
известно, что контакты переключателей и реле размыкают-
ся и замыкаются не одновременно. Поэтому рабочим током
блока питания нельзя считать 1 А. Кроме того, не все четы-
ре вторичные обмотки трансформатора ТН32 способны от-
дать ток, равный 1 А. Обмотки с выводами 7-8 и 9-10 рассчи-
таны только на 0,65 А. Такой максимальный ток и должен
характеризовать этот блок питания.
Радиомикрофоны
2.1. Простой ЧМ-радиомикрофон.
Шустов М. [8]
Схема этого радиомикрофона, показанная на рис. 9, пред-
ставляет собой транзисторный генератор высокой частоты,
колебательный контур которого содержит конденсаторный
микрофон. Емкость микрофона под воздействием колебаний
воздуха изменяется, что приводит к частотной модуляции
высокочастотного сигнала.
В связи с тем что база транзистора по высокой частоте за-
землена конденсатором С1, колебательный контур оказыва-
ется включен между коллектором и базой. Резисторы R1 и R2
Рис. 9. Принципиальная схема простого радиомикрофона
УКВ-радиомикрофон *| 5
служат для подачи напряжения смещения на базу. Питание
осуществляется напряжением 9 В от батареи типа «Крона».
Контурная катушка выполнена на каркасе из фтороплас-
та с наружным диаметром 8 мм. На цилиндрической поверх-
ности каркаса выполняется канавка глубиной 0,5 мм с шагом
2 мм. В канавку с натяжением укладывается 6 витков посереб-
ренного медного провода диаметром 0,5 мм.
2.2. УКВ-радиомикрофон.
Иванов А. [9]
Предлагаемый радиомикрофон обладает повышенной мощно-
стью, и с его помощью обеспечивается дальность действия до
100 м при использовании радиоприемника, имеющего диапа-
зон УКВ 88-108 МГц. Принципиальная схема радиомикрофо-
на приведена на рис. 10.
Рис. 10. Схема УКВ-радиомикрофона
В этой схеме транзистор VT1 используется в качестве уси-
лителя сигнала звуковой частоты, который поступает на базу
через разделительный конденсатор С1 с конденсаторного
микрофона BF1. Усилитель собран по схеме с общим эмитте-
ром. С коллекторной нагрузки R3 усиленный сигнал подает-
ся через разделительный конденсатор С2 на эмиттер транзи-
стора VT2, на котором собран генератор высокой частоты.
Под воздействием изменений напряжения на эмиттере проис-
ходит частотная модуляция сигнала высокой частоты. Антен-
на подключается непосредственно к коллектору транзистора,
16 Глава И 2 Радиомикрофоны
нагрузкой которого является колебательный контур LI, С4,
настроенный на частоту 94 МГц. Питание напряжением 9 В
производится от батареи «Крона».
Элементы схемы размещаются на печатной плате, эскиз
которой показан на рис. 11.
-9В +9В
С4
L1
BF1
♦ t
Ci *^*-D-*R5^* *
WA1
Рис. 11. Печатная плата УКВ-радиомикрофона с расположением
элементов схемы
Контурная катушка содержит 7 витков провода ПЭВ диа-
метром 0,8 мм, намотанных на оправке диаметром 5 мм.
2.3. Простой радиомикрофон.
Осоцкий Ю. [10]
Напряжение питания этого радиомикрофона может находить-
ся в пределах от 3 до 12 В. Однако оно должно быть по воз-
можности более стабильным, так как изменения напряжения
питания влекут за собой изменение несущей частоты сигнала.
При среднем значении напряжения 4,5 В дальность действия
радиомикрофона на открытой местности достигает 60 м. Прин-
ципиальная схема радиомикрофона приведена на рис. 12.
Колебания воздуха звуковой частоты воспринимаются мик-
рофоном ВМ1, и образующийся электрический сигнал пода-
ется на базу транзистора VT1, который используется в схеме
Рис. 12. Принципиальная схема простого радиомикрофона .
усилителя звуковой частоты с общим эмиттером. С коллектор-
ной нагрузки R3 усиленный сигнал через разделительный кон-
денсатор С2 подается на базу транзистора VT2, на котором
собран генератор высокой частоты. Изменения напряжения
на базе транзистора приводят к частотной модуляции генери-
руемого сигнала. В цепь коллектора VT2 включен колебатель-
ный контур, состоящий из конденсатора С4 и катушки индук-
тивности L1, с которой индуктивно связана катушка L2, со-
единенная с антенной.
Катушка L1 содержит 6 витков посеребренного провода
диаметром 0,5 мм, намотанных на оправке диаметром 7 мм.
Катушка L2 намотана рядом тем же проводом и содержит
2 витка.
2.4. Портативный УКВ-ЧМ...
Щербаков И. [11]
Этот радиомикрофон рассчитан на работу в отечественном
стандарте диапазона частот УКВ-ЧМ от 65,8 до 73,0 МГц и от-
личается достаточно малыми габаритами. Его принципиаль-
ная схема приведена на рис. 13.
Сигнал с микрофона через разделительный конденсатор С1
поступает на базу транзистора VT1, который используется
в схеме усилителя звуковой частоты. С его выхода сигнал через
высокочастотные дроссели L1 и L2 подается на варикап VD1,
емкость которого изменяется под воздействием сигнала звука.
Варикап через конденсатор СЗ подключен к колебательному
контуру L3, С4 высокочастотного генератора, который собран
на транзисторе VT2. Дроссели преграждают путь напряжению
2-6933
18 Глава И 2 Радиомикрофоны
С7 0,01 мк
Рис. 13. Принципиальная схема портативного радиомикрофона
высокой частоты к промежутку коллектор-эмиттер транзисто-
ра VT1. Подстроечным конденсатором С5 добиваются устойчи-
вой генерации, а С4 служит для установки частоты. С катушки
связи L4 высокочастотный промодулированный сигнал подает-
ся к антенне.
Дроссели L1 и L2 наматывают на ферритовые кольца Кб
и содержат по 30 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм.
Катушка L3 намотана на оправке диаметром 7 мм посереб-
ренным проводом диаметром 0,5 мм и содержит 5-7 витков.
Рядом располагают два витка катушки из такого же провода.
2.5. Сетевой радиомикрофон.
Шустов М. [12]
Применение портативных радиомикрофонов обычно связа-
но с проблемой электропитания из-за необходимости регу-
лярно подзаряжать аккумуляторы или менять батареи. Вмес-
те с тем, не всегда автономное питание бывает необходимо.
Предлагаемый радиомикрофон рассчитан на питание от
сети напряжением 220 В, но отличается от обычных схем,
содержащих сетевой трансформатор или гасящий конденса-
тор. Благодаря низкому потребляемому току в нем оказалось
возможным использовать гасящие резисторы, которые име-
ют значительно меньшие габариты. Принципиальная схема
сетевого радиомикрофона показана на рис. 14.
Двухполупериодный выпрямитель напряжения сети со-
бран на диодах VD2 и VD3. В течение положительного полу-
периода сетевого напряжения на верхнем по схеме выводе
Сетевой радиомикрофон 0
VD2Kfl102A R4 24K
С1
6800
AVD1 L
Д814А1
R1
I5.6K
=4=сз
С2
500мк
хЮВ
VT1
КТ645А,
_|_С4
2001 I № Т 47
гии1|39К
С7
05 0,047
R3*
300К
VD3
=Т=зз КД1°
' СЕТЬ
КД102 220В
С83.3/250В
|А ВМ1 L
’ТМКЗ 333(332)*
VT2
КТ315Б
R5 24К
Рис. 14. Принципиальная схема сетевого радиомикрофона
сети через резистор R4 и диод VD2 заряжается конденсатор С2,
а конденсатор С8 разряжается через резистор R5. В течение
положительного полупериода сетевого напряжения на ниж-
нем по схеме выводе сети через диод VD3 и резистор R4 за-
ряжается конденсатор С8.
Благодаря каскодному соединению транзисторов (каско-
дом называется последовательное соединение транзисторов,
включенных по схеме с общим эмиттером и общей базой)
потребляемый схемой ток достаточно мал. Поэтому при
большом падении напряжения на резисторах R4, R5 ток че-
рез них оказывается малым и мала выделяемая мощность.
На транзисторе VT2 собран усилитель звукового сигнала,
поступающего на базу этого транзистора через конденсатор С5
с микрофона ВМ1. Транзистор VT1 входит в схему генератора
высокой частоты. Частотная модуляция происходит благода-
ря изменениям коллекторного тока транзистора VT2, а зна-
чит, и транзистора VT1.
Для работы радиомикрофона на частоте 70 МГц катушка L1
наматывается на оправке диаметром 4 мм и содержит 5 витков
провода ПЭВ диаметром 0,56 мм с шагом 1,5 мм.
2
Глава
3
Кодовые замки
Кодовый замок обычно содержит панель с набором кнопок,
из которых некоторые называются кодовыми, и для открыва-
ния двери необходимо нажимать именно их, а нажатие дру-
гих, называемых холостыми, не приводит к отпиранию двери,
а иногда даже вызывает сигнал тревоги. На схемах кнопки
нумеруются по порядку, но номера, которые будут им присво-
ены в действительности, и образуют код.
Кодовые замки, принцип действия которых состоит в не-
обходимости одновременного нажатия нескольких кнопок, не
реагируют на последовательность нажатия этих кнопок, глав-
ное - чтобы были нажаты именно кодовые кнопки, а не холо-
стые. В какой же последовательности они нажимались, не важ-
но. Поэтому число возможных попыток определяется числом
сочетаний т из п возможных:
1х2х..л» '
Так, например, если имеется всего восемь кнопок, а для
открывания замка необходимо нажать три их них, число воз-
можных попыток оказывается равным:
С3 - -2)...(т2-тп +1) __ 8x7x6
8 1х2х...т 1x2x3
Если же важно не только нажать нужные кнопки, но
нажать их в определенной последовательности, число
Кодовый замок на электромагнитных реле 21
возможных попыток определяется числом размещений т из
п возможных:
т _ л! _ 1x2x3...хл
(л-т)! 1x2x3...(п-т)'
Тот же пример дает следующее число размещений:
4 =
8! _ 1х2хЗх4х5х6х7х8
(8-3)Г 1х2хЗх4х5
= 6x7x8 = 336
Видно, что в данном примере размещений оказывается
в шесть раз больше, чем сочетаний.
3.1. Кодовый замок на электромагнитных
реле. Прокудин В. [13]
Схема предлагаемого кодового замка рассчитана на нажатие
определенных трех кнопок из восьми в нужной последова-
тельности. Поэтому число возможных комбинаций составля-
ет 336. Принципиальная схема замка представлена на рис. 15.
Рис, 15. Принципиальная схема кодового замка на электромагнитных реле
Устройство питается от сети с помощью сетевого транс-
форматора Тр1. От вторичной обмотки II питаются электро-
магнитные реле, а от обмотки III - реле выдержки времени.
Для этого схема содержит два выпрямителя: Д1, С1 и Д2, R1,
С2. Кодовыми служат три кнопки: Кн1, Кн2 и КнЗ. Кнопка
Кнзв предназначена для включения звонка.
22 Глава Д 3 Кодовые замки________________________
В исходном состоянии, а также после включения тумблера
питания Вк1 схема обесточена. Для набора кода сначала нуж-
но нажать одновременно кнопки Кнзв и Кн1. При этом пер-
вичная обмотка трансформатора подключается к сети и зве-
нит звонок. Появляется напряжение на конденсаторе С1,
и через контакты нажатой кнопки Кн1 срабатывает реле Р1.
Контактами Р 1 блокируется кнопка Кн1, а контактами Р}2 бло-
кируется кнопка звонка и одновременно снимается питание
звонка’ Поэтому после отпускания обеих кнопок схема оста-
ется под током и при сработавшем реле Р1. Для нажатия ос-
тальных двух кнопок установлено ограниченное время: после
подачи питания через высокоомный резистор R1 начинает
медленно заряжаться конденсатор С2 с постоянной времени
10 с. Когда напряжение на нем достигнет порога зажигания
неоновой лампочки Л1, сработает реле Р4 и контактами Р4}
разорвет цепь питания реле Р1. В результате схема обесточит-
ся. Если же время не упущено, нажимают кнопку Кн2. Сраба-
тывает реле Р2, контактами Р^1 блокируется кнопка Кн2, а кон-
тактами Р92 готовится цепь питания реле РЗ. Наконец
нажимают кнопку КнЗ, и срабатывает реле РЗ. Контактами Р3!
блокируется кнопка КнЗ, а контактами Р32 включается элект-
ромагнит замка Эм1. Он остается во включенном состоянии,
пока не сработает реле выдержки времени Р4. Если в процес-
се набора будет нажата одна из кнопок Кн4-Кн8, сработает
реле Р4, контактами которого схема будет обесточена.
Сетевой трансформатор собирается на сердечнике из плас-
тин Ш20 при толщине пакета 25 мм. Первичная обмотка для
напряжения 220 В содержит 1880 витков провода ПЭЛ диамет-
ром 0,18 мм, обмотка II - 220 витков провода ПЭЛ диаметром
0,51 мм, обмотка III - 1880 витков провода ПЭЛ диаметром
0,1 мм. Реле Р1-РЗ типа РЭС9, паспорт РС4.529.029-00 (по-
старому РС4.524.200). Реле Р4 - РЭС10, паспорт РС4.529.031-02
(по-старому РС4.524.301).
3.2. Кодовый замок.
Шустов М. [14]
Этот кодовый замок срабатывает при одновременном нажатии
четырех кодовых кнопок SB1-SB4. Для увеличения возможных
Кодовый замок 23
комбинаций в целях затруднения подбора кода общее коли-
чество кнопок рекомендуется довести до 12. Тогда число воз-
можных попыток, определяемое числом сочетаний четырех
кнопок из 12, составляет 495. Принципиальная схема этого
замка приведена на рис. 16.
Рис. 16. Принципиальная схема кодового замка
Система замка имеет автономное питание от батареи на-
пряжением 9 В. Схема всегда находится под током, но прак-
тически не потребляет энергии, так как к батарее подключен
только конденсатор С1, заряженный через резистор R1. По-
стоянная времени заряда составляет 14 с. Поэтому после
принудительного разряда конденсатора он полностью заря-
дится только через 42 с.
Кодовыми кнопкам являются SB1-SB4. Кнопка SB0 слу-
жит для включения реле К2, контактами которого включает-
ся звонок. Кнопки SB5-SBm - холостые. Кнопками SBn, рас-
положенными в разных комнатах квартиры, хозяин может
открыть замок. При одновременном нажатии всех четырех
кодовых кнопок пробивается, стабилитрон VD3 и положи-
тельное напряжение поступает на базу составного транзис-
тора, который отпирается. Поэтому срабатывает реле К1,
контактами которого включается электромагнит замка. При
нажатии любой холостой кнопки конденсатор быстро разря-
жается, после чего система становится безразличной, пока
он вновь не зарядится. Конденсатор С1 также разряжается
через диод VD2 после нажатия кнопки звонка.
24 Глава И 3 Кодовые замки
В качестве реле К1 и К2 можно использовать РЭС10, пас-
порт РС4.529.031-05 (по-старому РС4.524.304).
3.3. Кодовый замок на тиристорах.
Горшенин В., Буссель А., Антонов А. [15]
Этот кодовый замок срабатывает при поочередном нажатии
трех кодовых кнопок из десяти возможных. Возможное чис-
ло попыток определяется числом размещений по три из де-
сяти и равняется 720. В связи с тем что нажатие холостой
кнопки приводит к заблокированию всей системы, вероят-
ность подбора правильной комбинации весьма мала. Прин-
ципиальная схема замка приведена на рис. 17.
Рис. 17. Принципиальная схема кодового замка на тиристорах
Наборная панель содержит 10 кнопок, из которых кодовы-
ми являются первые три. Нажатие любой из холостых кнопок
приводит к отпиранию тиристора VS4. Это приводит к тому,
что практически все напряжение питания падает на резисто-
ре R3, и работа устройства становится невозможной. Для раз-
блокирования системы необходимо нажать кнопку звонка SB1.
Для открывания замка нажимают кнопку Кн1, что приво-
дит к отпиранию тиристора VS1. При отпускании кнопки
тиристор остается открытым благодаря протеканию через
резистор R2 тока, превышающего ток удержания тиристора.
Кодовый замок с сигнализацией 25
Далее нажимают кнопку Кн2, отпирая тиристор VS2. Нако-
нец, после нажатия кнопки КнЗ отпирается тиристор VS3,
включается электромагнит замка Эм1 и загораются лампоч-
ки ELI, EL2, освещая табло с надписью «Входите». При от-
крывании двери размыкается концевой выключатель SA1,
чем обесточивается вся схема, а после закрывания двери этот
же выключатель приводит схему в исходное состояние.
Питание устройства производится от сетевого блока пи-
тания, схема которого показана на рис. 18.
Рис. 18. Принципиальная схема блока питания кодового замка
Блок питания собран по традиционной схеме. Сетевой
трансформатор Тр1 собран на сердечнике из пластин Ш28 при
толщине пакета 50 мм. Первичная обмотка содержит 640 вит-
ков провода ПЭВ-1 диаметром 0,49 мм, вторичная — 116 витков
провода ПЭВ-1 диаметром 1,5 мм.
3.4. Кодовый замок с сигнализацией.
Дударев Г. [16]
В схеме этого кодового.замка предусмотрен специальный
генератор, который вырабатывает звуковой сигнал о непра-
вильном наборе. Принципиальная схема замка приведена на
рис. 19.
При включении питания положительное напряжение че-
рез замкнутые контакты SB10, фильтр R4, С2 и резистор R1
поступает на вход установки нуля триггера DD1 типа KI 55ТВ1.
На его прямом выходе образуется уровень 0, которым запира-
ется тиристор VS1. На инверсном выходе образуется уровень 1,
26 Глава 3 Кодовые замки
Рис. 19. Принципиальная схема кодового замка с сигнализацией
который при одновременно нажатых кодовых кнопках SB7,
SB8 и SB9 приводит в действие исполнительный механизм
замка. Остальные шесть кнопок SB1-SB6 являются холосты-
ми, но нажатие любой из них приводит к опрокидыванию
триггера. Тогда на прямом выходе образуется уровень 1, ко-
торым отпирается тиристор VS1. В результате начинает
Рис. 20. Размещение элементов схемы на печатной плате кодового замка
с сигнализацией
Кодовый замок с сигнализацией 27
работать симметричный мультивибратор, собранный на тран-
зисторах VT1, VT2. Генерируемые им колебания усиливаются
транзистором VT3 и воспроизводятся динамической голов-
кой ВА1.
Число сочетаний по три из девяти составляет 84. Если
вместо шести использовать семь холостых кнопок, число
сочетаний увеличится до 120. При этом вместо кнопки SB 10
удобно использовать концевой выключатель, установленный
на двери.
Размещение элементов схемы на печатной плате показа-
но на рис. 20.
Применение ламп
дневного света
4.1. Питание лампы дневного света
постоянным током. Кавыев А. [17]
Традиционные схемы стартерного зажигания ламп дневного
света обладают существенными изъянами: перегрузкой выво-
дов лампы и созданием высокого уровня радиопомех, появ-
ляющихся в моменты размыкания контактов стартера. Часто
также зажигание происходит лишь после ряда вспышеж От
этих неприятностей свободны схемы, в которых нити накала
не используются, а поджиг лампы осуществляется напряжени-
ем, достаточным для ионизации газа. Принципиальная схема
одной из возможных схем приведена на рис. 21.
Устройство подключается к электросети через штатный
дроссель L1. Конденсатор С1 служит для подавления незна-
чительных радиопомех, возникающих при тихом разряде
С2 0,5мк 300В
4мк400В vk СЗО.ЗмкЗООВ VD1-VD4
•J“VD6 КС630А КЦ05А
Рис. 21. Схема питания лампы дневного света ЛДЦ-40
________________Резонансный преобразователь напряжения 29
в лампе. В течение одного полупериода сети, когда на ниж-
нем по схеме сетевом выводе оказывается положительное на-
пряжение относительно верхнего вывода, одновременно за-
ряжаются оба конденсатора С2 и СЗ. Зарядный ток С2 про-
текает от нижнего сетевого вывода через диод моста VD3,
стабилитрон VD5 и дроссель. Зарядный ток СЗ протекает от
нижнего сетевого вывода через стабилитрон VD6, диод мос-
та VD2 и дроссель.
В течение следующего полупериода, когда положитель-
ное напряжение оказывается на верхнем сетевом выводе от-
носительно нижнего, оно суммируется с напряжениями на
обоих конденсаторах. Мгновенное значение суммарного на-
пряжения достигает 900 В, чего вполне достаточно для иони-
зации газа и поджига лампы. Далее на работу схемы конден-
саторы С2, СЗ и стабилитроны не влияют, а горение лампы
поддерживается напряжением, выпрямленным диодным мо-
стом. При этом ток лампы ограничивается дросселем. Резис-
тор R1 служит для разряда конденсаторов после выключения
питания лампы.
4.2. Резонансный преобразователь
напряжения. Бородатый Ю., Котурбат Р. [18]
Преобразователь предназначен для питания лампы дневного
света напряжением высокой частоты от двенадцативольтовой
аккумуляторной батареи, а также для заряда этой батареи от
электробытовой сети напряжением 220 В. Принципиальная
схема преобразователя представлена на рис. 22.
В показанном на схеме положении переключателя SA1
напряжение сети через предохранитель FU1 поступает на
одну из обмоток трансформатора Т1, к другой обмотке кото-
рого подключен диодный мост VD1-VD4. Выпрямленное на-
пряжение через предохранитель FU2 и контакты переключа-
теля SA1.2 подается для заряда на аккумуляторную батарею.
В этом режиме трансформатор используется в качестве по-
нижающего. Параметры трансформатора и мощные диоды
позволяют заряжать автомобильные аккумуляторные бата-
реи емкостью до 50 Ач.
30 Глава 4 Применение ламп дневного света
Рис. 22. Принципиальная схема резонансного преобразователя напряжения
В нижнем по схеме положении переключателя SA1 напря-
жение аккумуляторной батареи через замкнутые контакты
SA1.2 и предохранитель FU2 подается на генератор, собран-
ный на транзисторах VT1, VT2 по двухтактной схеме. Между
коллекторами транзисторов включена обмотка трансформа-
тора, а положительная обратная связь осуществляется кон-
денсаторами С1 и С2. За счет резонансных явлений в схеме
амплитуда генерируемых колебаний превосходит напряже-
ние питания. Частота собственных колебаний генератора
достигает 100-150 кГц. В этом режиме трансформатор ис-
пользуется в качестве повышающего, и напряжения на его
выходе достаточно для ионизации газа в баллоне лампы
дневного света. Высокая частота ионизации устраняет мель-
кания и стробоскопический эффект, характерный для газо-
разрядных ламп, питаемых от электробытовой сети пере-
менного тока частотой 50 Гц.
В схеме используется силовой трансформатор типа ТС-
180-2 от черно-белых унифицированных телевизоров. У него
используются лишь сетевые обмотки 1-2 и 2’-Г, рассчитан-
ные на ПО В каждая, и накальные обмотки 9-10 и 10’—9’, рас-
считанные на 6,3 В каждая.
В авторской схеме отсутствуют резисторы R1 и R2. Одна-
ко их рекомендуется установить, так как работа транзисто-
ров с «висячими» базами не рекомендуется.
Регулируемый преобразователь напряжения 31
4.3. Регулируемый преобразователь
напряжения. Кобец В. [19]
Преобразователь рассчитан на питание лампы дневного света
от аккумуляторной батареи напряжением от 6 до 12 В, которая
может обеспечить ток силой в несколько ампер. Имеется так-
же возможность ручного регулирования яркости лампы. Прин-
ципиальная схема преобразователя приведена на рис. 23.
к выв. 14JDD1
R4 470
VD3KC168A
C1470^ к выв 7
DD1.3 DD1.4
4 s
DD1.1 DD1.2
TH
R2*33K
R1
100K
VD1 КД522Б.
bbl
R3*20K
R51K
13
13
U- C2
"T~ Юмк
-Lx16B
VT1
KT3102A
6...12В
EL1
R7*51
C3
10mk
x16B
VT2 KT805AM
DD1 К561ЛА7
VD2 И R6 510
КД522Б Y
8
Рис. 23. Принципиальная схема регулируемого преобразователя напряжения
Задающий генератор преобразователя собран на элемен-
тах DD1.1-DD1.3 интегральной микросхемы К561ЛА7. Под-
бор сопротивлений резисторов R2 и R3 позволяет получить
импульсы с периодом повторения около 50 мкс и длительно-
стью примерно 20 мкс. При таких параметрах регулировкой
переменного резистора R1 достигается изменение периода
повторения при постоянной длительности импульсов. С вы-
хода задающего генератора импульсная последовательность
поступает на буферный элемент DD1.4, а с него на усилитель
мощности, который собран на транзисторах VT1, VT2 по
схеме «Общий коллёктор-общий эмиттер». Нагрузкой усили-
теля мощности является лампа дневного света ELI, подклю-
ченная через повышающий трансформатор TI.
32 Глава И 4 Применение ламп дневного света
При напряжении аккумулятора 12 В питание микросхемы
производится через параметрический стабилизатор R4, VD3.
При напряжении б В стабилитрон не работает.
Трансформатор собирается в броневом сердечнике из фер-
рита марки 2000НМ1 с наружным диаметром 30 мм. Первич-
ная обмотка содержит 35 витков провода ПЭВ-2 диаметром
0,45 мм, вторичная - 1000 витков, диаметром 0,16 мм. Про-
кладка между обмотками - несколько слоев лакоткани, про-
кладки между слоями вторичной обмотки - один слой лакот-
кани. Чашки сердечника собирают с зазором 0,2 мм, поместив
между чашками кольцо из чертежной бумаги и стянув их ла-
тунной или алюминиевой щпилькой с гайками и шайбами
«гровер».
Эскиз печатной платы с расположенными на ней элемен-
тами схемы показан на рис. 24.
Рис. 24. Эскиз печатной платы с элементами схемы
Экономичный преобразователь 33
4.4. Экономичный преобразователь.
Зуев Л. [20]
Преобразователь предназначен для питания люминесцент-
ной лампы ЛБУ-30 током высокой частоты около 25 кГц от
аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 13,2 В
при потребляемом токе 2,6 А. В таком режиме в несколько раз
увеличивается световая отдача люминесцентных ламп. Прин-
ципиальная схема преобразователя приведена на рис. 25.
Рис. 25. Принципиальная схема экономичного преобразователя
Элементы схемы образуют мост, в одну диагональ которо-
го (средняя точка первичной обмотки трансформатора Т2 -
средняя точка вторичной обмотки трансформатора Т1) вклю-
чен источник питания через предохранитель FU1, а в другую
диагональ - транзисторы VT1, VT2 с сопутствующими элемен-
тами. Диоды VD1, VD2 предохраняют базовые цепи транзис-
торов, a VD3, VD4 - коллекторные цепи от воздействия обрат-
ных напряжений. Конденсатор С1 защищает аккумулятор от
импульсных токов. Элементы R5, С6 устраняют высокочастот-
ные помехи.
При включении питания оба транзистора заперты благо-
даря наличию разряженных конденсаторов С2, СЗ, но они
начинают заряжаться через резисторы Rl, R2. При этом по-
тенциалы баз растут. В результате один из транзисторов, на-
пример VT1, отпирается и появляется ток в обмотке III транс-
форматора Т1. Как следствие этого, возбуждается ЭДС индук-
ции на обмотке II, приводящее к перезаряду конденсатора С2,
34 Глава 4 Применение ламп дневного света__________
насыщению транзистора VT1 и нарастанию тока в обмот-
ке III до максимума. В то же время возникает ЭДС индукции
на обмотке 1Г, которым запирается транзистор VT2. При на-
сыщении транзистора VT1 рост тока в обмотке III прекращает-
ся и ЭДС индукции на обмотке П спадает до нуля. Это приводит
к уменьшению тока транзистора VT1, и процесс приобретает
обратный характер. Таким образом транзисторы поочередно
отпираются и запираются. Частота колебаний определяется
резонансной частотой последовательного контура L2, С7
(46 кГц), который индуктивно связан с генератором. После за-
жигания лампы частота зависит от времени перемагничивания
сердечника дросселя L1, инд уктивно связанного с трансформа-
тором Т1, и уменьшается до 25 кГц.
Все дроссели и трансформаторы устройства наматывают-
ся на кольца^из феррита марки М2000НМ-1. Типоразмеры
колец и намоточные данные приведены в табл. 1.
Таблица 1. Данные намоточных изделий экономичного преобразователя
Намоточное изделие Сердечник Секция Число витков Диаметр провода, мм
L1 К7х4х2 — 5 0,63
L2 К40х25х11 — 140 0,41
I 3 0,63
Т1 К20х12х6 II и И’ 12 0,41
III и III’ 3 0,63
Т2 К40х25х11 1иГ 11 0,8
II 140 0,41
Миниатюрные
радиоприемники
5.1. Простой приемник с фиксированной
настройкой. Лесога А, Чванов В. [21]
Этот радиоприемник предназначен для приема передач од-
ной местной радиостанции и собран по рефлексной схеме.
Это означает, что один и тот же каскад выполняет две раз-
ные функции. Принципиальная схема приемника приведена
на рис. 26.
Прием осуществляется магнитной антенной МА, которая со-
стоит из приемного колебательного контура LI, С1 и катушки
Рис. 26. Принципиальная схема приемника с фиксированной настройкой
36 Глава И 5 Миниатюрные радиоприемники___________
связи L2. Контур настраивается на ближайшую радиостан-
цию, работающую в диапазоне длин волн 250-300 м, с помо-
щью полупеременного конденсатора Cl. С катушки связи L2
высокочастотный сигнал поступает на базу транзистора VT1,
на котором собран усилитель по схеме с общим эмиттером.
С коллекторной нагрузки R1 сигнал подается на базу транзи-
стора VT2 для дополнительного усиления. Нагрузкой в цепи
коллектора этого транзистора для сигналов высокой часто-
ты является высокочастотный трансформатор Т1, у которо-
го второй вывод первичной обмотки I заземлен по высокой
частоте конденсатором С4. Сигнал с вторичной обмотки II
трансформатора детектируется диодом VD1, высокочастот-
ная составляющая отфильтровывается конденсатором С2,
а низкочастотная составляющая вновь подается на базу тран-
зистора VT1 через катушку L2. Для низкочастотного сигнала
высокочастотная катушка эквивалентна простому проводни-
ку. Теперь оба транзистора усиливают сигнал звуковой часто-
ты. Для низкочастотного сигнала конденсатор С4 не пред-
ставляет собой короткого замыкания, и нагрузкой второго
каскада является телефонный капсюль BF1. Питание прием-
ника осуществляется от одного аккумулятора Д-0,06.
Магнитная антенна выполнена на стержне из феррита мар-
ки 600НН диаметром 7 мм и длиной 40 мм. Контурная катушка
содержит 70 витков, а катушка связи 10 витков. Обе катушки
наматываются проводом ПЭЛ диаметром 0,12 мм. Трансформа-
тор наматывают на кольце диаметром 10 мм из феррита той же
марки. Обмотка I имеет 60 витков, а обмотка II - 120 витков.
Обе наматываются проводом ПЭЛ диаметром 0,08 мм.
Транзисторы П401 можно заменить современными ГТ308Б
или другими германиевыми высокочастотными транзистора-
ми. Из-за низкого напряжения питания кремниевые транзис-
торы использовать не следует.
5.2. Простой рефлексный приемник.
Шоков И. [22]
Приемник рассчитан на работу в диапазоне средних волн
и обладает достаточно хорошей чувствительностью благода-
ря тому, что первые два каскада собраны по рефлексной схеме
Простой рефлексный приемник 37
Рис. 27. Принципиальная схема рефлексного приемника
и обеспечивают усиление сигнала и по высокой, и по низкой ча-
стоте. Принципиальная схема приемника показана на рис. 27.
Входной колебательный контур LI, С1 выделяет сигнал^
частота которого совпадает с резонансной частотой этого
контура. Настройка контура на необходимую станцию произ-
водится с помощью конденсатора переменной емкости С1.
Катушка связи L2, индуктивно связанная с контурной катуш-
кой, предназначена для передачи сигнала на базу транзистора
VT1, который служит усилителем, включен по схеме с общим
эмиттером и активной нагрузкой R2 в цепи коллектора. Рези-
стор R1 служит для подачи смещения на базу, а его сопротив-
ление подбирается так, чтобы ток коллектора составил 1,2 мА.
Усиленный сигнал высокой частоты с коллекторной нагрузки
первого каскада через разделительный конденсатор СЗ пода-
ется на базу транзистора VT2, который включен по схеме с об-
щим коллектором. Сигнал высокой частоты полностью при-
ложен к катушке L4, так как входное сопротивление
транзистора VT3 для него мало. Катушка связи L3 нагружена
амплитудным детектором, собранным на диоде VD1 и конден-
саторе С2. Продетектированный сигнал через катушку L2, не
представляющую собой для низкой частоты заметного сопро-
тивления, поступает вновь на базу транзистора VT1, выполня-
ющего теперь функцию усилителя низкой частоты. Усилен-
ный сигнал низкой частоты с коллектора VT1 подается на базу
транзистора VT2, который вместе с транзистором, VT3 образу-
ет составной транзистор. Он нагружен электродинамическим
38 Глава И 5 Миниатюрные радиоприемники
капсюлем BF1. Ток коллектора транзистора VT3 около 10 мА
достигается подбором сопротивления резистора R3.
Магнитная антенна выполнена на стержне из феррита мар-
ки Ф-600 диаметром 8 мм и длиной 90 мм. Катушки наматыва-
ются виток к витку на подвижных бумажных гильзах проводом
ПЭЛШО диаметром 0,12 мм. L1 содержит 120 витков, a L2 -
7 витков. Катушки L3 и L4 наматываются проводом ПЭЛ ди-
аметром 0,06 мм на кольцо из феррита той же марки с на-
ружным диаметром 10 мм. L3 содержит 90 витков, a L4 -
270 витков.
Транзисторы П401 можно заменить современными ГТ308Б,
аП14-ГТ108А
5.3. Простой приемник на микросхеме.
Беседин В. [23]
Благодаря использованию многофункциональной микросхе-
мы высокой степени интеграции К174ХА10 этот приемник
прямого усиления, отличающийся малым числом деталей
и малыми габаритами, характеризуется хорошей чувствитель-
ностью и удачными эксплуатационными параметрами. Так,
он оснащен системой автоматической регулировки усиления
АРУ и регулятором громкости. Настройка на станции не со-
провождается свистами. Обеспечивается громкоговорящий
прием. Интегральная микросхема К174ХА10 представляет
собой однокристальный радиоприемник, содержащий при-
емный тракт с усилителем высокой частоты, детектором
и усилителем низкой частоты. Она также содержит и другие
элементы, необходимые для постройки супергетеродинного
приемника амплитудной или частотной модуляции, которые
в данной схеме не используются. Габариты микросхемы без
выводов 22x7,4x5 мм, масса 1,5 г.
Принципиальная схема приемника представлена на рис. 28.
Сигнал, принятый антенной, подается на входной поло-
совой фильтр через конденсатор С1 малой емкости, чтобы
устранить влияние антенны на настройку. Фильтр содержит
два настраиваемых колебательных контура LI, С2.1 и L2,
С2.2 с емкостной связью между ними благодаря применению
Простой приемник на микросхеме 39
Рис. 28. Принципиальная схема приемника на микросхеме
конденсатора СЗ. С катушки связи L3 сигнал принятой радио-
станции поступает на вход усилителя микросхемы (выво-
ды 2,1). Выход усилителя (вывод 15) нагружен резистором R1,
скоторого сигнал подается на вход детектора (вывод 14).
К выходу детектора (вывод 8) через конденсатор С6 подклю-
чен регулятор громкости R2, с которого сигнал звуковой ча-
стоты подается на вход усилителя низкой частоты (вывод 9).
Конденсаторы С7 и С8 служат для подавления высокочастот-
ных составляющих продетектированного сигнала. Выход УНЧ
(вывод 12) через разделительный конденсатор СЮ соединен
с динамический головкой ВА1. Катушка индуктивности L4
предотвращает самовозбуждение УНЧ на высокой частоте.
Конденсатор С9 устраняет обратную связь в схеме усилите-
ля. От емкости этого конденсатора зависит воспроизведение
нижних звуковых частот сигнала: чем больше емкость, тем
лучше они воспроизводятся.
Печатная плата с размещением на ней элементов схемы
показана на рис. 29 (не в масштабе).
В приемнике применен обычный двухсекционный агре-
гат конденсаторов переменной емкости, каждый из которых
перестраивается в пределах от 12 до 495 пФ. Если приемник
должен быть переносным, можно взять агрегат от малогаба-
ритных приемников. Катушки L1 и L2 одинаковые. Для их
изготовления используются ферритовые стержни диамет-
ром 8 мм и длиной 15 мм. Стержни вставляются в бумажные
гильзы, на которые производится намотка катушек внавал по
40 Глава 5 Миниатюрные радиоприемники
Рис. 29. Печатная плата с размещением элементов схемы приемника
65 витков каждая проводом ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм. По-
верх катушки L2 укладывается два витка такого же провода,
которые образуют катушку L3. Катушка L4 бескаркасная. Она
наматывается виток к витку на оправке диаметром 3 мм и со-
держит 6 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм.
5.4. Миниатюрный приемник на ОУ.
Мазуров С. [24]
В предлагаемом радиоприемнике операционный усилитель
К140УД1А выполняет все функции, необходимые для при-
ема- усиление сигнала высокой частоты, его детектирова-
ние и усиление сигнала низкой частоты. Вместе с тем, схема
содержит минимальное количество навесных деталей. При-
емник имеет фиксированную настройку и предназначен для
приема сигналов радиостанции «Маяк» на волне 550 м. Благо-
даря большому коэффициенту усиления операционного уси-
лителя приемник обладает хорошей чувствительностью и спо-
собен принимать сигнал на расстоянии до 100 км от мощной
радиостанции. Принципиальная схема приемника приведе-
на на рис. 30.
Выделение полезного сигнала заданной частоты осуществ-
ляется колебательным контуром магнитной антенны L2, С1.
С помощью катушки связи L1 принятый сигнал поступает
на входы операционного усилителя - неинвертирующий
(вывод 10) и инвертирующий (вывод 9). Назначение резисто-
ра R1 состоит в установке режима операционного усилителя.
Миниатюрный приемник на ОУ 41
Рис. 30. Принципиальная схема приемника на операционном усилителе
Сигнал звуковой частоты снимается с выхода операционного
усилителя и поступает к головным телефонам ТМ-2М, которые
подключаются с помощью соединителя XI. Питание приемни-
ка напряжением 9 В производится от батареи «Крона», подклю-
ченной к приемнику соединителем Х2.
Магнитная антенна выполняется на стержне из феррита
марки 400НН или 600НН диаметром 8 мм и длиной 40 мм.
Стержень обматывают несколькими слоями бумаги и наматы-
вают катушку L2 виток к витку литцендратом ЛЭШО 10x0,05,
которая содержит 70 витков. Катушка L1 наматывается по-
верх катушки L2. Она содержит 15 витков провода ПЭЛ диа-
метром 0,1 мм.
Для настройки приемника на нужную радиостанцию нуж-
но подобрать емкость конденсатора С1, а плавную настрой-
ку можно осуществить перемещением ферритового стержня
внутри катушек магнитной антенны. После настройки стер-
жень внутри бумажной гильзы фиксируют каплей парафина.
Если после включения питания приемник самовозбужда-
ется, достаточно припаять между выводами 1 и 3 операцион-
ного усилителя малогабаритный конденсатор емкостью от
5100 до 10000 пФ.
Приложение
Активные фильтры.
Никитин В.
Электрическим фильтром называется устройство для переда-
чи электрических сигналов, пропускающее токи в опреде-
ленной области частот и препятствующее их прохождению
вне этой области. В радиотехнике и электронике электричес-
кие фильтры подразделяют на пассивные и активные. Схемы
пассивных фильтров содержат только пассивные элементы:
резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. В схе-
мы активных фильтров помимо указанных элементов входят
такие активные изделия, как транзисторы или интегральные
микросхемы. Фильтрующие свойства устройства определя-
ются его амплитудно-частотной характеристикой, которой
называется зависимость коэффициента усиления этого уст-
ройства от частоты сигнала. В некоторой области частот,
которая называется полосой пропускания или полосой про-
зрачности, электрические колебания передаются фильтром
с входа на выход практически без ослабления. Вне полосы
прозрачности расположена полоса затухания или задержива-
ния, в пределах которой частотные составляющие сигнала
ослабляются. Между полосой прозрачности и полосой задер-
живания находится частота, называемая граничной. В связи
с тем что существует плавный переход между полосой про-
зрачности и полосой затухания, граничной обычно считает-
ся частота, на которой ослабление сигнала оказывается рав-
ным -3 дБ - то есть по напряжению в ^2 раз меньше, чем
в полосе прозрачности.
Активные фильтры 43
Всегда интересно получить крутой переход амплитудно-
частотной характеристики между полосой прозрачности
и полосой затухания. В пассивных фильтрах увеличения кру-
тизны такого перехода добиваются усложнением схемы и при-
менением многозвенных систем. Сложные фильтры требуют
громоздких расчетов и точной настройки. Активные фильт-
ры благодаря использованию обратной связи оказываются
значительно проще и дешевле.
Принято подразделять фильтры на четыре категории в за-
висимости от расположения полосы прозрачности:
• фильтры нижних частот (0 < f < f);
• фильтры верхних частот (f > f0);
• полосовые фильтры (f01 < f < f );
• заграждающие или режекторные фильтры (0 < f < f01
Hf>f02).
Здесь f - частота сигналов, проходящих через фильтр; f -
граничная частота; f - нижняя граничная частота; f 9 - верх-
няя граничная частота. Таким образом, фильтр нижних частот
пропускает составляющие сигнала, частота которых меньше
граничной частоты; фильтр верхних частот пропускает со-
ставляющие сигнала, частота которых больше граничной ча-
стоты; полосовой фильтр пропускает составляющие сигнала,
частота которых находится между нижней граничной часто-
той f01 и верхней граничной частотой f02; наконец режектор-
ный фильтр ослабляет сигналы, частота которых находится
между нижней граничной f01 и верхней граничной f02 частота-
ми. Существуют и более сложные фильтры специального на-
значения, например гребенчатый фильтр, применяемый
в цветном телевидении, пропускающий много узких полос
и ослабляющий промежутки между ними.
Электрические фильтры находят широкое применение
в электротехнике, радиотехнике и электронике. Так на выходе
выпрямителей используется фильтр нижних частот, пропуска-
ющий только постоянную составляющую выпрямленного тока
и ослабляющий прохождение пульсаций. В радиоприемниках
широко используются полосовые фильтры, которые позволя-
ют выделить из принятых антенной сигналов множества радио-
станций только один, полоса частот которого оказывается
в полосе прозрачности фильтра.
44 Приложение______________________________________
Принято еще одно деление всех фильтров на две катего-
рии: фильтры, схема которых содержит катушки индуктив-
ности, и фильтры без индуктивностей, RC-фильтры или ре-
зисторно-конденсаторные фильтры.
Активные резисторно-конденсаторные фильтры имеют
огромное преимущество перед их пассивными аналогами,
особенно на частотах ниже 10 кГц. Пассивные фильтры для
низких частот должны содержать катушки большой индук-
тивности и конденсаторы большой емкости. Поэтому они
получаются громоздкими, дорогостоящими, а их характери-
стики оказываются далеко не идеальными.
Большая индуктивность достигается за счет большого
числа витков катушки и применения ферромагнитного сер-
дечника. Это лишает ее свойств чистой индуктивности, так
как длинный провод многовитковой катушки обладает замет-
ным сопротивлением, а ферромагнитный сердечник подвер-
жен влиянию температуры на его магнитные свойства. Необ-
ходимость же использования большой емкости вынуждает
применять конденсаторы, обладающие плохой стабильнос-
тью, например электролитические. Активные фильтры в зна-
чительной мере лишены указанных недостатков.
Рассмотренные ранее схемы дифференциатора и интег-
ратора, построенные с применением операционных усили-
телей, представляют собой простейшие активные фильтры.
При выборе элементов схемы в определенной зависимости
от частоты дифференциатор становится фильтром верхних
частот, а интегратор - фильтром нижних частот. Далее будут
рассмотрены примеры других более сложных и наиболее
универсальных фильтров. Большое количество других воз-
можных схем активных фильтров вместе с их детальным ма-
тематическим анализом можно найти в разных учебниках
и пособиях.
Фильтры нижних частот
Если объединить схему инвертирующего усилителя со схе-
мой интегратора, образуется схема фильтра нижних частот
первого порядка, которая показана на рис. П.1.
Такой фильтр представляет собой инвертирующий усили-
тель, обладающий постоянным коэффициентом усиления
Активные фильтры 45
Рис. П.1. Схема активного фильтра нижних частот первого порядка
в полосе прозрачности от постоянного тока до граничной ча-
стоты f0. Видно, что в пределах полосы прозрачности, пока
емкостное сопротивление конденсатора достаточно велико,
коэффициент усиления схемы совпадает с коэффициентом
усиления инвертирующего усилителя:
К = ^ = -^. /ПП
um R. <ПЛ)
Граничная частота этого фильтра определяется элемента-
ми цепи обратной связи в соответствии с выражением:
~ 2nR2C2 (П-2>
Амплитудно-частотная характеристика - зависимость ам-
плитуды сигнала на выходе устройства от частоты при посто-
янной амплитуде на входе этого устройства - представлена
на рис. П.2.
В полосе затухания выше граничной частоты f0 усиление
уменьшается с интенсивностью 20 дБ/декада (или 6 дБ/ок-
тава), что означает уменьшение коэффициента усиления по
напряжению в 10 раз при увеличении частоты также в 10 раз
Рис. П.2. Амплитудно-частотная характеристика фильтра нижних частот
первого порядка
46 Приложение
или уменьшение коэффициента усиления в два раза при каж-
дом удвоении частоты.
Если такой крутизны наклона амплитудно-частотной ха-
рактеристики в полосе затухания недостаточно, можно ис-
пользовать фильтр нижних частот второго порядка, схема
которого показана на рис. П.З.
Рис. П.З. Принципиальная схема активного фильтра нижних частот
второго порядка
Коэффициент усиления фильтра нижних частот второго
порядка такой же, как у фильтра первого порядка, в связи
с тем что суммарное сопротивление резисторов в цепи ин-
версного входа, как и ранее, выражается значением R1:
к=-^.
Л
Граничная частота при выполнении условия = 4R2C2
также выражается прежней формулой:
f =__1__
0 2nR2C2 •
Что касается амплитудно-частотной характеристики этого
фильтра, представленной на рис. П.4, то она отличается повы-
шенной крутизной наклона, которая составляет 12 дБ/октава.
Рис. П.4. Амплитудно-частотная характеристика фильтра нижних частот
второго порядка
Активные фильтры 47
Таким образом, в полосе затухания при увеличении часто-
ты вдвое напряжение сигнала на выходе фильтра уменьшает-
ся в четыре раза.
Фильтры верхних частот
Аналогично построена схема фильтра верхних частот, кото-
рая представлена на рис. П.5. Такой фильтр является инвер-
тирующим усилителем с постоянным коэффициентом усиле-
ния в полосе прозрачности от частоты f0 и более. В полосе
прозрачности коэффициент усиления схемы такой же, как
у инвертирующего усилителя:
Рис. П.5. Принципиальная схема активного фильтра верхних частот
первого порядка
Граничная частота f0 на уровне -3 дБ задается входной це-
пью в соответствии с выражением:
Крутизна наклона амплитудно-частотной характеристи-
ки, которая представлена на рис. П.6, в области граничной
частоты составляет 6 дБ/октава.
Рис. П.6. Амплитудно-частотная характеристика фильтра верхних частот
первого порядка
48 Приложение
Как и в случае фильтров нижних частот, можно собрать
активный фильтр верхних частот второго порядка в целях
повышенного подавления сигнала в полосе затухания. Прин-
ципиальная схема такого фильтра показана на рис. П.7.
Рис. П.7. Принципиальная схема активного фильтра верхних частот
второго порядка
Крутизна наклона амплитудно-частотной характеристики
фильтра верхних частот второго порядка в области гранич-
ной частоты составляет 12 дБ/октава, а сама характеристи-
ка показана на рис. П.8.
R2
R1
f
Рис. П.8. Амплитудно-частотная характеристика фильтра верхних
частот второго порядка
Полосовые фильтры
Если объединить активный фильтр нижних частот с актив-
ным фильтром верхних частот, то в результате образуется
полосовой фильтр, принципиальная схема которого приве-
дена на рис. П.9.
Эту схему иногда называют избирательным усилителем с ин-
тегродифференцирующей обратной связью. Подобно усилите-
лям, содержащим колебательные контуры, полосовой фильтр
также имеет амплитудно-частотную характеристику с выра-
женным максимумом на определенной частоте. Называть
Активные фильтры 49
Рис. П.9. Принципиальная схема активного полосового фильтра
такую частоту резонансной нельзя, так как резонанс возмо-
жен только в контурах, образованных индуктивностью и ем-
костью. В других случаях частоту такого максимума обычно
называют частотой квазирезонанса. Для рассматриваемого
полосового фильтра частота квазирезонанса f0 определяется
элементами цепи обратной связи:
•'° <П-4)
Амплитудно-частотная характеристика этого полосового
фильтра показана на рис. П.10.
Рис. П.10. Амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра
Максимальный коэффициент усиления на частоте квази-
резонанса оказывается равным:
1С — ^2^2
К-~^' <П-5>
Относительная полоса пропускания на уровне -3 дБ:
_ /б2 ~ _ I
А А (П'6)
Принципиальная схема еще одного полосового фильтра
приведена на рис. П. 11. Здесь в цепь отрицательной обратной
50 Приложение
Рис. П.11. Принципиальная схема полосового фильтра с двойным Т-фильтром
связи включен двойной Т-фильтр, образованный резистора-
ми R2, R3, R5 и конденсаторами Cl, С2, СЗ.
Как известно, если выполняются следующие условия:
R = R= R; R = — и С = С2 = С; С, = 2С (П 7)
Z Э 7 J к £ 7 j , улл» в у
амплитудно-частотная характеристика двойного Т-фильтра
содержит квазирезонанс, частота которого равна
~ 2nRC ’ <П-8>
причем на частоте квазирезонанса коэффициент передачи
двойного Т-фильтра равен нулю. Поэтому активный фильтр
с двойным Т-фильтром, включенным в цепь отрицательной
обратной связи, является полосовым фильтром с максимумом
амплитудно-частотной характеристики на частоте квазирезо-
нанса. Три такие характеристики представлены на рис. П.12.
Характеристики различаются разными сопротивлениями
резистора R4: нижняя соответствует R4 = 100 кОм, средняя -
R4 = 1 МОм, верхняя - R4 = оо.
Рис. П.12. Амплитудно-частотная характеристика активного фильтра
с двойным Т-фильтром в цепи отрицательной обратной связи
Активные фильтры 51
Режекторные фильтры
Тот же самый двойной Т-фильтр может быть включен не
в цепь отрицательной обратной связи, как это сделано при
создании полосового фильтра, а в цепь входного сигнала.
При этом образуется активный режекторный фильтр, схема
которого приведена на рис. П.13.
Рис. П.13. Принципиальная схема режекторного фильтра с двойным
Т-фильтром
При выполнении прежних условий
D
= ^2 = = С2 = С; С3 = 2С (П.9)
амплитудно-частотная характеристика активного фильтра,
имеющего во входной цепи двойной Т-фильтр, содержит ква-
зирезонанс, частота которого по-прежнему определяется фор-
мулой (П.8). Но на частоте квазирезонанса коэффициент
усиления этого активного фильтра равен нулю. Амплитуд-
но-частотная характеристика активного фильтра с двой-
ным Т-фильтром во входной цепи показана на рис. П.14.
Рис. П.14. Амплитудно-частотная характеристика активного фильтра
с двойным Т-фильтром во входной цепи
Сложные фильтры
Несколько активных фильтров можно соединять последова-
тельно для получения амплитудно-частотной характеристики
52 Приложение
с повышенной крутизной наклона. Кроме того, соединенные
последовательно секции простых фильтров имеют понижен-
ную чувствительность. Это означает, что небольшое отклоне-
ние величины одного из компонентов схемы (отклонение со-
противления резистора или емкости конденсатора от нормы)
будет приводить к меньшему влиянию на окончательную ха-
рактеристику фильтра, чем в случае аналогичного сложного
фильтра, построенного на одном операционном усилителе.
На рис. П.15 показан ступенчатый фильтр, собранный из
трех операционных усилителей. Популярность таких фильт-
ров резко возросла после появления в продаже интегральных
микросхем, содержащих несколько операционных усилите-
лей в одном корпусе. Достоинствами этого фильтра являются
низкая чувствительность к отклонениям величин компонен-
тов и возможность получения трех выходов: верхних частот
U ., полосового U ♦ и нижних частот U о.
вых!7 вых 2 выхЗ
Рис. П.15. Прйнципиальная схема ступенчатого фильтра
Фильтр составлен из суммирующего усилителя DA1 и двух
интеграторов DA2, DA3, которые соединены в виде замкну-
той петли. Если элементы схемы выбраны согласно условию
(П.10)
то граничная частота оказывается равной
Л°2^С? <П11>
Выходы верхних и нижних частот имеют крутизну накло-
на амплитудно-частотной характеристики, равную 12 дБ/ок-
тава, а полосовой выход имеет треугольную характеристику
с максимумом на частоте f0 с добротностью Q, которая опре-
деляется резисторами установки усиления микросхемы DA1.
Поправки
В нашем выпуске № 16, в статье «Три фазы без потери мощ-
ности» (с. 10-11) были допущены опечатки.
На с. 10 верхняя формула должна быть такой:
, 1 1
/о =--откуда ZC = -y-y.
2nVZC 4л2/2
На с. 11 верхняя формула должна быть такой:
= 2nfC.U; 1,,=-^—.
C1 1/2л/С, 1 11 2л fL
Там же, следующая формула:
Г - р • I -Jw2
’~2yfafU2’ ’~2nfP
В статье «Зарядное устройство из адаптера», на с. 17,
рис. 12 в положениях переключателя SA1 указана неправиль-
ная нумерация резисторов. Должно быть сверху вниз:
R2* 82; R3* 18; R4* 13; R5* 11; R6* 8.2; R7* 6.2; R8* 4.3
На с. 24, рис. 18 нижняя часть катушки магнитной антен-
ны ма должна быть обозначена, как L2.
На с. 25, рис. 19 контурная катушка должна быть обозна-
чена, как Ы/.
На с. 37, рис. 29 неправильно показана полярность кон-
денсатора СЗ: знак + должен быть показан у нижнего вывода
конденсатора.
На с. 54, рис. П.Г вместо размера 0,6Х должно быть 0,06Х.
Приносим извинения нашим читателям.
Литература
1. Аристов А. Маломощный блок питания. // Радио. -
1980. - № 3. - С. 53.
2. Тужилин С. Блок питания аудиоплейера. // Радио. -
1998.-№ 11.-С. 52.
3. Аристов А Маломощный лабораторный блок питания. //
Радио. - 1981. - № 11. - С. 52.
4. Иванов Б. Блок питания с защитой от коротких замы-
каний. // Радио. - 1981. - № 5-6. - С. 57.
5. Степанов А. Простой LC-метр. // Радио. -1982. - № 3. -
С. 48.
6. Нечаев И. Простой лабораторный... // Радио. - 1989. -
№ 5. - С. 72-74.
7. Бирюков С. Лабораторный блок питания 0...20 В. //
Радио. - 1998. - № 5. - С. 55-56.
8. Шустов М. Простые ЧМ-радиомикрофоны. // Радио-
любитель. - 1991. - № 9. - С. 22.
9. Иванов А. УКВ-радиомикрофон. // Радиолюбитель. -
1999.-№ 10.-С. 40.
10. Осоцкий Ю. Простые радиомикрофоны. // Радио. -
1997.-№7.-С. 19.
11. Щербаков И. Портативный УКВ-ЧМ... // Радиолюби-
тель. - 1991. -№ 9. - С. 22.
12. Шустов М. Сетевой радиомикрофон. // Радиолюби-
тель. - 2000. - № 5. - С. 38.
13. Прокудин В. Кодовый замок на электромагнитных ре-
ле. // Радио. - 1971. - № 1. - С. 51.
14. Шустов М. Кодовый замок. // Радио. - 1999. - № 9. -
С.24-25.
Литература 55
15. Горшенин В., Буссель А., Антонов А. Кодовый замок на
тиристорах. // Радио. - 1973. -№ 2. - С. 33-34.
16. Дударев Г. Кодовый замок. // Радио. - 2002. - № 4. -
С. 51.
17. Кавыев А. Питание лампы дневного света постоянным
током. // Радио. - 1997. - № 5. - С. 36-37.
18. Бородатый Ю., Котурбат Р. Резонансный преобразова-
тель напряжения для ЛДС. // Радиолюбитель. - 2001. -
№ 6. - С. 13.
19. Кобец В. Регулируемый преобразователь напряжения
для ЛДС. // Радио. - 2000. - № 4. - С. 55, - № 11. - С. 48.
20. Зуев Л. Экономичный преобразователь для питания лю-
минесцентной лампы от аккумуляторной батареи. //
Радио. - 2001. - № 2. - С. 51.
21. Лесота А., Чванов В. Простой транзисторный прием-
ник с фиксированной настройкой. // Радио. - 1968. -
№ 7. - С. 51-52.
22. Моков И. Простой рефлексный приемник. // Радио. -
1965. - № 1. - С. 39-40.
23. Беседин В. Простой приемник. // Радиолюбитель. -
1996. - № 10. - С. 10; № 11. - С. 10-11.
24. Мазуров С. Миниатюрный приемник на ОУ. // Радио. -
1979.-№ 7.-С. 51.